Echtzeitüberwachung des Fertigungsprozesses

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1 Echtzeitüberwachung des Fertigungsprozesses Gregor Hanyś, IT Applikationsmanagement SAP Schlüssige Konzepte für die Automobilwelt I Mai-10 I 1

2 Agenda Kurzvorstellung WITTE Automotive Ausgangssituation Projektverlauf Lösungskonzept MES mit SAP Manufacturing MES-Kennzahlen im Praxiseinsatz Erfahrungen, Hauptnutzen Ausblick * I Mai-10 I 2

3 Kurzvorstellung WITTE Automotive Branche: Automobilzulieferer Mittelstand Gründung: 1899 (Ewald Witte), Velbert Umsatz: 300 Mio. Mitarbeiter (Europa): Strategische Allianzen: USA, China, Brasilien Produkte für Automobil-Klappen, -Türen, -Sitze Schließsysteme (Schlösser, Verriegelungen, Schließbügel) Griffsysteme (Griffe, Betätigungen, Lagerbügel) Scharniersysteme * Standorte: WITTE Automotive in Velbert: Hauptsitz, Montage, Entwicklung, Sondermaschinenbau KROSTA: Stanz- u. Druckgusszentrum Fingscheidt Automotive: Schließ- u. Verriegelungssysteme aus hochwertigen Oberflächen (Chrom) RIKU: Kunststoffverarbeitung (Türaußengriffe) PRINZ WITTE: Rohrbiegen u. -schweißen (Heck- u. Frontscharniere) WITTE Automotive Nejdek (CZ): Montage, Kunststoffverarbeitung, Entwicklung, Werkzeugbau Weiterer Standort im Aufbau: Bulgarien I Mai-10 I 3

4 Ausgangssituation Bisherige Lösung Qualitätsdatenerfassung (erfasste Fehlermerkmalspositionen) -> WITTE Velbert: > WITTE Nejdek: 1,4 Mio. Tagesreports zur Dokumentation v. Anlagenstillständen Lohnscheine zur SAP-Rückmeldung (Material und Personal) QM-Messmaschinenprüflosdaten Manuelle OEE-Dateneingabe sowie anderer Daten für die Darstellung an den Produktionslinien Probleme Hoher manueller Aufwand für die Erfassung von Qualitätsdaten sowie Betriebsdaten Keine Echtzeit-Verfügbarkeit von Produktionsdaten Mangelnde Transparenz in der Fertigung Ziel Automatisierte Produktionsdatenerfassung (Maschine -> SAP) Ablösung des Datentransfers von QM- Messmaschinen in SAP QM Aussagekräftige Kennzahlen-Auswertungen für verschiedene Rollen (von Werker bis zur Geschäftsleitung) Reduzierung von Stör-, Rüst- und Durchlaufzeiten Optimierung der Produktionsprozesse I Mai-10 I 4

5 Projektverlauf 2007: Erstkontakt mit SAP MII auf Manufacturing Conference; Lösungsvorstellung in Velbert Identifizierung von Anwendungsszenarien -> Lösungskonzepte -> 2 Pilotprojekte 2007/2008: automatische Messdatenübernahme aus QM-Messmaschinen und SAP-Verbuchung (Anbindung von 3 QM-Messmaschinen an SAP QM) automatisierte Maschinendatenerfassung in Kommunikation mit der Top Flow SAP BDE- Anwendung (Produktionslinie Honda TIG/TAG (Türinnen- u. außengriff) 2008: Erweiterung um KPI Monitoring (OEE) 2009: Go Live: - Montagelinie Honda TIG/TAG (Türinnen- u. außengriff) - Montagelinie WITOL (Toleranzausgleich) - Stanze Helmerding 315 t (KROSTA) - Visualisierung von Noffz-Prüfdateien für GM-Linie (in OEE) 2010: Go Live: - Montagelinie Daimler (Rückenlehnenverriegelung) - Montagelinie General Motors (Funkklappschlüssel) - Visualisierung von Noffz-Prüfdateien für Daimler-Linie (in OEE) weitere Anlagen in Vorbereitung (Roll-Out) I Mai-10 I 5

6 SAP MII (Manufacturing Integration + Intelligence) portalbasierte Integrationssoftware Verbindung von Produktions- und Geschäftsprozessen (ERP- und Maschinenebene) Echtzeit-Informationen Flexible Toolbox (Konnektierung, Business Logik, Visualisierung) Geschäftsprozessebene SAP Business Suite (ERP, SCM, PLM.) Planung Produktion QM Instand haltung BI SAP MII SAP MII - Manufacturing Integration + Intelligence Integrations-, Analyseund Applikationsplattform Maschinensteuerung und beobachtung Inspection/ equipment testing Weigh scales Plant historian HMI PLC/ MES SCADA / DCS Plant data collection / LIMS Device integration I Mai-10 I 6

7 SAP MII Best Practice Lösungen von Trebing + Himstedt Vorkonfigurierte Templates für typische MES-Aufgabenstellungen Standardisierte und erprobte Lösungen und Vorgehensweise Templates für: OEE, MDE, BDE/QM Geschäftsprozessebene SAP Business Suite (SCM, PP, PP-PI, IM/WM, QM ) SAP MII SAP MII Integrations-, Analyseund Applikationsplattform Trebing + Himstedt Best Practice Lösungen BDE/QM MDE KPI/OEE Kundenindividuelle Entwicklungen Maschinensteuerung und beobachtung Inspection/ equipment testing Weigh scales Plant historian HMI PLC/ MES SCADA / DCS Plant data collection / LIMS Device integration I Mai-10 I 7

8 MDE und OEE Best Practice für SAP MII (Trebing + Himstedt) MDE direkte Verbindung von produktionsnahen Systemen und Maschinensteuerungen zu übergelagerten Applikationen wie ERP und BDE Datenaustausch in Echtzeit Automatische Datenerfassung und - rückmeldung Download von Rezepten, Parametern, Prüfmerkmalen und methoden OEE Überwachung und Analyse der Maschineneffektivität in Echtzeit KPI Berechnung Analyse von Stillständen, Störungen und Qualitätsverlusten Visualisierung im Web-Browser Flexibel konfigurierbare Dashboards Rollenkonzept für Produktionsleiter, Schichtleiter und Maschinenführer I Mai-10 I 8

9 Systemübersicht PP QM RFC SAP MII OEE / KPI BDE QMM- Dashboards Datenspeicherung Historian RAPID OPC MDE Integration Layer OPC File Transfer Ethernet Produktionslinie TAG/TIG QM- Messmaschinen I Mai-10 I 9

10 Lösungskonzept Montageanlagen (IT-Landschaft) I Mai-10 I 10

11 Die Lösung im Detail MES Funktionalitäten Maschinen-, Betriebs- u. Qualitätsdatenerfassung integriert in SAP KPI Ermittlung Kopplung zu SAP, Nachqualifizieren von Störungen direkt in der SAP BDE-Maske Angebundene Systeme OPC-Server, RAPID-Datenbank, SAP MII, SAP (ERP) 9 Anlagen via OPC Server Maschinenintegration über OPC Standard (Aufsetzen des OPC Servers durch WITTE) RAPID Enterprise Historian Zentrale Datenquelle für Datenimport in TH OEE Best Practice (z.b. für Stückzahen (IO/NIO), Störungen, Ist-Taktzahl und -Hubzahl) für nachträglichen Import in SAP bei Verbindungs- u./o. Systemausfall zur Überprüfung der Ergebnisse aus Echtzeit-Signalverarbeitung (Test und Fehleranalyse) zur individuellen historischen Analyse von Maschinensignalen I Mai-10 I 11

12 Entscheidungskriterien für die SAP MII basierte Lösung Nahtlose Integration von SAP ERP und der Maschinenebene Automatisierte Datenerfassung als Grundlage für Prozessoptimierungen Hohe Transparenz durch Echtzeit-Informationen Intuitive Oberflächen, geeignet für das Produktionspersonal Webbasiertes Konzept, keine Installation auf Clients nötig Flexible Erweiterbarkeit um weitere Use Cases Geringer Programmier- / Implementierungsaufwand > einfache Anbindung weiterer Maschinen durch WITTE I Mai-10 I 12

13 Lösungskonzept Montageanlage WITOL I Mai-10 I 13

14 Produktionsanlagen WITTE (Standort Velbert) bereits angebunden geplant Witol-Anlage (Linie 14) I Mai-10 I 14

15 Produktionsanlage WITOL (Linie 14) S7 S7 S7 S7 S7 S7 S7 S7 S7 BDE- Terminal (+OPC) Netzwerk I Mai-10 I 15

16 Lösungskonzept Montageanlagen (BDE-Terminal / SAP-Maske) I Mai-10 I 16

17 Lösungskonzept Montageanlagen (BDE-Terminal / SAP-Maske) I Mai-10 I 17

18 Lösungskonzept Montageanlagen Verbuchung Fehlersammelkarte I Mai-10 I 18

19 KPI Analysen bei WITTE Reporte OEE Gesamtüberblick Stillstandsanalysen Störgrundanalysen. Performance-Auswertungen - Soll/Ist Taktrate - Soll/Ist Hubzahl - Soll/Ist Stück/Std I Mai-10 I 19

20 Berechnungsgrundlage OEE Totale Operationszeit Nutzung A Geplante Produktionszeit B Betriebsdauer Stillstände Geplante Nichtproduktion Effizienz C Vorgegebene Menge (Nettobetriebszeit x theoretische Laufzeit) D Produzierte Menge Störunge n Qualität E Gutmenge Ausschuss Qualitätsverluste Leistungsverluste Stillstandsverluste OEE = B/A x D/C x Nutzungsgradfaktor Effizienzfaktor E/D Qualitätsfaktor I Mai-10 I 20

21 TH OEE OEE-Kennzahl I Mai-10 I 21

22 TH OEE Werkstückfehler I Mai-10 I 22

23 TH OEE Globale Stillstandsgründe I Mai-10 I 23

24 TH OEE Globale Stillstandsgründe im Detail I Mai-10 I 24

25 TH OEE Globale Stillstandsgründe im Detail (prozentual) I Mai-10 I 25

26 TH OEE Störungsanalyse (Anzahl realer Maschinenfehler ) I Mai-10 I 26

27 TH OEE Störungsanalyse (Zeitdauer realer Maschinenfehler) I Mai-10 I 27

28 TH OEE Performanceanalyse I Mai-10 I 28

29 TH OEE Performanceanalyse I Mai-10 I 29

30 Erfahrungen und Hauptnutzen Transparenz und optimierte Produktionsabläufe Erhöhte Transparenz durch Produktionskennzahlen für verschiedene Bereiche (Disponenten, Qualitäter, Einrichter, Instandhaltung, Produktionsleitung) Bessere Übersicht über angeschlossene Anlagen Standard und Ad-hoc Reports für Prozessoptimierung Verbesserte Reaktionsfähigkeit durch Echtzeit-Überwachung des Fertigungsprozesses Produktivitätssteigerung durch Anlagennutzungs-Controlling durch höherer Mitarbeitereinsatz Höhere Automatisierung Verringerter manueller Aufwand Papierarme Produktion Höhere Qualität Verringertes Fehlerrisiko Geringerer Ausschuss Schnellere Qualitätsrückmeldungen I Mai-10 I 30

31 Ausblick Anbindung von weiteren Montagelinien - Linie 1 5 (farbige Variantenvielfalt von Türaußengriffen / Heckleisten für Audi, Volvo, Jaguar) Abbildung des Werker-Bonussystems im SAP BDE Roll-Out auf weitere Produktionslinien (Serie u. Grundfertigung) an den Standorten - WITTE Automotive in Velbert - WITTE Automotive in Nejdek (CZ) - KROSTA (Stanzerei / Druckguss) in Velbert - FINGSCHEIDT in Velbert - RIKU Kunststoff in Bitburg Erste Durchlaufzeitenreduzierung durch MDE- u. BDE-seitige Umbauprozessoptimierung Ausbau detaillierterer Maschinenfehleranalysen (WT-Zuordnung zum Maschinenfehler) für die Instandhaltung Ausbau und intensive Nutzung des KPI Monitorings I Mai-10 I 31

32 Thank you for your attention WITTE Automotive WITTE-Velbert GmbH & Co. KG Höferstraße 3-15 D Velbert Gregor Hanyś (IT Applikationsmanagement SAP) Tel: +49 (0) Fax: +49 (0) gregor.hanys@witte-automotive.de Homepage: I Mai-10 I 32