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Digitale Produktionssteuerung – Maschinenstillstände analysieren und Kosten senken 

Veröffentlicht am: · Aktualisiert am: · 7 min Lesezeit

Für eine effiziente Fertigung ist zentral, dass Fabrikteams die Gründe für Maschinen-Stillstände kennen. Insbesondere ungewollte Maschinenstillstände können teuer werden. Die Lösung liegt in einer Produktionssteuerung mit digital erfassten Kennzahlen. Das belegen Praxisbeispiele zur Produktionssteuerung mit digital erfassten Kennzahlen

>Der Mensch bleibt der wichtigste Erfolgsfaktor – geeignete Schulungen und Arbeitseinweisungen sind Voraussetzung für eine erfolgreiche Produktionssteuerung – Foto/Quelle: https://elements.envato.com/de/group-of-factory-workers-using-machine-equipment-i-C6ACT48

Digitale Produktionssteuerung: Maschinenstillstände analysieren und Kosten senken

Fertigende Unternehmen erzielen durch digitale Steuerung der Produktion große Effizienz- und Kostenvorteile. Ein zentraler Erfolgsfaktor dabei ist, dass Fabrikteams die Gründe für sämtliche Maschinen-Stillstände kennen.

Insbesondere ungewollte Maschinenstillstände können teuer werden: Produktionsausfälle bedeuten Einkommenseinbußen und höhere Wartungskosten. In kleineren Unternehmen kosten unerwartete Maschinenausfälle schnell mehrere tausende Euro pro Stunde, in größeren Unternehmen durchaus auch mal mehr als 15.000 Euro pro Minute.

Die Lösung liegt in Produktionssteuerung mit digital erfassten Kennzahlen: Damit können Fabrikteams ungeplante Ausfallzeiten von Maschinen analysieren und abstellen und die Effizienz der Produktion insgesamt nachhaltig steigern. Das belegen Praxisbeispiele – wie zum Beispiel von SWAROVSKI OPTIK in Österreich und NMH GmbH aus Deutschland.

Produktionssteuerung: Stillstände systematisch überwachen

Ausfallzeiten von Anlagen lassen sich in zwei Kategorien einteilen: geplante Betriebspausen wie Wartung oder Rüsten sowie ungeplante Ausfallzeiten wie zum Beispiel Fehlfunktionen oder Stromausfälle.

Fabrikteams müssen analysieren können, wie sich die Stillstände aufteilen und wie sie sich auf den Betrieb auswirken. Dazu sollten Maschinen-Stillstandszeiten durch softwaregestützte Produktionssteuerung mit Kennzahlen systematisch überwacht werden.

Durch systematisches Kennzahlen-Monitoring können zunächst diejenigen Bereiche eingegrenzt werden, in denen der Verbesserungsbedarf aufgrund ungewollter Stillstände besonders groß ist. Aus den Kennzahlen zur Produktionssteuerung ergeben sich dann gezielte Korrekturen für einen effizienteren Betrieb.

Ausfallursachen identifizieren und kategorisieren

Das Verständnis und die Ursachen von Anlagenstillständen ist zentral. So hilft die Pareto-Analyse zu Ausfallzeiten dabei, die Ursachen für die meisten Ausfälle zu ermitteln – interne Faktoren wie Fehlfunktionen und Bedienfehler oder externe Ursachen wie Stromausfälle oder Unterbrechungen der Lieferkette.

Digitale Produktionssteuerung mit FORCAM: die Gründe für Maschinenstillstände werden präzise visualisiert und ich Wochenüberblicken analysiert – Foto: FORCAM

Konsequent in Personalentwicklung und Prozesse investieren

Unzureichende Schulung, Personalmangel, Ermüdung: Um die Auswirkungen menschlicher Faktoren auf den Produktionsbetrieb zu verringern, ist Empowerment wichtig, also die Befähigung der Teams. Jede beteiligte Person an den Anlagen muss verstehen, was genau wann zu tun ist.

Unternehmen sollten daher konsequent in Personalentwicklung investieren: geeignete Schulungen und Arbeitsanweisungen sowie geeignete Software-Technologie.

Nach dem Menschen die Maschinen: Für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (KVP) fällt auch der Wartung, Instandhaltung und Instandhaltungsplanung eine zentrale Rolle zu.

Zudem müssen externe Faktoren wie Stromausfälle und Unterbrechungen der Lieferkette laufend überwacht werden. Störungen im Material- oder Ressourcenfluss wegen unzureichender Lagerbestände oder Personalmangel können sich direkt auf den Produktionsprozess auswirken und Maschinen-Stillstände auslösen.

Manuelle Datenerfassung ist suboptimal

Systematisches Überwachen von Maschinenausfallzeiten erfordert systematische Datenerfassung. Sie kann manuell oder automatisiert erfolgen.

Bei der manuellen Datenerfassung werden Details wie Maschinenname und Maschinennummer, Produktcode oder Name des von einer Störung betroffenen Geräts sowie eventuelle Fehlercodes notiert. Zudem wird aufgezeichnet, wie lange das Problem angedauert hat.

Manuelles Erfassen ist allerdings anfällig für unpräzise, nicht kontextualisierte oder fehlerhafte Daten. Das kann höhere Folgekosten nach sich ziehen. Die manuelle Erfassung ist daher nur in wenigen Einzelsituationen in kleinen Teilbereichen vorteilhaft.

Automatisierter Datenerfassung den Vorzug geben

Automatisierte Produktionssteuerung nutzt Software, um zum Beispiel Leistungsdaten und Ausfallzeiten mit Kennzahlen zu überwachen und entsprechende Berichte über die Anlagenverfügbarkeit zu erstellen.

Auch lassen sich durch automatisierte Datenerfassungsprozesse Aufgaben priorisieren: Die Teams können sich um die dringendsten Probleme durch einen ungewollten Maschinenstillstand zuerst kümmern und negative Folgen minimieren.

Unternehmen sollten der automatisierten Datenerfassung den Vorzug geben, um zielführende Analysen und effektive Abläufe zu ermöglichen und die Vorteile der Industrie 4.0 nutzen zu können. Modernes Produktionssteuerung nutzt Software, Sensoren und Methoden wie das Scannen von QR-Codes oder die Umwandlung von Papierdokumenten.

Fabrikteams können mit digital erfassten Daten, aggregiert in präzisen Controlling-Kennzahlen, beitragen, die Effizienz zu erhöhen und Kosten zu senken – Foto/Quelle: https://elements.envato.com/de/smart-factory-worker-using-machine-in-factory-work-ETFCS3J

Software visualisiert benötigte Daten in Echtzeit

Nur spezialisierte MES-Software (Manufacturing Execution System), die bewährte Kennzahlen zur Produktionssteuerung liefert, ist im digitalen Zeitalter in der Lage, die benötigten Datenmengen in kürzester Zeit zu sammeln und zu visualisieren, um die Hauptursachen für Ausfallzeiten präzise zu ermitteln.

Beispiele für Aufgaben, die nur softwaregestützt wirklich effektiv zu erledigen sind:

  • Entscheidungshilfen für Bediener (Stichwort: Predictive Maintenance)
  • Computergestützte Systeme für das Instandhaltungsmanagement (CMMS)
  • Backup-Pläne für kritische Anlagen
  • Automatische Alarme und Ausfall-Schwellwerte
  • Analysen nach der Prozessmanagement-Methodik DMAIC (Define – Measure – Analyse – Improve – Control)

Vorteil Echtzeitinformation

Kennzahlen in Echtzeit sind der Schlüssel für eine kontinuierlich verbesserte Produktivität. Menschliche Fehler werden reduziert, präzise Analysen sowie ein sofortiges Eingreifen ermöglicht.

Überwachungs-Apps helfen dabei, Stillstände schnell und genau zu erkennen, rasch zu beheben und so die Anlagenverfügbarkeit sowie Gesamtanlageneffektivität kontinuierlich zu verbessern.

 

Der Key Performance Indicator Gesamtanlageneffektivität (OEE – Overall Equipment Effectiveness) – KPIs in Echtzeit ermöglichen nachhaltige Steigerung von Transparenz, Effektivität und Effizienz in der Produktion – Foto: FORCAM

Key Performance Indicators: Die Gesamtanlageneffektivität (OEE)

Bewährt hat es sich, Kennzahlen (KPIs – Key Performance Indicators) festzulegen, mit denen die Leistung der Maschinen überwacht werden kann. Für eine kontinuierliche Verbesserung einer Fertigung ist die Gesamtanlageneffektivität OEE (Overall Equipment Effectiveness) die häufig genutzte Kennziffer.

Die OEE korrelieren

Besonders erfolgsversprechend sind dabei OEE-Leistungsanalysen in Kombination mit digital erfassten Gründen für Stillstände. Die datengestützte Korrelation von Fehlern auf Maschinenebene mit den Schwankungen der OEE-Werte unterstützt Fabrikteams maßgeblich beim KV-Prozess: weg von ineffizienten, reaktiven Maßnahmen und hin zu effektiven präventiven Wartungsstrategien.

Die Teams können die tatsächlichen Ursachen von Produktionsverlusten abstellen, anstatt einzelne Anlagenausfälle ohne Lernerfolge zu bearbeiten.

Kennzahlen für den KVP

Um Leistung und Qualität in einer Fertigung dauerhaft sicherzustellen, hat sich die Methodik des Kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) bewährt. Für den KVP sollten Unternehmen die Voraussetzungen schaffen – durch eine motivierende Unternehmenskultur.

Best-Practice-Standards sollten etabliert, moderne Technologie installiert und Anreize für Mitarbeiter geschaffen werden, Verbesserungen an Produkten und Prozessen eigenverantwortlich vorzunehmen. Ein KVP in einer motivierenden Unternehmenskultur stärkt die Eigenverantwortung der Teams und trägt wesentlich letztlich auch zu einer höheren Anlagenverfügbarkeit bei.

Mitarbeitende bei Premium-Hersteller SWAROVSKI OPTIK in Österreich: Die MES-Lösung von FORCAM unterstützt dabei, dass jeder Schritt im Produktionsprozess, alle Informationen sichtbar sind, Daten über Maschinenlaufzeiten und Stückzahlen jederzeit live einsehbar sind und umfassende Reportings auf Knopfdruck erstellt werden, um u.A. Produktionskosten zu minimieren – Foto/Quelle: SWAROVSKI OPTIK / https://www.swarovskioptik.com/de/de/jagd/geschichten/digital-richtung-zukunft

SWAROVSKI OPTIK: hohe Anlagen-Verfügbarkeit, niedrigere Kosten

SWAROVSKI OPTIK, Premiumhersteller fernoptischer Geräte von höchster Präzision mit Sitz in Absam in Österreich sichert sich durch eine konsequente Digitalisierungsstrategie und durch entsprechendes Produktionscontrolling in der Fertigung nachhaltiges Wachstum.

Durch konsequent eingesetzte Kennzahlen haben sich die Verfügbarkeit der Maschinen und Anlagen erhöht sowie die Durchlaufzeiten verkürzt. Der Energieverbrauch konnte bei steigenden Produktionsvolumina konstant gehalten werden.

„Wir können Produktionskosten senken, weil die Maschinen eine hohe Verfügbarkeit haben und wir weniger Ressourcen zukaufen müssen“, resümiert der ehemalige Vorstand für Technologie, Dr. Gerd Schreiter.

Zur Success Story SWAROVSKI OPTIK

NMH GmbH: Smarte Produktionssteuerung in Rekordzeit gestartet

Das Beispiel von Maschinenbau-Spezialist NMH aus Oberschwaben zeigt, dass der Start ins digitale Produktionscontrolling innerhalb weniger Tage erfolgen kann. Die Teams von NMH und FORCAM haben in Rekordzeit drei Pilotmaschinen angebunden und vier unterschiedliche Softwarelösungen in die bestehende IT-Architektur integriert.

Ergebnis: Nach nur einer Woche arbeiten NMH-Werker mit Echtzeit-Analysen zu

  • Auslastung der Maschinen
  • Stillstandszeiten
  • Fehlergründe

Zur Success Story NMH

NMH-Werker am Touchscreen-Terminal: „Hidden Champion“ NMH, Maschinenbau-Spezialist aus Oberschwaben, hat sein eigenes System zur Produktionssteuerung mit FORCAM Software vernetzt und nutzt Kennzahlensysteme als Instrument der Kostenminimierung in der Produktion und Erhöhung von Effizienz der Anlagen – Foto: NMH www.nmh.de

Zusammenfassung

Eine moderne Produktionssteuerung mit Kennzahlen (Key Performances Indicators) ist im digitalen Zeitalter der Königsweg zu nachhaltiger Wettbewerbsfähigkeit.

Das systematische Monitoren von Maschinenstillstandszeiten in einer Fertigung ist ein entscheidender Hebel, um die Gesamtanlageneffektivität OEE zu verbessern und die Kosten nachhaltig zu senken. Dafür hat sich spezialisierte MES-Software bewährt (MES = Manufacturing Execution System).

Die automatisierte Suche nach ungewollten Maschinen-Ausfallzeiten, die Priorisierung von Aufgaben sowie eine Kultur der kontinuierlichen Verbesserung tragen maßgeblich dazu bei, dass ein Unternehmen das maximale Leistungspotenzial seiner Fertigung ausschöpft.

Häufig gestellte Fragen

Was bedeutet Ausfallzeit?

Während einer Ausfallzeit kann eine Anlage oder Anwendung nicht wie gewohnt genutzt werden. Es gibt geplante Ausfallzeiten für Wartung oder Reparaturen, es gibt ungeplante Ausfallzeiten wie Fehlfunktionen oder Stromausfälle. Letztere sind besonders relevant mit Blick auf ungeplant höhere Kosten.

Warum ist die Verfolgung von Ausfallzeiten wichtig?

Das digitale Monitoren von Ausfallzeiten liefert die Daten, um Ineffizienzen aufzudecken, Prozesse zu optimieren, die Produktivität zu steigern und Kosten zu senken. Durch automatisiertes Verfolgen der Stillstandszeiten können alle Beteiligten die richtigen Entscheidungen für Effizienz und Rentabilität treffen.

Wie wird die Überwachung von Ausfallzeiten erfolgreich?

Der erfolgversprechendste Weg ist der Einsatz geeigneter Software. Bewährt haben sich MES-Lösungen (Manufacturing Execution System) wie FORCE MES FLEX: Die modular aufgebaute, flexible Plattformlösung unterstützt bei der Analyse, Planung, Steuerung und Optimierung aller Prozesse einer diskreten Fertigung.

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