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www.RIF-eV.de | Zielgerichtete Auswahl von CPPS-Lösungen | 06.12.2019

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Zielgerichtete Auswahl von CPPS-Lösungen

Die Grundlage für die Auswahl geeigneter CPPS-Lösungen bildet die Festlegung einer spezifischen Zielsetzung. Auf übergeordneter Ebene wurden die in Abbildung 43 dargestellten Ziele definiert und für den Produktionsbereich der Verpackung von Ferngläsern zugehörige Kennzahlen abgeleitet. Die Kennzahlen dienen der Vorgabe einer messbaren Zielsetzung, um den Erfolg der Zielsetzung abschließend beurteilen zu können.

Basierend auf der Zielsetzung wurde eine detaillierte Analyse der tatsächlichen Problemstellung durchgeführt und dokumentiert, um im nächsten Schritt geeignete Maßnahmen ableiten zu können. Für die einzelnen Problemstellungen wurden wiederum messbare Größen (Kennzahlen) abgeleitet, die einen detaillierten Einblick in die Prozesse sowie Ansätze zur Gestaltung und Bewertung der Prozesse ermöglichen, Abbildung 44.

Abbildung 43: Zielsetzung des Anwendungsfalls Steiner-Optik
Abbildung 44: Spezifizierte Problemstellung des Anwendungsfalls Steiner-Optik

Aus den im Unternehmen durchgeführten Prozessaufnahmen wurden die nachfolgenden Herausforderungen identifiziert und bilden die Grundlage für die nachfolgende Konzeption der CPPS-Lösung.

Herausforderungen:

  • Vielzahl an Varianten und Komponenten bei unterschiedlichsten Losgrößen
  • Häufig wechselnde Mitarbeiter im Einsatz
  • Häufige Unterbrechung des Arbeitsablaufes wegen Materialbeschaffung durch Mitarbeiter
  • Keine Info über Status und Standort der Produkte
  • Qualitative Probleme (falsch verpackte Produkte)

Auf Basis des Prozesses sowie der übergeordneten Zielsetzung wurden bezogen auf den Demonstrator die nachfolgenden Zielsetzungen definiert.

Ziel des Demonstrators:

  • Sichere Handhabung der Varianten der Ferngläser
  • Variantenspezifische Arbeitsanweisungen
  • Überblick über Standort und Status der Produkte
  • Visualisierung der Auftragsinformationen für Mitarbeiter (Kommissionierer und Mitarbeiter Verpackung)
  • Generierung von Kennzahlen für die Planung
  • Reduzierung der nicht wertschöpfenden Zeiten bei der Materialbereitstellung
  • Reduzierung der Stückkosten durch die Erhöhung des Wirkungsgrades
  • Organisation der Arbeitsreihenfolge visualisieren (bspw. Tagesarbeitsplan der Fertigungsaufträge in der Verpackung)

In diesem Kontext wurden bestehende CPPS-Lösungen recherchiert und mit den definierten Anforderungen und Zielsetzungen abgeglichen. Als geeignete Lösung wurde nach einer ausführlichen Recherche die Kombination eines permutiven Arbeitssystems ergänzt um eine informationstechnische Lösung zur fortschrittsbasierten Arbeitsanweisung und optischen Überwachung des Verpackungsprozess identifiziert. Im Folgenden wird die erarbeitete Lösung detaillierter beschrieben.

Abbildung 45: Schematische Darstellung des Arbeitssystems in der Verpackung

Ziel war es, mit dem Einsatz von „permutiven Systemen“, auf denen das benötigte Material auftragsgerecht zur Verfügung gestellt wird, sowie unter Zuhilfenahme visueller Werkerinformationen mit variantenspezifischer Arbeitsanweisung, die nicht wertschöpfenden Tätigkeiten zu reduzieren. Über die Verfolgung der Produkte mittels Einsatz von RIFD-Tags oder Barcodes werden der Arbeitsfortschritt der Produkte und deren Durchlaufzeiten entlang der einzelnen Arbeitsstationen erfasst, die automatisch in das PPS-System übertragen werden können. Basierend auf den Informationen können klassischen Funktionen des vorhandenen PPS-Systems unterstützt und genutzt werden, bspw. die Kapazitäts- und Terminplanung.

In Zusammenarbeit mit den Entwicklungspartnern LP-Montagetechnik und InSystems wurde ein konkreter Lösungsansatz erarbeitet, bestehend aus einem permutiven Arbeitssystem, dem optischen Assistenzsystem „Schlauer Klaus“ und einem Barcode-System inklusive der IT-Unterstützung. Eine Übersicht der erarbeiteten Lösung ist in Abbildung 45 dargestellt.

Für die Umsetzung des Demonstrators wurden permutive Montagearbeitsplätze im Rahmen der definierten Anforderungen für das Verpacken der Ferngläser konzipiert. Das detaillierte Arbeitssystem für die Verpackung ist in Abbildung 46 dargestellt. Die modulare Bauweise der einzelnen Komponenten ist in Abbildung 47 abgebildet. Der Montagetisch ist ein stationäres Arbeitssystem, das prinzipiell statisch an einem Ort der Produktion aufgebaut ist (allerdings mit geringem Aufwand auch beliebig versetzt werden kann). Die Materialbereitstellung ist mobil und kann zum Bestücken in den Kommissionierbereich verfahren und anschließend mit einem beliebigen Montagetisch kombiniert werden. Dadurch kann einerseits die hohe Variantenvielfalt abgedeckt, andererseits in Form von Fertigungslosen die wirtschaftliche Durchführung des Prozesses ermöglicht werden.

Abbildung 46: Schematische Darstellung des permutiven Arbeitsplatzsystems

Für das Assistenzsystem zur optischen Erkennung von einzelnen Bauteilen zur Absicherung des korrekten Montagefortschritts sowie einer unterstützenden Arbeitsanweisung wurde eine Recherche nach geeigneten CPPS-Lösungen durchgeführt. Ausgewählt wurde letztendlich das Assistenz-System „Schlauer Klaus“. Dabei handelt es sich um eine Datenbank-gestützte Bildverarbeitungssoftware mit intelligenter Merkmalserkennung über eine industrielle Bildverarbeitung der Firma OPTIMUM datamanagement solutions GmbH. Zur Erfassung und Abgleich der einzelnen Verpackungsschritte wurde das Assistenz-System „Schlauer Klaus“ erfolgreich getestet und konstruktiv in den Grundarbeitsplatz des permutiven Systems integriert.

Abbildung 47: Module des permutiven Arbeitsplatzsystems für die Verpackung

Nach der Konzeption einer geeigneten CPPS-Lösung, die die maßgebliche Zielerreichung bei Steiner im Sinne der Steigerung der Transparenz und der Wirtschaftlichkeit erfüllen kann, folgt im nächsten Schritt die sozio-technische Fähigkeitsbewertung. Im Zuge dessen wird die Auswirkung der CPPS-Lösung auf das bestehende Arbeitssystem detaillierter bewertet.