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Simulation ganzer Produktionslinien

Zur Sicherstellung einer hohen Qualität fertigt MF-K im One Piece Flow, d.h. ein Mitarbeiter ist durchgängig vom ersten Montageschritt bis zum Verpacken für den Versand für ein bestimmtes Gerät zuständig. In einer Produktionslinie laufen immer mehrere Geräte einer Produktfamilie, die aufgrund der Varianz ganz unterschiedliche Montagezeiten haben können. „Die größte Herausforderung ist deshalb die Austaktung der Linie“, erläutert Bastian. „Die manuellen und automatischen Prozesse müssen so aufeinander abgestimmt werden, dass alle Geräte ohne Wartezeiten auf der gleichen Linie gefertigt werden können.“

Eine neue Produktionslinie aufzubauen war früher ein zeitaufwendiger Prozess. Erst wurde mit Kartons und Holzgestellen ein sogenanntes Cardboard Engineering durchgeführt, bei dem die Planer die einzelnen Arbeitsgänge zusammen mit den Werkern durchspielten. Nach mehreren Iterationsschleifen wurde dann in einem Workshop die reale Arbeitsinsel aufgebaut und eine Probeproduktion gestartet. Wenn die Insel einen Reifegrad von 80 bis 85 % erreicht hatte, ging sie in Produktion, um im laufenden Betrieb weiter optimiert zu werden. Der ganze Prozess dauerte etwa drei Monate, wie Fischer weiter ausführt: „Heute schaffen wir das in drei Wochen, weil wir das, was wir früher im Cardboard gemacht haben, am Rechner simulieren. Dadurch, dass wir in Plant Simulation unterschiedliche Szenarien durchspielen können, gehen wir außerdem mit einem ausgereifteren Konzept in die Workshops, so dass die Mitarbeiter nur noch das Feintuning zu machen brauchen.“

Mit Plant Simulation werden nicht nur einzelne Arbeitsinseln, sondern ganze Anlagen oder Produktionsbereiche simuliert, wie Bastian ergänzt. „In einem nächsten Schritt wollen wir die kompletten Materialflüsse in der Software abbilden, so dass wir das Auftragsvolumen einspielen und über den kompletten Fertigungsprozess sehen können, wo Engpässe auftreten.“ Neben den Auftragsdaten werden Arbeitspläne, Arbeitsplatzfolge mit den Zeiten für Mensch und Maschine sowie die Schichtpläne mit Anwesenheitszeiten der Mitarbeiter aus SAP in Plant Simulation importiert, um die Fertigung unter realen Bedingungen zu simulieren.

Die Plant Simulation-Experten des MF-K sind zurzeit damit beschäftigt, Teile der Steuerungslogik aus SAP in den Simulationsmodellen nachzubilden. Dadurch werden sie in der Lage sein, ausgehend von Endtermin und Stückzahl auf dem Wege der Rückwärtsterminierung die Einsteuerung der Bauteile für die einzelnen Arbeitsschritte zu simulieren, wie Bastians Kollegin Anne Stetzler ergänzt: „Wir können die Simulationsmodelle dann auch nutzen, um die Einsteuerungslogik selbst zu optimieren, was niemand am Live-System wagen würde.“

Einsparungen im sechsstelligen Bereich

Durch die Optimierung der Fertigungsabläufe haben sich im Laufe der letzten drei Jahre im Rahmen anerkannter KVP Verbesserungsmaßnahmen nachweisbare Ratio-Effekte im Wert eines signifikanten sechsstelligen Betrages ergeben, und darin sind die Effekte durch Ablaufoptimierungen im täglichen Betrieb noch nicht erfasst. Siemens MF-K nutzt die Simulationsmodelle nämlich nicht nur für strategische Aufgaben wie den Um- oder Neubau von Anlagen, sondern auch für die Produktionssteuerung im operativen Tagesgeschäft.

„Linienverantwortliche und Werker simulieren damit, wie sie Produktionsmenge von morgen am besten durch ihre Produktionsinseln steuern“, sagt Fischer. „Sie können z.B. sehen, ob sie mehr Leute benötigen oder wie sich der Ablauf verändert, wenn sie einen Mitarbeiter rausnehmen. Wir haben sogar eine Optimierungslogik programmiert, die ihnen die optimale Auftragsreihenfolge vorschlägt.“

Dass die normalen Beschäftigten in der Fertigung mit Plant Simulation ihre Arbeit selbst optimieren, ist in dieser Form ziemlich einzigartig. Die Keyuser haben einen intuitiven Benutzerdialog für die Eingabe der Simulationsparameter programmiert, so dass die Anwender sich nicht um das komplexe Regelwerk zu kümmern brauchen. „Seitdem alle erkannt haben, wie zuverlässig die Simulation funktioniert, will keiner die Software mehr missen“, sagt Fischer abschließend. „Die Mitarbeiter begreifen sofort die Abläufe und sehen auch schneller, wo man noch etwas verbessern kann.“ (ud)

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