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Prozessampel steht auf Grün

ERP/MES-Kunststoffbranchenlösung sichert Qualität der Spritzgießteilefertigung bei HPC
Prozessampel steht auf Grün

HPC führte zwei Jahre nach dem CAQ-System die gesamte ERP/MES-Branchenlösung für Kunststoffteile von Gewatec ein. Das Ergebnis: eine Online-Einsicht in Fertigungsfortschritt, Qualität der Teile und Prozesszentrierung oder Gesamtanlageneffektivität. Und das sowohl in der Arbeitsvorbereitung als auch über die Prozessampel direkt an der Maschine.

Als sich Reinhard Hauser 2007 selbstständig machte und im Zuge der Altersnachfolge ein kleines Spritzgießunternehmen inklusive der bestehenden Kundschaft und der Maschinen übernahm, fehlte ein Qualitätssicherungssystem „Für mich war aber klar, vom ersten Tag an mit einem CAQ-System die Daten unserer Teile zu erfassen und so unsere hohe Qualität verifizierbar zu dokumentieren. Nicht zuletzt wird das von unserem wichtigsten Kundenbereich, der Automobilindustrie, gefordert“, sagt er. Die 13 Spritzgießmaschinen mit bis zu 1500 kN werden überwiegend mit Robotern bestückt, um die bis zu 10 000 Teile pro Tag fertigen zu können.

Das Kunststoffspritzgießen erfordert sehr viel Erfahrung, um die geforderte Qualität zu erreichen. „Das ist beim Spritzgießen anders als in der Metallverarbeitung“, so der Verfahrensmechaniker. „An der Kunststoffmaschine habe ich kein Stellrad, wo ich sagen kann, mir fehlt ein Zehntel, also stelle ich zweimal fünf Hundertstel nach. Denn da gibt es eine Unzahl an Parameterkombinationen, die Einfluss auf dieses Maß nehmen, selbst bei unveränderter Struktur von Maschine und Werkzeug.“ Die Kunststoffverarbeitung laufe nun mal über die Veränderung von Aggregatzuständen, von fest zu flüssig und wieder zurück zu fest. „Das Ziel ist, diesen festen Zustand so nahe wie möglich wieder an die ursprüngliche Molekularstruktur zurückzubringen – und das sicher wiederholbar. Da arbeiten wir mit Drücken, Zeiten, Temperaturen und weiteren Parametern, die am Gesamtergebnis beteiligt sind.“ Hinzu komme, dass die technischen Kunststoffe in der Verarbeitbarkeit alle unterschiedlich sind, da helfe oft nur die Erfahrung weiter, um einen Prozess sicher fahren zu können.
HPC setzte von Beginn an das CAQ-System von Gewatec ein, da Hauser bereits an seiner alten Arbeitsstelle von dessen Vorteilen überzeugt worden war. Dazu zählen übersichtliche Masken, selbsterklärende Führung durch die Prüfvorgänge, umfangreiche Funktionalität, anwendungsbezogene Einrichtung. Nach zwei Jahren starken Wachstums kam auch die händische Steuerung der Fertigung an deutliche Grenzen. Hauser: „Es war klassisch für ein kleines Unternehmers, alles Wissen und Know-how im Prinzip in einem Kopf zu konzentrieren. Und was wäre bei einem Ausfall gewesen? Es galt, Informationsredundanzen zu schaffen, die Verantwortung auf mehrere Schultern zu verteilen und die Informationen zentral abrufbar zu gestalten.“
Aufgrund der guten Erfahrungen mit dem CAQ-System wurde die komplette ERP/MES-Branchenlösung Kunststoffe von Gewatec eingeführt mit den Modulen für PPS, Kapazitätsplanung, Produktionsmittelmanagement, Maschinen- und Betriebsdatenerfassung, CAQ sowie CNC-Programmübertragung und -verwaltung. Das Systemhaus installierte neben der Software auch die gesamte Hardware, das heißt die MDE/BDE-Terminals von Gewatec mit integrierter Prozessampel, die PCs und das Netzwerk.
Eine höhere Effizienz und Transparenz zeigt laut Hauser heute an vielen Stellen des Auftragsdurchlaufs. Um zum Beispiel den aktuellen Stand eines Auftrags zu ermitteln, ging vorher der Arbeitsvorbereiter mit dem Taschenrechner durch die Werkhalle, las den Zählerstand an der Maschine ab, schaute sich das Lager an und rechnete dann mit einer angenommenen Ausbringungsleistung der Maschine den Endtermin des Auftrags aus. Dies führte teils zu Ungenauigkeiten. Dies konnte bedeuten, dass plötzlich zwei Maschinen gleichzeitig zum Rüstvorgang anstanden, was in jedem Fall zu Stausituationen in der Produktion führte.
Rüstzeiten lassen sich heute mit der Kapazitätsplanung der Software optimal in den Betriebsablauf integrieren, sodass die Fachleute zum Rüsten verfügbar sind und Leerläufe anderer Maschinen vermieden werden. Mit den über das MDE/BDE-Modul erfassten Daten kann das System jetzt immer online den aktuellen Stand des Auftrags ausweisen, was der Geschäftsführer entsprechend nutzen kann: „Wenn heute ein Kunde bei mir telefonisch anfragt, ob kurzfristig höhere Stückzahlen geliefert werden können, kann ich ihm sofort mit Einrechnung von Lagerpuffern oder auch einer eventuellen Umstellung der Abläufe mit anschließender Durchrechnung vom System sagen, wann er wie viele Teile auf seinem Hof erwarten kann. Diese Möglichkeiten des ERP/MES-Systems kommen der Qualität der Kundenbeziehungen direkt zugute.“
Der Kunststofftechniker-Meister sieht in der Qualität der Teile das entscheidende Erfolgskriterium. Gerade auch die Automobilindustrie und die Medizintechnik haben da höchste Anforderungen. Kein Zahnrad, kein Kunststoffteil dürfe das Unternehmen verlassen, ohne den Ansprüchen des Kunden zu genügen. Um das zu erreichen, wurde einerseits die Qualitätssicherung durch eine neue 3D-Portalmessmaschine erweitert und die gesamte CAQ-Abteilung in einen eigenen klimatisierten Raum ausgelagert. Die Messdaten werden vom Gewatec-System genutzt, um kontinuierlich die Qualität des Prozesses und der Anlagen über die beiden Kennzahlen CPK und OEE anzuzeigen. Der per SPC ermittelte Prozessfähigkeitsindex CPK zeigt an, wie sicher die laut Spezifikation angegebenen Qualitätsziele erreicht werden, der Prozess zentriert ist. Und die Gesamtanlageneffektivität OEE dokumentiert die Qualität/Wertschöpfung einer Maschine beziehungsweise Anlage über die drei Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität.
Das Erreichen von Grenzwerten dieser beiden Kennzahlen wird auch dem Werker online an der Maschine über Leuchten der sogenannten Prozessampel signalisiert, sodass er sofort gegensteuern kann und kein unnötiger Ausschuss produziert wird. Die Prozessampel signalisiert ihm mit der dritten Leuchte die Aufforderung zur SPC-Messung und die vierte Leuchte zeigt den Zeitpunkt der Werkzeugwartung an.
Hauser ist zufrieden: „Mit der Unterstützung des ERP-Systems haben wir nach 14 Monaten bereits die Zertifizierung nach DIN EN ISO:9001:2000 erreicht. Außerdem können wir die jährliche sogenannte Requalifizierung der Automobilindustrie über das System sehr gut abbilden.“ ■

Nachgefragt

2993719

Herr Hauser, welche Mess- und Prüfmittel haben Sie im Einsatz?
Hauser: Ein Mitutoyo PJ 3000 Profilprojektor, eine Zeiss Accura 3 D Portalmessmaschine, ein Zweiflankenabwälzprüfgerät Frenco ZWP 18, eine Hommel Etamic Opticline C 305, ein Hitec QZW 1 Messmikroskop sowie diverse Handmessmittel.
Wird ausschließlich im Labor geprüft oder auch inline?
Hauser: Aufgrund der geforderten hohen Genauigkeit und der hohen Messsensibilität unserer Produkte wird ausschließlich in der klimatisierten Qualitätssicherung gemessen.
Überprüfen Sie die Bauteile stichprobenartig oder 100 %?
Hauser: Wir überprüfen nach festgelegten Stichprobenabständen und Umfängen.
Gibt es Schnittstellen – etwa von der Portalmessmaschine – zur CAQ-Lösung von Gewatec? Oder müssen auch Werte manuell eingegeben werden?
Hauser: Alle Messmittel sind über Schnittstellen mit dem CAQ-System verbunden. Die ermittelten Werte können mittels Fußtaster oder Softwarebefehl direkt ins System gelesen werden.
Welche CAQ-Module nutzen Sie? Können Sie exemplarisch beschreiben, wie dies erfolgt?
Hauser: Bei der Prüfmittelverwaltung etwa werden die Prüfmittel nach Anschaffung im Modul erfasst. Die Überwachung der Kalibrierintervalle übernimmt das System. Mit einer einstellbaren Vorwarnzeit zum Fälligkeitstag meldet das System das Prüfmittel dem Mitarbeiter. Beim Modul Erstmusterprüfbericht (EMPB)-Erstellung werden die gemessenen Werte von Neuteilen vom System in den EMPB übernommen. Verschieden Formatvorlagen für Deckblätter zum EMPB ermöglichen zusammen mit der Onlineübertragung der Messwerte eine schnelle Bearbeitung. Das Modul Statistik erlaubt eine schnelle Auswertung über Lage und Verlauf der einzelnen Merkmale. Der Umfang der Auswertung kann selbst bestimmt werden. Es stehen verschieden Regelkarten zur Verfügung, die dann nach Kundenwunsch ausgegeben werden können. Weiterhin stehen Istwertkarten und Verteilungskurven zur Auswertung zur Verfügung.
Welche Statistiken aus der CAQ-Software erstellen Sie für den Kunden?
Hauser: Die Messmittelfähigkeit, die Maschinenfähigkeit, die vorläufige Prozessfähigkeit, die Prozessfähigkeit, Kurzauswertungen sowie die Fehlerkostenauswertung.
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