Datenerfassung in der Fertigung. Die „verborgene Fabrik“ aufdecken
Es ist nichts Neues, dass die Kostensenkung ein vorrangiges Ziel jeder Organisation ist, um die Rentabilität zu maximieren. Diese Kosten können offensichtlich und somit leicht zu beheben sein; vermutet, was ein gewisses Maß an Analyse und Bewertung zur Bestätigung erfordert; oder verborgen – die interessantesten, aber auch diejenigen, die stets unbemerkt bleiben, wenn keine gezielten Maßnahmen ergriffen werden, um sie in die erste Kategorie zu überführen.
Wenn Kosten verborgen bleiben, liegt das daran, dass sie auf den ersten Blick nicht erkennbar sind – was nicht bedeutet, dass sie nicht existieren. Doch wenn wir sie nicht sehen können, wie lassen sich dann unnötige Ausgaben aufdecken, die aus unbekannten oder nicht wahrnehmbaren Ineffizienzen in den Prozessen resultieren? Die Antwort liegt in der Digitalisierung der Produktionsprozesse. Bei der Suche nach und dem Nachweis von verborgenen Kosten haben sich die Advanced Data Analytics und die Industrie 4.0 als die größten und besten Verbündeten erwiesen, da sie es ermöglichen, Produktionsprozesse objektiv und präzise zu messen und somit zu verbessern und zu optimieren.
Die Automatisierung der Datenerfassung in jeder Art von Fertigungsanlage durch IIoT-Geräte (Industrial Internet of Things) und MES-Systeme (Manufacturing Execution System) ermöglicht es, die tatsächliche Leistung eines Unternehmens zu erkennen – nicht nur die wahrgenommene – und deckt damit das auf, was als „verborgene Fabrik“, „versteckte Fabrik“ oder „Phantomfabrik“ bezeichnet wird: jene andere Realität, die die Prozesse beeinflusst, aber nicht berücksichtigt wird, weil sie gar nicht bekannt ist. Die Anwendung von Künstlicher Intelligenz auf die Fertigungskette lässt den unter Wasser liegenden Teil des Eisbergs sichtbar werden, sodass die durchgeführten Analysen durch die Verknüpfung sämtlicher Informationen – nicht nur der verfügbaren, sondern auch der tatsächlich vorhandenen – vervollständigt werden können.
Ob es sich um Daten handelt, die von der Maschinensteuerung (SPS) erzeugt werden, um Störmeldungen des Betriebspersonals in Fertigung und/oder Lager, oder um Informationen aus MRP-, MES- oder CMMS-Systemen – dank der Industrie 4.0 lassen sich all diese Daten gemeinsam erfassen und verarbeiten, um sämtliche Geschäftsparameter zu messen und miteinander in Beziehung zu setzen und so einen umfassenden Überblick zu gewinnen. Diese Analysen bilden zudem die Grundlage für weiterführende Leistungsuntersuchungen oder die OEE-Berechnung, die kontinuierliche Prozessverbesserung (e-Kaizen), die vorausschauende Wartung sowie die Parametrisierung von Produktion und Prognosen.
Kontrolle des Produktionsprozesses
Diese Möglichkeit, sämtliche in der Fertigung erzeugten Daten zu extrahieren und zu analysieren, ermöglicht eine umfassende Echtzeitkontrolle des gesamten Fertigungsprozesses – vom Start bzw. ersten Schritt bis zum fertigen Produkt. So lassen sich Störungen, Leistungseinbrüche, Engpässe oder sonstige Abweichungen im Produktionsprozess in dem Moment erkennen, in dem sie auftreten, um sie umgehend zu beheben.
Darüber hinaus gewährleistet die Automatisierung der Datenerfassung – im Gegensatz zur manuellen Erhebung – zuverlässige, fehlerfreie, kontinuierliche und sofortige Informationen, mit denen die tatsächlich stattfindende Aktivität jederzeit kontrolliert und mit der geplanten bzw. erwarteten Aktivität verglichen werden kann. So lässt sich die Abweichung zwischen beiden analysieren und erneut Korrekturmaßnahmen umsetzen, um die gewünschte kontinuierliche Verbesserung zu erzielen.
Damit die Daten diesen Nutzen entfalten können, müssen sie verarbeitet und verständlich aufbereitet werden. Im ersten Schritt dieser Phase kommen mathematische Algorithmen zum Einsatz, die definiert wurden, um in jedem konkreten Fall die benötigten Informationen zu extrahieren und zu gewinnen. Anschließend überträgt eine weitere disruptive Technologie, die Business Intelligence, die gewonnenen Datenreihen – sowohl die offensichtlichen als auch die weniger offensichtlichen, bereits durch die vorherigen mathematischen Operationen aufbereiteten – in übersichtliche, einfache und intuitive visuelle Dashboards, die auf jede Nutzerrolle zugeschnitten sind. Dies erleichtert die Entscheidungsfindung auf allen Ausführungsebenen, vom Werker in der Fertigung bis zur Geschäftsführung.
Vorteile der Datenerfassung in der Fertigung
Die Gewinnung vollständiger Informationen über industrielle Prozesse, die in Echtzeit in Multi-User-Dashboards visualisiert werden können, bringt zahlreiche unternehmerische Vorteile mit sich:
OBJEKTIVE INFORMATIONEN
Der mathematische Zusammenhang der gemessenen Daten liefert einen objektiven Blick auf die Korrelationen, die die Prozesse beeinflussen. Die Methodik wird standardisiert und Unternehmenswissen aufgebaut.
ZEITERSPARNIS
Die Automatisierung der Datenerfassung und -sammlung schafft Freiräume, die für den Produktionsprozess oder die Analyse der gewonnenen Informationen genutzt werden können.
PRODUKTIVITÄTSSTEIGERUNG
Der Zugriff auf alle sekundengenauen Informationen über das Geschehen in der Fertigung erleichtert die Entscheidungsfindung und verleiht den Mitarbeitern Reaktionsfähigkeit, was zu höherer Produktivität, Wettbewerbsfähigkeit und Rentabilität führt.
SOFORTIGE INFORMATIONEN
Wir können die Effizienz der Maschinen, die Produktionskosten, das Vorhandensein und Verhalten von Engpässen, Stillständen oder Leistungseinbußen sowie alle als kritisch eingestuften Aufzeichnungen genau in dem Moment überprüfen, in dem die Vorfälle auftreten.
UMFASSENDE UND BEREICHSÜBERGREIFENDE INFORMATIONEN
Die Daten werden fortlaufend erfasst, und die Informationen sind vollständig. Die Automatisierung des ETL-Prozesses (Extract-Transform-Load) der Daten ermöglicht es uns, Änderungen zu erkennen und einen Verlauf zu erstellen, der an unsere Anforderungen bezüglich Verarbeitung und Speicherung angepasst ist. Kein kritisches Datum entgeht der Analyse.
Diese Vollständigkeit ermöglicht es, dass die Informationen von den verschiedenen Abteilungen – Qualität, Produktion, Instandhaltung, Geschäftsführung usw. – analysiert werden können, um die besten Entscheidungen im Sinne der jeweiligen Strategie des Kunden zu treffen.
Fazit
Die Automatisierung der Datenerfassung in der Fertigung ermöglicht es, die tatsächliche Leistung der Prozesse sekundengenau zu erkennen und bisher verborgene Informationen ans Licht zu bringen. Die Nutzung sämtlicher verfügbarer Datenreihen – der offensichtlichen, der vermuteten und der verborgenen – liefert einen vollständigen und 100 % objektiven Überblick über die Fertigungskette, zeigt den Verlauf der Prozesse auf und erleichtert jederzeit fundierte Entscheidungen auf allen Abteilungsebenen.
Die Digitalisierung von Unternehmensumgebungen ermöglicht es, eine Art Röntgenaufnahme des Produktionsumfelds zu erstellen, um mechanische Störungen, finanzielle Verluste, Leistungseinbrüche, Qualitätsmängel usw. zu analysieren und vollständig unter Kontrolle zu halten. Ähnlich wie in der Medizin liefern Wissen, Erfahrung und die Untersuchung des Patienten einen ersten Überblick über das mögliche Problem, der durch diagnostische Tests vervollständigt wird, um mögliche Pathologien aufzudecken, die auf den ersten Blick verborgen bleiben oder sich der Intuition des Arztes entziehen – also um die tatsächliche Situation zu erkennen, auf deren Grundlage die geeignete Behandlung festgelegt wird.
Dank der Fortschritte, die die neuen Technologien bieten, und des eingeschlagenen Weges hin zur Industrie 4.0 können wir die tatsächliche Leistung von Unternehmen in Echtzeit sichtbar machen. Die „verborgene Fabrik“ wird aufgedeckt, ineffiziente Prozesse werden beendet, die Leistung wird optimiert, Kosten werden gesenkt und somit Gewinn und Qualität gesteigert.