Digitales Shopfloor Management : In kleinen Schritten Großes erreichen
Produzierende Unternehmen müssen enorme Herausforderungen bewältigen: steigende Energiekosten, plötzliche Auftragsschwankungen, Lieferengpässe, Klimaschutz-Maßnahmen. Der Schlüssel zur Bewältigung dieser Herausforderungen liegt in einer effizienteren Produktion. Für modernes Shopfloor Management, das auch auf visuelles Management setzt, spielt die digitale Überwachung von Shopfloor-Prozessen die zentrale Rolle.
Digitales Shopfloor Management ermöglicht eine effektive Steuerung und Planung von Fertigungsprozessen
Was versteht man unter digitalem Shopfloor Management?
Die Fertigungsebene wird auch Shopfloor genannt. Entsprechend bedeutet digitales Shopfloor Management, dass Softwarelösungen eingesetzt werden, um Betrieb und Abläufe in einer Fabrik zu überwachen und zu steuern. Führungskräfte spielen dabei eine entscheidende Rolle, indem sie direkt vor Ort präsent sind und aktiv mit den Mitarbeitern am Ort der Wertschöpfung zusammenarbeiten.
Digitales Shopfloor Management ermöglicht eine effektive Planung und Koordination von Fertigungsprozessen. Durch die digitale Erfassung und Auswertung von Signalen und Daten aus vorhandenen und neuen Maschinen und Komponenten können Unternehmen erhebliche Effizienz- und Ressourceneinsparungen erzielen. Diese sind notwendig, um den genannten Herausforderungen erfolgreich zu begegnen.
Digitales Shopfloor Management soll analoge Methoden nicht vollständig ersetzen, sondern zielt darauf, die Mitarbeiter durch Software zu befähigen, Verschwendungen im laufenden Betrieb und in bestehenden Prozessen zügig und dauerhaft zu eliminieren.
Kernaspekte von datengesteuertem Shopfloor Management
Datenerfassung in Echtzeit: Direkt an den Maschinen und Anlagen werden wesentliche Produktionsdaten in Echtzeit erfasst, um Kennziffern wie die Gesamtanlageneffektivität (OEE) sowie Engpässe oder Zykluszeiten zu ermitteln. Solche Informationen aus erster Hand und nahtlos zwischen Führungskräften und Mitarbeitern kommuniziert, verbessern die Entscheidungsfindung deutlich und vermeiden obendrein Missverständnisse.
Visualisierung der Daten: Prozess- und Performance-Kennzahlen werden nutzerfreundlich visualisiert.
Einbindung von Assistenzsystemen: Innovative Softwarelösungen für besondere Funktionen wie ,Machine Learning´ oder ,Vorhersagende Wartung´ können mit eingebunden werden.
Wissensmanagement: Das strukturierte und standortübergreifende Speichern und Nutzen von Wissen und beispielhaften Prozessen (Best Practices).
Studien von McKinsey zeigen, dass eine digital gesteuerte Produktion signifikanten Mehrwert schafft – Quelle: http://tinyurl.com/2mqfumwj
Hauptvorteile des digitalen Shopfloor Managements
Die Vorteile ergeben sich aus diversen Aspekten eines digitalisierten Produktionsalltags:
- Optimierter Betrieb der Maschinen: Automatisierte Steuerungen verbessern die Prozesseffizienz und machen Wartungsbedarf vorhersehbarer.
- Flexible Fertigung: Digitale Steuerungen ermöglichen schnelle Anpassungen an sich ändernde Kundenanforderungen oder Marktbedingungen.
- Ressourcenschonende Fertigung: Durch optimierten Energieverbrauch und bessere Prozessplanung werden Kosten gesenkt.
- Echtzeit-Prozessoptimierung: Echtzeitanalysen von Produktionsdaten ermöglichen schnelle Entscheidungen bei ungeplanten Stillständen.
- Kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP): Historische Datenanalysen helfen, wiederkehrende Fehler dauerhaft zu eliminieren.
- Nachhaltige und strukturierte Problemlösung: Systematische und kontinuierliche Abläufe wie der PDCA-Zyklus von W. E. Deming (Plan – Do – Check – Act) gewährleisten kontinuierliche Verbesserungsprozesse.
Konkreter Mehrwert und schneller ROI
Jeder Euro, der in die Digitalisierung investiert wird, zahlt sich aus. Selbst bei einer nur teilweise digital gesteuerten Produktion ist ein schneller Return-on-Investment (ROI) möglich.
Ein effektives Ziel-Management-System mit digital erfassten Kennzahlen hilft dabei, kurz- und langfristige Vorhaben transparent und strukturiert zu erreichen. Studien von McKinsey zeigen, dass eine digital gesteuerte Produktion signifikanten Mehrwert schafft, darunter:
- eine um 15 bis 30 % höhere Arbeitsproduktivität,
- um 30 bis 50 % weniger Maschinenstillstände.
Schritt 1: Das digitale Fundament legen – Konnektivität für Bestandsmaschinen
Zuerst muss das Fundament für eine digitale Produktion geschaffen werden – einheitliche Daten. Der erste Schritt zum digitalen Shopfloor Management ist daher die digitale Anbindung von Bestandsmaschinen und anderen Komponenten in der Fabrik, dem zentralen Ort der Wertschöpfung in produzierenden Unternehmen.
„Ohne grundlegende digitale Infrastruktur können wir nicht von neuen Technologien profitieren”, erklärt Ricardo Dunkel, technischer Direktor der europäischen Initiative Open Industry 4.0 Alliance. „Wenn die Grundlagen nicht da sind, wie sollen wir von den neuen Technologien profitieren?“, so Ricardo Dunkel.
Er analysierte jüngst in dem Magazin Industry of Things, dass man „an vielen Stellen und vielen Unternehmen noch am Anfang der Datenbeschaffung, -analyse und -verwertung“ stehe.
Ein Pilotprojekt mit wenigen Maschinen starten
Grundsätzlich gilt: Nicht alles auf einmal anstreben. Eine grenzüberschreitende digitale Anbindung von Bestandsmaschinen beispielsweise ist anspruchsvoll. Daher sollten Unternehmen in kleinen Schritten beginnen, etwa mit einem Piloten und der Digitalisierung von drei bis fünf Maschinen an einem Standort. Das ist vor allem für Unternehmen ratsam, die noch am Anfang ihrer digitalen Transformation stehen.
Eine moderne Konnektivitätslösung wie AC4DC von FORCAM ENISCO sorgt dabei sowohl für eine nahtlose Anbindung unterschiedlichster Maschinentypen und -steuerungen als auch für die Harmonisierung aller eingesammelten Signale zu einem einheitlichen Datenmodell.
Parallel gilt es, eine kulturelle Transformation einzuleiten. Dabei spielen Führungskräfte eine entscheidende Rolle. Sie sollten als Coaches und Mentoren agieren, kooperativ kommunizieren und jede Problemlösung begleiten, um kontinuierliche Prozessverbesserungen zu erreichen.
Schritt 2: Echtzeit-Analysen mit einem MES fahren
Sind die Bestandsmaschinen sowie neue Anlagen vernetzt und ist ein einheitliches Datenmodell generiert, kann es an das Thema Echtzeit-Reports und historische Analysen gehen. Diese werden durch spezialisierte Softwarelösungen – sogenannte Manufacturing Execution Systems (MES) – ermöglicht.
In jedem Unternehmen sind die Anforderungen sehr unterschiedlich – entlang individueller Produktions-Szenarien, vorhandener IT-Architekturen und gewünschter Lösungen. Moderne MES Systeme zeichnen sich daher vor allem durch Modularität und Integrationsfähigkeit aus und ermöglichen die Interoperabilität aller Systeme und Applikationen.
Alles im Blick: Nutzerfreundlich gestaltete Werker-Terminals wie in der Lösung MES FLEX von FORCAM ENISCO sind erfolgskritisch im digitalen Shopfloor Management
MES als zentrale Datendrehscheiben
Entlang der immer neuen digitalen Möglichkeiten in der Produktion haben sich bewährte MES-Lösungen wie die aus unserem Hause (MES LITE, MES FLEX und E-MES) zu leistungsstarken zentralen Datendrehscheiben weiterentwickelt.
“Der monolithische Ansatz ist Vergangenheit”, urteilt FORCAM ENISCO-Experte Dr. Alexander Schließmann. Vielmehr sind moderne MES-Systeme heute offen dafür, Dritt-Lösungen und IIoT-Anwendungen (Industrial Internet of Things) zu integrieren.
Wiederum sind es Führungskräfte, die eine entscheidende Rolle bei der Implementierung und Nutzung von MES-Systemen spielen. Sie müssen die Auswahl sowie die Integration und den effektiven Einsatz dieser Technologien stetig anleiten und orchestrieren.
Praxisbeispiel: Energie- und Leistungsdatenkorrelieren
Ein Zulieferkonzern aus der Automobilbranche will bis zum Jahr 2035 CO₂-neutral produzieren. Die Tochtergesellschaften sind für die Umsetzung verantwortlich. Ein Kunde von FORCAM ENISCO ist eine dieser Tochtergesellschaften. Das dortige Fabrikteam hat die wichtigsten Maschinen digital angebunden, um mehr Energieeffizienz zu erreichen.
Dazu korreliert das Team softwaregestützt die Leistungsdaten von Maschinen mit ihren Energiedaten, so dass sie für jeden Auftrag die jeweils Energie-effizientesten Maschinen einsetzen können. Der Energieverbrauch konnte so in den vergangenen Jahren um mehr als 20 Prozent reduziert werden, bei gleichbleibenden Prozessen und steigenden Produktionsvolumina.
Schritt 3: Vernetzung von Shopfloor und Topfloor
Weiteren erheblichen Mehrwert bringt in Schritt 3 die Vernetzung von Shopfloor und Topfloor – also die Integration des digital angebundenen Maschinenparks mit den Systemen der Unternehmensplanung (Enterprise Resource Planning – ERP) sowie mit CRM-Systemen (Customer Relationship Management) oder mit Lagerverwaltungssystemen.
Das Ergebnis ist eine durchgängige Datenbasis sowohl in der Produktion als auch in der Planung – alle Systeme arbeiten mit der „einzigen gemeinsamen Wahrheit“ („single source of truth“). Quelle sind die Daten aus dem ‚Ort der Wertschöpfung‘, also der datengesteuerten Produktion.
Praxisbeispiel: Wie digital erfasste Kennzahlen Fabrikteams helfen
Wie wichtig es ist, dass die Teams auf Shopfloor und Topfloor mit den selben Daten arbeiten, zeigt folgendes Beispiel zum Thema Auftragsplanung:
In der Unternehmensplanung wird ein neuer AVO – Arbeitsvorgang – eingeplant. Das System setzt dafür eine Produktionskapazität von – theoretisch – acht Stunden täglich bei 60 Teilen pro Stunde an. Der Produktionsplan sieht also 480 Teile pro Tag vor.
Doch das schafft das Fabrikteam nicht. Der Produktionleiter musste sich den Vorwurf anhören, dass offenbar langsamer gearbeitet werde als geplant.
Die Kennzahl OEE schafft Abhilfe
Dann wird die Gesamtanlageneffektivität digital ermittelt – mit der Kennzahl OEE (Overall Equipment Effectiveness). Sie erfasst die realistischen Produktionskapazitäten, weil sie Stillstandszeiten und Stillstandsgründe mit einbezieht, mit denen Fabrikteams konfrontiert sind: Rüsten, Instandhaltung, Reparaturen.
Diese Zeiten aber waren bislang nicht im System der Unternehmensplanung berücksichtigt. Ergebnis: Mit der digital ermittelten OEE wurde das Fabrikteam fortan an realistischen Produktionszahlen gemessen.
Parallel-Schwung: ein Kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP)
Das Beispiel zeigt auch: Führungskräfte spielen eine entscheidende Rolle bei der Nutzung von Kennzahlen für die Produktionsplanung. Sie müssen sicherstellen, dass die wesentlichen Zahlen korrekt ermittelt und interpretiert werden.
Deshalb gilt: Jede digitale Transformation fliegt nur mit zwei Flügeln – einem technologischen sowie einem menschlichen Flügel. Heißt: Nur, wenn die Menschen, die die Technologie anwenden sollen, auch von ihrem Nutzen überzeugt sind, wird digitales Shopfloor Management erfolgreich sein.
Als “Motor der Motivation” hat sich der sogenannte KVP bewährt, der kontinuierliche Verbesserungsprozess. Digitales Shopfloor Management liefert für den KVP die objektiven Kennzahlen, an denen sich alle Teams orientieren können.
Unerlässlich: Teams auf den Systemen schulen
Jeder durch Kennzahlen gesteuerte KVP bei Führungskräften und Mitarbeitern zu einer veränderten Motivation führen. Leitgedanke:
,Wir haben alle Tools in der Hand, um aus unserem Team heraus besser zu werden und eigenverantwortlich für höhere Wertschöpfung zu sorgen. Auf diesem Wege tragen wir zur Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens und damit zur Standort- und Arbeitsplatzsicherung bei.´
Deshalb müssen Mitarbeiter laufend im Umgang mit den Systemen des Shopfloor Managements geschult werden. Dabei spielen die Führungskräfte wiederum die zentrale Rolle, damit die gewünschte Motivation entsteht.
Prozesse und Technologie verstehen – das motiviert
Die Einführung neuer IT ist immer auch eine kulturelle Herausforderung: Sie bringt Veränderungen in der Arbeitsweise und der Arbeitsumgebung mit sich. Nur, wenn die Mitarbeiter die gewünschten Prozesse sowie die benötigte Technologie verstehen, sind sie auch motiviert, diese zielorientiert anzuwenden und wie selbstverständlich in ihre veränderte Arbeit zu integrieren.
FORCAM ENISCO Experte Alexander Schäfer: „Jeder Mitarbeiter sollte unabhängig von seiner Tätigkeit und Ausbildung verstehen, wie produktionsrelevante Daten erfasst, interpretiert und zurückgemeldet werden müssen.“
Erfolge breit kommunizieren
Der größte Motivator ist Erfolg: Daher sollten von Anfang an gute Ergebnisse breit kommuniziert werden. Ermutigen und bestärken Sie die Bemühungen Ihrer Mitarbeiter, um das Projekt langfristig in ruhige Fahrwasser zu bringen. Größere Erfolge sollten gemeinsam gefeiert werden – so bleibt das Transformations-Team motiviert.
In die Erfolgskommunikation sollten möglichst viele Abteilungen einbezogen werden. Es gilt aufzuzeigen, wie sich die Verbesserungsmaßnahmen auf den Unternehmenserfolg auswirken. Das aktiviert die Mitarbeiter und begeistert sie für den weiteren KVP.
Zusammenfassung
Die Herausforderungen für die fertigende Industrie wie Energiekosten und unsichere Lieferketten lassen sich heute nur noch mit Softwarelösungen für die Fabrik meistern. Auch der längerfristige Paradigmenwechsel – Produkt-Lebenszyklen verkürzen sich, Kunden wünschen immer mehr Produktvariationen – ist nur noch softwaregestützt zu bewältigen.
In der Industrie findet die Wertschöpfung in der Fabrik statt. Daher muss auf digitalem Shopfloor Management das Hauptaugenmerk liegen, damit Unternehmen weiterhin ihre langfristigen Ziele wie nachhaltige Profitabilität und Wettbewerbsfähigkeit erreichen.
Wachsende Komplexität im Fertigungsalltag beherrschen
Moderne Fertigung braucht heute sowohl die punktuelle Optimierung einzelner Maschinen als auch den Überblick über den Gesamtprozess. Es gilt, die wachsende Komplexität und Variantenvielfalt im Fertigungsalltag zu beherrschen.
Voraussetzung dafür ist digitales Shopfloor Management. Unabhängig von der Unternehmensgröße gibt es für jeden Bedarf passende Software-Lösungen für datengetriebenes Shopfloor Management, um Effizienz und Produktivität signifikant zu steigern.
- Leistungsfähige Konnektivitätslösungen für Bestandsmaschinen (AC4DC| EDGE CONNECT)
- Historische und Echtzeit-Analysen mit einem Manufacturing Execution System (MES FLEX | E-MES)
- Hybride Deployment-Möglichkeiten für On-premise, Edge und Cloud-Architekturen
Die passenden Technologien zusammen mit einem professionellen KVP – Kontinuierlichen Verbesserungsprozess – ermöglichen es, Effizienz, Produktivität und Flexibilität in der Fertigung in kurzer Zeit deutlich zu steigern.
