Aus der Praxis: Datentransparenz mit MES

Manufacturing Execution Systems (MES) sorgen für Transparenz über alle Produktionsebenen hinweg und unterstützen Fertigungsleiter dabei, den Fertigungsprozess zu optimieren. Wie dies in der Praxis aussehen kann, wird an zwei erfolgreich realisierten Projekten deutlich, bei denen das MES aus dem Haus MPDV zum Einsatz kommt.

Bei Heinrich Huhn wurden insgesamt rund 20 Transferpressen, Stanzautomaten sowie Montage- und Schweißanlagen mittels Schnittstelle an MES Hydra von MPDV gekoppelt (Bilder: MPDV)

Integrierte Qualitätssicherung in der Metallumformung

Insgesamt blickt MPDV auf mehr als 40 Jahre Projekterfahrung im Fertigungsumfeld und mehr als 1.000 erfolgreich realisierte MES-In-stallationen weltweit zurück. Die Anwendungsgebiete sind weitreichend – vom Automobilzulieferer bis zum Faserplattenhersteller. Dabei endet die Zusammenarbeit mit den Kunden in der Regel nicht mit der Einführung des MES: Aufgrund des modularen Aufbaus der Lösung und den sich immer wieder ergebenden neuen Möglichkeiten zur Optimierung der Prozesse, nutzen Kunden neue Module zur Erweiterung ihrer bestehenden MES-Lösung.

Das zeigt auch das Beispiel des Traditionsunternehmens ­Heinrich Huhn GmbH+Co. KG. Im Lauf seines über hundertjährigen Bestehens hat sich das familiengeführte Unternehmen vom metallverarbeitenden Hersteller zu einem führenden Hersteller von Metallformteilen und komplexen Baugruppen mit Fokus auf die Automobilindustrie entwickelt. Aktuell beschäftigt Heinrich Huhn mehr als 450 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter an zwei Standorten in Deutschland und der Slowakei. Bereits 2004 wurde eine MES-Lösung gesucht, um die in die Jahre gekommene Software zur Erfassung von Betriebs- und Maschinendaten abzulösen. Damit sollten sowohl die Transparenz im Shop Floor als auch die hohe Qualität sichergestellt werden. Die Wahl fiel aus zwei Gründen auf MES Hydra: Zum einen wegen des umfangreichen Funktionsangebots und zum anderen aufgrund der Möglichkeit, einerseits auf einen breiten Software­standard zuzugreifen aber andererseits flexibel eigene Anpassungen vornehmen zu können. Im Lauf der Zeit wurden rund 20 Transferpressen, Stanzautomaten sowie Montage- und Schweißanlagen mittels Schnittstelle an Hydra gekoppelt.

Im Jahr 2012 entschied sich Heinrich Huhn dann dafür, auch das bis dahin eingesetzte System zur Qualitätssicherung (CAQ) abzulösen und die Funktionen in Hydra zu integrieren. Dabei stand der Konsolidierungsgedanke im Vordergrund: Die Bedienung für die Mitarbeiter im Shop Floor bzw. im Qualitätsbereich sollte vereinfacht werden, ohne zusätzliche Hardware für ein separates CAQ-System einzusetzen. Die Integration von CAQ in das MES, welches auch Maschinen und Aufträge verwaltet bzw. überwacht, brachte noch einen weiteren Vorteil: Alle Prüfungen werden automatisch gemäß der festgelegten Fälligkeit durchgeführt.

Um eine redundante Datenhaltung zu vermeiden, wurde eine standardisierte Schnittstelle zwischen dem überlagerten ­ERP-System von SAP und Hydra eingerichtet. Darüber werden sowohl Stammdaten als auch Aufträge an das MES übermittelt. In der Gegenrichtung werden erfasste Betriebs- und Maschinendaten sowie Verwendungsentscheide an SAP zurückgemeldet. Heinrich Huhn nutzt Hydra für Prüfungen im Wareneingang, in der Fertigung und im Qualitätslabor. Für weitere Auswertungen werden sämtliche Messwerte auch an das ­Qualitätssystem ­„qs-Stat“ übergeben.

Im Vorfeld legt der Qualitätsplaner zusammen mit dem Entwickler für jeden zu fertigenden Artikeltyp im Hydra-Modul Fertigungsprüfung die Prüfmerkmale, -ereignisse und -intervalle fest. In der Regel findet am Anfang eines Arbeitsgangs sowie nach jedem Wechsel des Eingangsmaterials eine Freigabeprüfung statt. Sowohl die artikeltypspezifischen Merkmale als auch deren Prüffälligkeit werden im Prüfplan hinterlegt. Dabei orientiert sich der Prüfplan am Fertigungsablauf. So zeigt Hydra beim Anmelden des entsprechenden Arbeitsgangs auch fällige Prüfungen am Shop Floor Terminal an. Auch nach definierten Störungen der Maschine ist eine Prüfung fällig. Diese wird durch den Wechsel des Maschinenstatus auf „Produktion“ ausgelöst. An Montageanlagen und insbesondere bei größeren Stückzahlen orientiert sich die Prüffälligkeit auch an der bisher gefertigten Menge, die Hydra automatisch aus den erfassten Maschinentakten berechnet.
Heinrich Huhn unterscheidet grundsätzlich zwei Arten von Qualitätsprüfungen: die einfache Werkerselbstprüfung direkt an der Maschine und die Vermessung des Prüflings in einer 3D-Messmaschine.

Mit dem MES Hydra lassen sich flexible OEE-Auswertungen realisieren (Bild: MPDV)

Prüfungen direkt an der Maschine werden vom angemeldeten Maschinenführer durchgeführt und die Messwerte im Hydra Shop-Floor Client eingetragen. Für aufwendigere Vermessungen erstellt Hydra zur Prüffälligkeit ­lediglich einen Prüfpunkt im Shop-Floor und veranlasst, dass eine Probe gezogen wird. Mit der generierten Proben-ID wird das betreffende Werkstück gekennzeichnet und an das Qualitätslabor weitergeleitet. Dort kann anhand der ID der zugehörige Prüfpunkt aufgerufen werden, um die anstehende Prüfung zu starten. Hierfür sind DEA-3D-Messmaschinen von Hexagon an das MES gekoppelt und liefern die erfassten Messergebnisse direkt als Protokoll für die spätere Auswertung der einzelnen Messwerte in diesem.

Dank der flexiblen Prüfplanung in Hydra können sowohl unterschiedliche Merkmale als auch verschiedene Prüffälligkeiten konfiguriert werden. Beispielsweise wird an Montageanlagen alle 4.000 Stück eine Werkerselbstprüfung fällig und alle 8.000 Stück eine Probe für das Qualitätslabor gezogen. Um sämtliche Prüfmittel und Messmaschinen zu überwachen und regelmäßig zu kalibrieren, nutzt Heinrich Huhn die in Hydra integrierte Prüfmittelverwaltung.

2016 führte Heinrich Huhn einen Versionswechsel auf Hydra 8 durch. Insbesondere der hohe Anteil an Eigenleistung sowie ein konsequentes Konzept für die Schulung ausgewählter Multiplikatoren machte einen schnellen und größtenteils reibungslosen Übergang zum aktuellen Softwarestand möglich.
Aktuell erweitert das Unternehmen den Umfang seiner Installation um das integrierte Reklamationsmanagement. Damit soll die direkte Abwicklung von internen und externen Reklamationen vereinfacht und automatisiert werden. Auch die Einführung des Moduls Material- und Produktionslogistik ist im Gespräch, um den internen Materialfluss besser überwachen und steuern zu können.