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5/2019www.vdi-z.de

Dank MES auf dem Markt der warmverformten Sonderverbindungs elemente gut aufgestelltDank MES auf dem Markt der warmverformten Sonderverbindungs elemente gut aufgestellt

Maschinenverfügbarkeit noch in der Testphase gesteigert

Sonderdruck

Sonderteil QualitätssicherungSoftware

D ie Mager GmbH aus dem nordrhein-westfälischen Ennepetal lässt sich zwei-

felsohne als Produzent für das „Besondere“ bezeichnen, denn im Bereich Spezial-schrauben und Bolzen erfüllt das Unter -nehmen nahezu jeden Kundenwunsch. Bei den Aufträgen stehen oft enge Zeitfenster und ausnahmslos immer außergewöhn -liche Produktspezifikationen im Fokus.

Das Traditionsunternehmen

Das 1940 gegründete und mittlerweile in dritter Generation inhaber geführte Unter-nehmen ist Spezialist für warmverformte Verbindungselemente, Bild 1 – das Spek-trum reicht von der Prototypenproduktion bis zur Se rienfertigung. In Losgrößen von 50 bis 15 000 Stück bietet Mager Spezial-schrauben und -bolzen nach Kundenzeich-nung oder DIN/ISO-Normen mit Durch-messern von M 5 bis M 64 sowie ¼“ bis 2 ½“. Ob außer gewöhnliche Dimensionen, Werk-stoffe oder Oberflächen – nahezu alles wird möglich gemacht, und das mit überzeugen-der Liefertermintreue und -flexibilität.

Um die hohen Kundenerwartungen hin-sichtlich Qualität und Termintreue zu erfüllen, setzt Mager nicht nur auf Zerti -fizierungen nach ISO 9001 und ISO 14001, sondern auch auf Unabhängigkeit: Die gesamte Prozesskette – von der Lage rung bis

zum fertigen Teil – liegt im eige nen Unter-nehmen. Der eigene Werkzeugbau garan-tiert hohe Flexibilität, genauso wie der um-fangreiche Maschinenpark in den Produk -tionsbereichen Schmieden, Bild 2, Drehen sowie Schleifen/Bohren/ Fräsen. Die induk-tive Härtung sowie Oberflächenverede -lungen mit „Delta- Pro tekt“-Beschichtung runden das Leistungs port folio ab.

Durchschnittlich 600 Spezialaufträge bear beitet Mager im Jahr. Dafür stehen 40 Maschinen auf 3500 m² Produktionsfläche zur Verfügung, Tendenz steigend. Denn kontinuierlich wird in den Maschinenpark investiert, um der wachsenden Nachfrage, auch nach neuen Fertigungstechnologien, gerecht zu werden.

Mehr Transparenz im Produktionsmanagement

Täglich laufen etwa 100 unterschiedliche Artikel in der Produktion. Daher ist eine präzise Produktionsplanung und -steue-rung verlangt, damit alle Arbeitsschritte nahtlos ineinandergreifen. Bisher glich das einer kleinen Meisterleistung: Die gesamte Produktionssteuerung lief nahezu ohne

Die Firma Mager aus Ennepetal – Spezialist für warmverformte Sonder-schrauben – entschied sich 2018 für die Einführung einer MES (Manu-facturing Execution System)-Lösung. Was im ersten Schritt mit der Pilot -installation für einen einzelnen Produktions bereich begann, entwickelte sich schnell zum Motor für bedeutende Prozessoptimierungen. Bereits nach kurzer Zeit deckte die neue Infor mationstransparenz ganz konkrete, kostenverursachende Pro duktionsereignisse auf.

Dank MES auf dem Markt der warmverformten Sonderverbindungs elemente gut aufgestellt

Maschinenverfügbarkeit noch in der Testphase gesteigert

Bild 1. Mager ist Spezialist für warmverformte Verbindungselemente – das Spektrum reicht von der Proto typen -produktion bis hin zur Se rienfertigung.

Spezialschrauben und Bolzen entstehen in Ennepetal auch individuell auf Kundenwunsch.

Software Sonderteil Qualitätssicherung

Softwareunterstützung ab, basie-rend auf dem tiefgreifenden Pro-duktionswissen und der jahrelan-gen Erfahrung der Mitarbeiter.

Spontane Umverteilung der Prioritäten? Reaktion auf unge -plante Produktionsereignisse? Auskunft zum Auftragsstatus? Jeder der Beteiligten war stets aus-kunftsfähig zu seinen Prozessen. Was jedoch fehlte, war ein zen-traler Überblick, der alle rele -vanten Fer tigungsereignisse und -fortschritte in sich vereint. Diese Informationen mussten zuerst er-fragt und dann zusammenge-stellt werden, beispielsweise für Statusre-ports an Kunden. Für die Geschäftsführung von Mager wurde deutlich, dass eine zukunfts fähige Ausrichtung der Produktion nur mit einem modernen und leistungsfä-higen MES- System zu erreichen ist.

Erwartungshaltung an das MES

Sofortige Aussagefähigkeit gegenüber Kunden

Der Produktionsstatus soll über das MES 100 % aktuell und sofort verfügbar sein – für jeden. Eine Fehleinschätzung bei Kunden zur Lieferzusage würde der Firma, die sich vor allem mit Zuverlässigkeit einen Namen gemacht hat, nachhaltig schaden.

Zielgerichtete Vertriebsvorausplanung

Über die Vorausplanung beziehungs -weise Prognose sollen für das Vertriebsteam freie Kapa zitäten erkennbar sein, um für ge-nau diese Lücken gezielt die passenden Auf-träge einzuholen. Der Vertrieb wird effizien-ter gesteuert, der Auftrags eingang gesteigert und teurer Maschinenstillstand ver mieden.

Transparentes Controlling

Die nach Erfahrungswerten festgelegten Maschinenstundensätze zur Angebotskal-kulation sollen durch konkrete Berechnun-gen ersetzt werden. Durch das exakte Monitoring von Maschinenlaufzeit, Rüst-zeit sowie Stillstandszeiten wird zudem erfasst, wie lange ein Arbeitsgang dauert. Bisher zu großzügig geplante Arbeits gänge werden aufgedeckt und als freie Kapa zi -täten nutzbar gemacht.

Mit renommiertem Anbieter in die Lösungspartnerschaft

Schon bei der Auswahl potentieller Lösungs partner spielte, neben der räum -lichen Nähe, die Professionalität und re-nommierte Position am Markt eine aus-

schlaggebende Rolle. Erster Lösungsan -bieter, der sich bei Mager vorstellte, war Böhme & Weihs System technik mit der Lösung „WEB.MES“ – und dabei blieb es auch. Nach dem ersten Termin gab es keine Zweifel daran, genau den richtigen Partner für die aktuellen und zukünftigen Heraus-forderungen gefunden zu haben.

Das Softwarehaus präsentierte sich als Partner, der nicht nur mit einem tiefen Prozess- und Fertigungswissen überzeugte, sondern auch mit Engagement und Ver -lässlichkeit. Auch der erste Eindruck zum MES war durchweg positiv: Die übersicht -liche Darstellung zu Produktionsdaten und Störungen im Fertigungscockpit zeigte auf einen Blick genau die Informa tionen, die sonst erst mit Zeitaufwand und durch Nach-fragen in der Produktion gewonnen wur-den. Die Möglichkeit, ziel gerichtete Ana -lysen über die „Drill-down“-Funktion auf jeder Ebene im Detail zu betrachten, ließ erahnen, welches Informationspotential die Lösung haben würde. Zudem überzeug-te WEB.MES durch seine browser basierte Bedienung, durch die es auf jedem Endgerät ohne zusätzliche Installa tion läuft – vom PC bis zum Smartphone.

Bereits in der Testphase Ver - besserungspotentiale aufgedeckt

Im ersten Schritt startete die Pilotphase im Produktionsbereich „Schmieden“. Über die direkte Vernetzung zwischen WEB.MES und den vier Schmieden werden alle Ma-schineninformationen automatisch erfasst. Durchlauf- und Stillstands zeiten, Störun-gen sowie Soll/Ist-Mengen sehen die Fer -tigungsmitarbeiter direkt am Shop-Floor-Terminal. Zugleich dient es zur An- und Abmeldung von Tätigkeiten, der Rück -meldung zu Produktionsereignissen sowie dem Starten, Unterbrechen und Beenden von Aufträgen.

Den größten Informationsgewinn für Mager bietet das „Fertigungscockpit“. Wie in einer Schaltzentrale laufen hier alle Maschinen signale und Fertigungsrückmel-dungen ein. Grafiken, Kennzahlen und Lis-ten bieten eine Transparenz, die nicht nur die Geschäftsführung, sondern auch den Betriebsleiter sofort überzeugte: Unvorher -gesehene Er eignisse, Unterbrechungen und veränderte Prozesszustände sind in Echtzeit sichtbar. Dieses Online-Prozessabbild bietet Mager eine ganz neue Handlungsfähigkeit, um in Problemsituationen sofort gegenzu-steuern. Zugleich wird hier ein detaillierter Überblick zur Leistung aller Maschinen ge-geben. Über „Key-Performance-Indicators“ (KPI) wie OEE (Overall Equipment Effective-ness), Durchsatz, Rüstgrad, Belegungsgrad, Ausschussgrad und „First Pass Yield“ lassen sich verborgene Prozesspo tentiale zuver -lässig aufdecken.

MES detektiert unbekannte Prozessereignisse

Womit Geschäftsführung und Betriebs-leitung jedoch nicht gerechnet hatten, war der direkte Informations gewinn, mit dem sich noch während des Testzeitraums Opti-mierungschancen im Bereich Schmieden aufdecken ließen. Das Fertigungsmonito-ring zeigte, dass es zwischen zwei iden -tischen Schmieden bei der Auftragsbearbei-tung Leistungsunterschiede gab. Während die eine Schmiede einen durchweg grünen Maschinen status hatte, fielen bei der ande-ren immer wieder kurze Unterbrechungen auf – ein Zeichen dafür, dass sie nicht opti -mal eingestellt ist. Auf den bisherigen Lauf -karten wurden diese Informationen in der Regel nicht vermerkt. Jetzt aber hat der Be-triebsleiter einen konkreten Ansatzpunkt, um mit den Mitarbeitern zu sprechen: Ver-ursachte die Schmiede selbst die Störung? Benötigt der zuständige Mitarbeiter Unter-stützung bei der Maschineneinstellung?

Dass es sich dabei um weit mehr als nur ein paar kleine Störungen handelt, macht folgendes Beispiel deutlich: An einer Ma-schine liegt die Zykluszeit je Teil immer auf-fällig weit auseinander. Der Betriebsleiter er-fährt im Gespräch, dass die Tür „hängt“ und erst nach mehreren Versuchen schließt. In Summe vergehen jede Woche für das mehr-malige Schließen der Tür rund 5 h Produk -tions- beziehungsweise Arbeitszeit – Res-sourcenverschwendung, die mit wenig Auf-wand zu beheben ist. Mit WEB.MES sind diese vermeintlich kleinen Auffälligkeiten im Prozess zu künftig erkennbar.

Bild 2. Im ersten Schritt startete die Pilotphase der MES (Manufacturing Execution System)-Lösung im Produktionsbereich „Schmieden“.

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Reaktionsgeschwindigkeit bei Produktionsereignissen optimiert

Die MES-Analysen boten für Mager die Optimierungsmöglichkeiten schon fast „auf dem Silbertablett“ an, denn die Infor-mationen in WEB.MES sind umfangreich und zugleich nachvollziehbar. Gegenüber-stellungen mit schnell erfassbaren Torten-diagrammen zeigen sofort Auffälligkeiten, etwa der Vergleich von tatsächlicher Pro-duktionsdauer und der Dauer des einge -lasteten Auftrags: Während der Auftrag drei Tage einge lastet war, beschränkte sich die Produk tionszeit auf nur 1,5 Tage. Was war an den restlichen 1,5 Tagen passiert? Das Erstteil entsprach nicht den Anforderun-gen. Die Maschine wurde mehrfach nach-justiert. Nach diversen Durchläufen zeigte sich, dass die Schraube mit diesen Spezi -fikationen auf dieser Maschine nicht zu produzieren ist. Es folgte die Umrüstung auf die zweite Maschine, mit der die Produktion dann problemlos umgesetzt wurde. Solche Verzögerungen fielen mitunter erst im Nachgang auf. Denn durch die Lösungs-kompetenz und Handlungsfähigkeit der Maschinenbediener wurde der Auftrag ja immer noch fristgerecht fertig.

Mit WEB.MES wird der verzögerte Pro-duktionsstart nach Auftragseinlastung nicht nur sichtbar, sondern kann sogar über die Alarmfunktion aktiv gemeldet werden. Der Betriebsleiter ist nun zu einem sehr frühen Zeitpunkt über den Maschinen -stillstand informiert, um steuernd und optimierend in den Prozess einzugreifen.

Rückschlüsse zur Qualität

Die rasche Lokalisierung von Prozess -auffälligkeiten sorgt nicht nur für eine

unmittel bare Prozessoptimierung, sondern liefert auch die Grundlage zur Qualitäts -verbesserung. Der optimale Betrieb der Schmieden setzt ein perfektes Zusammen-spiel der Einstellparameter – wie Tempera-tur und Taktzeit – voraus. Verändern sich diese im Prozessverlauf, wirkt sich das un-mittelbar auf die Qualität der produ zierten Teile aus, was spätestens bei den Qualitäts-prüfungen sichtbar wird, Bild 3. Die Ursa-

chen dafür sind jedoch meist weniger offen-sichtlich – zumindest bisher.

Während der MES-Pilotphase fiel bei der Qualitätsprüfung auf, dass alle Schrauben einen minimalen Längenunterschied hatten. Die präzise Datenerfassung zeigte die Ursache: Zu Produk tionsanfang arbei -tete die Maschine 30 % schneller als geplant – und verursachte so die Längenabweichun-gen. Im weiteren Prozessverlauf verlang-samte sich der Takt, sodass der Auftrag ent-sprechend der Planzeit endete und der Pro-zess auf den ersten Blick unauffällig er-schien. Ohne das MES wäre die Takt -veränderung während des Schmiedens als Fehlerursache kaum aufzudecken gewesen.

Mit MES zukunftsfähig aufgestellt

Zuverlässige Rückmeldungen aus der Fertigung, exakte Produktionskennzahlen und belastbare Auftragsprognosen bestär-ken die Firma Mager in ihrer Ent scheidung, mit WEB.MES genau die richtige Lösung gewählt zu haben. Im nächsten Schritt folgt der großflächige „Rollout“ und die bidirek-tionale Ver netzung mit dem ERP-System. Die restlichen Maschinen werden digitali-siert und mit dem MES verbunden. Denn vor allem mit Blick auf die wachsende Digi-talisierung bleibt der Zulieferer nicht ste-hen, sondern richtet den Blick konsequent auf neue Verfahren und Technologien. Mit WEB.MES sieht sich die Geschäftsführung gut aufgestellt, um sich auch in Zukunft auf dem Markt der warmverformten Sonderver-bindungselemente zu behaupten.

Arnd Mager

l Info Böhme & Weihs Systemtechnik GmbH & Co. KG, Linderhauser Str. 153, 42279 Wuppertal, Tel. 0202 / 38434-0, Fax -99, E-Mail: info@boehme-weihs.de, Internet: www.boehme-weihs.de

Arnd Mager ist Geschäftsführer der Mager GmbH in Ennepetal.

Bild 3. Veränderungen im Prozessverlauf wirken sich unmittelbar auf die Qualität der produ zierten Teile aus, was spätestens bei den Qualitätsprüfungen sichtbar wird. Bild (4): Mager