Medienbrüche in der Produktion auflösen

Medienbrüche sind die Wurzel vieler Ineffizienzen in Fabriken. Sie entstehen bei der Übertragung von Informationen, wenn ein Wechsel des Mediums stattfindet. Viele unterschiedliche Medien und mangelnde technische Vernetzung verlang­samen die Prozesse. Dies passt nicht mehr in die heutige Produktionswelt, die geprägt ist von zunehmendem Wettbewerbsdruck und verkürzten Produktzyklen. Effiziente digitalisierte Fertigungsprozesse sind hier unabdingbar. Wie hilft Digitalisierung beim Verhindern von Medienbrüchen in der Produktion? Wie hängt das mit Lean Management zusammen und wie können Lean-Prozesse mit Hilfe einer IIoT-Plattform umgesetzt werden? 

Eine Bestellung per E-Mail trifft ein. Ein Mitarbeiter tippt sie manuell in das ERP-System ein und befüllt die relevanten Textfelder. Zusammen mit anderen Be­stellungen geht sie an die Abteilung Produktionsplanung. Dort erstellen die Verantwortlichen auf Basis von Excel-Tabellen und Para­metern wie Lieferzeiten, Materialnutzung oder Maschinen- bzw. Schichtauslastung einen Produktionsplan. Dieser Plan wird in einzelne Arbeitsaufträge unterteilt und ausgedruckt in die Produktion übergeben.

In der Produktion verteilt der Schichtverantwortliche die Aufträge auf Papier an die ver­schiedenen Mitarbeiter, welche die relevanten Parameter in die entsprechenden Ma­schinen ein­tippen und die Produktion starten. Am Ende oder auch während des Produktionsvorgangs finden Qualitätskontrollen statt, die auf den ausge­druckten Arbeitsaufträgen proto­kolliert werden. Am Schichtende werden dann sämtliche Papiere zusammengeführt, zum Teil gescannt und abgelegt. In manchen Fällen erfolgt zwecks Auswertung eine Übertragung von Papier in eine XLS-Datei.

Dieses typische Beispiel aus der Praxis zeigt, was in vielen Produktionsbetrieben heute noch die Regel ist. Bei dieser Form der Informationsverarbeitung bzw. -übertragung entstehen Medienbrüche, da die Übertragungskette mehrfach durch den Wechsel von einem auf ein anderes Informations­medium unterbrochen wird. Insbesondere der Wechsel zwischen digitalen und analogen Medien findet dabei häufig statt. Diese Vorgehensweise widerspricht dem heutigen fortschrittlichen Lean Management-Ansatz, der die digitale, papierlose Fabrik charakterisiert.

Medienbrüche führen zur Unproduktivität

Medienbrüche bedeuten in der Praxis zusätzlichen Arbeitsaufwand, da sie die Beschaf­fungs- oder Verarbeitungsprozesse für Daten und Informationen verlangsamen und Risiken für Qualitätsverlust mitbringen. Medienbrüche können zum Beispiel zu Über­mittlungs­fehlern in der Informationskette führen. Durch fehlerhafte Eingaben oder Übertragungen können Prozessstörungen verursacht werden, die im ungünstigen Fall Stillstandszeiten verursachen. Ist ein Produktionsprozess beeinträchtigt, kann auch schnell einmal eine ganze Produktionsmarge fehlerhaft oder gar unbrauchbar sein.

In vielen Betrieben bestimmen diese Medienbrüche noch den Produktionsalltag und führen dazu, dass diese deutlich unproduktiver arbeiten als sie könnten. Die Mitarbei­tenden müssen quasi als menschliche Schnitt­stelle agieren, um die Informationen von einem Medium zu übernehmen und ins nächste Me­dium zu übertra­gen, wobei Arbeits­kraft und -zeit verschwendet werden. Um Medienbrüche zu ver­meiden, sollten alle Systeme mit­einander kommuni­zieren können. Das heißt, die Daten sol­lten frei fließen und überall dort zur Verfügung stehen, wo sie benötigt werden. Dabei gilt: Bei der Übermittlung kommt es auf Schnelligkeit – wenn nötig in Echtzeit – und Flexibilität an.

Lean Management für kontinuierliche Prozessopti­mierung

Wenn in der Fertigung keine Ressourcen wie Arbeitskraft oder Materialien vergeudet werden, folgt dies der immer wichtiger werdenden „schlanken Produktion“, also Lean Production. Hier kommt Lean Management ins Spiel. Der Ansatz umfasst die effiziente Gestaltung der gesamten Wertschöpfungs­kette. Übergeordnetes Ziel ist es, über alle Unternehmens­bereiche hinweg Prozesse zu harmonisieren und ein ganzheitliches Produktionssystem zu schaffen. Erreicht werden soll dabei die Mini­mierung von Verschwendung und im Ergebnis eine Kostenreduktion.

Beim Lean Management kommen verschiedene Methoden, Verfahrensweisen und Prinzipien zum Einsatz, die Prozessabläufe in der Wertschöpfungskette verkürzen und Fehler vermei­den – das alles bei bestmöglicher Qualität. Auch das Personal wird zielorientiert in die Lean-Prozesse einbezogen, was in der Regel zu einer höheren Motivation führt.

In der Produktion hat das Lean Management – also die Lehre, alle Prozesse wertstiftend zu gestalten – im Wesentlichen folgende Ziele: Die Abschaffung von Medienbrüchen, um Verschwendung zu reduzieren. Zudem geht es darum, Transparenz in Echtzeit zu erzielten, etwa durch Einbeziehung von Leistungs­kennzahlen (KPIs). Die Verantwortlichen haben somit die Möglichkeit, die aktuelle Performance der Prozesse permanent zu messen und gege­ben­enfalls zu verbessern. Aussageschwache Einmalanalysen gehören damit der Vergangenheit an. Gleichzeitig können sich Mitarbeitende ganz auf den Kern ihrer Tätigkeit fokussieren, ohne unnötige Zusatzarbeit verrichten zu müssen.

Lean-Prinzipien für die optimale Reihenfolge und Abstim­mung von aufeinander­folgenden Pro­zessen lassen sich durch Software institutionali­sieren und verankern. Beispielsweise durch das Pull-Prinzip kann die Verschwendung in einem Produktions­prozess reduziert und die Annährung an einen Single-Piece-Work-Flow erreicht werden. Da bei Anwen­dung eines Pull-Systems erst dann eine neue Arbeit begonnen wird, wenn auch konkret der Kundenbedarf dafür besteht, lassen sich Betriebs­kosten reduzieren und Lager­kosten optimieren.

Lean-Prozesse mit Hilfe einer IIoT-Plattform umsetzen

Als Bindeglied zwi­schen den unter­schiedlichen Systemen und Beteiligten in einer Pro­duktion empfiehlt sich der Einsatz einer IIoT-Plattform. Diese bildet die technologische Basis für das Lean Management. Sie ermöglicht unter anderem Vernetzung und Kom­munikation, dient aber auch dazu, Schwachstellen im Gesamt­system der Produktion aufzu­decken.

Mit der IIoT-Plattform wie „toii“ der thyssenkrupp Materials IoT GmbH lassen sich die heutigen Anfor­derungen an eine optimal geplante, effiziente und transparente Produk­tion mit verankerten Lean-Prozessen erfüllen. toii unterstützt die papierlose Fertigung. Die Plattform ermöglicht den Datenaustausch in jede beliebige Richtung und ist dafür über eine Vielzahl von Protokollen mit den Ma­schinen, Software-Systemen und Sub­systemen vernetzt. Liegen beispielsweise im ERP-System Auftrags­daten vor, die zu Umrüstungs­zwecken an die Maschinen übertragen werden sollen, können die Ma­schinen mit einem Messsystem die Qualität prüfen und diese über die IIoT-Plattform an das QS-System liefern. Außerdem bildet toii die Basis für Analysen, spezielle Anwendungen und automatisierte Prozesse. Es lassen sich Produktions­daten in Echtzeit erfassen und visualisieren. Daraus resultierende Effekte sind zum Beispiel höhere Produktivität, mehr Effizienz und Transparenz sowie schlankere Prozesse und niedrigere Kosten.

Durch den modularen Aufbau bietet die IIoT-Plattform die Mög­lichkeit, aus dem Werk­zeug­kasten genau die Funktionalität zu wählen, die für den jeweiligen Bedarf geeignet ist. Beispielsweise lässt sich mit toii die Intralogistik auf die Produktion abstimmen. Das bedeutet, dass stets das richtige Material zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle ist. Die Transportrouten werden optimiert und es wird jeweils das passende Transportmittel ausgewählt. toii setzt damit dort an, wo früher noch „Management durch Erfahrung“ erforderlich war.

Eine IIoT-Plattform wie toii kann also unter anderem Zustand, Fortschritt und Leis­tungsfähigkeit der Produktion sichtbar machen sowie die Prozess-Steuerung und -Optimierung – auch in der Intralogistik – unterstützen. Sie verhindert Medienbrüche und bildet die Grundlage für den effektiven Betrieb von intelligenten, nahtlos vernetzten Prozessen in der von Digitalisierung geprägten modernen Fabrik.