IPL-Magazin 45 | Oktober 2018 | Autor: Prof. Dr. Gerhard Metze und Ismail Altintac

Im Rahmen von „Industrie 4.0“ wird oft eine Verlagerung des Informationsträgers hin zum Materialfluss wie bei der alten Materialbegleitkarte vorgeschlagen


Prof. Dr. Gerhard Metze
Informationsträger wie Barcode, QR- Code, RFID- Tag oder ein Sende- und Empfangsmodul übernehmen die Aufgabe. Damit kann eine Vernetzung zwischen dem Material und maschinellen Einrichtungen einfach realisiert werden. Wenn jedoch der Mensch im Prozess involviert ist, dann muss der Informationsfluss für den Mitarbeiter sichtbar gemacht werden. Benötigt wird ein Bildschirm oder noch besser: sogenannte Smart Labels. Funkgesteuerte Smart Label übernehmen die Anzeige von Auftragsdaten und Arbeitsschritten unmittelbar am Werkstück oder alternativ am Ladungsträger.
 
Mit Hilfe einer mechanischen Taste können durch den Mitarbeiter in der Werkstatt Rückmeldungen an das übergeordnete DV-System eingegeben werden. Damit sind teure Eingabegeräte wie Tabletts nicht mehr an jedem Arbeitsplatz notwendig. Unser Pilotprojekt wird bei einem Hersteller hochwertiger Kleinteile realisiert. Dort werden am Tag rund 50 Neuaufträge in Behältern bereitgestellt und ihre Abarbeitung gestartet. In der Produktion befinden sich gleichzeitig rund 800 Behälter mit unterschiedlichem Fertigstellungsgrad des jeweiligen Auftrags.

Das Unternehmen hat mit folgenden Schwierigkeiten zu kämpfen:

  • manuelle Abarbeitung von Aufträgen auf Papier ist zeitaufwändig und fehleranfällig

  • Keine vollständige Transparenz, wo sich die Teile innerhalb der Wertschöpfungskette befinden.

Die Smart Labels helfen, die Montageprozesse ohne Zeit- und Qualitätsverlust besser zu steuern und Transparenz in der Wertschöpfungskette zu schaffen.

Für die Darstellung der übertragenen Daten auf dem Display wurde folgender Aufbau vereinbart:
 
 
Abb. 1:  Smart Label Displaydarstellung
Abb. 1: Smart Label Displaydarstellung
 
 
 
Die Darstellung auf dem Label beinhaltet Informationen wie Label ID, Auftrags-, Sorten-, Kundennummer, Sorten Größenangaben, Auftragszeitpunkt, Anzahl an Kleinladungsträger (KLT) Boxen, Priorität, Terminierung und die Prozessschritte. Die Hauptfunktion des Smart Labels ist es, den Montageprozess aktiv zu steuern. Dazu zeigt das Label den nächsten Produktionsschritt und weitere notwendige Informationen an. Ist ein Produktionsschritt beendet, so wird die Anzeige des Smart Labels entsprechende aktualisiert.
 
Priorisierte Aufträge werden automatisch vor oder während des Produktionsdurchlaufs durch eine invertierte Darstellung gekennzeichnet. Abbildung 2 zeigt die Displaydarstellung in dem konkreten Anwendungsfall.
 
 
 
Abb. 2: Prozessschritt-/ Artikel- / Sortenänderung auf dem Smart Label
Abb. 2: Prozessschritt-/ Artikel- / Sortenänderung auf dem Smart Label
 
 

Ganz wichtig ist die schnelle Darstellung von Änderungen eines Auftrags während der laufenden Bearbeitung.

Diese Änderungen betreffen beispielsweise:

  • Prozessschritt- Änderungen,

  • den wöchentlichen Zeitablauf,

  • Artikel- /Sortenänderungen und

  • Änderung der Priorität von „normal“ auf „Eilt“.


Durch die für den Mitarbeiter sofort erkennbare Übertragung von Änderungen können Durchlaufzeiten und Fehler reduziert werden. Weitere Unterstützung erhält der Mitarbeiter durch die wochenweise Invertierung der Kopfzeile. Diese Funktion stellt eine Taktung dar und unterstützt das ZeitManagement der Mitarbeiter. Sie haben jetzt einen schnellen Überblick, welcher Auftrag wie lange bereits im Umlauf ist und eventuell einer Beschleunigung bedarf (s. Abbildung 3).

 

Abb. 3: Produktionstaktung durch Invertierung der Anzeige
Abb. 3: Produktionstaktung durch Invertierung der Anzeige

 

Weiterhin unterstützt das Visual Technology System die Funktionen „Tracking“ und „Messaging“. Das Tracking hilft, die KLT-Behälter in der Montagehalle wiederzufinden. Der geortete Behälter wird dazu im Montagelayout angezeigt. Die Messaging-Funktion dient zur Darstellung von Nachrichten auf dem Smart Label.

Dazu werden, bis auf die erste Zeile, die entsprechenden Auftragsdaten auf dem Smart Label ausgeblendet und die Nachricht angezeigt. Die Reduktion des Suchaufwands und die Vermeidung von Auftragsfehlsteuerungen, aufgrund von Übertragungsfehlern in der bisher papiergestützten Montagssteuerung, tragen unmittelbar zur Produktivitätssteigerung bei.

Die Größenordnung wird klar, wenn man von folgenden Annahmen ausgeht:

  • Der aktuelle Suchaufwand für Kleinteilebehälter beträgt je Mitarbeiter gegenwärtig 20 Minuten pro Tag. Hochgerechnet bedeutet dies, dass ein Mitarbeiter mit nichts anderem beschäftigt ist, als Behälter zu suchen.

  • Bei Übertragungsfehlern im Umfang von 1,5% ist mit Fehlmontagen und einem daraus resultierenden Zeitverlust von 4 Wochen bei den betroffenen Aufträgen zu rechnen. Da die Produkte kundenindividuell hergestellt werden, sind die Fehlmontagen nicht mehr verkäuflich und müssen vernichtet werden. Dies wird unter der Kostenart „Verwurfskosten“ geführt, die mit dem Smart Label – System, vorsichtig geschätzt, halbiert werden können.

 

Eine monetäre Bewertung der vorstehenden Effekte führt zu einer Amortisationszeit der Investition von weniger als zwei Jahren. Dieses wirtschaftliche Ergebnis steht nicht nur auf dem Papier. Unsere Eigenentwicklung einer Datenübertragung mit der Frequenz von 433 MHz ermöglicht eine sichere Funktion auch unter den Bedingungen einer „normalen“ Fabrik mit Metallregalen, Betonwänden, Flüssigkeitsbehältern, was mit einer WLAN- basierten Lösung nicht garantiert werden kann.