Industrie 4.0 in der Fertigung – Anforderungen und Vorteile

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Heitec AG

Treston Deutschland GmbH

Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

Mentor Graphics Corporation

Computerisierung der Lieferkette

Der größte Kostenfaktor in der Fertigung sind die Materialkosten. Während die in einem Endprodukt verwendeten Materialkosten vorgegeben sind, variieren die Kosten für Ausschuss, Logistik und vor allem für die Investitionen in das Rohmaterial erheblich. Diese Kosten können auf bessere Weise gesteuert werden. Ohne Computerisierung verteilen gängige ERP- und MES-Systeme die Materialien entsprechend den Arbeitsaufträgen, die die Produktionsstätte rechtzeitig vor der Ausführung erhält.

Die Materialien, die für Oberflächenmontage auf großen Rollen oder anderen Mechanismen geliefert werden, werden jedoch nicht verbraucht. Das Materialmanagement in der Produktionsstätte ist leicht zu beeinträchtigen. Denn nicht verwendete Materialien werden am Ende des Arbeitsauftrags nicht richtig gezählt und gelagert. Zudem sind sie in der Regel für das ERP- oder MES-System nicht sichtbar.

Diese Ungenauigkeiten beim Materialbestand führen zu unerwarteter interner Materialknappheit, die wiederum zu Überschüssen bei der weiteren Materialversorgung an die Produktionsstätte führt. Dazu zählen zusätzlichen Materialien oder mehrere Material-Kits für Arbeitsaufträge, die zu früh geschickt wurden.

Wegen dieser Probleme befinden sich in vielen Betrieben 95 Prozent der Materialien in der Produktionsstätte und weitere 50 Prozent der Rohmaterialien im Lager. Dies wäre nicht erforderlich, wenn die Materialien genau und effizient verwaltet werden. Mit der Computerisierung hinter Industrie 4.0, welche die Just-in-Time-Lieferung von Materialien anhand des tatsächlichen Verbrauchs steuert, lässt sich eine hohe Bestandsgenauigkeit erzielen. Zwischenlager mit überschüssigen Materialien werden dadurch überflüssig. Gleichzeitig verringern sich erheblich die Materialinvestitionen und die Kosten für unberücksichtigten Ausschuss, der oft bei der Überprüfung des Lagerbestands gefunden wird. Die Vermeidung der Lagerbestandsprüfung spart einen Prozentpunkt der Produktivität.

Computerisierung der Feedback-Schleife

Die potenziellen Vorteile der Computerisierung hinter Industrie 4.0 sind eindeutig. Sie stehen im Zusammenhang mit den Trends in der Industrie, unterstützen aber auch den wirtschaftlichen Erfolg der lokalen Fertigung. Beispiele für Industrie-4.0-Lösungen existieren bereits heute im Markt. Eine große Hürde für die breitere Anwendung solcher Lösungen bleibt die Kommunikation mit der Automatisierungstechnologie der Maschinen. Nur wenige Lösungen im Markt können die verschiedenen komplexen Schnittstellen, Protokolle und Technologien der Maschinen handhaben, die für die unterschiedlichen Maschinentypen zur Leiterplattenbestückung sowie der verbleibenden manuellen Bedienung erforderlich sind.

Es gibt keinen etablierten Standard, der einen bidirektionalen und detaillierten Informationsfluss repräsentiert und den Bedarf für finite Produktionsplanung, Lean Lieferkettenlogistik und die hohen technischen Anforderungen von Feedback-Schleifen-Lösungen unterstützt. Nur die besten Lösungen können die Bandbreite und Tiefe der Datenerfassung bieten, die Industrie-4.0-Computerisierung unterstützt.

Es fehlt ein gemeinsamer Standard für die Kommunikation

Derzeit fehlt ein gemeinsamer Standard für die Kommunikation. Bis dieser verfügbar ist, sind wir auf Lösungen angewiesen, die die besten Schnittstellen für die Maschinen bieten. Es ist aber unwahrscheinlich, dass irgendein System den gesamten Shop-Floor-Prozess ohne spezielle Schnittstellen für Funktionstests und ohne die erforderlichen manuellen Prozesse abdecken kann. Die Industrie braucht einen neuen Standard, der mit einer einzigen Sprache alle Maschinen und manuellen Prozesse verbindet, bei dem lokal entwickelte Add-ons leicht mit kommerziellen Lösungen koexistieren können und der all die notwendigen Informationen für Industrie 4.0 liefert.

* Michael Ford ist Senior Marketing Development Manager, Mentor Graphics, Valor Division.

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