Fertigungsprozess optimieren: Diese Möglichkeiten bieten neue Softwarelösungen

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Vor dem Hintergrund steigender Kosten und sinkender Verfügbarkeit von Energie gewinnt auch das Messen und Bewerten von Produktivität zur Optimierung von Fertigungsprozessen nochmals an Bedeutung. Welche neuen Möglichkeiten bietet aktuelle Software, um diese Prozessoptimierungen gezielt anzugehen?

Ressourcenschonendes und nachhaltiges Wirtschaften rückt angesichts der Energiekrise und deutlich steigender Kosten noch stärker in den Vordergrund. Viele Unternehmen suchen deshalb nach weiteren Möglichkeiten, ihre Produktivität zu erhöhen und den Fertigungsprozess optimieren zu können, um ihre Effizienz weiter zu steigern. Hierfür steht mit Digital Performance Management (DPM) eine wirkungsvolle Lösung für die Fertigung zur Verfügung. DPM basiert auf der IIoT-Plattform ThingWorx von PTC und wurde für die Identifizierung, Bewertung, Priorisierung und Behebung von Problemen im Rahmen eines Closed-Loop-Systems entwickelt.

Fertigungsprozess optimieren und Energieverbrauch senken

Mit der Einführung von DPM verfolgt der IT-Anbieter einen grundlegenden Paradigmenwechsel bei der kontinuierlichen Verbesserung von Produktivität in der Fertigung, der ein einziges, gemeinsames ‚Vokabular‘ für die Identifizierung, Bewertung, Priorisierung und Behebung der Probleme bereitstellt, die die stärksten negativen Auswirkungen auf die Fertigung haben. Die Komplexität des Datenflusses einer Produktionslinie wird aufgelöst in einer einheitlichen Metrik – den Produktionsstunden – und damit in einer eindeutigen, allgemein verständlichen Bedeutung rationalisiert. Dies macht Fakten und eindeutig messbare, nachweisbare Produktionsverbesserungen möglich. So trägt DPM zur Schaffung effizienterer Prozesse und höherer Produktivität bei und die Lösung senkt zugleich den Energieverbrauch.

Closed Loop ist State of the Art

Mit dem Closed-Loop-System als Basis bietet DPM zahlreiche Vorteile: Verdeckte Probleme lassen sich damit schnell auffinden und verstehen. Ineffiziente Vorgänge mit Schwachstellen, die sich möglicherweise über Jahre hinweg etabliert haben, werden sichtbar. Dies veranschaulicht, welche Ansatzpunkte ein Unternehmen hat, um den Durchsatz zu steigern, die Gesamtanlageneffektivität zu erhöhen und/oder um andere wesentliche Leistungskennzahlen zu verbessern. Ursachenanalysen und die Ermittlung potenzieller Abhilfemaßnahmen sind mit erweiterten Analysen möglich, indem manuell und automatisiert erhobene Daten miteinander verbunden, Einblicke geschaffen und Ergebnisse nachverfolgt werden. Mitarbeiter erhalten die notwendigen Daten für Korrekturmaßnahmen sowie Verbesserungen von Vorgängen über einen Aktionsplan, mit dem sich in den jeweiligen Unternehmensbereichen transparent kommunizieren lässt.

Durch die einheitliche Ergebnismessung sorgt der Ansatz dafür, dass die Maßnahmen zu den definierten Zielvorgaben führen und in die Umsetzung kommen. Die Optimierungsmaßnahmen sind transparent, übertragbar und konzentrieren sich auf die Bereiche der Produktion, in denen sich die größten Potentiale heben lassen.

Einfache Installation – direkte Einblicke

Mit der Installation von DPM haben Unternehmen unmittelbar Zugriff auf die Daten ihrer Produktion: Ein Dashboard visualisiert granular die Produktionsdaten der Produktionsstätte sowie automatisierter Anlagen und versorgt Analyse- sowie Optimierungstools mit den notwendigen Daten. Basierend auf diesen Daten hilft etwa die Leistungsanalyse dabei, die wichtigsten Gründe für Produktionsverluste zu identifizieren und die relativen Auswirkungen unterschiedlicher Verlustkategorien zu verstehen. Nachdem die Verluste mit kritischen Auswirkungen in der Leistungsanalyse identifiziert wurden, können Aktionen, die mit den Gründen für die Verluste verknüpft sind, im Aktions-Tracker erstellt und verfolgt werden. So lassen sich kontinuierliche Verbesserungen vorantreiben und die Ergebnisse an den realen Produktionsdaten im Dashboard nachvollziehen.

Schnelle Ergebnisse, deutliche Verbesserungen

Positive Auswirkungen des DPM-Tools zeigen sich schon kurzfristig: Erste Verbesserungen sind bereits innerhalb von 90 Tagen realisierbar. Damit ermöglicht die Lösung eine zeitnahe Wertschöpfung. Die Optimierungen, die mit DPM erreicht werden können, sind signifikant: Die Produktion lässt sich um bis zu 30 Prozent steigern, indem Durchsatz und Auftragserfüllung verbessert werden. Das sorgt gleichzeitig für mehr Effizienz und geringeren Energieverbrauch pro produziertem Teil. Auch durch eine erhöhte Produktivität der Mitarbeiter lassen sich Energiekosten reduzieren, hier sind Einsparungen um 15 Prozent möglich. Zudem sinken die Kosten für Qualitätssicherung um bis zu 20 Prozent. Werden mit der Lösung Personal- und Asset-Engpässe mit negativen Auswirkungen auf die Leistung identifiziert, kann mit entsprechenden Verbesserungen der Durchsatz um bis zu 20 Prozent steigen. Die durch DPM gewonnene Zeit lässt sich in vermehrten Umrüstungen zur Steigerung des Produktmix nutzen. Dies hat eine Verringerung der Gesamtzykluszeit, weniger Lagerbestand und Umlaufkapital zur Folge. Daraus resultiert letztlich eine höhere Produktmarge.

Fertigungsprozess optimieren: Verschiedene Szenarien für den Einsatz

Den DPM-Ansatz können Fertigungsbetriebe in unterschiedlicher Art nutzen, um ihre Produktivität kontinuierlich zu verbessern. Die Leistungsfähigkeit des Systems hat sich sowohl in der diskreten Fertigung als auch in der verfahrenstechnischen Produktion und in Umgebungen mit hohem Volumen und geringem Mix oder niedrigem Volumen und hohem Mix bewährt – unabhängig davon, ob die Zykluszeiten in Sekunden, Minuten oder Stunden gemessen werden. Zu den diskreten Fertigungsprozessen, bei denen die Lösung wesentliche Vorteile bietet, gehören beispielsweise die Herstellung von Teilen und Unterbaugruppen, die Leiterplattenbestückung (PCBA) sowie Abläufe in Gießereibetrieben. In der Großserienfertigung eignet sich DPM besonders für Homogenisierungs-, Granulierungs- und Verpackungsprozesse.

Viele positive Effekte

Das DPM-System ermöglicht es, dass kritische Engpässe in der Produktion aufgespürt, deren Ursachen aufgedeckt und fundierte, effektive Problembehebungen eingeleitet werden können. Prozesse lassen sich deutlich effizienter gestalten und die Mitarbeiter können sich mehr auf die Lösung und Vermeidung von Problemen konzentrieren, als diese zu suchen. Indem DPM deutlich den Fertigungsprozess optimieren hilft – zum Beispiel durch Vermeidung von Ausschuss, indem die Ursachen dafür erkannt und behoben werden. So reduzieren sich zusätzlich der Energieverbrauch und damit die Kosten. Diese Einsparung wirkt nicht nur im eigenen Unternehmen, sondern setzt beim Lieferanten von Materialien oder Halbzeugen an und zieht sich bis in die Logistikkette. Damit erreichen Unternehmen einen höheren Grad an Nachhaltigkeit, und das ist wichtiger denn je – nicht nur angesichts der Energiekrise.

Der Autor Jörg Thomsen ist Director Solution Experience bei PTC.

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