Manufacturing Execution Systems: Hart am Wind

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Beim Blick in die Tiefe bekommen die meisten ein flaues Gefühl, nicht so die Monteure und Servicetechniker von Eickhoff Wind Power, die sind frei von Schwindel und Höhenangst.
Das Herzstück der Windkraftanlagen befindet sich in 120 Metern Höhe. Zwar sieht das Maschinenhaus von unten aus wie eine unscheinbare Box mit Rotorblättern dran, doch dahinter verbirgt sich die Technologie für die Energieversorgung der Zukunft: Die Nabe, das Getriebe und der Generator.
Die Nabe nimmt über die Rotorblätter die Windenergie auf, der Generator wandelt sie in elektrischen Strom um und das Getriebe sorgt dafür, dass die relativ geringe Drehzahl und das große Drehmoment des Rotors in eine Leistung mit hoher Drehzahl und kleinem Drehmoment umgewandelt werden.
Dabei übersetzt das Getriebe die ursprüngliche Bewegung der Nabe von bis zu 10 Umdrehungen pro Minute auf etwa 1.000, damit der Generator daraus elektrischen Strom für das Versorgungsnetz erzeugen kann.

Datenbasis für werkübergreifende Kennzahlen

Bis zu 30 Tonnen wiegen die Getriebe, die Eickhoff herstellt, in Betrieb nimmt und im laufenden Betrieb wartet. Das Unternehmen ist eine Tochter der Gebr. Eickhoff Maschinenfabrik u. Eisengießerei GmbH aus Bochum wurde 2008 auf der „grünen Wiese“ im sächsischen Klipphausen nahe Dresden gebaut, weil das Mutterwerk im Ruhrgebiet keinen Platz mehr hatte, um sich zu erweitern.

Fabrikplanung und Lean Production

Zudem wurden Produkte rund um die Windkraftanlagen in der Region um Dresden verstärkt nachgefragt. Mit Fabrikplanung unter anderem mit Unterstützung der RWTH Aachen entstand in kürzester Zeit ein hochmodernes Werk im Sinne der Lean-Production-Philosophie und der Materialfluss-Optimierung.
„Im Fokus der Geschäftsführung stand, das neue Werk mit der Leistung der anderen Werke in der Unternehmensgruppe zu vergleichen. Dazu braucht man ein System für die Erfassung von Kennzahlen. Darum haben wir die MES-Software von Proxia hier vom ersten Tag an eingesetzt. Unsere Zentrale in Bochum nutzte diese bereits mit sehr positiven Ergebnissen und wollte auf eine einheitliche Datenbasis zurückgreifen, nur so kann man die Produktivität aller Werke wirklich gegenüberstellen“, erklärt Uwe Steinhagen, IT-Leiter im Werk Klipphausen. Damit wisse man, wie produktiv man ist, welche Maschinen wann zur Verfügung stehen, wie hoch die Auslastung ist und ob die Vorgabezeiten tatsächlich stimmen.

Betriebsdaten in Echtzeit

Das Thema mit dem sich Steinhagens Kollege Christian Mestan, Produktionsplaner bei Eickhoff, besonders beschäftigt, ist die Anlagenverfügbarkeit, also die Frage, ob eine Bearbeitungsmaschine überhaupt die Leistung erbringt, die von Seiten des Herstellers zugesichert worden ist: „Zwanzig Maschinen, die je mit bis zu einem siebenstelligen Betrag zu nennen sind, wurden installiert. Bei diesen Werten ist die Geschäftsführung daran interessiert, dass die Anlagen natürlich so produktiv wie möglich arbeiten. Gerade für uns als neue Fabrik ist es von Vorteil gewesen, dass die Verantwortlichen von IT und Produktionsplanung die Maschinenverfügbarkeit auf die Minute genau nachweisen können. Exakte, verlässliche Maschinen- und Betriebsdaten waren daher für uns zunächst operativ die größte Anforderung an die MES-Software.“
Rund 30 Maschinen, Anlagen und produktive Arbeitsplätze sind im Klipphausener Werk an das MDE/BDE-System angebunden und im DNC-Betrieb vernetzt. Im Bereich MDE-Maschinendatenerfassung werden die Maschinensignale direkt aus der Maschine abgegriffen. Diese Erfassung liefert die sichere Datenbasis gerade auch im Hinblick auf die Betrachtung von Durchlaufzeiten und der Anlagenverfügbarkeit.
Die Mitarbeiter sehen nicht nur in Echtzeit, was gerade in der Produktion passiert, sondern können wegen der präzisen Dokumentation nachweisen, wann welche Maschinen still standen, wie lange die Betriebsunterbrechungen dauerten und zu welchem Zeitpunkt sie auftraten.

100-Prozent-Liefertermintreue ist ein Muss

„Der Termin muss sitzen, denn wenn wir einen Tag zu spät liefern, geht das richtig ins Geld. Die Liefertermintreue ist einer der wichtigsten Nutzen, den wir aus der MES-Software ziehen“, stellt Steinhagen klar, seine Stimme wird bestimmt. Bei der Endmontage einer Windkraftanlage müssen alle Komponenten, inklusive Getriebe, zu einem bestimmten, genau festgelegten Zeitpunkt am vorgesehenen Ort sein. Da der Einsatz von Spezialmaschinen und Fachpersonal hohe Summen kostet, darf sich keine Lieferung verzögern.
Mit der BDE/MDE-Software von Proxia hat die Produktionsplanung und -steuerung den Bearbeitungsstatus eines Auftrages genau im Blick und kann Fertigungsengpässe erkennen und bei Bedarf mit Hilfe anderer Werke der Unternehmensgruppe ausgleichen. Dadurch ist das Unternehmen nicht nur in der Lage, die vorgegebenen Fristen einzuhalten, es kann vor allem rechtzeitig die entsprechenden Maßnahmen einleiten, damit ein bestimmter Auftrag immer zum vereinbarten Zeitpunkt ausgeliefert werden kann.
Darüber hinaus meldet die BDE-Software fertig gestellte Aufträge zurück in das ERP-System Infor LN. Über die Kommunikation der MES-Software mit dem ERP-System zeigt sich IT-Leiter Steinhagen diekt begeistert: „Proxia kann’s und macht’s! Das MES gibt die Meldungen automatisch an das ERP-System. Umgekehrt läuft die Basisdatenbereitstellung ebenso gut.“
Ein Grund für den A-Status des Unternehmens bei den Kunden der Windkraftbranche ist also die Liefertermintreue, ein weiterer ist die hohe Produktqualität – und auch hier unterstützt die MES-Software den Getriebepezialisten. Eine Chargen-Rückverfolgbarkeit von 100 Prozent sorgt für eine hohe Produktqualität der Getriebe. Die lückenlose Dokumentation aller Komponenten ist bei Windkraftanlagen zudem Pflicht.

Der Hersteller muss genau angeben können, wann und wo welches Teil aus welchem Material gefertigt wurde. „Dazu ist so ein System mehr als hilfreich“ erklärt Produktionsplaner Mestan, „Liegt ein Materialfehler vor, wissen wir, dass wir die Ursache nicht bei der Maschine suchen müssen. War es beispielsweise ein Fräsfehler, zeigt uns die Software, auf welcher Maschine und zu welchem Zeitpunkt das Teil gefertigt wurde.“

Mit Kennzahlen Potenzial heben

Doch nicht nur den hohen Qualitätsanforderungen und dem Termindruck von außen muss sich das Unternehmen stellen, auch innerbetrieblich ist es Vorgaben unterworfen. Vor allem heißt es, die eigene Fertigung möglichst ökonomisch zu gestalten. Und auch hier unterstützt die MES-Software den Getriebehersteller.
Mit ihrer Hilfe lassen sich exakte Key-Perfomance-Indikatoren (KPI) beziehungsweise Leistungskennzahlen aus der Fertigung ermitteln, insbesondere die Overall Equipment Effectiveness (OEE) und die Net Equipment Effectiveness (NEE). Mit Proxia lässt sich in Form eines Prozentwertes die Verfügbarkeit der Anlagen darstellen, das heißt reine Laufzeit im Verhältnis zur Lauf- und Stillstandzeit, das Verhältnis von Ist-Leistung zur Soll-Leistung und der Anteil des Ausschusses an der Gesamtheit aller Erzeugnisse. „Auf einen Blick geben OEE und NEE Auskunft darüber, wo eventuell noch Verbesserungspotenziale in der Produktion schlummern“, erklärt Jürgen Döring, Vertriebsleiter West bei Proxia.
So haben die exakten Kennzahlen dem Team um Uwe Steinhagen und Christian Mestan geholfen, die Produktion so zu straffen, dass beispielsweise die Leistung beim Schleifen um 15 Prozent gesteigert werden konnte. Bei anderen Prozessen sieht es ähnlich aus. Doch nicht nur das: Wegen genau ermittelter Werte können Mestan und seine Kollegen viel präziser kalkulieren, wie ein Beispiel zeigt: „Vorher haben wir für die Dauer eines bestimmten Arbeitsgangs einen Schätzwert angenommen, sagen wir 400 Minuten. Das System zeigt uns, dass wir real nur 309 Minuten benötigen. Das stellt künftige Produktionsplanung, Sollvorgaben und auch die Nachkalkulation natürlich auf eine ganze neue Grundlage“, kommentiert Mestan.
Eickhoff Wind Power setzt das MES-System in der operativen MDE/BDE-Erfassung an nahezu jedem produktiven Arbeitsplatz ein und nutzt Zeitstrahl- sowie Report- und Monitoring-Software von der Meisterebene bis zur Produktionsplanung.

Alles im Fluss

IT-Leiter Steinhagen fasst zusammen: „Proxia ist trotz seiner einfachen Bedienphilosophie schon im Standard ein mächtiges System mit einem sehr großen Funktionsumfang und hoher Performance. In den letzten Jahren haben wir die MES-Software und ihre Features im produktiven Einsatz kennengelernt, schöpfen aber noch lange nicht alle Funktionen aus. Es heißt ja: der Bedarf entsteht mit den Möglichkeiten – und hier sehen wir noch viel Potenzial. Unsere weiteren strategischen Planungen sehen vor, die vielfältigen Möglichkeiten des Systems weiter zu erschließen, etwa für den Bereich der Instandhaltung, in der Montage.“ Alles folge nur einem Ziel: Dem kontinuierlichen Verbesserungsprozess, um die Marktpositionierung als A-Lieferant in der Windkraftindustrie zu erhalten und auszubauen. jbi

Michael Naumann ist Fachjournalist in München.

  • „Schwindelfrei?“ – Monteure, die zu Eickhoff Wind Power wollen, sollten sich dieser Frage stellen.
  • Die Hauptakteure der Proxia-Implementierung im Eickhoff-Werk in Klipphausen (v.l.n.r.): Jürgen Döring, Vertriebsleiter West bei Proxia, IT-Leiter Uwe Steinhagen und Produktionsplaner Christian Mestan, beide von Eickhoff.
  • Die MDE/BDE-Software erfasst die Zeiten für alle Arbeitsgänge über Bedienerterminals und über direkte Maschinenanbindungen.
  • Rund 30 Maschinen, Anlagen und produktive Arbeitsplätze sind im Klipphausener Werk an das MDE/BDE-System angebunden.
  • Über den Zeitstrahl...
  • ...kann Produktionsplaner Christian Mestan (links) die verschiedenen Arbeitsgänge punktgenau verfolgen. Auf dem linken Monitor erhält er einen Überblick über alle Produktionsanlagen, der rechte zeigt Leistungskennzahlen.
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