Optimierung der Betriebsdatenerfassung im Produktionsbereich eines Kaltwalzwerkes

INHALTSVERZEICHNIS

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

1 Einleitung

2 Aufgabenstellung und Ablauf der Arbeit

3 Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG
3.1 Porträt der Hugo Vogelsang GmbH
3.2 Produkte
3.3 Produktionsabläufe
3.4 Das Wichtigste in Kürze

4 Grundlagen der Betriebsdatenerfassung
4.1 Definition der Betriebsdaten
4.2 Definition der Betriebsdatenerfassung
4.3 Sinn und Zweck der Betriebsdatenerfassung
4.4 Arten von BDE-Systemen
4.5 Stand der Technik und Möglichkeiten der BDE
4.6 Verschiedene Einflussfaktoren auf die Zuverlässigkeit der BDE
4.7 Anlässe zur Neuordnung der BDE-Struktur
4.8 Das Wichtigste in Kürze

5 Ausgangssituation
5.1 Schleif- und Polierbereich
5.1.1 Schleif- und Polieranlagen
5.1.2 Übersicht der Schleif- und Polieranlagen
5.1.3 Bandpolieranlage, Kostenstelle 471
5.1.4 Lederpolieranlage, Kostenstelle 473
5.1.5 Die Bandschleifanlage, Kostenstelle 479
5.2 Bisherige innerbetriebliche Datenerfassung
5.3 Die BDE der Schleif- und Polieranlagen
5.4 Anforderungen an die BDE des Polierbereiches
5.5 Korrekte Erfassung der Rüst- und Handzeiten
5.6 Das Wichtigste in Kürze

6 Analyse der Betriebsdatenerfassung
6.1 Stand der BDE bei der Hugo Vogelsang GmbH
6.2 Die BDE als Rückmeldemechanismus
6.3 Die BDE-Struktur für den Schleif- und Polierbereich
6.4 Die Hardware
6.5 Stärken des Systems
6.6 Unzulänglichkeiten des BDE–Systems
6.6.1 Allgemeines
6.6.2 Erfassung der Daten
6.6.3 Das BDE-System
6.6.4 Hardware und Ergonomie
6.6.5 Betriebsdatenverwaltung
6.6.6 Fehlbedienung des DV-gestützten Systems
6.7 Das Wichtigste in Kürze

7 Maßnahmen zur Schwachstellenbehebung
7.1 Allgemeines
7.2 Maßnahmen bei der Erfassung der Daten
7.3 Maßnahmen am BDE-System
7.4 Maßnahmen an der Hardware und Ergonomie
7.5 Maßnahmen bei der Betriebsdatenverwaltung
7.6 Maßnahmen zur Vermeidung von Fehleingaben und Fehlbedienungen der Betriebsdatenerfassung
7.7 Das Wichtigste in Kürze

8 Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen
8.1 Die Umsetzung der Maßnahmen am BDE-System
8.2 Testphase an zwei Kostenstellen
8.3 Umsetzungen im Rahmen der Testphase
8.3.1 Veränderungen während der Testphase
8.3.2 Veränderungen an der Kostenstelle 471
8.3.3 Veränderungen an der Kostenstelle 473
8.4 Weitere Maßnahmen nach der Testphase
8.5 Das Wichtigste in Kürze

9 Ergebnisse
9.1 Zuverlässigkeit der BDE-Rohdaten
9.2 Auswertung der Daten
9.3 Verringerung der Eingaben
9.4 Verbesserung der Ergonomie

10 Wirksamkeitskontrolle

11 Übertragbarkeit und Folgen für den Betrieb

12 Zusammenfassung

Literaturverzeichnis

abbildungsverzeichnis

Notizen

Danksagung

Ich möchte mich hiermit bei der Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG bedanken, die diese Arbeit ermöglichte.

Mein Dank gilt ganz besonders denjenigen, die mich bei meiner Arbeit unterstützten und mir bei Fragen beratend zur Seite standen. Das betrifft besonders meinen Betreuer, Herrn Wörmann und die DV-Abteilung, insbesondere Herrn Meissner der mir bei der Korrektur der Arbeit behilflich war. Ferner möchte ich mich bei den Mitarbeitern im Schleif- und Polierbereich für die gute Zusammenarbeit bedanken.

Ein weiterer, besonderer Dank gilt Herrn Heckermann für das von ihm entgegengesetzte Vertrauen und die Übernahme des Koreferates der Arbeit sowie meinem betreuenden Professor, Herrn Dr. Radermacher.

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Der Werkstoff Stahl erlebt in den letzten Jahren einen Aufschwung wie selten zuvor. Die Nachfrage ist ungebrochen groß. Um den starken Druck der Absatzmärkte und –preise standzuhalten, sehen sich die Unternehmen gezwungen alle wesentlichen Ressourcen voll auszuschöpfen.

Betriebsdaten spielen eine große Rolle um Ablaufdaten zu ermitteln oder Prozesse zu analysieren und transparent zu machen. Diese Daten lassen Rückschlüsse auf die Effektivität der Abläufe zu.

Um mögliche Lücken oder Verschwender festzustellen bedarf es einer aussagekräftigen Kalkulation und Kontrolle. Hier werden zuverlässige Daten benötigt, die als Berechnungsgrundlage erforderlich sind.

Maschinendaten werden erfasst und ausgewertet, wodurch Durchsatzmengen ersichtlich werden und ein interpolieren auf ein mögliches Jahresziel zulassen.

Ebenso wichtig ist eine gut durchdachte Planung von Fertigungsabläufen und eine Anpassung zwischen Soll und dem ermittelten Ist. Die Abweichung vom Soll zum Ist im Produktionsprozess wird ebenfalls über BDE-Systeme kenntlich gemacht. Hier liegen die Potentiale der BDE.

Material und Daten bilden immer eine Einheit, wodurch eine permanente Zuordnung und die Versorgung interner Bereiche mit allen relevanten Informationen gewährleistet ist. Auch diese Daten werden über die BDE ermittelt.

Für eine Betriebsdatenerfassung besteht eine immer größere Notwendigkeit. Diese wird durch die technischen Möglichkeiten unterstützt. Es gibt eine Vielzahl von kommerziellen Anbietern, die maßgeschneiderte BDE-Lösungen bereitstellen. Das Interesse an solchen Systemen, auch in Verbindung mit leistungsstarken PPS oder ERP Systemen, ist ansteigend. Die Anbieter werben mit Erfahrung und Skalierbarkeit. Trotz dieser Profisysteme entwickeln manche Unternehmen eigene BDE-Systeme; so auch die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG^[1] in Hagen-Hohenlimburg. Die Unternehmen versprechen sich von den eigenen Lösungen optimale Flexibilität und eine Anpassung an die eigene Fertigung und somit an individuelle Bedürfnisse. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der BDE der Hugo Vogelsang GmbH auseinander und verfolgt das Ziel diese im Schleif- und Polierbereich zu optimieren.

2 Aufgabenstellung und Ablauf der Arbeit

Die Aufgabe der vorliegenden Diplomarbeit besteht in der Optimierung der Betriebsdaten-erfassung im Schleif- und Polierbereich der Hugo Vogelsang GmbH. Ziel der Optimierung ist der Gewinn von zuverlässigen, objektiven Betriebsdaten. Die Korrektur der Rohdaten muss einfach sein und eine schnelle Bereitstellung der Daten für Steuerung, Planung, Kalkulation und Entlohnung ermöglichen.

Die Ergebnisse der Arbeit können organisatorischer Natur, aber auch EDV-technischer oder mechanischer Natur sein. Es gilt in erster Linie, die Zuverlässigkeit der Rohdaten zu erhöhen. Dies kann auf unterschiedlichen Wegen erlangt werden.

In einem ersten Schritt wird der derzeitige Zustand bestimmt und überprüft. Der Ist-Zustand wird auf Schwachstellen und Probleme analysiert und der Produktionsbereich der Schleif- und Poliermaschinen erklärt.

Nach dieser ausführlichen Analyse werden die gravierenden Probleme aufgeführt und Lösungen erarbeitet. Die Tauglichkeit der Maßnahmen zur Verbesserung wird in einer Testphase an zwei vorher ausgewählten Kostenstellen geprüft.

Zusätzlich wird das Erfassen von Rüstzeiten über die neue BDE in Ist-Zeitwerten, statt wie bisher über Vorgabezeiten geprüft. Die Erfassung von Rüstzeiten auf Ist-Zeitbasis ist für ein mögliches neues Prämienlohnsystem erforderlich.

Im nächsten Schritt erfolgt die Auswertung der Testphase und die endgültige Umsetzung der Maßnahmen. Unkritische Lösungen werden bereits im Vorfeld der Testphase verwirklicht.

Während der Testphase werden relevante Daten gesammelt, die bei einer Beurteilung des modifizierten Zustandes helfen können. Das Ergebnis wird dann in Kapitel 9 dargestellt und erörtert.

Anschließend steht im Kapitel 11 die Übertragbarkeit der empfohlenen Maßnahmen auf andere Produktionsbereiche zur Diskussion. Alle noch so verschiedenen Produktionsbereiche im Gesamtkomplex des Betriebes scheinen ähnliche Probleme aufzuweisen. Eine Vereinheitlichung und Verbesserung wäre wünschenswert.

Die Vorgehensweise und die Ablaufschritte sind im folgenden Schaubild verdeutlicht.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Systematische Vorgehensweise zur Neuordnung der BDE

3 Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

3.1 Porträt der Hugo Vogelsang GmbH

Die Hugo Vogelsang GmbH ist ein mittelständisches Unternehmen der Hohenlimburger Kaltwalzindustrie und gehört der Bilsteingruppe an. Als Produzent von gehärteten und ungehärteten Qualitäts- und Edelstahlbändern hat sich das Unternehmen einen internationalen Namen gemacht.

Mit 333 Mitarbeitern^[2] produziert die Hugo Vogelsang GmbH am Standort Hagen-Hohenlimburg rund 60.000 Tonnen Bandstahl pro Jahr.

Gegründet wurde das Unternehmen im Jahre 1908 und entwickelte sich seither, durch jahrzehntelange Erfahrung, zu einem führenden Anbieter für anspruchsvolle Bandstahlqualitäten. Einige bedeutsame Eckpunkte der Historie sind:

1908 Gründung der Firma Platenius, Jung & Meier

1940 Übernahme des Unternehmens durch Hugo Vogelsang

1954 Inbetriebnahme des ersten Härteofens

1959 Umfirmierung in Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

1996 Erwerb der Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG durch Bilstein

Um den immer wichtiger werdenden Qualitätsanforderungen gerecht zu werden, bemüht sich die Hugo Vogelsang GmbH eine „Null-Fehler-Philosophie“ zu verfolgen, deren Hauptziel es ist, Fehler zu vermeiden oder direkt nach der Entstehung zu beheben. Zu diesem Zweck führt das Unternehmen ein Qualitätsmanagementsystem nach strengen Vorgaben. Die Grundlage dieser hohen Qualitätspolitik bildet die Zertifizierung. Produkte und Prozesse werden regelmäßig in unabhängigen Audits überprüft. Die Hugo Vogelsang GmbH erfüllt die Anforderungen gemäß DIN EN ISO 9001:2000 sowie der ISO/TS 16949:2002.

Das Stammhaus Bilstein wurde im Jahr 1911 gegründet und hat sich seither zu einem der weltweit größten Anbieter für kalt gewalzte Produkte entwickelt. Mit ca. 600 Mitarbeitern fertigt Bilstein ebenfalls am Standort Hohenlimburg. Die Produktionsleistung liegt bei 370.000 Tonnen Bandstahl pro Geschäftsjahr. Zu den Hauptabnehmern dieser Produkte gehören die Kfz-Industrie, die EBM-Industrie, der Maschinen- und Stahlbau, aber auch der Bereich Feinmechanik und Elektrotechnik sowie der Handel.

3.2 Produkte

Zu den, bei der Hugo Vogelsang GmbH hergestellten Produkten gehören gehärtete und ungehärtete Qualitäts- und Edelstahlbänder. Das Sortenspektrum reicht von mikrolegierten Stählen bis hin zu hochfesten und korrosionsbeständigen hochlegierten Stählen. Zu nennen wären hier Stahlgruppen wie Werkzeugstähle, Vergütungsstähle oder Federbandstähle.

Die Produkte sind als Ringe, Spulen und Stäbe erhältlich. Der Stärkenbereich der Stahlbänder reicht von 0,04 bis 4,5 mm, ein Breitenbereich von 4 bis 530 mm ist ebenfalls möglich. Für die Stäbe gilt eine Länge von 1000 bis 4000 mm.

Zu den Hauptabnehmern der Produkte zählen die Kfz-Industrie und die EBM-Industrie sowie die Maschinenbau- und Werkzeugindustrie, aber auch Bereiche wie die Federn- und Elektroindustrie oder die Feinmechanik.

Als Unternehmen der Bilsteingruppe zählt die Vogelsang GmbH zu den weltweit führenden Produzenten von gehärteten und ungehärteten Qualitäts- und Edelbandstählen.

3.3 Produktionsabläufe

Auch wenn die Hugo Vogelsang GmbH als Kaltwalzwerk gilt, umfasst die Fertigung mehr als ein reines Walzwerk.

Die Produktion der Hugo Vogelsang GmbH ist aufgrund der hohen Fertigungstiefe als hochkomplex anzusehen.

Es finden sich im Produktionsablauf einige Produktionsbereiche, welche der Veredelung und Verarbeitung der Produkte dienen. Hierzu gehören neben dem Schneidebetrieb, in dem die bis zu 540 mm breit gewalzten Ringe in Streifen geschnitten werden, auch noch der Bereich der Härterei, in dem Prozessschritte wie Härten und Anlassen des Materiales ablaufen sowie das Polieren und die Kantenbearbeitung. Insgesamt verfügt das Unternehmen über ca. 60 Kostenstellen wobei eine Produktionsanlage über eine Kostenstellennummer eindeutig identifiziert werden kann.

Im Folgenden werden die Produktionsbereiche der Hugo Vogelsang GmbH dargestellt und ihre Funktion im gesamten Produktionsverbund erklärt.

Walzwerk – Das Walzwerk ist der Kernbereich der Produktion, hier werden die Stahlbänder auf Kundenwunsch oder auf Maß zur optimalen Weiterverarbeitung kalt umgeformt. Als Kaltumformung bezeichnet man einen Verformungsprozess unterhalb der Rekristallisationstemperatur. Es können hier Ringe mit einer Breite bis 540 mm und einer Dicke von 0,04 bis 6,5 mm verarbeitet werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Blick in ein 20 Rollengerüst

Für den Walzprozess stehen acht Walzanlagen zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um Walzanlagen mit einem oder mit zwei Walzgerüsten, den sog. Tandemwalzanlagen. Je nach Anforderung verwendet man Walzgerüste mit zwei oder mit mehreren Walzen. Bei den Mehrwalzengerüsten gibt es zwei Arbeitswalzen mit hoher Oberflächengüte und Härte sowie den Stütz- und Antriebswalzen. Durch diese Kombination werden hohe Abnahmen der Materialdicke und das Einhalten geringster Toleranzen möglich. Das Material verformt sich bei dem Walzprozess ausschließlich in der Länge und nicht in der Breite. Nach dem Erreichen eines bestimmten Umformgrades ist eine Zwischenglühe erforderlich, um das Umformgefüge zu rekristallisieren. Bei der Kaltumformung steigt die Festigkeit an, die Verformbarkeit nimmt jedoch ab. Dieses wird durch den folgenden Glühprozess rückgängig gemacht.

Glühe – Während des Glühprozesses gewinnt das kalt verformte und gestreckte Gefüge des Stahles an Duktilität. Durch die bei der Kaltumformung entstehende Kaltverfestigung wird der Werkstoff hart und unverformbar. Eine Zwischenglühe zur Rekristallisation ist erforderlich, um den Werkstoff weiter verformen zu können. Für die Glühprozesse stehen 20 Sockel mit 10 Glühhauben zur Verfügung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Glühhauben und Ringe auf den Sockeln

Schneidbetrieb - Im Schneidbetrieb wird an sechs Längsteilanlagen das breite Kaltband in einzelne Streifen geschnitten. Bei einigen Kostenstellen sind so bis zu 30 Längsteilungen in Abhängigkeit der Breite möglich. Zusätzlich kann das Material nach dem Walzprozess gesäumt werden. Beim Walzen entstehen Risse im Kantenbereich des Materials, welche in Folgeschritten zu Abrissen innerhalb der Prozesse führen können. Diese kritischen Randbereiche werden im Schneidbetrieb entfernt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Schneiden eines Ringes in acht Streifen

Härterei – Im Härtereibereich wird das Kaltband vergütet. In 14 Härteanlagen erfährt das Kaltband in Temperaturbereichen von 920 bis 950°C eine Gefügeänderung. Das Perlit-/ Ferritgefüge wird in diesem Bereich in Austenit umgewandelt. Abgeschreckt wird das Band in einem Bleibad bei ca. 300°C. So kann sich in dieser kurzen Zeit der Abschreckung kein Perlit zurückbilden. Die freien, gelösten C-Atome verspannen das Atomgitter und formen das spröde Härtegefüge Martensit. Beim anschließenden Anlassen bei 480 bis 580°C wird das gestresste und verspannte Atomgitter entspannt, da die C-Atome diffundieren und sich sammeln können. Durch den Anlassprozess gelangt der Werkstoff zu seiner gewünschten Flexibilität in Verbindung mit hoher Härte. Nach dem Anlassen folgt ein Abkühlen in einem Jet-Kühler unter Stickstoffatmosphäre auf Raumtemperatur.

Poliererei – Die Poliererei dient zur Erhöhung der Oberflächengüte des Kaltbandes. Ungefähr 10 Prozent des bei der Hugo Vogelsang GmbH produzierten Kaltbandes durchlaufen den Schleif- und Polierbereich. Durch den speziellen Polierprozess erhält der Bandstahl seine besondere vom Kunden gewünschte Oberfläche.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Polierprozess zwischen zwei Drahtbürsten

Kantenbearbeitung – Durch mechanische, spanabhebende Bearbeitung wird in dem Arrondierbereich bei ca. 100 m pro Minute die Kante des Kaltbandes nach Kundenwünschen angepasst. Eine Vielzahl von Kantenausführungen von schräg bis rund wird so verwirklicht.

Richten - Das Richten ist erforderlich, um mögliche Ringbögen oder Säbel aus dem Kaltband zu entfernen, die fertigungsbedingt entstanden sind.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: Übersicht Materialfluss des Produktionsbereiches der Hugo Vogelsang GmbH

Produktionsablaufplan Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Produktionsablaufplan Hugo Vogelsang GmbH

3.4 Das Wichtigste in Kürze

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

4 Grundlagen der Betriebsdatenerfassung

4.1 Definition der Betriebsdaten

In einem Unternehmen fallen für den Produktionsbereich verschiedene Betriebsdaten an. Die Datengruppen, die für die Hugo Vogelsang GmbH relevant sind, werden im Folgenden beschrieben.

Auftragsbezogene Daten: ^[3]

Diese Daten stehen in direktem Bezug zu Fertigungsaufträgen, beispielsweise Auftrags-daten, Durchlaufzeiten, Stückzahlen und Abmessungen.

Personenbezogene Daten: 3

Hierbei stehen die Arbeitsleistung und die Arbeitszeit des einzelnen Mitarbeiters im Vordergrund. Hinzu kommen entlohnungsrelevante Daten wie Handzeiten oder prämienlohnrelevante Daten.

Maschinendaten: 3

Im Vordergrund stehen die Erfassung von Unterbrechungs- und Störgründen sowie die Erfassung von Maschinenlaufzeiten. Die Nutzung und Auslastung von Maschinen, ihre produktiven und unproduktiven Zeiten, werden ebenfalls zu dieser Datengruppe gezählt.

Ferner soll durch diese Daten die Instandhaltung und Wartung von Produktionsmaschinen durch die Überwachung der Wartungsintervalle verbessert werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: Betriebsdatenerfassung und Bereitstellung

4.2 Definition der Betriebsdatenerfassung

Als Betriebsdatenerfassung werden alle Maßnahmen bezeichnet, die helfen alle relevanten Daten eines Produktionsbereiches zu erfassen, aufzubereiten und an dem Ort der Weiterverarbeitung bereitzustellen.^[4] Die Betriebsdatenerfassung erfolgt mittlerweile weitgehend DV-gestützt über Rechner und firmeninterne Netzwerke. Eine automatische Datenerfassung im Betrieb, an den Produktionsanlagen sowie eine Auswertung an administrativen Stellen der Verwaltung sind somit problemlos möglich.

4.3 Sinn und Zweck der Betriebsdatenerfassung

Betriebsdatenerfassungssysteme dienen allgemein zur Erhöhung der Produktivität und zur Verbesserung von Arbeitsabläufen. Zusätzlich ist die Steigerung und Beschleunigung des innerbetrieblichen Informationsflusses von Bedeutung. Die Hauptaufgaben der BDE innerhalb der Hugo Vogelsang GmbH liegen in den Bereichen der Anlagenplanung, der Leistungs- und Prämienentlohnug sowie im Bereich des Controllings und der Mengenplanung für den Vertrieb.

Die Ziele der DV-gestützten BDE sind:^[5]

- Verbesserung und Beschleunigung von betrieblichen Arbeitsabläufen und des inner-betrieblichen Informationsflusses
- Erhöhung der Produktivität bzw. Senkung der unproduktiven Kosten und Zeiten
- Sicherung einer konstanten, definierten Produktqualität unter Berücksichtigung einer optimalen Kostenkalkulation
- Analyse über Nutzungsgrad, Ausfälle und Instandhaltungsänderungen von Produktionseinrichtungen
- Ermittlung von Schwachstellen
- Steuerung, Planung und Überwachung von Produktionsabläufen
- Erhöhung der Kostentransparenz innerhalb des Betriebes
- Verbesserung der Wettbewerbssituation durch hohe Lieferbereitschaft und Liefertreue
- Versorgung aller Mitarbeiter mit entscheidungsrelevanten Informationen am Arbeitsplatz
- Anlagenplanung und Auslastung
- Mengenströme ersichtlich machen
- Lagermengen überwachen
- Schrottmengen verdeutlichen

Moderne BDE–Systeme übernehmen eine Vielzahl von Aufgaben, mit den verschiedensten Schnittstellen zu anderen Bereichen, wie z. B. der Kantinendatenerfassung oder eine gesteuerte Zutrittskontrolle. Ebenso kann die Personalzeiterfassung an BDE–Systeme gekoppelt sein. Dieser Anwendungsfall ist besonders hilfreich bei der Flexibilisierung von Arbeitszeiten. Hier spielt eine gut durchdachte Schnittstelle zu den Entgeltabrechnungs- und Zeitwirtschaftssystemen eine große Rolle.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 9: Betriebsdaten und ihre, mögliche, Verwendung im Unternehmen

Ein DV-gestütztes BDE-System ist eine wichtige Hilfestellung bei der Automatisierung von Prozessabläufen innerhalb des Unternehmens. Maschinendaten und –zustände können dadurch einfach ermittelt und visualisiert werden. Die Erstellung von Analysen über Kapazitätsauslastung, Nutzungsgrade und Kosten, aber auch Zustandsbeschreibungen wie Instandhaltung oder Störungs- bzw. Unterbrechungsgründe wird vereinfacht. Durch gezielte, gewissenhafte Eingaben des Mitarbeiters sind diese Zustände oder die aktuelle Arbeitsart sichtbar. Ebenfalls hilfreich ist die Anzeige von Auftragsdaten, wie dem Status oder Fortschritt der Bearbeitung. Hier greifen die Zahnräder des BDE-Systems in die Zahnräder des Planungs- und Steuerungssystems. Das hilft Analysen über Durchlaufzeit, Materialfluss und somit über die Wirtschaftlichkeit zu erstellen.

4.4 Arten von BDE-Systemen

Die innerbetriebliche Datenerfassung kann auf unterschiedlichste Weise erfolgen. Zum einen gibt es die DV-gestützte Betriebsdatenerfassung. Hier sind verschiedene Systeme möglich. Bereits häufiger sind BDE-Terminals mit Industrie-PCs und berührungsempfindlichen Bildschirmen in den Unternehmen vertreten. Diese sind zwar Stand der Technik, gehören aber noch nicht zur Standardausstattung der Unternehmen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 10: Terminal im Schneidbereich

Die Terminals sind an das firmeninterne Netzwerk angeschlossen und übermitteln die eingegebenen Daten direkt an einen Server. Wenn keine aktive Verbindung zum Netzwerk vorliegt, arbeiten die Systeme autark im Offline-Modus und übermitteln die Daten bei nächstmöglicher Verbindung. Diese Geräte werden ebenfalls bei der Hugo Vogelsang GmbH verwendet. Sie entsprechen den aktuellen technischen Möglichkeiten und spiegeln den Stand der Technik wieder.

Ebenfalls, oft analog zu den BDE-Terminals, gibt es PC-Arbeitsstationen, die an das Netzwerk angeschlossen sind. Der Vorteil liegt hier im Preis und der universelleren Anwendung. Einzelne Komponenten können schneller ausgetauscht und ersetzt werden. Hier sind über Tastatur, Maus und Barcodescanner verschiedene Eingabemöglichkeiten vorhanden. Ein weiterer Vorteil liegt in der Vertrautheit der Mitarbeiter, welche die meiste Zeit mit den Systemen an der Produktionsanlage zu arbeiten haben. Mittlerweile verfügen viele der Beschäftigten auch privat über einen PC und somit über grundlegende Kenntnisse. Ein vertrautes System vereinfacht die Arbeit um ein Vielfaches.

Es existieren jedoch, der neuen und fortschrittlichen Systeme zum Trotz, immer noch manuelle Ableger der Betriebsdatenerfassung. Die Produktivität von Anlagen oder Daten für die Entlohnung kann man über Zähler, welche der Anlagenbediener abliest oder Handaufschreibungen ermitteln. Bereits fortschrittlicher aber ebenfalls nicht mehr zeitgemäß, ist die Erfassung von Betriebsdaten über automatische Produktionsschreibgeräte. Diese Systeme beschreiben Scheiben oder Papierbänder mit den Anlageninformationen. Weit verbreitet sind hier die älteren Produktionsschreiber der Firma Kienzle. Zwei Schreibgeräte mit Kienzlescheibe werden noch bei der Hugo Vogelsang GmbH angewendet.

4.5 Stand der Technik und Möglichkeiten der BDE

Durch die technischen Möglichkeiten ergeben sich neue Wege der Betriebsdatenerfassung.

Die bisherigen stationären Geräte werden durch mobile Geräte ergänzt. Diese so genannten PDAs verwendet man bei der Hugo Vogelsang GmbH im Bereich des Lagers zur Erfassung von Lagermengen. PDAs können ihre Daten ebenfalls über ein Funknetzwerk mit einem Server abgleichen. Zusätzlich werden Auftragsdaten über Waagen im Versand erfasst. Diese stellen automatisch die ermittelten Gewichte dem System zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.

Die Personalzeiterfassung ist nicht am BDE-System angeschlossen. Das ist jedoch technisch möglich und wird teilweise in anderen Unternehmen kombiniert verwendet. Die PZE läuft unabhängig über ein System der Bilsteingruppe.

Datenträger sind z. B. Barcodestreifen oder Magnetkarten. Die Magnetkarten werden bisher nur zur PZE verwendet, besitzen aber zum Teil einen Barcode, welcher die Personalnummer abbildet. Über den Barcode kann sich der Mitarbeiter mit einem Scanner an der Anlage anmelden, sofern er nicht seine vierstellige Personalnummer manuell über den Ziffernblock eingeben möchte.

RFID-Chips werden bisher nicht eingesetzt. Der Einsatz der RFIDs wurde durch verschiedene Unternehmen, darunter Siemens oder die Fraunhofer Gesellschaft, auf die Anwendung bei der Hugo Vogelsang GmbH geprüft und für ungeeignet befunden. Eine mögliche Verwendung für die Chips wären die Materialkennzeichnung und die Zuordnung der Ringe gewesen. Die RFID-Chips werden mit der Arbeitskarte an den Ringen befestigt und können die Position und den Lagerort der Ringe im System ersichtlich machen. Materialverwechselungen sind so auszuschließen, da ein Fehler beim Einlesen der Codes vor der Bearbeitung erkannt wird.

Der RFID-Chip besteht aus einem Chip und einer Antenne, die um den eigentlichen Chip gelegt ist. Diese dient zusätzlich als Energieversorgung. Im Kern befindet sich ein Transponderchip, auf welchem Daten zur Identifikation des Materials gespeichert sind. Die Energie bezieht der Chip aus Funkwellen, die in der Antenne induktiv zu einer Spannung umgewandelt werden. Liegt eine Spannung an, wird die Chipinformation gelesen und versendet.

Das Problem der RFIDs ist, dass diese immer auf der Oberseite des Ringes befestigt sein müssen, sofern man kein kostenintensives und aufwändiges Bodenerfassungssystem installieren möchte. Zusätzlich stören die Stahlringe den Empfang der Chips. Diese müssten in mindestens 30 cm Entfernung an den Ringen befestigt sein. Die Anforderungen sind bisher technisch kaum zu realisieren und daher wenig sinnvoll. Die Positionsbestimmung der Ringe gilt jedoch als wichtigster Punkt. Das zeitintensive Suchen von Ringen im Unternehmen wird durch den Einsatz erspart.

Mittlerweile gibt es neue Überlegungen, ein Lagersystem einzuführen, das die RFID-Chips, WLAN und Barcodes kombiniert. Die Lagerorte der Ringe werden dazu in Koordinatensysteme, ähnlich einem Schachbrettmuster, eingeteilt. Die Raster werden durch, im Boden eingelassene, RFID-Chips begrenzt. Vor dem Materialtransport werden die Informationen zu einem Ring über einen Barcode eingelesen und über WLAN an das System übertragen. Überfährt der Gabelstapler eine Rastergrenze wird das durch die RFID-Chips erfasst und als neuer Positionsort des Materials ebenfalls übertragen. Das ermöglicht neben der Positionsbestimmung der Ringe auch die Darstellung des Materialflusses im Betrieb.

Die folgende Grafik zeigt BDE-Erfassungsgeräte und Datenträger wie sie in ähnlicher Form bei der Hugo Vogelsang GmbH eingesetzt werden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 11 : Möglichkeiten der BDE bei der Hugo Vogelsang GmbH

4.6 Verschiedene Einflussfaktoren auf die Zuverlässigkeit der BDE

Die Zuverlässigkeit der BDE-Daten hängt stark von verschiedenen Einflussfaktoren ab. Eine grobe Einteilung dieser Faktoren sieht wie folgt aus:

- Software zur Eingabe und zur Weiterverarbeitung
- Auftragskarten und hinterlegte, auftragsspezifische Daten im System
- manuelle Eingaben der Mitarbeiter an den Terminals
- die Technik der BDE

Eine genaue und differenzierte Betrachtung dieser Faktoren ist wichtig, um mögliche Schwachstellen und Unzulänglichkeiten im BDE-System zu finden und zu analysieren.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 12: Einflüsse auf die Genauigkeit der Betriebsdaten

Die Software und die Art der Aufbereitung sowie die Weiterverarbeitung der BDE-Rohdaten haben einen ausschlaggebenden Einfluss auf die Zuverlässigkeit der Betriebsdaten. Bei modernen BDE-Systemen muss auf im System hinterlegte Auftragsdaten zurückgegriffen werden, um die Eingaben zu verringern. Diese kommen dann bei Anmeldung eines Auftrages im System zur Geltung. So können Fehler rechtzeitig erkannt und korrigiert werden. Die Sichtbarkeit der hinterlegten, für die Bedienung der Produktionsanlage relevanten, Daten spielt folglich eine große Rolle.

Der wichtigste Punkt ist die Zuverlässigkeit der Eingaben durch die Mitarbeiter vor Ort.

[...]

---

^[1] Im folgenden Hugo Vogelsang GmbH genannt

^[2] Stand Dezember 2006

^[3] Vgl. Mülder & Störmer: Personalzeit- & Betriebsdatenerfassung, S. 7

^[4] Vgl. Mülder & Störmer: Personalzeit- & Betriebsdatenerfassung, S. 9

^[5] vgl. Mülder & Störmer: Personalzeit- & Betriebsdatenerfassung, S. 3