Wie kann man durch den Einsatz moderner Technologien die einzelnen Prozesse in einer Produktion, wie die Nachverfolgung der Produkte oder deren Ist-Status digitalisieren und den Materialfluss transparenter gestalten? Mit dieser Frage hat sich die Kreyenberg GmbH an das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hamburg gewandt.

 
Kurzer Blick ins Unternehmen : Ausgangssituation

Die Kreyenberg GmbH mit Sitz in Norderstedt ist ein modernes, aber traditionsreiches Familienunternehmen mit mehr als 60 Jahren Erfahrung in der Herstellung von Präzisionsdreh- und Frästeilen nach individuellen Kundenwünschen für verschiedenste Branchen. Typische Kund*innen kommen bspw. aus der Medizintechnik, dem Maschinenbau, der Optik und Leuchtenindustrie, der Luftfahrt, aber auch aus dem Bereich der Mineralöl- und chemischen Industrie sowie dem Automobilbau. Den Kund*innen wird gleichermaßen eine komplette Dienstleistung „Von der Idee bis zum fertigen Produkt“ angeboten, bei kurzfristigen und flexiblen Lieferterminen. Aus diesem großen Leistungsspektrum resultiert eine hohe Vielfalt unterschiedlicher Produkte in verschiedensten Ladungsträgern, die sich gleichzeitig im Produktionsprozess befinden.

 
Aufgabenstellung

Um dabei zu überblicken, wo sich welcher Produktionsauftrag mit den dazugehörigen Ladungsträgern befindet und welche Arbeitsschritte dieser Auftrag bereits durchlaufen hat, ist ein hohes Maß an Transparenz im Materialfluss notwendig. Dies wird momentan nur durch einen hohen manuellen Aufwand erreicht, was zudem bei Abweichungen vom „Standard-Prozess“ schnell zu Suchaufwendungen führt, wenn sich ein Werkstückträger nicht am erwarteten Ort – nämlich am vordefinierten Übergabepunkt - befindet. Ziel der Kreyenberg GmbH war es daher, die manuellen Aufwände und Suchzeiten zu reduzieren und den Prozess der Werkstückträgerverfolgung im Produktionsprozess durch den Einsatz digitaler Technologien effizienter zu gestalten. Bei diesem Vorhaben unterstützt die Helmut-Schmidt-Universität Hamburg als Partner des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Hamburg mit dem Umsetzungsprojekt „Digitale Werkstückträgerverfolgung im Produktionsprozess“.

 
Konzeptentwicklung

Im Rahmen des Umsetzungsprojektes wurde zunächst analysiert, wie der typische Ablauf eines Produktionsprozesses bei der Kreyenberg GmbH gestaltet ist und welche Rahmenbedingungen dabei zu beachten sind. Durch eine Analyse des Materialflusses konnten somit neuralgische Punkte ermittelt werden, an denen sich eine automatische Identifizierung und Lokalisierung von Ladungsträgern eignet, um deren Standort im Produktionsprozess hinreichend genau zu verfolgen. Zudem wurden weitere Daten, die im Rahmen des Produktionsprozesses aufgenommen werden, identifiziert, aus denen eine automatische Lokalisierung von Ladungsträgern auch zwischen den neuralgischen Punkten ableitbar ist, ohne die Ladungsträger dort direkt mittels Technologien zur automatischen Identifizierung und Lokalisierung zu erfassen. Aufbauend auf diesen Analysen wurde schließlich ein zunächst technologieneutrales Konzept entwickelt, mit dem die zuvor gestellten Anforderungen des Unternehmens erfüllt werden konnten. Im Rahmen der Konzeptentwicklung wurden schließlich noch weitere Potentiale ermittelt, die vor allem Effizienzsteigerungen für an die Produktion angrenzende Prozesse versprachen. So kann zum Beispiel der Versandprozess beschleunigt werden: Im Versand muss nicht mehr manuell nachgeprüft werden, wo sich welcher Ladungsträger eines unvollständigen Produktionsauftrags befindet. So ist der Versand zukünftig in der Lage digital zu ermitteln, wo sich fehlende Ladungsträger befinden und kann somit bspw. den ggf. nur noch fehlenden Transport zum Versand beschleunigen.

 
Technologieauswahl

Die Umsetzbarkeit der Datenverarbeitung des entwickelten Konzeptes konnte dann durch eine Datenbank erreicht werden, die später als Prototyp verwendet werden sollte. Damit diese Datenbank die entsprechenden Informationen über den Aufenthaltsort der Ladungsträger zukünftig automatisiert erhält, mussten noch geeignete Technologien identifiziert werden. Diese wurde im Rahmen eines Workshops unter Zuhilfenahme des Technologieradars des Mittelstand 4.0 Kompetenzzentrums Hamburg ermittelt und miteinander verglichen. Als geeignete Technologie stellte sich schließlich die RFID-Technologie heraus. RFID ist eine Technologie zur automatischen und berührungslosen Identifikation und Lokalisierung von Objekten mittels elektromagnetischer Wellen. Diese eignet sich für dieses Anwendungsbeispiel, da eine automatische kontaktlose Erfassung von mehreren Ladungsträgern über größere Distanzen (bis zu 10 Meter im Mikrowellenbereich) ermöglicht wird und die Technologie robust genug für den bestehenden Produktionsprozess ist. Somit können manuelle Erfassungen oder Dateneingaben während der Transportprozesse vermieden werden. Zudem sollen die Ladungsträger zukünftig noch mit sog. Electronic Shelf Labels (ESL) ausgestattet werden. ESL sind kleine energiesparende Displays (siehe Bild), die bisher überwiegend im Einzelhandel zur Preisauszeichnung eingesetzt werden. Durch den zusätzlichen Einsatz dieser Technologie können dynamisch relevante Informationen über den Ladungsträger angezeigt werden, wie z.B. welcher Produktionsschritt ist als nächster notwendig, bis wann soll dieser planmäßig fertiggestellt sein oder dass der Produktionsauftrag nicht weiterbearbeitet werden soll, falls Qualitätsmängel der verwendeten Materialcharge festgestellt wurden. Dies verspricht weitere Effizienzsteigerungen im Produktionsprozess, da relevante Informationen direkt verfügbar gestellt werden können.

Weitere Schritte

Die Kreyenberg GmbH geht nun in die Beschaffung der notwendigen Komponenten. Sobald diese vorhanden sind, erfolgt zunächst gemeinsam mit dem Mittelstand 4.0-Komptenzzentrum Hamburg eine prototypische Implementierung. Diese gilt als Grundlage für eine eigenständige flächendeckende Umsetzung des entwickelten Konzeptes durch die Kreyenberg GmbH. Durch dieses Vorgehen soll ein ausreichender Know-how-Übertrag gewährleistet werden, damit die Mitarbeitenden der Kreyenberg GmbH zukünftig in der Lage sind, bei Störungen eigenständig zu reagieren sowie das Konzept bei Bedarf anzupassen.

Über die weiteren Schritte werden wir berichten.

Kontakt

Für Rückfragen und Anregungen steht das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Hamburg gern zur Verfügung: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!