Die Implementierung von Lean Management Methoden hat in der täglichen Arbeit einen hohen Stellenwert, gleichzeitig stellt die fortschreitende Digitalisierung neue Anforderungen. Mit Hilfe digitaler Lösungen können Unternehmen in puncto Effizienzsteigerung einen zusätzlichen Schub erhalten und die Produktion bei entsprechender Datenauswertung oftmals produktiver fertigen.
Eines der größten Hindernisse dabei ist häufig die Heterogenität des manchmal schon jahrealten Maschinenparks mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Steuerungen, Reglern und Sensoren, die oft nicht für eine Digitalisierung geeignet sind. In der Folge fehlt der zusammenfassende Überblick über alle Einflüsse auf den Produktionsprozess und Optimierungspotentiale bleiben somit oft unentdeckt.
Die Herausforderung: Produktionsverluste durch instabile Prozesse
mk Plast ist ein mittelständisches Unternehmen im Bereich der Herstellung und Weiterverarbeitung von Folienware. Seit über 10 Jahren bildet mk Plast seine Produktion digital über ein eigenes, für die Folienproduktion entwickeltes, ERP-System ab.
Zur täglichen Herausforderung von mk Plast, so wie vielen anderen produzierenden Unternehmen, gehören Produktivitätsverluste durch instabile Prozesse. mk Plast hat eine große Artikelvielfalt, was mit hohen Anforderungen an die Umrüstarbeiten einhergeht. Besonders betroffen sind die komplexen Blasfolienanlagen mit vielfältigen Einflussfaktoren, die einen robusten Betrieb erschweren. Konkret wurde im Monatsschnitt eine Produktionsleistung von ca. 93,7% erreicht. Auf Seiten der Produktqualität wurde festgestellt, dass ca. 2t Folie monatlich zur manuellen Nachkontrolle ausgeschleust wurden. Insgesamt ergab sich eine Ausgangssituation, die es durch gezielte Maßnahmen zu verbessern galt.
Um diese Probleme zu lösen und die dabei betroffenen Prozesse zu optimieren, wandte sich mk Plast an ENLYZE und beauftragte eine Analyse und die daraus ableitbaren Verbesserungsmöglichkeiten.
Die Lösung: Datengetriebene Produktionsoptimierung
Als eines der ersten Analyseergebnisse lieferte das Projekt eine unerwartet hohe Variation der Produktionsleistung und der -qualität aufgrund äußerer Einflüsse wie Wetterlage, Rohstoffverwendung und Werkserfahrung. Beides galt es durch gezielte Maßnahmen zu verbessern und es zeigte sich schnell, dass der konkrete Ansatz zur Verbesserung die gezielte Auswahl von Einstellparametern für zukünftige Fertigungsaufträge sein sollte.
Als ersten Schritt wurden daher die zu messenden Anlagenteile identifiziert und mit entsprechenden Konnektoren ausgestattet, die bei Bedarf auch zeitnah selbst entwickelt wurden.
Die Digitalisierung selbst erfolgte im ENLYZE SPARK, einem EDGE-Device, welches im Schaltschrank der Produktionsanlage durch das Instandhaltungs- und Integratoren-Team installiert wurde. Das dauerte im laufenden Betrieb nur ca. 2 Stunden.
ENLYZE SPARK ist über Standardschnittstellen wie OPC-UA, Modbus etc. mit der Anlagenperipherie, der Maschinensteuerung sowie dem ERP-Systemen verbunden. Dadurch werden die nunmehr digital verfügbaren Daten der Produktionsanlagen erfasst, gesammelt und aufbereitet und können anschließend ausgewertet werden.
Alle relevanten Prozessparameter (aus Extruder, Gravimetrie und Anlagenperipherie) können dadurch langfristig beobachtet und in hoher Auflösung dokumentiert werden.Aus der daraus entstandenen Fertigungshistorie konnten demnach für jeden produzierten Artikel des Produktportfolios diejenigen Einstellparameter abgeleitet werden, die nachweislich zu stabilen und optimalen Produktionsprozessen führen. Daraus werden zielgerichtet Handlungsempfehlungen abgeleitet und nachhaltig alle Produktionsprozesse optimiert.
Das gesammelte Prozesswissen steht auf diese Weise allen fachbezogenen Mitarbeitern der Firma zur Verfügung. Während zuvor die Qualität der Maschineneinrichtung von der Erfahrung des jeweiligen Werkers abhing, ermöglicht es ENLYZE heute, dass unabhängig vom Kenntnisstand einzelner Mitarbeiter eine durchgängig hohe Produktionsstabilität und Produktivität erreicht werden kann.
Das Ergebnis: Leistungssteigerung, Qualitätsverbesserung, und Zeitersparnis
Seit der Einführung Ende 2020 wird die durch ENLYZE erstellte Methodik bei mk Plast für die Produktivitätssteigerung in der Extrusion genutzt. Sämtliche relevanten Mitarbeiter haben Zugang zu den Auswertungen und stimmen die Maschineneinrichtung untereinander ab.
Mit Hilfe der ENLYZE-Lösung konnte mk Plast im Einführungsmonat Dezember eine Leistungssteigerung von insgesamt 4,8% im Vergleich zur Leistung der Vormonate erzielen. Übertragen auf einen Durchschnittsmonat entspricht dies einer Zeitersparnis von ca. 25 h. Auf ein ganzes Produktionsjahr hochgerechnet ergibt sich ein Potential im Gegenwert einer halben Monatsproduktion.
Seitens der Produktqualität wurden Eingriffe in die Produktion signifikant seltener erforderlich und die Aufwände der manuellen Nachkontrolle mehr als halbiert. Im indirekten Bereich konnte durch das Projekt die Planbarkeit der Produktion deutlich verbessert werden. Differenzen zwischen Vor- und Nachkalkulation fallen geringer aus und auch Arbeitszeiten werden eingespart.
Die Ergebnisse zeigen eindrücklich, welche Mehrwerte durch datengetriebene Produktionsoptimierung selbst bei heterogenen Maschinenparks bei Verwendung aktueller IoT-Technologien heutzutage realisierbar sind!
