Ein Anwenderbericht zu intelligenten vernetzten Abläufen

Der Weg zur digitalen Transformation ist oft mit Fehlschlägen gepflastert. Um einen echten unternehmerischen Nutzen zu erzielen und um von Proof-of-Value-Aktivitäten zur Skalierung überzugehen, ist es sinnvoll, von anderen zu lernen.

Da Rockwell Automation gleichzeitig Hersteller und Anbieter von Dienstleistungen für die digitale Transformation ist, freuen wir uns, unsere Erfahrungen mit einer digitalen Initiative zu teilen, die sich auf die Verbesserung der Ressourcenoptimierung im Fertigungsbereich konzentrierte.

In diesem Artikel berichten wir über eine kürzlich durchgeführte digitale Initiative in einer unserer Fabriken und stellen die fünf wichtigsten Erkenntnisse vor. Wir hoffen, dass wir Ihnen mit diesen Erkenntnissen einen Leitfaden an die Hand geben können, der Ihnen hilft, den Nutzen und die Skalierbarkeit Ihrer eigenen digitalen Transformation zu steigern.

Projektvorstellung

Rockwell Automation ist ein branchenführender Anbieter von Technologien, die unseren Kunden die Prozessautomatisierung und digitale Transformation erleichtern. Rockwell Automation ist bekannt für seine qualitativ hochwertigen Produkte und verfügt über eine umfangreiche Fertigung mit 18 Werken weltweit, die von internen Experten von Rockwell Automation geleitet werden.

Dieses Pilotprojekt, das Teil einer größeren Smart Connected Operations(SCO)-Initiative war, konzentrierte sich auf die Optimierung der Ressourcen im Bereich der Materialkonfektionierung in unserem Werk für Leiterplattenmontage (Printed Circuit Board Assembly, PCBA). Diese weltweite und mehrjährige SCO-Transformationsinitiative zielte darauf ab, unser gesamtes Fertigungs- und Lieferkettennetzwerk zu digitalisieren.

Es begann mit der weltweiten Bereitstellung unserer Lagerverwaltungs-, Enterprise Resource Planning(ERP)- und Manufacturing Execution Systeme (MES), die sich auf die Kerngeschäftsprozesse konzentrierten. Es folgte die Implementierung einer Internet of Things(IoT)-Plattform und die Anwendung moderner Analysemethoden, die sich auf andere wertvolle Möglichkeiten konzentrierten. Dieses Projekt wurde entwickelt, um die besonderen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Materialkonfektionierung zu meistern.

Herausforderungen

Im Asia Pacific Business Center stellt das Fertigungszentrum von Rockwell Automation in Singapur mehr als 1200 SKUs her und produziert durchschnittlich 400 000 Stück intelligente Hardware pro Monat, darunter Leiterplatten und speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS). Da jeder Produktionsauftrag zwischen den Umrüstungen nur wenige Stunden dauert, bringt dieses diskrete Fertigungsmodell, das viele verschiedene Teile in sehr geringen Mengen umfasst, zahlreiche betriebliche Herausforderungen mit sich, die denen unserer Kunden ähneln.

Mit diesem Projekt sollten vor allem zwei Herausforderungen angegangen werden.

Herausforderung 1: Verluste bei der Arbeitseffizienz

Die Produktionsplanungsteams disponierten die Arbeitsaufträge in der Regel 2 bis 3 Tage im Voraus, um eine angemessene Belegschaft und Materialvorbereitung zu gewährleisten. Während der täglichen Gemba Walks durch den Fertigungsbereich hinterfragte das Management oft die überwältigende Menge an konfektioniertem Material im Fertigungsbereich. „Wissen Sie, wie lange diese Kits ausreichen werden? Wie können Sie alles im Auge behalten?“ Allzu oft war die Antwort unklar.

Eine eingehendere Untersuchung ergab, dass die Bediener zu viele Maschinen bestückt hatten, nur um sicherzustellen, dass den Produktionsstraßen die Teile nicht ausgingen. An der Fertigungsstraße lag Material, das mindestens 18 bis 24 Stunden ausreichen würde, während theoretisch Material für 6 Stunden mehr als genug war.

Zudem gab es ein Problem bei der Zuweisung der Arbeitslast durch die Überbestückung, da sich dadurch die Verfügbarkeit der Bediener, die bei Bedarf an anderen Stationen eingesetzt werden können, erheblich einschränkte.

Insgesamt führte diese Strategie der Nicht-Just-in-Time-Konfektionierung zu unnötigen Überstunden und Opportunitätskosten. Aufgrund des begrenzten Platzangebots kam es zudem zu Stolperfallen, versperrten Gehwegen und falsch platziertem Material.

Herausforderung 2: Auftrags- und Umrüstungsverzögerungen

Zur Verwaltung dieses Konfektionierungsprozesses setzte das Betriebsteam zunächst ein herkömmliches magnetisches Whiteboard ein, auf dem die Bediener den Prozess nachvollziehen, nachbesprechen und die Auftragskarten manuell verschieben konnten, um den Fortschritt zu verfolgen. Doch aufgrund der subjektiven und aufwändigen Natur dieses Prozesses wurden bis zu 20 Minuten pro Kit (etwa 22 % der durchschnittlichen Konfektionierungszeit) für nicht wertschöpfende Aktivitäten zur Nachverfolgung aufgewendet.

Missverständnisse und falsch platzierte Auftragskarten führten oft zu Verzögerungen bei der Umrüstung von 15 bis 30 Minuten, da die Bediener manuell mit verschiedenen Parteien Rücksprache halten mussten, um sicherzustellen, dass das Material bereitstand und die Reihenfolge korrekt war. Diese kombinierten Herausforderungen führten zu verlängerten Umrüstzeiten und Produktionsausfällen, was für jeden Hersteller, der mit hoher Kapazität arbeitet, von Nachteil ist.

Lösung und Resultate

Als diese Herausforderungen erkannt waren, stellte Rockwell Automation ein bereichsübergreifendes Team aus Technik-, Betriebs- und Konstruktionsexperten zusammen, um das Problem mithilfe digitaler Strategien und Technologien zu lösen.

Das Team nutzte eine flexible Methodik, um die Zeit bis zur Wertschöpfung bei der Implementierung zu verkürzen. Durch diese Vorgehensweise konnten wir die Anforderungen schnell bestimmen und anschließend die Funktionen entwickeln, testen und im Fertigungsbereich einsetzen.

Durch die Zusammenführung von Informationen aus verschiedenen Datenquellen wie SAP, FactoryTalk® ProductionCentre® MES und Oracle-Datenbanken von Drittanbietern in einer einheitlichen Plattform wurde die PTC ThingWorx Industrial Internet of Things(IIoT)-Plattform implementiert, um den Bedienern Echtzeit-Tracking und Anweisungen zu liefern und somit eine bessere Transparenz zu gewährleisten.

Das Team ersetzte das manuelle magnetische Whiteboard durch ein intelligentes, vernetztes Planungs-Dashboard, das auf der IIoT-Plattform basiert. Dadurch erhielten die Mitarbeiter im Fertigungsbereich einen vollständigen Überblick über Produktionspläne, Auftragspipelines, Materialverfügbarkeit und Konfektionierungsstatus. Es wurde auch ein Barcode-Scanner integriert, um die Bewegung von Waren zu verfolgen.

Darüber hinaus wurden Geschäftsregeln zusammengefasst und in das Dashboard eingebettet, um dem Team für die Materialvorbereitung leicht verständliche Anweisungen zu geben und eine Überbelieferung mit Material zu vermeiden. Dank mobiler Geräte, die den Bedienern zugewiesen wurden, konnten diese dezentral auf Auftragsinformationen und Ausrüstungspläne zugreifen. Dadurch wiederum konnten Bediener darüber informiert werden, wann die Materiallieferung gestoppt werden sollte, wann sie sich für die Wechsel bereithalten und wann sie an anderen Stationen eingesetzt werden sollten.

So konnten wir innerhalb von 6 Monaten nach der Einführung konkrete Verbesserungen feststellen. Wir verbesserten die Arbeitseffizienz um 25 %, reduzierten den Bestand an unfertigen Erzeugnissen um 30 % und verkürzten die Umrüstzeiten um 30 %.

Fünf wichtige Erkenntnisse

1 – Unterstützung durch die Führungsebene ist entscheidend

Die digitale Transformation hat Auswirkungen auf die Menschen und erfordert Verhaltensänderungen, um erfolgreich zu sein und sich weiterzuentwickeln. Um den Endkunden bei der Einführung ein höheres Maß an Sicherheit zu bieten, hat Rockwell Automation einen Senior Executive Sponsor für die digitale Transformation aus dem operativen Bereich ernannt.

Dieser Executive Sponsor konzentrierte sich darauf, sinnvolle geschäftliche Auswirkungen zu erzielen, die Risiken für das Unternehmen zu minimieren und als Katalysator für den Veränderungsprozess zu agieren. Der Senior Executive Sponsor arbeitete auch mit der IT-Abteilung und anderen wichtigen Technologiepartnern zusammen, um diese Transformation zu ermöglichen, und sorgte für eine Anpassung im Rahmen des Governance-Prozesses.

2 – Einbeziehung des Feedbacks der Endbenutzer von Anfang bis Ende

In Fertigungsbereichen kann es anstrengend sein. Fertigungsteams sind oft pragmatisch, sodass sie eher bereit sind, neue Werkzeuge einzusetzen, von denen sie glauben, dass sie nützlich und vorteilhaft für ihre täglichen Aufgaben sind. Bei der Durchführung von Änderungen war es wichtig, die Meinungen der Endbenutzer von Anfang an einzuholen und zu erfassen.

Während der Design- und Implementierungsphase holte das Projektteam aktiv Feedback von den Bedienern ein, und zwar durch Gespräche, Umfragen zu UI-Designs und Modelle von Workflow-Änderungen. Wenn ihre Beiträge ordnungsgemäß erfasst wurden, entstand ein stärkeres Gefühl der Eigenverantwortung und der Zufriedenheit, was zu einer kontinuierlichen Verbesserung und zur Akzeptanz des Endprodukts führte.

3 – Vereinfachung der Benutzererfahrungen zur Minimierung der subjektiven Interpretation

Digitale Technologien können unglaubliche Mengen an Daten und Informationen auf Dashboards und in Berichten bereitstellen. Doch in unseren Gesprächen mit den Bedienern wurde deutlich, dass sich diese durch den Blick auf ein Dashboard mit einer überwältigenden Anzahl von Anweisungen und KPIs nicht wirklich besser informiert fühlen.

Durch die kontinuierliche Abstimmung des neuen Arbeitsablaufs mit den Bedienern konnten wir wichtige Anweisungen erfassen und vereinfachen, sodass sie darauf reagieren konnten. So können beispielsweise Umrüstungsaktivitäten direkt gemeldet, Lieferaktivitäten pausiert und Auftragsbenachrichtigungen schrittweise mit Prioritäten versehen werden. Diese einfachen Aufforderungen erleichterten den Einführungsprozess und minimierten Verwirrung und subjektive Entscheidungen.

4 – Aufbau eines Governance-Teams für Standardisierung und kontinuierliche Verbesserung

Die erwarteten Vorteile wurden nicht über Nacht erzielt. Nach der Einführung dauerte es sechs Monate, um die Bediener weiterzubilden und die Änderungen zu konsolidieren, bevor ein stabiler Betrieb in drei Fabriken möglich war. Wir profitierten von der Einrichtung eines Governance-Teams zur Standardisierung von Praktiken und für das Benchmarking der Leistungen einzelner Werke untereinander.

Das Governance-Team führte alle 14 Tage Pulse Checks und Sitzungen zum Wissensaustausch durch, um Herausforderungen gemeinsam zu erkennen und anzugehen. Diese konsequente Vorgehensweise und die Unterstützung durch die Führungsebene trugen in hohem Maße zu der Dynamik bei, die für den gesamten Veränderungsprozess erforderlich war.

5 – Schaffung eines skalierbaren Ökosystems auf der Grundlage eines MVP

Die Nutzung von Einzellösungen mag als kostengünstiger Einstieg erscheinen, aber eigenständige Anwendungen sind schwer zu skalieren und behindern die anwendungsübergreifende Datenanalyse. Daher muss sichergestellt werden, dass das Pilotprojekt einen spürbaren Wert schafft, indem das Interesse der Geschäftsleitung geweckt wird und Investitionen gefördert werden, während gleichzeitig ein Projekt mit Blick auf die künftige Skalierbarkeit aufgebaut und eingesetzt wird.

Rockwell Automation folgte dem skalierbaren Minimal Viable Product(MVP)-Ansatz von Kalypso, laut dem die Geschwindigkeit der Wertschöpfung bei der Auswahl eines Projekts Priorität hat. Anstatt digitale Fähigkeiten zu entwickeln, die für mehrere Anwendungsfälle verallgemeinert werden können, konzentrierten wir uns auf den Anwendungsfall mit dem größten Potenzial, die Führungskräfte vom Wert der digitalen Investitionen zu überzeugen.

Da unsere Zukunftsvision darin besteht, Maschinen mit Menschen im gesamten Unternehmen zu vernetzen, benötigten wir eine offene und skalierbare IoT-Plattform. Wir entschieden uns für eine Lösung, die auf andere Anwendungsfälle ausgeweitet werden kann, gleichzeitig als einzige Informationsquelle dient und Interoperabilität und Standardisierung ermöglicht.

Das Fazit: Es sollte mit der werthaltigsten Problemstellung begonnen werden

Die Auswahl an digitalen Technologien ist groß, doch um langfristig erfolgreich zu sein, muss das richtige zu lösende Problem erkannt und priorisiert werden. Zur Orientierung an der langfristigen Unternehmensstrategie ist es sinnvoll, zunächst die technologischen und organisatorischen Voraussetzungen zu prüfen. Beurteilen Sie die Voraussetzungen anhand eines umfassenden Rahmens, der zukünftige Ziele und unmittelbare Möglichkeiten in Einklang bringt, um Initiativen zu bestimmen und zu priorisieren.

Zwar hat sich Rockwell Automation für die Ressourcenoptimierung als Pilotprojekt entschieden, doch die einfach zu erreichenden Ziele in Ihrem Unternehmen sind höchstwahrscheinlich nicht dieselben. Aber wo auch immer Sie anfangen, Sie sollten sich nicht nur auf die Technologie (oder auf Machbarkeitsnachweise, die die Technologie veranschaulichen sollen) konzentrieren. Legen Sie den Schwerpunkt stattdessen auf die Schaffung digitaler Referenzpunkte mit messbarem Geschäftswert. Denken Sie über die Anwendung der Technologie sowie über den Zweck und den Wert der Lösung einer bestimmten geschäftlichen Herausforderung nach, um eine große Wirkung zu erzielen.