Unproduktive Nebenzeiten identifizieren und minimieren

Foto eines Mitarbeiters mit einem Tablets in der Hand, welches einen Manage MyResources-Bildschirm zeigt, das Ganze vor einer Werkzeugmaschine mit SINUMERIK CNC

Fertigung entlasten, Produktivität steigern: konkret und spürbar mit IT-gestütztem Management aller kritischen Ressourcen 

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Druck auf Fertigungen steigt

Produzierende Unternehmen sehen sich mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert. Individuellere und variantenreichere Produkte erhöhen die Kosten und erzeugen einen Planungsaufwand, den man in der herkömmlichen Massenproduktion nicht hatte. Wie wir in den vergangenen zwei Jahren besonders oft erfahren mussten, werden sowohl Absatz- als auch Beschaffungsmärkte zunehmend volatil. Wer auf die zerspanende Fertigung spezialisiert ist und als Teilezulieferer unter besonderem Kosten- und Konkurrenzdruck steht, sucht oft dringend nach Möglichkeiten, seine Kapazitäten besser zu nutzen und Durchlaufzeiten zu verkürzen. 

Umfragen bestätigen Trend zu datengestützter Fertigungsoptimierung

Unter den Schlagworten Digitalisierung und Industrie 4.0 werden regelmäßig IT-Lösungen zur Effizienzsteigerung propagiert. Und tatsächlich: Verschiedene Erhebungen zeigen einen Trend. Laut Capgemini werden 73 Prozent der Unternehmen dieses Jahr ihre IT-Ausgaben steigern. Im Deloitte’s 2021 Manufacturing Industry Outlook gaben 76 Prozent der Hersteller an, dass sie beabsichtigen, ihre Investitionen in digitale Technologien zu erhöhen, was etwa dem Dreifachen der Rate von 2019 entspricht. In Deutschland planen laut einer IFS-Studie 51 Prozent der deutschen Unternehmen, ihre Ausgaben für Digitalisierungsprojekte zu erhöhen. Auch wo hier ein wichtiger Ansatzpunkt liegt, wurde in einer Studie ermittelt: Bearing Point hat herausgefunden, dass für 88 Prozent der Unternehmen MES (Manufacturing Execution Systeme) eine gestiegene Bedeutung haben und dass 73 Prozent dazu konkrete Investitionen in näherer Zukunft planen. 

Aussagekräftige Kennzahlen nur bei detailliertem Blick in die Maschinenebene 

Produktionsoptimierung mit MES und OEE auf hohem Niveau ist ein guter erster Schritt, aber nicht genug. Um Schwachstellen zu erkennen und zu beseitigen, sind detaillierte Einblicke auf Maschinenebene nötig. Selbst wenn zum Beispiel die OEE bei 70 Prozent liegt, sagt das nicht viel aus. Die Zeit der tatsächlichen Zerspanung ist viel geringer. Eine Aufschlüsselung von Sandvik Coromant macht dies deutlich: Geht man 14 Stunden Produktionszeit in einem Zweischichtbetrieb aus, muss man mit etwa vier Stunden für Werkzeugwechsel, Einrichtung und Vermessung rechnen, dazu kommen Werkstückwechsel und andere Unterbrechungen. So kann es passieren, dass für die eigentliche Fertigung nur noch sieben Stunden bleiben. Abzüglich der Zeiten für Leerwege bleiben vielleicht nur noch sechs Stunden, in denen tatsächlich Späne fliegen. 

Runter mit den Nebenzeiten 

Angesichts der geringen tatsächlichen Auslastung von Werkzeugmaschinen wird klar: Die Reduktion der Nebenzeiten ist der Schlüssel zu mehr Effizienz. Um erkennen zu können, wo Zeit eingespart werden kann, muss der gesamte Prozess betrachtet werden, insbesondere das Zusammenspiel zwischen Arbeitsvorbereitung und Fertigung. 

 

Das Prinzip "Safety by number" wird oft überstrapaziert 

Bis zu 15 Prozent der Werkzeuge in einem Unternehmen werden an den Maschinen als Sicherheitsvorrat gehalten.  Was verrät uns diese Zahl? Es fehlt häufig der Überblick über die Werkzeugbestände. Es ist nicht klar, wo in der Fertigung welche Werkzeuge verfügbar sind und um sicherzustellen, dass die benötigten Werkzeuge rechtzeitig zur Verfügung stehen, werden sie an der Maschine gelagert. Und falls es nur Bequemlichkeit ist, Werkzeuge nicht zurückzubringen, ist auch das ein Missstand, der Geld kostet. Werkzeuge, die irgendwo in der Halle herumliegen, stehen nicht zur Verfügung, Werkzeughalterungen sind blockiert, eventuell wird sogar nicht benötigter Ersatz bestellt. Sicherheitsvorräte erhöhen den Bestand, unnötige Bestände binden Kapital. 

Wenn das Werkzeugmanagement inklusive der Vermessung und Einrichtung an der Maschine sowie der Dokumentation von Standzeiten nicht vernünftig organisiert ist, bedeutet das vermeidbaren Stress und unnötige Verzögerungen. Wer seine Fertigungskapazitäten optimal einsetzen will, kann es sich nicht leisten, die Ressource Werkzeug zu vernachlässigen.

 

Weniger greifbar, aber genauso wichtig: Das richtige NC-Programm zur richtigen Zeit 

Ähnliches gilt für CNC-Programme, die ebenfalls eine Ressource für die Fertigung darstellen. Wenn diese nicht automatisch auf die Werkzeugsteuerungen übertragen werden, wenn Varianten und Versionen nicht sauber verwaltet werden, kommt es ebenfalls zu vermeidbaren Verzögerungen oder gar zu Fehlern. Ein durchgängiges Management dieser Ressourcen hingegen kann unproduktive Zeiten verringern. Und wer nicht alles tut, um die Nutzung seiner Kapazitäten zu optimieren, ist am Ende vielleicht nicht mehr konkurrenzfähig. 

Hier kann man ansetzen

Der Großteil der Kosten entsteht an der Maschine, aber die gute Nachricht ist: Hier gibt es einen Hebel zur Optimierung. Einer unserer Kunden (10 Maschinen, 2 Schichten, Maschinenkosten 80 EUR/Stunde) konnte durch die Einführung eines verbesserten Ressourcenmanagements mehr als 500.000 Euro pro Jahr einsparen. 

 

Durch die Einbeziehung der Ressourcen Werkzeug und NC-Code in die Betrachtung der Bearbeitungskapazität ergibt sich ein großes Potenzial bei der Reduzierung der Rüstzeiten. Benötigt wird eine detaillierte Kenntnis der Maschinendaten, Werkzeuge, Programme und weitere Prozessdaten. Diese Transparenz ist die Basis, um Rüstzeiten deutlich zu reduzieren, die Ressourcenauslastung zu optimieren und Kosten zu senken. 

Ich erwarte, dass wir durch das integrierte Ressourcenmanagement die Rüstzeiten um bis zu 50 % reduzieren können.“
Andreas Pfeiffer, W. Andreas Pfeiffer – Maschinen- und Apparatebau

Enormes Einsparpotenzial schon durch Werkzeug- und NC-Programm-Management

Die transparente Verwaltung aller Werkzeuge und NC-Programme mit einer durchgängigen Datenbasis als Grundlage ist ein wichtiger Schritt zur Optimierung der Prozesse in der Fertigung. Siemens bietet an dieser Stelle ein integriertes Ressourcenmanagement auf Basis der zentralen Shopfloor-Plattform MCenter. Die Software: Manage MyResources hilft, die Effizienz in der Fertigung zu steigern und Fertigungsaufträge intelligent vorzubereiten. Durch die tiefe Integration in die Steuerung und die flexible Anbindung an bestehende Systemlandschaften fügt sich die Lösung perfekt in weiterführende Digitalisierungskonzepte ein. 

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