«Hydra» for Metals Neue MES-Branchenlösung für die Metallverarbeitung

Redakteur: Luca Meister

>> Die Anforderungen der Metallverarbeitung an ein Manufacturing Execution System (MES) ähneln denen vieler anderer Industriebereiche – es gibt aber wesentliche Unterschiede. Die neue Branchen-Lösung «Hydra for Metals» unterstützt Metallverarbeiter entlang der kompletten Wertschöpfungskette von der Schmelze bis hin zum fertigen Produkt und basiert auf dem breiten Standard der MES-Lösung «Hydra» von MPDV.

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VDI 5600 Pyramide: Die MES-Aufgabenfelder der VDI 5600 sind auch für die Metallverarbeitung relevant.
VDI 5600 Pyramide: Die MES-Aufgabenfelder der VDI 5600 sind auch für die Metallverarbeitung relevant.
(Bild: MPDV)

mei. Die modular aufgebaute MES-Branchenlösung «Hydra for Metals» unterstützt die Metallverarbeitung bei der Bewältigung umfangreicher Herausforderungen im Produktionsalltag und bietet dazu sowohl übergreifende als auch auf einzelne Fertigungsverfahren spezialisierte Funktionen. Dabei sind die in der VDI-Richtlinie 5600 definierten Aufgaben einer integrierten MES-Lösung auch für die Metallverarbeitung relevant.

Feinplanung und -steuerung

Viele Prozesse in der Metallverarbeitung sind einerseits zeitkritisch und fordern andererseits eine Reihenfolgeoptimierung ähnlicher Verarbeitungsvarianten (Chargen- bzw. Kampagnenbildung). Der Hydra-Leitstand in dieser speziellen Ausprägung bietet daher über die normale Fertigungsplanung hinaus Funktionen zur Kampagnenplanung sowie zur optimierten Belegung von Bearbeitungszentren.

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Dabei werden sowohl minimale als auch maximale Liegezeiten bzw. Prozesszeiten zwischen den einzelnen Arbeitsgängen berücksichtigt. Auch die Optimierung mit Blick auf zeit- und kostenintensive Rüstwechsel ist möglich. Das Gleiche gilt für energieaufwändiges Umtemperieren von Öfen.

Datenerfassung

Sämtliche MES-Anwendungen von der Fertigungssteuerung bis hin zum Qualitäts-Management profitieren von einer umfassenden Echtzeit-Datenerfassung entlang der Wertschöpfungskette: Betriebs- und Auftragsdaten, Los- und Chargen-Informationen sowie automatisch erfasste Maschinen- und Prozessdaten. Dank der Erfahrungen unzähliger Maschinenkopplungen über vielfältige Schnittstellen kann mit Hydra for Metals nahezu jede Maschine angebunden werden. Zudem sind Bedienerdialoge für manuelle Dateneingabe flexibel für die unterschiedlichen Produktionsschritte konfigurierbar.

Betriebsmittel-Management

Die Fertigungsverfahren in der Metallverarbeitung belasten die Maschinen, Werkzeuge und andere Hilfsmittel enorm. Daher ist deren Verwaltung als Ressourcen in einem MES-System ratsam. Dadurch kann in der Feinplanung deren Verfügbarkeit geprüft und die Ressourcen-Historie automatisch geführt werden. Vorbeugende Instandhaltung mittels Wartungskalender ist somit auch ohne Handaufschreibungen möglich. Dies ist gerade in der Metallverarbeitung wichtig, da Werkzeuge oftmals sehr teuer sind und die Qualität der Produkte extrem vom Zustand der Werkzeuge abhängt. Hydra for Metals verwaltet sowohl Gussformen, die nur wenige Male ver-wendet werden können oder jedes Mal zerstört werden, als auch Werkzeugmagazine und Paletten-Bahnhöfe in Bearbeitungszentren.

Material-Management

Da auch metallische Rohstoffe sehr kostenintensiv sind, unterstützt das Material-Management in der neuen MPDV-Lösung den kostenoptimierten Einsatz von Rohstoffen, Schrotten und Halbzeugen. Material, das sich lediglich in den Stoffeigenschaften (z.B. Legierung) unterscheidet, wird ebenso eindeutig im Bestand verwaltet wie grosse Halbfabrikate, bei denen die genaue Position im «WIP»-Puffer (Work in Progress) relevant ist. Das Material-Management unterstützt die Feinplanung durch Steuerung des Materialflusses. Es sorgt somit für Bestands- und Logistikoptimierung und stellt Funktionen zur prozessübergreifenden Rückverfolgung (Traceability) zur Verfügung – von der Schmelze bis zum fertigen Produkt.

Qualitäts-Management

Eine an den einzelnen Arbeitsschritten orientierte Prüfplanung reduziert den Aufwand und sichert die Prozessstabilität. Der Werker selbst kann viele Qualitätsprüfungen direkt an der Maschine durchführen und dazu das gleiche Erfassungsterminal nutzen wie für die BDE-Meldungen. Die Anbindung von digitalen Messinstrumenten, speziellen Messmaschinen und anderen Hilfsmitteln erleichtert die Prüfungen und verhindert Eingabefehler. Zudem können Prüfergebnisse den weiteren Prozessablauf beeinflussen – ganz egal, ob beim Giessen nachchargiert werden muss oder nachfolgende Prozessschritte erst nach bestandener Prüfung freigegeben werden (Prozessverriegelung). Je nach Konfiguration generiert das System automatisch Reklamationen, Daten für die Lieferantenbewertungen, erstellt Prüfzeugnisse und dokumentiert Prozessparameter.

Informations-Management

Hydra for Metals wertet alle entlang der Wertschöpfungskette erfassten Daten aus und verdichtet diese bedarfsgerecht. Die Branchen-Lösung visualisiert die Ergebnisse in flexiblen Pivot-Tabellen, konfigurierbaren Diagrammen und übersichtlichen grafischen Darstellungen, die sowohl am Arbeitsplatz als auch am Erfassungsterminal oder auf Grossbildschirmen in der Fertigung angezeigt werden können. Verletzung von Schwellenwerten werden mittels des integrierten Eskalations-Managements an definierte Stellen bzw. Personen gemeldet.

Leistungsanalyse

In wettbewerbsintensiven Branchen wie der Metallverarbeitung spielen aktuelle und aussagekräftige Kennzahlen sowie Soll-/Ist-Vergleiche eine entscheidende Rolle. Hierbei kommen sowohl standardisierte (z.B. nach VDMA-Einheitsblatt 66412) als auch individuell definierte Kennzahlen zum Einsatz. Wichtig ist, dass die Daten belastbar und aktuell sind – denn darauf basierend werden sowohl kurzfristige als auch weitreichende Entscheidungen getroffen. Hydra for Metals stellt ein breites Feld an Informationen und Auswertungen zu Kennzahlen in Echtzeit zur Verfügung, die bei Bedarf beliebig erweitert oder angepasst werden können.

Energie-Management

Auch wenn das Energie-Management erst künftig Bestandteil der VDI 5600 wird, kümmert sich das MPDV-Tool bereits heute darum, da die meisten Fertigungsverfahren in der Metallverarbeitung sehr viel Energie benötigen und es daher ein Reizthema ist. Das System erfasst Verbräuche und Leistungswerte direkt in der Produktion und korreliert diese mit Auftrags- und Maschinendaten. So ist z.B. die Auswertung des Energieverbrauchs bestimmter Arbeitsgänge möglich, aber auch die Planung einer Wartung (z.B. Nachschärfen eines Werkzeugs), sobald die Leistungsaufnahme einer Maschine einen Schwellenwert übersteigt. Auch die Fertigungssteuerung kann mit Blick auf den Energieverbrauch optimiert werden. Neben der elektrischen Energie kann Hydra for Metals auch mit anderen Ressourcen wie z.B. Gas, Druckluft oder Abwärme umgehen.

Personal-Management

Im Personal-Management bietet die MES-Lösung sowohl Funktionen zur Personalzeiterfassung als auch zur Verwaltung von Zeitkonten (z.B. Fehlzeiten- und Urlaubsplanung). Ein leistungsorientiertes Entlohnungssystem, die qualifikationsbasierte Personaleinsatzplanung (PEP) und das Zutrittskontrollsystem runden das Paket ab. Für die Metallverarbeitung besonders interessant sind z.B. sicherheitsrelevante Qualifikationsmerkmale wie «Schweisserlaubnis» oder «Maschinenführerschein» in der PEP und zur Durchführung von Plausibilitätsprüfung bei der Personalanmeldung.

Hydra for Metals kann mehr

Zusätzlich zu den prozessübergreifenden Anwendungen bietet das MES-System weitere Funktionen, die für einzelne Prozessschritte bzw. Fertigungsverfahren von Bedeutung sind. Ausgewählte Beispiele dafür sind der integrierte Gattierungsrechner, ein für Walzen optimiertes Instandhaltungsprogramm und die Verwaltung von komplexen Bearbeitungszentren. Hydra for Metals wird auf der EMO erstmals vorgestellt. <<

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