Anforderungen an den Arbeitsplatz der Zukunft

Maschinen für neue Konzepte zu ertüchtigen ist eine Frage des Engineerings, die durch ausreichend Anstrengung und Kooperationsbereitschaft gelöst werden kann. Wie aber soll der Mensch und seine Tätigkeit in das automatisierte System integriert werden? Auch für die Prozessmitarbeiter muss eine Lösung gefunden werden, um den Informationsaustausch zwischen den Produkten und Prozessschritten bei manuellen Tätigkeiten nicht zu unterbrechen.

Der Mitarbeiter sollte also in ein Kommunikationsnetzwerk einbezogen werden. Starre und unflexible papiergebundene Arbeitsanweisungen und feste Arbeitspläne sind im Zeitalter von Industrie 4.0 nicht mehr zeitgemäß und entsprechen auch nicht den Anforderungen an die neue Kommunikationstechnologie. Nur kann man den Menschen nicht normieren und keinesfalls über gleichartige „Schnittstellen“ mit einem System verbinden. Schon die Betrachtung der unterschiedlichen kulturellen Aspekte bei der Mensch-Maschine Kommunikation im internationalen Umfeld zeigt den Umfang der Herausforderung:

Wie können die in der Produktion tätigen Mitarbeiter dennoch integriert werden? Der Ansatz zur Lösung dieser Herausforderung besteht in der einfachen Berücksichtigung der Verschiedenartigkeit der menschlichen Informationsverarbeitung. Das Aegis Lösungskonzept kann manuelle Produktionsprozesse integrieren, da die Tätigkeitsbeschreibungen und Arbeitsaufträge nutzerabhängig flexibel umgesetzt werden können.

Ein weiteres Merkmal besteht im dynamischen Prozessablauf. Werkstückträger oder Produkte durchlaufen aktiv den Produktionsbetrieb und steuern selbstoptimierend den nächsten Fertigungs- und Montageschritt an. Dabei fragen die Produkte aktiv bei den Maschinen an und lotsen sich dann selbständig zum nächsten freien Arbeitsplatz. Prozessfähigkeit und Maschinenrüstung werden hierbei ebenso berücksichtigt wie Freigaben und Maschinen Leistung. Überträgt man diese Anforderung auf die manuellen Prozessschritte so ergeben sich hier ähnliche Herausforderungen an die Mensch-Maschine Kommunikation. Das Produkt erfragt einen geeigneten manuellen Tätigkeitsschritt. Nur geeignete Arbeitsplätze mit ausreichend qualifiziertem Personal kommen dann letztlich zur Auswahl. Anschließend gilt es den Mitarbeiter dynamisch über die anstehenden Tätigkeiten zu informieren. Dazu meldet sich das Produkt bei der Arbeitsstation an und aktiviert damit die notwendigen Arbeitstätigkeiten. Das Mensch-Maschine Interface zeigt dem Mitarbeiter an, welche Aufgaben er durchzuführen hat und berücksichtigt dabei gegebenenfalls erforderliche Qualifikationen des Mitarbeiters.

In einer Case Studie hat das US amerikanische Unternehmen Enercon kürzlich seine Erfahrungen mit der Aegis Lösung für die teilautomatisierte Fertigung veröffentlicht. Dabei wurde aufgezeigt wie die Produktionsmitarbeiter und das Management unterstützt werden und welchen Einfluss die Lösung auf Produktqualität und –kosten hatte. Basis für die vorgestellte Studie ist ein Medizintechnikproduktfür Notfall-Augenmessungen.

Enercon nutzt die Aegis Lösung zur Erstellung von kaskadierten Arbeitsanweisungen, mit schrittweisen Instruktionen und einem Bereich mit digitalen Filmen zur grafischen Unterstützung der auszuführenden Tätigkeiten. Daneben wurde eine Referenz Bibliothek aufgebaut, die neben technischen Dokumenten, wie Zeichnungen, auch schematisierte Standard Operating Procedures (SOPs) enthält. Auf diese Originaldaten (keine PDF Files) greifen die Mitarbeiter durch den Prozess geführt im Produktionsbereich zu. Die gleiche Lösung wird auch für die teilautomatisierten Tests bei der Produktmontage verwendet. Diese neue, komplett Datenmodell basierte und papierlose Lösung hat gegenüber der bisherigen Lösung, die vollständig ersetzt wurde, erhebliche Vorteile. Bisher waren zu jedem Produkt und zu jeder Produktvariante Arbeitsanweisungen in Mappen oder verschiedenen Ordnern untergebracht. Die darin enthaltenen Dokumente wurden durch farbige Kennzeichnungen, Unterstreichungen oder Durchstreichungen angepasst und geändert. Unter diesen Umständen war eine Revisionskontrolle sehr schwierig und die Sicherstellung, dass jeder Mitarbeiter mit den gleichen und korrigierten Dokumenten arbeitet, war sehr zeitaufwändig und unzuverlässig. Mit der Ablösung der bisherigen Lösung durch das neue Aegis System wurden bereits erhebliche Kosten eingespart, da alle Unterlagen aus einem zentralen Dokumentationszentrum im Herzen der Fertigung verwaltet werden, und hier das effektivste Knowhow für die qualitätsrelevante Arbeits- und Testplanung besteht.

Auf die Produktqualität hatte die Aegis Lösung die weitreichendsten und bedeutendsten Auswirkungen. Wie in vielen Betrieben war auch bei Enercon die veraltete Qualitätsdatenanalyse eine arbeitsaufwändige Zusammenstellung von Daten aus mehreren unabhängigen Quellen, die aufbereitet und analysiert werden mussten. Im Gegensatz dazu erfasst die Aegis Lösung die Qualitäts- und Testdaten in der gesamten Fertigung und stellt diese sofort und sichtbar zur Verfügung.

Auch hier spielt die Integration der intelligenten Produktionsarbeitsplätze eine entscheidende Rolle. Dem Mitarbeiter werden zu jedem Produkt und Arbeitsschritt die aktuellen Qualitätsdaten angezeigt und er erhält so genannte Hotspot Darstellungen zu besonders fehlerträchtigen Bauteilen und Prozessschritten. Die gesamte Fehlerhäufigkeit konnte mit Einführung der Aegis Lösung bei Enercon um 80% reduziert werden. Die DPMO Rate, die im Aegis System automatisiert berechnet wird, konnte sogar um 90% gesenkt werden.

Aus verschiedenen historischen Gründen spielen in Deutschland die maßgeschneiderten Lösungen immer noch eine große Rolle. Abseits von Deutschland gibt es wirtschaftlich bedingt bereits eine starke Abkehr von Inhouse-IT-Lösungen, die, wie bereits erwähnt, die kostspieligste Art sind, einen Produktionsbetrieb zu führen. Ich glaube, dass sich bei den Firmen, die am Weltmarkt bestehen wollen, eine Trendwende abzeichnet in Richtung standardisierte Lösung. Das globale Ziel – an jedem Standort die Produktionskosten zu minimieren bei gleichzeitig steigender Effektivität und Produktqualität – lässt sich nur mit kostenoptimierten IT-Lösungen erreichen. Hierfür sehen wir uns bei Aegis mit unseren modernen Lösungen bestens gewappnet.

Dr. Friedrich W. Nolting, geb. 1957, ist Gesellschafter der Firma diplan GmbH und seit 2012 European Sales Manager der Aegis Software Gruppe. Vor der Mitbegründung von diplan war er leitender Oberingenieur am Institut für Fertigungstechnik der Universität Erlangen-Nürnberg. Heute gehören seine Ideen und Konzepte wie die Clusteranalyse zur Rüstoptimierung oder das dynamische LED-Binning zum Portfolio vieler namhafter Hersteller. Als Mitglied im Cluster Mechatronik und im ZVEI beteiligt sich Dr. Nolting aktiv an zahlreichen Veranstaltungen und Fachgruppen.

Aegis Software ist führender Anbieter von innovativen Software-Lösungen, die Geschwindigkeit, Kontrolle und Übersicht in der kompletten Fertigung verbessern. Das neue FactoryLogix des Unternehmens ist das erste Software-System, das dafür entworfen wurde, alle Arten von diskreter Fertigung zu unterstützen. Von der Leiterplattenbestückung über komplexen Gerätebau, große Systemintegrationen bis hin zu High-Speed-Konsumgütern – Diese adaptive und marktübergreifende Lösung ist das MES der Zukunft.