Optimierung von Maschinenalarmen: So gelingt Ihnen der leichtgewichtige Einstieg in die vernetzte Produktion!

• Die Verfügbarkeit der Maschinen wird durch intelligente Vernetzung, Priorisierung, Verarbeitung und Verteilung von Maschinenalarmen und weiterer Datenpunkte erhöht

• Das Leuchtturmprojekt dient dabei als einfacher Einstieg in die vernetzte Produktion mit rasch erkennbarem ROI

• Die Lösung lässt sich einfach skalieren – sowohl im Umfang als auch bezogen auf Anwendungsbereiche

Sind Sie daran interessiert, die Verfügbarkeit Ihrer Produktionsmaschinen zu erhöhen und gleichzeitig eine solide Basis für die Digitalisierung und intelligente Vernetzung Ihrer Produktion zu schaffen?<p>Optimieren Sie Ihr Maschinenalarmmanagement und öffnen gleichzeitig den Weg zur „datengetriebenen Fertigungsoptimierung“. Unsere Lösung automatisiert Alarme, versieht sie mit einem intelligenten Regelwerk und entlastet damit auch ihr Service Personal. &nbsp;Die Architektur ermöglicht ihnen dabei eine kontinuierliche Erweiterung ihrer Produktionsdatenauswertung.</p>

Reale Herausforderungen in der Produktion & Fertigung

Als Faustregel gilt: Eine “gute” Gesamtanlageneffektivität (GAE)  eines (deutschen) Produktionsunternehmens liegt im Durchschnitt bei ca. 60%. Einfach erklärt heißt das, von 100 Produkten, die unter theoretischen optimalen Bedingungen hergestellt werden könnten, werden im tatsächlichen realen Betrieb 60 hergestellt. Von einer hervorragenden GAE spricht man bei ca. 85%. (Durchschnittwert aus Studie ). Mit unserer Lösung setzen wir hier " leichtgewichtig”, d.h. ohne große Einstiegshürden an, denn: schon die Optimierung der Abläufe von Maschinenalarmen kann rasch einen hohen wirtschaftlichen Wert für Unternehmen darstellen, ohne große Investitionen tätigen zu müssen. Fragen Sie uns gerne nach Referenzbeispielen.

Um die Maschinenverfügbarkeit zu steigern, müssen wir zuerst die Ursachen für eine niedrige Anlageneffektivität betrachten.

Sie liegen oft in maschinenbedingten Ausfällen und fehlerhaften Prozessen begründet.

Wenige Unternehmen verfügen über valide Informationen und Warnmechanismen, die auf Anlagenstörungen oder nötige Wartungsarbeiten in Echtzeit hinweisen. Die steigende Dokumentationspflicht und unterschiedliche Ländernormen, führen zu einem erhöhten Aufwand in der Qualitätssicherung und dadurch langsameren Reaktionszeiten. 

Reibungslose Fertigungsabläufe andererseits beruhen oft auf dem Wissen und der langjährigen Erfahrung von einigen Expertinnen und Experten im Produktionsumfeld. Insbesondere im globalen Umfeld herrscht jedoch oft ein Mangel an qualifizierten Servicekräften im Bereich Maschinenbedienung und Operating. Ein heterogener Maschinenpark und steigende Anforderungen in diesen Bereichen kommen, zusammen mit einer fehlenden holistischen Sicht im Fall gleichzeitig auftretender Prozessanomalien, erschwerend hinzu. Dokumentierte Regelwerke mit entsprechenden Priorisierungen liegen im Falle eines Maschinenausfalls häufig nicht unmittelbar vor. 

Dadurch entstehen hohe Kompetenzanforderungen hinsichtlich Fehler-Priorisierung und -behebung, Wartung und Betrieb. Falsche Entscheidungen bei der Priorisierung von Fehlerbehebung wiederum führen zu Effizienzverlusten, verlängerten Stillstandzeiten, fehlerhaften Produkten und unerfüllten Qualitätsansprüchen sowie Ausschuss.

Die Einhaltung von Produktionsstandards wird zusätzlich oft erschwert, wenn diese im Regelbetrieb nicht digitalisiert, sondern beispielsweise nur als ausgedruckte Checklisten, zur Verfügung stehen.Wie können diese vorhandenen Potenziale durch eine vernetzte und datengetriebene Produktion -  gehoben werden?

Der Einstieg in entsprechende Projektvorhaben zur Behebung der oben genannten Herausforderungen stellt auf Unternehmensseite oftmals aufgrund der erwarteten Komplexität und der erforderlichen Einbindung zahlreicher Bereiche von Supply Chain über Produktion, Qualitätssicherung, Instandhaltung bis zur Logistik eine Hemmschwelle dar.

Mit unserem Lösungsansatz bauen wir diese Hemmschwelle konsequent ab: Unser Proof of Concept dient als Leuchtturm, der zuerst in einem abgegrenzten Bereich  und - ausgerichtet auf den Use Case „Maschinenalarme” - umgesetzt wird (Unser Vorschlag ist eine Anbindung von 5 Linien mit je 2 Maschinen in einem Werk). Dieser Ansatz kann in einem schrittweisen, kontrollierten Vorgehen beliebig erweitert werden. Die Skalierung kann dabei, abhängig von den Unternehmenszielen und dem Projekt-Scope, entweder über mehrere Linien und/oder Werke erfolgen oder zusätzliche gewünschte Use Cases beinhalten.
 

Mit dieser Lösung

• Geht durch Priorisierung von Alarmen und Filterung auch in kritischen Situationen der Überblick nicht verloren
• Werden Werker und Operatoren gezielt zu den Fehlerursachen geführt
• Verbessert sich die Verfügbarkeit Ihrer Maschinen
• Erhöht sich die GAE (Gesamtanlageneffektivität) durch verkürzte Reaktionszeit und strukturiertes, vordefiniertes Vorgehen 
• Reduziert sich das Onboarding neuer Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
• Erhöht sich die Prozesssicherheit durch Einhaltung und digitale Dokumentation von Standardprozessen 

Für wen lohnt sich die Optimierung der Maschinenalarme im Rahmen einer vernetzten Produktion?

Der dargestellte Lösungs- und Projektsatz lohnt sich für Unternehmen im Bereich der diskreten Fertigung, die zumindest zwei der folgenden Kriterien erfüllen:

• Sie verfügen bislang nur über eine geringe Vernetzung 
• Ihr Maschinenpark ist heterogen, mit sehr unterschiedlichen Bedienerschnittstellen
• Sie besitzen einen (global) verteilten Maschinenpark 
• Sie sind vom Fachkräftemangel in der Produktion und Instandhaltung betroffen

Unsere technische Lösung und ihre Vorteile

Zusammen mit unserem Partner, dem Datenbankspezialisten Crate.io, bieten wir Ihnen eine Lösung bestehend aus vier Bausteinen:

1. Sammlung und Normierung heterogener Daten, bei Bedarf zusätzlich Anreicherung von IoT-Sensordaten mit ERP Daten für einfache Use-Case Bearbeitung 
2. Digitalisierung von Produktion Standard Prozessen (Standard Operation Procedures - SOP‘s) von Checklisten über Dateneingaben und Informationsausgaben bis zu “Gemba Walks” (auch “go to Gemba”, Lean Production Ansatz)
3. Implementierung eines vollautomatische Benachrichtigungssystems mit relevanten Informationen für eine rasche Fehlerbehebung und Einhaltung von SOPs basierend auf einer Rules Engine inklusive mobiler Applikation und Chat-Bot mit Sprachausgabe für die Beschreibung von Problemursprung und Lösungsanleitung
4. Entwicklung einer holistischen, intelligenten Logik zur Echtzeit - Erkennung von Anomalien für alle inkludierten Prozesse und Maschinen

Jetzt starten, später skalieren: Unser Projektvorgehen zum Start der vernetzten Produktion

Wir empfehlen für das Thema Maschinenalarme ein schlankes, mehrstufiges Vorgehen im Leuchtturm-Projektansatz mit klaren und messbaren Ergebnissen. Das abgegrenzte und mehrstufige Vorgehen reduziert nicht nur die Komplexität. Unternehmen können sich durch das iterative Vorgehen schneller und flexibler ein Bild über den Projekterfolg der vernetzten Produktion machen und ggf. zu einem frühen Zeitpunkt „nachjustieren“. Weiterer Vorteil: Ein vergleichbares Leuchtturm-Projekt kann oft bereits innerhalb eines Quartals umgesetzt werden ohne dass globale Produktionsstandard im Vorfeld verabschiedet werden müssen.

Aus unserer Erfahrung heraus  schlagen wir folgende Phasen vor:

Der Umfang des Projektes wird in der Phase 1, der “Visioning- und Scoping”- Phase, die alle Stakeholder an einen Tisch bringt, geplant. Geeignete Startpunkte sind zumeist einzelne Fertigungslinien oder spezifische Maschinengruppen.

In Phase 2 „Konnektivität und Datenplattform“ werden die Architektur- und Technologiegrundlagen zum Beispiel für das Thema Vernetzung geschaffen, sowie die Systemgrenzen in Expertengesprächen und Workshops gemeinsam festgelegt. Die Systemarchitektur und das Systemdesign IoT wird auf Maschinen- bzw. Produktionsebene definiert.

In der letzten Phase „Prozessmodellierung und Go-Live“ geht es schließlich um die Analyse des Alarmmanagements und dessen Implementierung und Konfiguration in der definierten Pilot Umgebung für das Leuchtturm Projekt. 

Nach einer Einweisung des Operator Teams kann der Probebetrieb aufgenommen werden. Hierbei werden wichtige Erkenntnisse für einen möglichen Scale Out in die Organisation des Kunden gewonnen.  
Für die Optimierung des Maschinenalarmmanagements haben wir auf Basis von Referenzwerten folgende Nutzenpotentiale identifiziert:

Im Bereich „Operation“ erhöht sich die Gesamtanlageneffektivität durch schnellere Reaktion auf Maschinenstehzeiten durch das automatische und priorisierte Weiterleiten von Alarmen in Echtzeit –direkt auf das (mobile) Endgerät. Abnormitäten in Daten werden frühzeitig erkannt, dies führt auch zu einer schnelleren Reaktion auf bzw. Prävention von Qualitätsproblemen. Die Sicherheit wird durch die Einhaltung und digitale Dokumentation von Standardprozessen erhöht. Durch die vollautomatische Benachrichtigung der Verantwortlichen mit relevanten Informationen für rasche Fehlerbehebung und Einhaltung von Standard Operation Prozeduren (synthetische Stimme beschreibt Problemursprung und Lösungsanleitung) ergeben sich Einsparungspotenziale von bis zu 20% im Personalkostenbereich, da Onboarding und Ausbildung vereinfacht wird. Weitere Potenziale können unternehmensindividuell durch Vorgabe von Standardprozessen geschaffen werden.

Maßgeschneiderte Beratungs- und Umsetzungsleistungen von Zühlke im Zusammenspiel mit hochskalierenden Datenbanken wie Crate.io bieten dabei die benötigte Flexibilität, um die vernetzte Produktion und Fertigung sukzessive, Stück für Stück aufzubauen. So können gewonnene Erkenntnisse auf weitere Systeme ausgerollt werden, um Schritt für Schritt Ihre gesamte Produktion zu vernetzen.