Kennzahlen in der Produktion: Die Daten sind da, die Technologie nicht (immer)

Mit einem ERP und entsprechenden Add-Ons können Sie in der Produktion Kennzahlen einsetzen.

Mit einem ERP und entsprechenden Add-Ons wie top MES und top xRM können Sie in der Produktion Kennzahlen einsetzen.

Es ist eine simple Beobachtung: Mit der Digitalisierung nimmt die Menge an Daten in atemberaubendem Tempo zu. Und wer diese Daten am besten nutzt, verschafft sich ungeheure Vorteile im Wettbewerb. Zum Beispiel, weil er seine Kunden bis ins Detail kennt – und sie so gezielt anspricht. Oder weil er schon vorher weiß, wann eine Maschine ausfällt – und deshalb rechtzeitig handelt. Predictive Maintenance – also eben jene vorausschauende Wartung – ist nur eine datenbasierte Industrie-4.0-Vision, die vermutlich die meisten Produktionsverantwortlichen lieber heute als morgen verwirklichen würden – denn es lohnt sich, in der Produktion Kennzahlen einzusetzen.

Produktionskennzahlen sind die Ausnahme

In vielen Unternehmen ist diese Zukunft allerdings noch sehr weit entfernt. Denn häufig werden nicht einmal die Daten konsequent erfasst, zusammengeführt und verdichtet, die schon heute ausreichend zur Verfügung stehen. Im Unterschied zu den meisten anderen Fachbereichen sind Kennzahlen in der Produktion nach wie vor eher die Ausnahme als die Regel. Die Situation im Shopfloor ist wenig transparent. Ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess lässt sich so kaum aufsetzen. Die Folge: Die Performance in der Produktion bleibt deutlich hinter ihren Möglichkeiten zurück. Und das, obwohl es äußerst erfolgsversprechend wäre, in der Produktion Kennzahlen zu verwenden.

Ein wesentlicher Grund dafür dürfte sein, dass vielen Unternehmen der Aufwand zu hoch erscheint, Kennzahlen systematisch zu generieren. Und das ist kein Wunder, schaut man sich die typische Situation in den Werkhallen an: Um an Key Performance Indicators (KPIs) zu kommen, müssten Mitarbeiter sämtliche Maschinen– und Betriebsdaten manuell dokumentieren – vielfach ist das nur mit Stift und Papier möglich. Die so erfassten Informationen müssten in Excel-Tabellen übertragen, um kaufmännische Daten ergänzt und dann individuell zu den gewünschten Werten verdichtet werden.

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MES ist die Voraussetzung – die richtige Integration der Erfolgsfaktor

Zwar hat in den letzten Jahren die Verbreitung von Manufacturing Execution Systems (MES) zugenommen – das zeigen Studien auf. Selbstverständlich ist der Einsatz der Systeme aber noch lange nicht. Zudem hängt der Implementierungsgrad erheblich von Größe und Branche des jeweiligen Unternehmens ab. Hinzu kommt: Auch wenn grundsätzlich ein MES eingeführt wurde, ist das nicht per se dazu geeignet, für die Produktion Kennzahlen zu generieren. Denn soll das gelingen, muss ein MES sauber in der Automatisierungspyramide integriert sein: nach unten zu den Maschinen und Anlagen, nach oben zum ERP-System.

Vom Shopfloor ins System: Maschine – OPC UA – MES

Entscheidend ist die Anbindung an sämtliche Assets im Shopfloor, weil hier die relevanten Daten entstehen. Eine Herausforderung ist dabei für Unternehmen immer wieder, dass Maschinenparks meist über Jahre und Jahrzehnte wachsen und daher sehr heterogen sind. Neue Maschinen und Anlagen sammeln zwar über verbaute Sensoren zahlreiche Daten und können diese oft auch über Schnittstellen an nachgelagerte Systeme weitergeben. Allerdings wird hierfür zusätzlich detailliertes Wissen über diese Daten und deren Adressen auf den Maschinensteuerungen benötigt. Denn nur so lassen sie sich überhaupt abgreifen und verarbeiten. Und meist muss dieses Wissen aufwendig recherchiert, erarbeitet oder mit den Maschinenherstellern abgestimmt werden. Alte Maschinen und Anlagen erfassen eventuell keine oder nur sehr rudimentäre Informationen – Beginn und Ende eines Produktionsprozesses sowie Störungen – und verfügen von sich aus über keine Möglichkeiten zur Datenübermittlung. In diesen Fällen können aber beispielsweise Analog-Digital-Wandler oder externe Sensoren – etwa Lichtschranken – nachgerüstet werden.

Um die Daten der einzelnen Maschinen und Anlagen weiter zu verarbeiten, sollten diese idealerweise einheitlich formatiert sein. Als M2M-Maschinenprotokoll, das Maschinendaten semantisch eindeutig beschreibt, hat sich mittlerweile OPC UA (OPC Unified Architecture) etabliert. Auf einem OPC-UA-Server lassen sich die von den Maschinen in unterschiedlichen Formaten gelieferten Informationen in einen einheitlichen Standard überführen, gelangen so zum OPC-UA-Client und von dort zum MES, wo sie logisch verarbeitet werden. Moderne Steuerungen und Controller stellen ihre Daten sogar direkt im OPC-UA-Format bereit – die Zwischenschicht über den OPC-UA-Server kann damit entfallen.

In der Produktion Kennzahlen nutzen: Kaufmännische Informationen vervollständigen das Bild

Mit den Maschinen- und Betriebsdaten alleine lassen sich allerdings noch keine aussagekräftigen Produktionskennzahlen generieren. Dafür sind zusätzlich kaufmännische Informationen erforderlich, die sich auf den jeweils bearbeiteten Fertigungsauftrag beziehen. Ein Beispiel: Die absolute Durchlaufzeit sagt relativ wenig über die Leistung in der Werkhalle aus. Deutlich interessanter ist dagegen zu wissen, wie sich die für einen bestimmten Auftrag kalkulierte Durchlaufzeit – und damit auch der kalkulierte Aufwand – zur faktischen Durchlaufzeit verhält und welche Konsequenzen sich daraus hinsichtlich der Kosten ergeben. Solche Soll-Werte sind vollständig im ERP-System hinterlegt. Von dort sollten sie ungehindert zum MES gelangen. Ist das Manufacturing Execution System eine Insellösung, sind dafür oft individuell programmierte Schnittstellen nötig. Ist das MES dagegen integraler Bestandteil des ERP-Systems, erfolgt der Datenaustausch unmittelbar – grundsätzlich ist das der schnellere und verlässlichere Weg.

Die Kennzahlen selbst entstehen schließlich im MES – indem die vorhandenen Daten gemäß des individuellen Interesses verdichtet werden. Unterscheiden lassen sich dabei prinzipiell Echtzeitwerte, die einen Ad-hoc-Blick in den Shopfloor erlauben, und KPIs, die die Vergangenheit bewerten und damit Schlüsse auf die Zukunft ermöglichen. Welche Kennzahlen sinnvoll sind und wie sie sich nutzen lassen, lesen Sie demnächst.

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