Auf dem Weg zur komplett vernetzten Fertigung

FFS mit 152 Paletten für flexible Gehäusefertigung

2005 investierte Sistag erstmals gemeinsam mit einer OKK HM 630 in ein Multi-Level-System (MLS-MD mit 1500 kg Tragkraft pro Palette) von Fastems. In der Folgezeit wurde das flexible Fertigungssystem (FFS) auf eine Gesamtlänge von 35 Metern erweitert und eine zweite OKK gleichen Typs kam hinzu. 2022 stand eine Modernisierung des MLS mit einem kompletten Retrofit und einem Upgrade der Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems an. Derzeit befinden sich 72 Maschinenpaletten und 80 Materialpaletten im System.

Die MMS übernimmt die gesamte Planung, Steuerung und Überwachung der automatisierten Produktion mit dem FFS. Die Software ist in der Lage, die Produktion automatisch für 96 Stunden im Voraus zu planen und gehört nicht nur deshalb wohl zu den fortschrittlichsten Lösungen. Eine Auffassung, die Christian Zberg durchaus teilt: «Sowohl die offenen Schnittstellen der MMS als auch die Möglichkeit, Maschinen sehr unterschiedlicher Hersteller an ein MLS und damit an die MMS anzubinden, ist ein grosser Vorteil. Hinzu kommt die Technologievielfalt von Fastems. Sie gibt uns als Kunde die Sicherheit, über vieles reden zu können, was an eine solche Softwarelösung angebunden werden soll.»

Zu wenig Fertigungsressourcen

So investierte Sistag im Jahr 2023 in eine weitere Automatisierung von Fastems, genauer in einen Flexiblen Paletten Container (FPC-3000 mit einer Tragkraft von 3000 kg pro Palette) mit insgesamt sechs Palettenplätzen. An dieses System wurde eine OKK HM 1000 angebunden. Hierzu Pascal Metry, Produktionsleiter von Sistag: «Während wir mit dem MLS zu einem Grossteil die kleineren Plattenschiebergehäuse mit einer Nennweite von 50 bis 400 mm fertigen und hier eine Auslastung von rund 100 bis 110 Produktionsstunden pro Maschine in der Woche erreichen, ist der FPC für die Produktion der grossen Gehäuse von 450 bis 800 mm reserviert.»

Bild: Blick in den FPC-3000, in den Sistag 2023 investierte. Das Kompaktsystem, an dem eine OKK HM 1000 angebunden ist, integriert sechs Palettenplätze.

WCO ermöglicht Umsetzung ehrgeiziger Ziele

Zum Zeitpunkt der Investition in den FPC verfolgte Sistag bereits seit geraumer Zeit eine konsequente Digitalisierungsstrategie in der Produktion. Das ehrgeizige Ziel bestand darin, mit der MMS als MES die gesamte Produktion zu planen, zu steuern und zu überwachen. Und das sollte nicht nur automatisierte Maschinen betreffen, sondern insbesondere auch manuelle Arbeitsplätze und ältere Stand-Alone-Maschinen. Und auch hierfür hat Fastems mit Work Cell Operations (WCO) eine Lösung parat.

WCO ist eine Softwareplattform basierend auf der MMS die es u.a. ermöglicht, die Kapazitäten und Arbeitsreihenfolgen von Einzelmaschinen sowie Arbeitseinheiten (Zellen) zu organisieren und deren Auslastung zu erfassen. Jedes WCO steht für eine Stand-Alone-Maschine oder einen Arbeitsplatz. Die MMS plant mithilfe der WCO auf Basis der Auftragsdaten aus dem ERP-System, ähnlich wie für das FFS, automatisch die Produktion in den einzelnen Abteilungen und vergibt anhand der Endtermine Prioritäten.

Die Mitarbeiter im Shopfloor erhalten vor Ort digitale Listen auf Tablets, die sie gemäss den Prioritäten abarbeiten können. Die entsprechenden Rückmeldungen, z. B. wann eine Maschine gerüstet wird oder ein Fertigungsauftrag startet bzw. beendet ist, übermitteln die Mitarbeiter ebenfalls an die MMS über die Tablets.

Digitale Organisation ein Gewinn für alle

«Wir haben insgesamt 11 WCO-Lizenzen gekauft, wovon zehn WCO schon für konkrete Arbeitsbereiche zugeteilt sind. Vier davon sind bereits aktiv. So haben wir drei WCO bestimmten Drehmaschinen zugeordnet, wobei die Dreherei als eine Abteilung in der MMS zu einem WCO zusammengefasst ist. Ein weiteres WCO integriert eine ältere, nicht-netzwerkfähige Fräsmaschine in die digitale Produktionsplanung», erklärt Joel Zemp, stellvertretender Produktionsleiter und der MMS-Experte im Unternehmen.

Nach Auffassung von Pascal Metry sei der Umgang mit den Tablets im Shopfloor kein Problem: «Allerdings müssen wir die Mitarbeiter davon überzeugen, sie nicht kontrollieren zu wollen und dass die organisierte Planung und Durchführung der Produktion für alle ein echter Gewinn ist. Die Mitarbeiter wissen jederzeit genau was zu tun ist, ohne dass ich als Produktionsleiter ständig für Rücksprachen in die Fertigung gehen muss. Die WCO nehmen daher auch viel Stress und Hektik aus dem Produktionsalltag. Da ich durch WCO ebenfalls stets darüber informiert bin, was in der Produktion läuft, kann ich im Zweifelsfall jederzeit den richtigen Hebel ansetzen.»

Mehr Transparenz über alle wichtigen Prozesse

Für Christian Zberg hat vor allem die höhere Transparenz in der Fertigung eine besondere Relevanz: «Wir müssen in der Lage sein, auch nahezu alle vor- und nachgeschalten Prozesse der Automatisierung jederzeit abbilden zu können.»

Durch den Einsatz von WCO wird sich daher auch seiner Sicht vieles ändern. Die Kommunikation zwischen Arbeitsvorbereitung und Mitarbeitern vor Ort läuft quasi in Echtzeit. Jeder arbeitet hierbei mit derselben Information und mit demselben Termin. Die Daten- und Informationsqualität steigt für jeden spürbar. «In der Vergangenheit kalkulierten wir Arbeitsschritte öfters mit zu optimistischen Vorgabezeiten, was zu einer eher unrealistischen Produktionsplanung führte. Nun haben wir konkrete, valide Daten, mit denen wir weitaus genauer planen können, sowohl was die Auslastung der Maschinen als auch was die Kalkulation der Herstellungskosten anbelangt. Die Transparenz steigt enorm und die Informationen aus dem System eröffnen uns überdies eine ganze Reihe an wertvollen Potenzialen für Verbesserungen», so Christian Zberg.

Enorme Datenmengen bewältigen

Ein konkretes Beispiel verdeutlicht das. Sistag hat ca. 10.000 bis 12.000 Produktionsaufträge pro Jahr, wobei sich jeder Auftrag in rund fünf bis zehn Fertigungsschritte gliedert. In der Vergangenheit konnte lediglich der Start- und Endtermin für solche Produktionsaufträge geplant werden, weil alles, was dazwischen lag, laut Christian Zberg schon allein aufgrund der enormen Datenmengen kaum zu bewältigen war.

«Nun plant die MMS zehntausende  Arbeitsschritte auf Basis der Informationen aus dem ERP, mit dem wir u.a. die einzelnen Arbeitsschritte pro Auftrag errechnen. Hierdurch erhalten wir Daten zu Zwischenterminen in der Fertigung, die dann ins MMS einfliessen, wobei über eine Schnittstelle die Echtzeitdaten ans ERP zurückfliessen. So erhält bspw. durch ein von uns programmiertes Makro die Arbeitsvorbereitung einen Hinweis, wenn die Vorgabezeit für einen Fertigungsauftrag gegenüber der Ist-Zeit um zehn Prozent abweicht, sodass sie sofort reagieren kann», erklärt Christian Zberg, der vor allem an der Produktionskompetenz im eigenen Haus festhalten möchte.

Dies sei allerdings nur mit einer Lösung möglich, die auf vielfältige Weise und flexibel Daten aus der Fertigung bereitstellt. «Die MMS ist aus unserer Sicht genau die richtige Technologie, damit wir diese Kernkompetenz behalten.»

Zberg: «Wir sind auf dem richtigen Weg»

Derzeit befindet sich das Projekt im Rollout, wobei Sistag nahezu alles in die eigenen Hände genommen hat, von der Schnittstelle zwischen ERP und MMS, über die Stammdatenpflege zu den Aufträgen und einzelnen Arbeitsschritten im ERP, die Hinterlegung der Stammdaten für die Fertigungsaufträge im MMS bis hin zur Anbindung von mehreren Maschinen an die WCO, um nur einige wenige Beispiele zu nennen.

Mit den bislang erreichten Ergebnissen ist Christian Zberg überaus zufrieden: «Wir sind mit unserer Strategie auf dem richtigen Weg und wissen, wohin wir wollen und was wir hierfür noch leisten müssen. Wir haben die wichtigen Grundsteine gelegt, um die gesamte Vernetzung der Produktion über die MMS kontinuierlich ausrollen zu können und die Produktivität z. B. durch weitere Automatisierung insbesondere an den Wochenenden weiter auszubauen.»