Losgröße Eins flexibel steuern

Industrie 4.0

MES-Lösung – Insbesondere die Automobilbranche hat enorme Anforderungen an Softwaresysteme zur Steuerung komplexer Montageprozesse. Mit Hydra Dynamic Manufacturing Control (DMC) meistern Produktionsbetriebe diese Anforderungen deutlich flexibler als mit herkömmlicher Technologie.

10. April 2018

Motor, Leistung, Allrad, Lackfarbe, Sitzbezug, Reifen, Felgen, LED-Scheinwerfer, Klimaanlage, Radio, Navi, Sitzheizung ... die Liste der Extras, die der Käufer eines Neuwagens auswählen kann, um sein Fahrzeug seinen Wünschen entsprechend auszustatten, ist nahezu endlos. Daher gehört die variantenreiche Sequenzfertigung insbesondere in der Automotive-Branche zum Produktionsalltag. Die Herausforderung der Zulieferer besteht darin, verschiedene Varianten von Produkten zeitnah (just in time) und in einer vorgegebenen Reihenfolge (just in sequence) direkt an die Linie der Automobilhersteller zu liefern und diese dabei möglichst kostengünstig herzustellen. Dafür brauchen die Zulieferer flexible Softwaretools zur Steuerung und Überwachung der eigenen Montagelinien. Und genau dafür gibt es Hydra-DMC – die MES-Anwendung zur Modellierung, Steuerung und Überwachung von komplexen Fertigungsprozessen.

Bei einem Automobilzulieferer wird aktuell eine neue Montagelinie mit insgesamt 50 Stationen geplant und modelliert. Da es sich im weitesten Sinne um ein Greenfield-Projekt handelt, die Linie also komplett neu aufgebaut wird, hat das Unternehmen die Möglichkeit, die Linie mit ihren Stationen und die Software zur Steuerung und Überwachung optimal miteinander zu verzahnen. Neben der Steuerung des Herstellungsprozesses muss der Hersteller zudem die Rückverfolgbarkeit aller Produkte, Materialien und am Prozess beteiligten Ressourcen sicherstellen. Zudem möchte er aussagekräftige Kennzahlen wie beispielsweise OEE (Overall Equipment Effectiveness) und FPY (First Pass Yield) nutzen, um damit die Abläufe kontinuierlich optimieren zu können (z. B. Verbesserung der Abtaktung der einzelnen Stationen). Aufgrund der vom Automobilisten vorgegebenen Variantenvielfalt produziert der Zulieferer grundsätzlich mit Losgröße 1.

Variantenreiche Sequenzfertigung

Im Fall der genannten Linie mit 50 Stationen geht es um die Herstellung von Instrumententafeln – im Volksmund auch Armaturenbrett genannt. Je nach Ausstattung des bestellten Fahrzeugs wird die Instrumententafel mit unterschiedlichen Komponenten bestückt, die teilweise in angeschlossenen Sublinien vormontiert werden. Daraus ergibt sich eine komplexe und verzweigte Architektur der Montagelinie. An rund zehn der Stationen sind Dynamic Line Panels (DLP) angebracht, die dem Werker Informationen zum aktuellen Arbeitsschritt bzw. Werkstück anzeigen und zudem Anweisungen geben, was als Nächstes zu tun ist. Auch unterstützen die DLPs die Durchführung von Qualitätsprüfungen.

Nutzen und Funktionsumfang

In Summe sorgt Hydra-DMC dafür, dass stets die richtigen Arbeitsschritte ausgeführt werden und nur Produkte weiterverarbeitet werden, die den jeweiligen Qualitätsansprüchen entsprechen. Hierbei greift die integrierte Prozessverriegelung, die in Echtzeit prüft, ob alles korrekt gefertigt wurde und ggf. den Ablauf unterbricht. Nur so kann der Zulieferer eine Null-Fehler-Produktion sicherstellen und somit den Forderungen des Kunden nach Kosteneinsparung und Liefertermin standhalten.

Um die Reihenfolge der zu produzierenden Varianten festzulegen sowie die Kommunikation mit dem Automobilisten abzubilden, nutzt der Zulieferer eine externe Sequenzierungssoftware, die über eine bidirektionale Schnittstelle an Hydra-DMC angebunden ist. An den einzelnen Arbeitsstationen sind sowohl Maschinen über OPC-UA als auch Werkzeuge (z. B. Schrauber) über eigene Treiberbausteine angekoppelt. Alle erfassten Daten werden zentral abgelegt, damit der Herstellungsprozess lückenlos dokumentiert und somit die Basis für die geforderte übergreifende Rückverfolgbarkeit geschaffen wird. Dabei kombiniert Hydra die erfassten Daten aus der Montagelinie mit den Daten aus der batchorientierten Vorfertigung sowie den nachgelagerten Verpackungsprozessen.

Obwohl Anwender mit Hydra-DMC die Modellierung sowie die Entwicklung von Treiberbausteinen zur Anbindung von Maschinen und Peripherie in der Regel selbst übernehmen, greift der genannte Zulieferer in diesem Fall auf eigenen Wunsch auf die Spezialisten von MPDV zu, die ihn bei diesen Tätigkeiten unterstützen. Die dabei entstehenden Komponenten (z.B. DLP-Bedienoberflächen und Funktionsbausteine) gehen in das Eigentum des Auftraggebers über und können daher als Template in späteren Projekten auch für andere Linien wiederverwendet werden.

Nach einer erfolgreichen Inbetriebnahme der genannten Linie plant der Zulieferer, weitere sechs Linien mit insgesamt 39 Stationen mit Hydra-DMC auszustatten. Da diese Linien bereits bestehen, werden sie im Sinne eines Retrofittings nachträglich an Hydra angebunden. Die zuvor genannte neue Linie mit 50 Stationen soll zunächst als produktives Pilotprojekt und Showcase dienen, um für die Transformation der sechs anderen Linien im Unternehmen das notwendige Vertrauen zu schaffen. hjsz

MES Tagung auf der Hannover Messe

Manufacturing Execution Systems (MES), zur digitalen Vernetzung von Produktions- und Managementebenen unverzichtbar, stehen im Fokus der Veranstaltung am 26.04.2018. Hersteller und Anwender der Fertigungsindustrie liefern Praxisbeispiele und diskutieren, wie Produktionsprozesse mithilfe intelligenter MES-Lösungen effizienter gestaltet werden. Ergänzt wird die Tagung durch eine Podiumsdiskussion über die Chancen und Risiken, Produktionsabläufe mit Cloud-Software zu steuern.

Erschienen in Ausgabe: 03/2018