Schnelle Prüfprozesse und sinkende Fehlerquoten

Trotz der weltweit angespannten Wirtschaftslage ist Deutschland noch immer eine starke Exportnation. „Made in Germany“ steht für innovative Produkte in höchster Qualität. Um sich mit diesem Prädikat schmücken zu können, sind nicht nur zukunftsweisende Produktionstechniken und schnelle Entwicklungszyklen unumgänglich. Auch das zugrundeliegende Qualitätsmanagement ist ein erfolgskritischer Faktor.

Hierzu gehört die umfassende Qualitätsplanung mit der Definition kritischer Produktmerkmale, Toleranzen und Prüfmethoden. Dem gegenüber steht das konsequente Erfassen sowie die zeitnahe Analyse und Überwachung der anfallenden Qualitätsdaten in den ablaufenden Produktions- und Montageprozessen. Nur so sind Unternehmen in der Lage, in-time, in-budget und in-quality zu liefern.

Was einfach klingt, ist im Alltag vieler Fertigungsbetriebe nur schwer zu bewältigen. Ein Hauptgrund hierfür liegt in der Vielfältigkeit der anfallenden Qualitätsdaten hinsichtlich ihrer Art, ihrem Entstehungsort, ihrer Masse und den Beziehungen untereinander. Im Rahmen der „klassischen“ Qualitätsprüfungen werden Prüfergebnisse, Messwerte und Fehlerdaten erfasst – sei es im Produktionsprozess, im Labor, an der Montagebank oder im Wareneingang.

Hinzu kommen Betriebsdaten hinsichtlich Auftrag, produzierter Mengen, Ausschuss oder Nacharbeit. Darüber hinaus lassen sich Qualitätsdaten direkt aus den Produktionsanlagen übernehmen. Gleiche Automatisierung gilt für Mess- und Prüfstände. Abgerundet wird der Datenberg durch Lieferanteninformationen in Form von Spezifikationen oder Prüfzeugnissen. Diese enormen Datenmengen gilt es nun effizient zu verwalten und auswertbar zu machen. Letzteres gelingt, wenn alle Qualitätsdatenbeziehungen zwischen Werkzeug, Material, Maschine und Mensch über sämtliche Anlagen und Prozesse transparent abgebildet sind.

Der Anforderung nach homogenen Qualitätsdatenbeständen stehen viele Betriebe oftmals hilflos gegenüber. Denn im Gegensatz zur kaufmännischen Welt haben produktionsnahe Geschäftsbereiche oft keine durchgängige Software-Unterstützung zur Hand. Es dominieren hier Stift und Papier, Excel oder andere IT-Inseln für Computer Aided Quality (CAQ), Betriebs- (BDE) und Maschinendatenerfassung (MDE).

Somit haben die Mitarbeiter der Fertigung alle Hände voll zu tun, durchgeführte Tätigkeiten manuell abzuzeichnen und die Ergebnisse von Prüfungen und anderen Vorgängen mehrfach in verschiedenen Excel-Tabellen, Access-Datenbanken oder Prüfinseln festzuhalten. Diese Doppelerfassung ist nicht nur zeitaufwändig, sie ist auch der Nährboden für Fehler und Dateninkonsistenzen. Läuft ein Produktionsprozess aus dem Ruder, ist ein zeitnahes Eingreifen kaum möglich, denn Informationen zu Prozessstabilität und Produktqualität stehen nur zeitverzögert zur Verfügung – sei es am Ende der Schicht oder gar am Ende des Tages.

Das Konzept der papierlosen Qualitätsdatenerfassung kann diesem Leiden ein schnelles Ende bereiten. Grundlage dafür sind Manufacturing Execution Systeme (MES) wie Guardus MES, welche die Einzeldisziplinen CAQ, BDE und MDE sowie die Rückverfolgbarkeit auf einer integrierten Datenbasis miteinander verbinden.

Als Ergänzung zum ERP kümmert sich ein MES auf operativer Ebene um das effiziente Erfassen, Visualisieren und Überwachen sämtlicher Qualitäts- und Fertigungsdaten. Über einen hohen Automatisierungsgrad in den Erfassungs- und Analysemechanismen werden Planabweichungen in Echtzeit erkannt und noch im Produktionsprozess selbst ausgemerzt. Verantwortlich ist dafür das Zusammenspiel der MES-Komponenten.

Verschiedene Szenarien verdeutlichen die Symbiose: Das CAQ-Modul ist für die gesamte Prüfplanung sowie die Erfassung der Prüfergebnisse verantwortlich. Die Maschinendatenerfassung liefert die Echtzeit-Prozessparameter aus der laufenden Fertigung. Liegen diese Parameter außerhalb ihrer Toleranz, verlangt das CAQ sofort eine prozessabsichernde Qualitätsprüfung. Der Fehler wird somit systemseitig automatisch erkannt und gemeldet.

Durch das Zusammenspiel von CAQ und Betriebsdatenerfassung wird die Prüfungsplanung unter anderem mit den aktuell produzierten Teilen abgeglichen. Ist die in der Planung hinterlegte Menge erreicht, stößt das CAQ-Modul automatisch die geforderte Prüfung an. Auch im Sinne der 100-Prozent-Rückverfolgung liefert das BDE alle relevanten Daten. Bucht der Produktionsmitarbeiter eine neue Charge oder ein neues Material ein, besteht das CAQ auf einer Qualitätsprüfung. Wird diese nicht durchgeführt, verriegelt das System den gesamten Produktionsprozess.

Neben der effizienten Qualitätsdatenerfassung über alle Prozesse und Anlagen hinweg optimiert ein MES den Prüfablauf entlang der Wertschöpfung, indem die Prüfdaten aus dem Wareneingang wie beispielsweise Prüfergebnisse einzelner Materialchargen oder auch Kennwerte zu Kaufteilen dem Produktionsmitarbeiter direkt angezeigt werden.

Hierfür liefert das CAQ-Modul der BDE-Komponente die entsprechenden Informationen in Echtzeit. Der Vorteil: Der Werker kann die notwendigen Maschineneinstellungen auf Basis von Istwerten vornehmen, wodurch interative Prozessoptimierungen durch Produktionsvorläufe und Parameterkorrekturen nahezu vollständig entfallen.

Ein MES steigert jedoch nicht nur die Arbeitseffizienz. Darüber hinaus stehen Qualitäts- und Fertigungsdaten trotz minimaler Erfassungsaufwände in Echtzeit zur Verfügung, welche dann umgehend für die Kennzahlenanalyse und den kontinuierlichen Verbesserungsprozess herangezogen werden können. Auf diese Weise sinken die Fehlerquote und somit die Produktionskosten und der Ertrag steigt deutlich an.

Andreas Kirsch, Guardus

Guardus, www.guardus.de Halle 1, Stand 1617