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MY FACTORY 03/2023

MY FACTORY 03/2023

PRODUCTION EXCELLENCE

PRODUCTION EXCELLENCE Kurzstopps, technische Störungen und Taktzeitverluste in hochautomatisierten Produktionsanlagen reduzieren deren Gesamtanlageneffektivität (OEE). Um dem bestmöglich entgegenzuwirken, bietet plus10 mit Shannon und Darwin zwei datenbasierte Software-Tools, die nicht nur ursächliche Störungen und Leistungsgradverluste identifizieren, sondern auch direkt konkrete Optimierungsvorschläge liefern. VORTEILHAFTE KOMBINATION Sowohl im GMP-regulierten Bereich als auch im Non-GMP- Bereich gilt: Gerade bei großen und damit komplexen hochautomatisierten Fill-&Finish-Produktionslinien, die im Mehrschichtbetrieb rund um die Uhr laufen, bietet plus10 mit der operativen Shopfloor-Assistenz Shannon einen signifikanten Vorteil, da das Bedienpersonal im Falle eines Maschinenstopps direkt per Smartphone, Tablet oder Smartwatch auf den Ort einer Störung z.B. eine spezifische Servo-Achse in einer Station verwiesen und mit konkreten Lösungsvorschlägen versorgt wird. Somit können Fehlersuchzeiten eliminiert und Ausfallzeiten reduziert werden, was eine höhere Produktivität der Gesamtanlage bedeutet. Umgekehrt kann über mehrere Wochen oder Monate die Stabilität einzelner Maschinenkomponenten oder auch umgesetzter Abstell- und konzeptioneller Optimierungsmaßnahmen quantitativ bewertet werden. Durch die kontinuierlich lernende Analyse der hochfrequenten Maschinendaten und HOHES NUTZENPOTENZIAL Unsere Software-Tools laufen bei vielen Kunden auf vollautomatisierten Abfüll- und Verpackungslinien – und gerade hier hat sich ein hohes Nutzenpotenzial gezeigt. Die technische Integration – sei es als Retrofit oder direkt zum Neuanlauf zur effektiveren und schnelleren Inbetriebnahme – ist mittlerweile gut durchstandardisiert und wir können schnell einen Go-Live liefern. Christian Schmitt, Business Development, Sales & Projects, plus10 GmbH, Augsburg DIE SOFTWARE-TOOLS IDENTIFIZIEREN STÖRUNGEN UND LEISTUNGSGRADVERLUSTE UND LIEFERN DIREKT KONKRETE OPTIMIERUNGSVORSCHLÄGE gleichzeitiges Sammeln von Kontextwissen aller Mitarbeitenden stehen bei einer Störung mit der Zeit immer mehr Ursachen- und Lösungsvorschläge zur Verfügung. Mit einer Schritt-für-Schritt- Anleitung kann zudem neues und weniger erfahrenes Bedienpersonal anhand der Shannon-App geschult werden. Durch das Reduzieren von Kurzstopps und Ausfällen ermöglicht Shannon eine signifikante und automatisiert gemessene Verbesserung der Mean-Time-To-Repair (MTTR) über alle Schichten hinweg. Läuft der operative Betrieb rund, stellt darüber hinaus Darwin, der Machine Performance Finder, weitere Funktionen bereit, um neben der technischen Verfügbarkeit zusätzlich noch den Leistungsgrad der Linie zu optimieren. Es steht die Auswertung des dynamischen Engpasses der Gesamtanlage auf Einzelprozessebene auf Basis einer Taktzeitanalyse zur Verfügung, um quantitativ belegbar programmiertechnische oder auch konstruktive Optimierungsmaßnahmen anzustoßen und ihre Wirksamkeit nach der Umsetzung ebenfalls mittels Darwin klar bewerten zu können. Zusätzlich bietet Darwin mit dem Signal Viewer die Möglichkeit, relevante Signale im Zeitverlauf zu visualisieren und damit zu analysieren. SIGNIFIKANTE EFFEKTE IM KONKRETEN ANWENDUNGSFALL Durch die hochfrequente Datenanbindung aller am Prozess beteiligten Maschinensteuerungen unterschiedlichster Typen via plus10 DataCollector und die Implementierung der Softwaretools Shannon und Darwin konnten an einer Fill- & Finish- Anlage bei Schwarzkopf & Henkel maßgebliche Optimierungserfolge hinsichtlich technischer Verfügbarkeit und Anlagen-Performance erzielt werden. Betrachtet wurde eine vollautomatisierte und verkettete Abfüll- und Verpackungslinie für Konsumgüter mit insgesamt 12 Prozessschritten, aufgeteilt auf mehrere Stationen unterschiedlicher Maschinenhersteller, die durchgehend miteinander verknüpft waren. Die initiale Taktzeit betrug 0,17 Sekunden. Die größten Verlustfaktoren waren kurzzeitige Stopps durch leer- bzw. vollgefahrene Puffer und daraus resultierende Ab- und Anfahrtzeiten. Bereits in der Implementierungsphase, in der eine Vielzahl unterschiedlicher SPS aller Generationen und Hersteller angebunden wurden (Siemens, Beckhoff, Schneider Electric), lieferten die intelligenten Software-Tools den Prozessexperten des Werks wichtige Erkenntnisse über das Anlagenverhalten und technisch detaillierte Optimierungspotenziale. Hierbei konnte eine datenbasierte Transparenz über auftretende Störungen (Anzahl und Dauer pro Schicht) geschaffen werden, was eine effektivere Schichtübergabe und eine Ursachenanalyse ermöglichte. Darauf aufbauend wurde das detaillierte Signalverhalten zur Signal- und Taktzeitanalyse datenbasiert offengelegt. Zudem bot Darwin mehrere Analysemöglichkeiten für Experten, wodurch zusätzlich eine Optimierung der Taktzeit und des Outputs möglich wurde. Insgesamt konnte Schwarzkopf mit Shannon und Darwin einen signifikanten Mehrwert für seine hochautomatisierte Konsumgüter-Produktion erzielen: 14 MY FACTORY 2023/03 www.myfactory-magazin.de

PRODUCTION EXCELLENCE 01 01 Mit der Signal-Viewer- Funktion von Darwin lassen sich verschiedene Signale visualisieren und analysieren 02 Durch Simulation unterschiedlicher Puffer- Szenarien können Potenziale zur Durchsatzsteigerung identifiziert werden 02 n Detaillierte Transparenz über Stillstände pro Schicht auf Stationsebene zur effektiven Schichtübergabe und Basis zur konzeptionellen Optimierung. n Detaillierte Transparenz über Taktzeiten auf Stationsebene als Basis zur konzeptionellen Optimierung. n Schnellere Ursachenfindung im Optimierungsprozess und bei Stillständen dank Visualisierung des Signalverhaltens mithilfe des integrierten plus10-Signal-Viewers. REALITÄTSNAHE SIMULATIONEN ZUR DURCHSATZSTEIGERUNG Eine aufbauende, simulative Szenarienanalyse brachte darüber hinaus entscheidende Erkenntnisse, um basierend auf dem realen Anlagenverhalten alternative Materialflussauslegungen für die Anlage zu bewerten. Hierbei konnte aufgezeigt werden, wie sich der Gesamtdurchsatz der Anlage bei real auftretendem Störverhalten aller Einzelprozesse verändert, wenn an einer Stelle eine entsprechend höhere bzw. geringere Anzahl an Pufferbändern eingebaut oder Steuerungslogiken zum Materialfluss verändert werden würden. Die Simulation der unterschiedlichen Szenarien bzgl. Durchsatz und Auslastung konnte auf Basis der von plus10 verfügbar gemachten Maschinensteuerungsdaten und somit gelernten Verhaltensmodellen realitätsnah durchgeführt werden. Die Simulationsergebnisse zeigten unter anderem, dass durch Optimierung der Werkstückträger-Anzahl eine Erhöhung des Durchsatzes um +3,3 % möglich ist. Weiterhin konnten durch Simulation der Puffer-Szenarien Potenziale von bis zu +4,5 % identifiziert werden. Die größten Hebel zur Outputsteigerung versprachen zum einen die Anpassung der Bandgeschwindigkeiten (+ 16,9 % Durchsatz) und zum anderen der Einfluss einzelner Stationen (+ 17,4 % Durchsatz). Generell konnten mit der Simulation auf Basis der plus10-Daten und -Modelle verschiedene durch unterschiedliche Wechselwirkungen des verketteten Systems hervorgerufene Verluste aufgezeigt werden. FAZIT Insgesamt zeigte sich, dass durch Einsatz und Betrieb der plus10- Softwaretools Shannon und Darwin signifikante Ergebnisse und Potenziale identifiziert werden. „Mit der intelligenten Software von plus10 konnten wir bereits während der Implementierungsphase von einer detaillierten Transparenz über Stillstände und Prozesszeiten profitieren. Besonders gewinnbringend war hierbei die signalbasierte Ursachenanalyse durch den Signal Viewer sowie die detaillierte Störungsanalyse auf Stationsebene. Mithilfe der Simulation auf Basis der Datengrundlagen konnte ein Maßnahmenpaket zur Output-Steigerung definiert werden“, fasst Lutz Kaiser, verantwortlicher Betriebsingenieur bei Schwarzkopf, zufrieden zusammen. Bilder: Aufmacher Henkel AG & Co. KGaA, übrige Bilder plus10 www.plus10.ai www.myfactory-magazin.de MY FACTORY 2023/03 15

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