Auf einen Blick

  • Selbstorganisierte Fertigungsinseln profitieren von der digitalen Kommunikation bezüglich Auftragsübersicht, Materialanforderung und Problemmeldungen
  • Transparenz über Durchlaufzeiten und Produktionsdaten ist ein zentraler Digitalisierungshebel
  • Digitale Werkerassistenzlösungen befähigen Inseln mit hoher Produktvariabilität

Digitalisierung bietet Fabriken zahlreiche Möglichkeiten zur Optimierung von Prozessen und zur Verbesserung ihrer Wettbewerbsfähigkeit. Auf dem Weg zur vollautomatisierten Fabrik lassen sich unzählige Digitalisierungsprojekte realisieren. Angefangen von digitalen Checklisten bis hin zu vollautomatisierten Linien sind der Fantasie kaum Grenzen gesetzt. 

Und genau hier liegt oft das Problem. Nicht nur Fabriken fühlen sich überrollt von der Monsteraufgabe, die das schöne Wort “Digitalisierungspotenzial” mit sich bringt. Auch Systemintegratoren tun sich oft schwer damit, einen guten Zugang zu dem Thema zu finden und ihren Kunden zugängliche und einfach greifbare Digitalisierungsprojekte aufzuzeigen.

Wenn Ihnen das bekannt vorkommt, sind Sie hier an der richtigen Stelle. Angefangen mit dem Digitalisierungspotenzial von Inselfertigungen, haben wir eine Serie an Guides erstellt, die einzelne Fertigungsprinzipien auf ihre Herausforderungen analysiert und konkrete digitale Lösungsansätze vorstellt.

Nutzen Sie diesen Guide als Inspiration für Ihr Digitalisierungsangebot allgemein oder verwenden Sie Ihn als Checkliste möglicher Digitalisierungsprojekte in Ihrem nächsten Kundengespräch.

Nun aber zum eigentlichen Inhalt!

Inselfertigung greifbar machen

Wenn Sie in der Integration von Fabriksystemen zu Hause sind, ist der Begriff Inselfertigung sicher alles andere als ein Fremdwort für Sie. Wenn Sie aber Ihre Kundenkartei durchgehen und sich überlegen, welche Digitalisierungsthemen Sie am besten bei welchen Kunden platzieren, haben Sie diese vermutlich nicht nach Ihren Fertigungsprinzipien kategorisiert.

Inselfertigung beschreibt nach Produktfamilien angeordnete Betriebsmittel. Das heißt, alle Tätigkeiten und Ressourcen, die zur Herstellung eines (Teil-)Produktes benötigt werden sind an einer “Insel” gesammelt. Innerhalb der Insel werden die Werkstücke nach dem Fließprinzip bearbeitet, weshalb die Durchlaufzeit der wichtigste charakteristische KPI der Inselfertigung ist. Mitarbeiter können entweder einzelnen Stationen zugeordnet sein oder bewegen sich mit dem Werkstück. Innerhalb der Schicht werden der Insel zugewiesene Aufträge von den Mitarbeitern selbstorganisiert bearbeitet.

Deshalb ist es sinnvoll, sich für einen Moment mit dem Gedanken zu beschäftigen, welche Art von Fabriken typischerweise auf Inselfertigung als zentrales - oder zumindest nicht unwichtiges - Fertigungsprinzip setzt. Das sind in der Regel zunächst einmal Unternehmen mit einer diskreten Fertigung und (Teil-)Produkten, die ohne große Mühe von Station zu Station transportiert werden können. Zudem werden Fertigungsinseln meistens genutzt, wenn Flexibilität hinsichtlich Art und Anzahl der Arbeitsobjekte notwendig ist, beispielsweise bei Kleinserien- oder Variantenfertigungen.

Zum einen handelt es sich meist um Unternehmen mit diskreter Fertigung und (Teil-)Produkten, die ohne großen Aufwand von Station zu Station transportiert werden können. Darüber hinaus werden Fertigungszellen meist dann eingesetzt, wenn Flexibilität hinsichtlich der Art und Anzahl der Arbeitsobjekte erforderlich ist, z. B. bei Kleinserien- oder Variantenfertigung.

Gehen Sie Ihre Kundenkartei mit diesen Auswahlkriterien im Kopf durch. Fallen Ihnen Kunden ein, die auf Fertigungsinseln setzen? Vielleicht der Staubsaugerhersteller, der letzte Woche angerufen hat? Oder der Produzent von Leuchtmitteln, mit dem Sie sich vor ein paar Monaten unterhalten haben? 

Für den Zweck dieses Guides ist es nicht wichtig, dass Sie eine komplette Liste potentieller Kunden vorliegen haben. Aber wenn Sie ein konkretes Beispiel im Kopf haben, wird es Ihnen leichter fallen, die nachfolgenden Herausforderungen und digitalen Lösungsansätze nachzuvollziehen. Eine generelle Anleitung zur Identifikation von Kunden, die offen für Digitalisierung sind, finden Sie hier

Häufige Herausforderungen der Inselfertigung und ihre digitalen Lösungsansätze

Stellen Sie sich die Fertigungsinsel Ihres Kunden vor. Was sehen Sie? Vermutlich kommen Ihnen die typischen Charakteristika in den Sinn: Eine Handvoll Stationen, darunter vielleicht ein bis zwei Maschinen. Ein lokales Lager mit den typischen Kanban-Karten. Ein Team, dass am Morgen seine Auftragsliste bekommt und diese über den Tag verteilt selbstorganisiert bearbeitet.

Vielleicht haben Sie aber auch den Stress im Kopf, den der Werker hat, wenn an seiner Station ein Problem auftritt und sich die zu bearbeitenden Werkstücke stapeln. Oder die Frustration des Teams, wenn relevante Materialien wieder einmal nicht rechtzeitig geliefert wurden. Denn mit den vielen Vorteilen der Inselfertigung kommen mindestens so viele Herausforderungen.

In den nächsten Absätzen wollen wir diese Herausforderungen Schritt für Schritt aufdecken und Digitalisierungsmöglichkeiten aufzeigen, die Ihnen Ihr nächstes Vertriebsgespräch erleichtern sollen.

Dafür folgen wir dem typischen Ablauf an der Fertigungsinsel.

Checkliste herunterladen

Unsere Checkliste hilft Ihnen, das Digitalisierungspotenzial von Fabriken mit Inselfertigung zu erkennen.

    Herausforderung # 1
    Was steht heute auf dem Programm?

    Zu Beginn der Schicht wird ein Arbeitsvorrat an die Insel kommuniziert. Dies geschieht in den meisten Fabriken analog über ausgedruckte Auftrags- und Stücklisten, die die Insel im Verlauf der Schicht selbstorganisiert bearbeitet. Klingt in der Theorie ganz einfach.

    Um sich zu sortieren und zu organisieren, braucht die Zelle einen guten und einfachen Überblick über die Aufträge. Gerade wenn Probleme auftreten und die Bearbeitungsreihenfolge im Laufe der Schicht geändert werden muss, ist es oft schwierig, den Überblick zu behalten.

    Digitale Auftragslisten oder eine Planungsapp, die die Aufträge per Drag and Drop in die richtige Reihenfolge bringen lässt können hier eine einfache aber effektive Hilfe sein.

    Hinzu kommt, dass Aufträge sich nachträglich ändern können. Oder ein dringender “Chefauftrag” muss dazwischen geschoben werden. Analoge Kommunikation, z.B. durch neu verteilte Auftragslisten in Papierform, ist nicht für solche ad-hoc Änderungen ausgelegt. Sie verlangsamt den Prozess, wodurch die Produktion an Geschwindigkeit und Flexibilität einbüßt.

    Hier kann ein digitales Auftragsmanagement Abhilfe verschaffen. Eine der Insel zugeordnete Werker-App mit ERP-Integration kann Arbeitsvorräte und Änderungen per Push-Nachricht kommunizieren, so dass schneller auf Veränderungen reagiert werden kann.

    Herausforderung # 2
    Auf die Plätze, fertig, los! Aber ist alles da?

    Hat die Insel einmal entschieden, welcher Auftrag zuerst bearbeitet werden soll, ist der nächste Schritt die Materialkontrolle.

    Für eine rechtzeitige Auftragsbearbeitung ist Materialverfügbarkeit ein entscheidender Faktor. Dies gilt sowohl für die verwendeten Basiskomponenten der einzelnen Insel, als auch für etwaige Sondermaterialien für ausgewählte Aufträge. Fehlende Materialien können im schlimmsten Fall eine ganze Insel lahm legen oder führen zu Mehraufwand durch Umrüsten auf einen anderen Auftrag.

    Eine digitale Lösung kann die Zeit zwischen Bemerken des Fehlens und Kommunikation an die Intralogistik erheblich verkürzen. Dies kann zum Beispiel in Form von Push-Nachrichten mit Informationen zu benötigten Material und Lagerort an die Staplerfahrer erfolgen.

    Eine solche Lösung ist zudem nicht beschränkt auf Transportaufträge für fehlendes Material. Eine Integration des Insellagers mit der Intralogistik der Fabrik kann automatisch Materialanfragen auslösen, wenn der Bestand unter einen gewissen Betrag fällt.

    Dies lässt sich zum Beispiel durch ein Verbuchen benutzen Materials je Werkstückträger lösen. Eine derartige Digitalisierung hat dann das Potential ein analoges Kanban-System abzulösen und benötigte Lagerbestände zu reduzieren.

    Herausforderung # 3
    Ist alles richtig eingestellt?

    Der Auftrag ist ausgewählt, das Material ist vorhanden, jetzt geht es an die … Einstellung der Maschinen und Betriebsmittel.

    Gerade bei Kleinserien- und Variantenfertigungen, die mehrmals täglich oder sogar für jeden Auftrag eine Umrüstung auf eine neue Produktvariante erfordern, spielt Rüstzeit eine zentrale Rolle.

    Hier ist eine Kern-Herausforderung das Wissen um die richtigen Einstellparameter. Dies wird umso relevanter, je höher die Komplexität der Insel und Vielfalt der gefertigten (Teil-)Produkte ist. Denn die Geschwindigkeit und Richtigkeit des Rüstvorgangs hängt meistens stark vom Wissen und der Erfahrung des zuständigen Mitarbeiters ab.

    Um die Rüstzeit zu verkürzen, können digitale Anleitungen und sogenannte “Skill Matrices” behilflich sein. Unter dem Sammelbegriff “Digital Worker Assistance” lassen sich verschiedene Funktionalitäten verpacken, die von einfachen Checklisten, bis hin zur mit der Werker-App integrierten Maschine reichen können. Auch das Anlernen neuer Mitarbeiter kann durch solche Lösungen gefördert werden.

    Eine weitere digitale Unterstützung des Rüstvorgangs können sich automatisch einstellende Betriebsmittel sein.

    Die einzelnen Automatisierungsmöglichkeiten hängen stark von den an der Insel verwendeten Maschinen und weiteren Betriebsmitteln ab. Grundsätzlich lassen sich aber zwei praktikable Lösungen vorstellen. Hat der Auftrag eine Größe von n > 1, kann eine zentrale App, mit hinterlegten Rüstparametern die korrekte Einstellung auslösen. Ist die Auftragsgröße n = 1, kann auch das Einscannen des Werkstückträgers an der ersten Station das automatische justieren von Betriebsmitteln triggern.

    Herausforderung # 4
    Alles läuft. Sind wir pünktlich?

    Ist die Insel operativ und bearbeitet den Auftrag, sind die Sorgen aber nicht vorbei. Da die Stationen aufeinander abgestimmt sind und Arbeitsschritte in ihrer Reihenfolge voneinander abhängig sind, ist die größte Sorge ein zügiger Bearbeitungsfortschritt. Denn es gilt die vorgegebenen Quoten für die Durchlaufzeit zu erfüllen und die für die Schicht geplanten Aufträge rechtzeitig abzuschließen.

    An dieser Stelle ist Transparenz über den Auftragsfortschritt und das Aufdecken etwaiger Engpässe von zentraler Bedeutung.

    Eine digitale Lösung, die dies unterstützt, kann eine Zuordnung von Werkstückträgern zu Aufträgen sein, um Bearbeitungszeiten je Station zu erfassen. Die erfassten Daten können dann in Echtzeit visualisiert werden, sodass Werker kontinuierliches Feedback erhalten und sich die Insel selbst optimieren kann.

    Zusätzlich kann eine solche Lösung um das Erfassen von Daten erweitert werden. Hierzu mehr in den folgenden Abschnitten.

    Herausforderung # 5
    Houston, wir haben ein Problem!

    Die Bearbeitung des Auftrags kommt gut voran und alles scheint im grünen Bereich. Und dann tritt ein Problem auf.

    Fehler oder Probleme an einer Station, stören den Betriebsablauf und verlängern so die Durchlaufzeiten. Tritt ein Problem auf, muss der Werker sich daher darum kümmern, es schnellstmöglich zu beheben oder aus der Linie herauszutrennen.

    Operativ bedeutet dies meistens, dass ein Qualitätsmanager oder Schichtleiter gerufen werden muss, der das Problem beheben oder das fehlerhafte Teil nachbearbeiten kann. Die Kommunikation über eine Problemmeldung erfolgt meist analog, was negative Auswirkungen auf Produktivität und Geschwindigkeit der Problembehebung hat.

    Wie bereits bei der Materialanforderung ist eine mögliche Lösung die Verknüpfung von Werker und relevanten Mitarbeitern außerhalb der Insel via Kommunikationsapp. Der Werker kann so Probleme zeitnah melden und relevante Informationen direkt mit anhängen.

    Liegt das Problem beim Werkstück und wurden während der Bearbeitung an der Insel Betriebs-und Maschinendaten erfasst, so können diese Daten in der Kommunikationsapp zusätzlich bereitgestellt werden. Das verschafft dem zuständigen Mitarbeiter einen direkten Überblick über die Situation und fördert eine schnellere Problembehebung.

    Herausforderung # 6
    Mission abgeschlossen. Wie ist es gelaufen?

    Ist der Auftrag abgeschlossen, endet die operative Verantwortung der Insel. Indirekt, wird nun aber ein weiterer Prozess angestoßen: Die Analyse von Bearbeitungszeit und Qualität, mit dem Ziel die Durchlaufzeiten und Ausschüsse zu optimieren, kurz “Operational Excellence”.

    Die Resultate von “Operational Excellence”-Initiativen sind stark abhängig von der zugrundeliegenden Datenbasis. Je mehr und genauer Maschinen- und Betriebsdaten im Prozess erfasst werden, umso besser lassen sich daraus Optimierungsschritte ableiten und zum Beispiel die Austaktung anpassen.

    Hier kann das digitale Erfassen von Daten je Station und Maschine einen großen Vorteil liefern. Wie in vorherigen Beispielen kann ein Tracking des Werkstückträgers die Grundlage für eine solche Lösung liefern. Der Werkstückträger erfasst dann nicht nur Bearbeitungszeiten, sondern kann auch Maschinen- und Prüfdaten oder manuell eingegebene Parameter speichern.

    Herausforderung # 7
    Die Lieferung ist raus. Aber der Kunde beschwert sich!

    Alles fertig, nächster Auftrag? Fast. Der letzte Aspekt, der eine Herausforderung von Inselfertigungen darstellen kann, ist die Rückverfolgbarkeit und Dokumentation der Produktionsdaten und verbauter Elemente.

    Das Thema Rückverfolgbarkeit von Montageschritten und Tracking einzelner Komponenten oder Chargen ist ein zentrales Element für die Qualitätssicherung vieler produzierender Unternehmen. Teilweise unterliegt das Produkt gar einer Dokumentationspflicht, was z.B. nicht selten bei Automobilzulieferern der Fall ist.

    Auch hier ist eine gute Datenbasis die Grundlage. Wird ein ausgeliefertes Produkt reklamiert, kann es ohne genaue Rückverfolgbarkeit von Produktionsschritten und verbauten Materialien schwer werden, weitere betroffene Produkte zu identifizieren und aus dem Verkehr zu ziehen.

    Wie bereits für die Qualitätsanalyse und das Nachbearbeiten fehlerhafter Teile, ermöglicht ein digitales Tracking von Bearbeitungs- und Maschinendaten auf Werkstückebene die Rückverfolgung des Produktes. So wird Qualitätssicherung gefördert und Dokumentationspflichten können einfach erfüllt werden.

    Puh, das war ganz schön viel Information

    Wie anfangs gesagt, sind die Möglichkeiten für Digitalisierung in der Fabrik schier unendlich. Wenn man sich aber einen Bereich herausnimmt und diesen strukturiert durchgeht, verwandelt sich das Ungetüm schnell in eine Reihe vielversprechender, einfach zu greifender und relativ schnell umzusetzender “Schnellbootprojekte”, die dem Kunden den Weg hin zur vollautomatisierten Fabrik ebnen und Sie als vertrauenswürdigen Begleiter positionieren.

    Laden Sie sich unsere Checkliste zur Identifikation von Digitalisierungsprojekten in der Inselfertigung herunter. Sie fasst die oben genannten Herausforderungen und Lösungsvorschläge zusammen und kann Ihnen als Spickzettel für Ihren nächsten Kundentermin dienen.

    Erfahren Sie mehr darüber, wie Sie jede Fabrik von Ihren Projekten überzeugen können, in unserem Blogbeitrag Fünf Schritte zu einem Projektvorschlag, den Fabriken lieben werden.

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