Mehr Agilität in der Einzelfertigung

Um die Dynamik des Tagesgeschäfts im Formenbau zu bewältigen und Durchlauf­zeiten zu minimieren, braucht es ein agiles Planungs- und Steuerungs­system. Formenbau KRUG hat es: Das Hummingbird Manufacturing Execution System macht Arbeits­vorräte und zugehörige Daten zur richtigen Zeit am richtigen Ort verfügbar und lässt schnell reagieren.

Aus guten Gründen: Formenbau KRUG ist Teil der Krug-Gruppe, hat seinen Sitz im mittel­hessischen Breidenbach. 70 Mitarbeiter fertigen dort Druckguss- und Spritzguss­werkzeuge, die in die schwesterliche Unternehmens­sparte Kunststoff­technik KRUG gehen, ein großes Volumen findet aber auch externe Abnehmer. Im harten globalen Wettbewerb gilt es gewinn­bringend am Standort Deutschland zu arbeiten. Time-to-Market zählt immer mehr. Dazu setzt KRUG auf Digitalisierung, Engineering auch mit Hilfe von CAD-Simulation sowie konsequentes und verlässliches Projekt- und Kunden­management über einen festen Ansprech­partner. Darüber hinaus bietet der Formenbauer einen Rundum-Service für 360-Grad-Werkzeug­management für den kompletten Lifecycle-Prozess von Planung, Daten­management, Engineering, Herstellung bis zur Wartung an.

Vor diesem Hintergrund wurde ein Manufacturing Execution System (MES) zur Fertigungs­planung und -steuerung als Ergänzung des bestehenden ERP-Systems gesucht. Ein Glücksfall, dass der langjährige ERP-Partner Schubert Software & Systeme aus Amberg in der Oberpfalz mit einem MES-Anbieter kooperiert, der wie Schubert auf Lösungen für den Werkzeug- und Formen­bau spezialisiert ist: Die Nürnberger Firmen Hummingbird Systems und Hummingbird Services entwickelten und vertreiben zusammen ein MES zur agilen Fertigungs­planung und getakteten Fertigungs­steuerung, das insbesondere in Einzelfertigungs­betrieben mit weniger als 15 bis über 400 Mitarbeitern europaweit eingesetzt wird.

„In der Einzelteil- und Kleinserienfertigung sind MES oftmals noch Neuland. Es gibt nur wenige, sie entstammen meist dem kaufmännischen Sektor oder können die Dynamik im Formenbau nicht optimal abbilden. Das gilt auch für die Systeme aus der Serien­fertigung, sie sind für diese Branche zu starr in der Fertigungsplanung und -steuerung“, erläutert Marcus Kalbacher, Geschäfts­führer von Hummingbird Services. „Unser smartes MES dagegen ist schnell und wendig wie sein Namensgeber, der Kolibri (Engl.: Hummingbird). Dank seiner agilen Methoden lässt sich die Fertigung kleiner Losgrößen effizient und flexibel planen und steuern – ganz im Sinne von Industrie 4.0.“

Das modulare System wurde speziell für den Werkzeug- und Formen­bau, Maschinen- und Anlagen­bau sowie für die span­abhebende Einzelteil- und Kleinserien­fertigung entwickelt. Es plant und steuert die Fertigung in Echtzeit, sodass prozess­sicher die richtigen Daten bzw. die frei­gegebenen Informationen zur richtigen Zeit am richtigen Ort digital zur Verfügung stehen. Zur Datenein- und ‑ausgabe lassen sich auch mobile Geräte nutzen.

Aus Sicht von KRUG versprach das System die Erfüllung aller gestellten Anforderungen. Entscheidend für die Wahl war auch, dass das etablierte ERP-System ratio.net von Schubert mit dem Hummingbird MES reibungslos zusammen­arbeitet. „Die Kombination von ERP und MES in dieser Ausführungs­stufe und Funktions­tiefe haben wir im Markt sonst nirgendwo gefunden“, urteilt Timo Blöcher. Das gab den Ausschlag im Wettbewerbs­vergleich.

Vorteile sofort sichtbar

Drei Wochen nach Einführung des MES zeigten sich schon erstaunliche Erkenntnisse. Der Aufbau getakteter Block­fertigung ist auf gutem Wege, teils werden schon Termine mit einem Viertel weniger Durchlauf­zeit durchgeplant. Beispiel Erodieren: Der Prozess war zuvor nicht getaktet, jede Abteilung plante selbst, wann sie damit beginnt und fertig ist. Nach Eingabe der nötigen Daten hilft das MES nun automatisiert und kapazitäts­orientiert Termine, Maschinen und Personal zu verplanen. Nicht nur das: Die automatische Betriebsdaten­erfassung (BDE) und die automatische Maschinendaten­erfassung (MDE) machen manuelle Rück­meldungen von Arbeits­gängen über­flüssig, da dies selbst­tätig geschieht. Sofort sichtbar werden Liege­zeiten, Rück­stände oder Über­kapazitäten wie auch entstehende Probleme. Früher als bisher ist zu erkennen: Treffen Erwartungen auch wirklich ein? Und wenn nicht: Wo klemmt es genau?

Automatisierung und Digitalisierung regieren nun den Shopfloor. An jeder Maschine gibt es statt Lauf­zettel einen Bildschirm-Arbeitsplatz, der eine digitale Hummingbird-Jobliste zeigt. Wird die Planung geändert, sortieren sich die Joblisten selbsttätig in Echtzeit um. Die Reihen­folge der Jobs ist anhand der Planung automatisch sortiert und priorisiert. Umgekehrt wird sofort deutlich, wann ein Plan aus dem Ruder läuft. Dies war früher nur mit erheblichem Aufwand zu erkennen, weil keine Echtzeit­rückmeldung vorhanden war. „Wenn man etwas nicht weiß, kann man es nicht verbessern. Jetzt weiß und sieht man es in Echtzeit und kann entsprechend reagieren“, folgert Marcus Kalbacher.

Auch unstrukturiertes Arbeiten mit Mehr­aufwand wird verhindert. Zum Beispiel ist beim Fräsen die Aufgabe in der digitalen Jobliste erst sichtbar, wenn das Material und die NC-Programme dazu zur Verfügung stehen. Die Mitarbeiter können fokussiert arbeiten, denn was in der Jobliste zu sehen ist, steht auch am Arbeits­platz zur Verfügung. Im MES sind alle Aufgaben koordiniert und verteilt. Neben dem ERP-System ratio.net sind auch alle drei CAM-Systeme sowie die Fräs- und Drahtschneide­maschinen von KRUG angebunden. Das agile Hummingbird MES übernimmt und verwaltet versioniert sämtliche NC-Programme für die entsprechenden Maschinen und stellt diese anhand der aktuellen Planung und Steuerung termin­gerecht und prozess­sicher zur Verfügung.

Höchstmögliche Transparenz auf allen Ebenen, von Bauteil und Arbeitsgang über Arbeits­platz und Team bis zu Grob-, Feinplanung und Gesamt­projekt, ist einer der größten Vorteile des Systems. Die Fertigungs­mitarbeiter von KRUG können sich jetzt besser selbst organisieren, weil sie ihren Arbeits­vorrat über einen längeren Zeitraum als früher sichtbar vor sich haben. Bei Problemen oder notwendigen Änderungen wird ohne Rück­frage direkt die nächste Aufgabe bearbeitet. Auch CAD-, CAM- und Montage-Arbeiten sind nun im MES verplant, sodass nun eine komplette Fertigungsprozess­übersicht in Echtzeit vorliegt, die weiter­führende Planungen und Entscheidungen erleichtert. „Wir erkennen die Auslastung einzelner Maschinen und Bereiche direkt, können insgesamt besser vorplanen, bei neuen Situationen sofort umplanen und die resultierenden Auswirkungen direkt sehen“, beschreibt Timo Blöcher die Vorteile.

ERP und MES ergänzen sich

Es hat sich herausgestellt, dass die Splittung der Kompetenzen in einerseits ERP und andererseits MES sehr sinnvoll ist. „Der Werkzeug- und Formen­bau wendet sich stark in Richtung Industrie 4.0. Ebenso wie im kaufmännischen Bereich für ERP-Systeme braucht es hier auch im technischen Bereich für MES ein besonderes Know-how, das sich jeweils weiter­zuentwickeln hat. Es sind zwei durchaus unterschied­liche Felder, die sich aber gut ergänzen können“, sagt Jens Meschede, Key Account Manager bei Schubert Software & Systeme.

Das geschieht in diesem Fall ebenfalls automatisiert. So werden zum Beispiel im MES angestoßene Bestellvorgänge selbsttätig in ratio.net übermittelt und die Erledigung dann zurückgespielt. Die perfekte Integration überraschte auch bei KRUG: „In der Einführungs­phase hat man nicht gemerkt, dass es zwei Systeme sind. Die Projekt­beteiligten von Schubert, Hummingbird und uns haben sehr ziel­führend und reibungs­los kooperiert, um die Systeme zu harmonisieren“, lobt Timo Blöcher. Hinzuzufügen bleibt, dass die System­inbetriebnahme des MES keinerlei Installationen bedarf und daher rasch umzusetzen ist – das ist laut Hummingbird einzigartig im Markt.

Noch nicht finalisiert ist derzeit das MES-Werkzeugmanagement bei KRUG. Jedoch gilt es ohnehin noch weitere Optimierungs­schleifen zu drehen. Schon jetzt lässt sich aller­dings erkennen, dass viel Zeit und Personal­aufwand gespart wird, weil die umfassende Koordination und Information durch das MES Rückfragen und Abstimmung erübrigt sowie Freiräume schafft, und weil sich einmal angelegte Planungs­projekte im MES duplizieren lassen und somit Eingabe­aufwand bei gleich­artigen Projekten gespart wird. Marcus Kalbacher bezifferte die gesamten Vorteile für KRUG: „Rein rechnerisch und auf Basis ähnlicher MES-Kundenprojekte könnte man sagen, dass unser Projekt mit KRUG einen Kapazitäts­gewinn von mindestens einer Fräsmaschine oder von etwa zwei Mitarbeitern pro Jahr bringen kann.“

www.krug-breidenbach.de

Fotos: KRUG/Hummingbird