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Wie effektiv ist meine Produktion?

Effektivitäts- und Qualitätsmessungen in der Stückgutproduktion sind in der Automobilindustrie seit beinahe Jahrzehnten gang und gäbe. In der Backwarenindustrie steigt die Nachfrage nach entsprechender Software, um noch effizienter und qualitativ hochwertiger produzieren zu können.

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+MES, OEE, BDE … Begriffe, Begriffe, Begriffe MES, Manufacturing-Execution-Systeme, sind „Softwarelösungen, die einen Produktionsprozess führen, lenken, steuern und überwachen.“ (Quelle: Wikipedia). Ein MESSystem kann den gesamten Produktionsprozess von der Planung über die Qualitätssicherung sowie Effektivitätsmessung und vieles mehr vom Wareneingang bis zum Warenausgang abbilden. Alternativ können auch einzelne Module eines MES-Softwarepaketes als Insellösung zur Überwachung von Teilprozessen eingesetzt werden.

OEE (Overall Equipment Effectiveness) ist ein Modul eines MES-Systems zur Effektivitätsmessung und -auswertung.

BDE (Betriebsdatenerfassung) ist notwendig, um von den Maschinen Daten wie z. B. Stückzahl, Störungen, eingestellte Rezeptur automatisch an das System zu übertragen oder auch Informationen durch händische Eingabe zu erfassen. Die erfassten Betriebsdaten werden im MES-System mit Produktionsdaten verknüpft.

Wie kommen die Daten von der Maschine in die Software?

Moderne Maschinensteuerungen bieten die Möglichkeit, über eine standardisierte Schnittstelle (OPC UA) Daten auszutauschen. Achtung! Eine Standardschnittstelle ist Mittel zum Zweck. Der Inhalt der Schnittstelle ist zu definieren. Nicht jede Maschine kann dieselben Daten übertragen. So sind bei einem Spiralfroster vor allem Temperatur-Soll- und -Istwert relevant, bei einem Teigteiler ist es die Stückzahl. Die auszutauschenden Daten müssen vom Anlagenhersteller bereitgestellt werden. Bei älteren Anlagen ist manchmal die Montage zusätzlicher Sensorik erforderlich, sofern ein automatisches Abgreifen der Daten nicht möglich ist. Insbesondere wenn für die bestehende Steuerung keine Ersatzteile mehr erhältlich sind, sollte man sich Gedanken machen, bei Austausch der Steuerung die Anlage aufzurüsten, um weitere Daten zu erfassen. (Die Datenerfassung ist zumeist ein Zusammenspiel aus automatisch erfassten Daten, die dann manuell angereicht werden.)

Im Wesentlichen sind folgende Informationen wichtig: Leistungsdaten: Wie viel Stück wird auf der Maschine gerade produziert? Werden mehr Stück als vorgegeben produziert, kann der Leistungsfaktor auch über 100 % liegen. Liefert die Maschine diese Daten nicht, lässt sich das durch Montage zusätzlicher Sensorik realisieren. Qualitätsdaten: Bei manchen Maschinen beeinflussen die Temperatur, relative Feuchte oder andere gemessene Parameter die Produktqualität. In jedem Fall sollen solche Daten ebenfalls übertragen und aufgezeichnet werden. Diese Daten werden bezogen auf ein Produkt in Trends dargestellt und erlauben auf einfache Weise einen Rückschluss auf Qualitätsabweichungen. Störmeldungen: Im Idealfall werden alle Störungen an das MES-System übertragen. Im MES-System kann die Priorität festgelegt werden. Viele kleine Störungen beeinträchtigen die Produktion nicht und sind deshalb für eine Effektivitätsanalyse nicht interessant.

Kann man Personalzeiten erfassen?

Ja, und zwar ganz einfach. Der Mitarbeiter meldet sich z. B. über RFID oder Barcode zu einem Auftrag, der auf einem Touch Panel angezeigt wird, an. Die Personalzeiten werden zu diesem Auftrag entsprechend des aktuellen Auftragsstatus aufsummiert. Ist der Status „Rüsten“ gewählt, werden die Personalzeiten auf Rüsten gebucht.

Funktioniert die Datenerfassung vollautomatisch?

Nein. Maschinen liefern nur Teilinformationen. Ein Beispiel: Die Information, ob eine Maschine betriebsbereit, ausgeschaltet oder in Betrieb ist, wird in der Regel von der Maschine geliefert. Informationen über Ausschuss oder ob gerade eine Wartung durchgeführt wird, sind für die Auswertungen sehr wichtig, müssen jedoch manuell eingegeben oder semiautomatisch erfasst werden. Vor allem die Ausschusserfassung muss einfach passieren. Es zählt ja niemand die Einzelstücke, die von einem Band ausselektiert werden. Üblicherweise funktioniert das am besten über das Sammeln in Behältern und durch anschließendes Verwiegen. Wird der Ausschuss einer Teigcharge wieder zugegeben (rework), kann im System auch die Chargenrückverfolgung abgebildet werden.

Ist die manuelle Eingabe nicht zu kompliziert für einen Linienführer?

Die einfache Bedienung ist eine Hauptanforderung in der Backwarenbetrieben. Hier unterscheiden sich die Lieferanten von MES-Systemen wesentlich, da unterschiedliche Branchen auch unterschiedliche Anforderungen haben. Die Erfahrung hat gezeigt, dass in der Lebensmittelindustrie weniger mehr ist. Der Eingabebildschirm muss übersichtlich gestaltet und einfach zu bedienen sein. Die Bildschirme an der Linie können auch für mehrere Zwecke genutzt werden, wie z. B. zur Qualitätsdatenerfassung oder Verwiegung.

Wem nützt die Software?

Die Daten sind für den Anwender an der Linie bis zum Firmenchef nützlich. Der Anwender an der Linie bekommt über eine Großanzeige den Auftragsfortschritt und die Effektivität angezeigt. So erkennt er zum Beispiel, ob der geplante Auftrag früher oder später als geplant fertig wird.

Der Techniker sieht über eine Auswertung, welche Störungen wie oft aufgetreten sind, und die Dauer der dadurch verursachten Betriebsunterbrechungen. Die Analyse erleichtert die Priorisierung in der Behebung von Mängeln. Alle Ereignisse inklusive der Ursachen sind dokumentiert. Über ein Schichtbuch können auch alle Tätigkeiten der jeweiligen Techniker in deren Schichten aufgezeichnet werden.

Der Produktionsleiter erhält einen Gesamtüberblick über den Herstellungsprozess. Bei Veränderungen an Maschineneinstellungen oder im Produktionsablauf kann sehr übersichtlich dargestellt werden, ob dadurch eine Leistungs- oder Qualitätsverbesserung erzielt werden konnte. Die Auswertungen lassen sich leicht auf die Bedürfnisse des jeweiligen Unternehmens anpassen. Nicht jeder benötigt dieselben Informationen. Über Rechtevergabe sieht der jeweilige Nutzer nur die Informationen, die für ihn wichtig sind. +++

AutomationX GmbH

Das Unternehmen ist mit seinen 90 MitarbeiterInnen auf die Entwicklung und Einführung von Produktionssoftware insbesondere in der Backwarenbranche spezialisiert. Rezepturverwaltung, Silosteuerung oder der Umbau von alten Steuerungen gehören genauso zum täglichen Brot wie die Einführung von MES-Systemen zur Abbildung des gesamten Herstellprozesses vom Wareneingang über die Lagerverwaltung, Produktionsplanung und Betriebsdatenerfassung bis zum Versand.

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In diesem zweiten Teil unserer Umfrage unter Ladenbackofenbauern geht es um Steuerungen, Reinigungssysteme und die technischen Entwicklungsschwerpunkte, die die Anbieter setzen.

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Wie stark sind die Öfen von den Kompetenzen des Bedieners abhängig? Bieten Sie Steuerungen an, die die Öfen davon unabhängig werden lassen?

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DEBAG Deutsche Backofenbau GmbH, www.debag.de

Für eine kinderleichte Ofenbedienung bietet DEBAG u.a. die One-Touch-Steuerung an – mit innovativem Split-Screen-Display –für noch mehr Bedienkomfort. Über das 7 Zoll große Grafikdisplay lässt sich die DECON-Backstation ganz leicht und intuitiv per „Touch“, wie auf einem Smartphone, bedienen. Zudem ermöglicht die neue One-Touch-Steuerung, dass beide Öfen der Backstation von einem Display aus gesteuert werden können. Dadurch ergeben sich für den Anwender zahlreiche Vorteile: • ein schnellerer Überblick über die Backprozesse in beiden Öfen, • ein deutlich erhöhter Bedienkomfort, • geringere Anschaffungskosten (nur ein Steuerungsdisplay statt zwei) Auch dazu haben wir uns schon Gedanken gemacht lange bevor Fachkräftemangel hier zum Schlagwort wurde – schließlich haben die Mitarbeiter unserer Kunden weltweit ganz unterschiedliche Hintergründe. Unsere Bedienlogik ist gut durchdacht, stringent und vor allem: aus der Praxis heraus gemeinsam mit Kunden entwickelt, und das spürt man! Unsere Bedienoberfläche MIWE go! gibt es in zig Sprachen (darunter auch Finnisch und Chinesisch) und schon lange arbeiten wir mit Piktogrammen und Bildern, die Handlungsschritte ganz ohne Sprache verständlich machen. Das eindeutig auf Bedienfreundlichkeit ausgelegte Konzept beinhaltet auch verschiedene Modi, sodass bestimmte Anwendergruppen immer nur die Rechte und Möglichkeiten zugewiesen bekommen, die für sie notwendig sind. Im Easy-Modus z. B. findet sich selbst fachfremdes Personal sehr schnell zurecht und es besteht keine Gefahr, dass versehentlich wichtige Parameter verstellt werden. Die Bedienung durch unsere Hightech IQ TOUCH Steuerung erinnert an ein Smartphone, ist intuitiv, schnell und bedienerfreundlich. Ein hochauflösender, großer Farbbildschirm zeigt alles Wichtige auf einen Blick: Soll- und Ist-Temperatur sowie Programme und Backzeiten. Außerdem können Backprogramme im Vorfeld so eingestellt werden, dass nur noch auf den „Startbutton“ getippt werden muss. Bilder der Gebäcke werden in der Steuerung abgebildet, sodass leicht erkennbar ist, welche Backwaren mit welchen der 99 Backprogramme gebacken werden müssen. Außerdem bietet die IQ TOUCH eine breite Auswahl an frei wählbaren Signaltönen für programmspezifische, akustische Erkennungszeichen für Backzeit-Enden. Programme können zentral über WACHTEL REMOTE verwaltet, geschrieben und geändert werden und dementsprechend per Fernzuweisung auf jeden Ladenbackofen in der Filiale eingespielt werden. Gleiche Backergebnisse in jeder Filiale mit einfachstem Handling. Alle unsere Geräte sind so konzipiert, dass sie auch von fachfremdem oder häufig wechselndem Personal genutzt werden können. Der Merrychef eikon® e2s sowie die Convotherm Geräte 4 BAKE und mini verfügen über den easyTouch® Touchscreen für einfache intuitive Bildbedienung. Der Convotherm 4 BAKE ermöglicht mit Press&Go zudem das sofortige Loslegen. Das Vorheizen, die Kompensation von Wärmeverlusten, z. B. beim Öffnen der Tür oder bei unterschiedlichen Beschickungsmengen, sowie die Auswahl von Back- und Garmodi geschieht automatisch. Die symbolbasierte, programmierbare und individualisierbare Bedienung bietet beim Convotherm 4 BAKE hohen Bedienkomfort und Prozesssicherheit. Noch einfacher geht es mit Convotherm 4 BAKE Geräten, die mit ConvoSense ausgestattet sind. Künstliche Intelligenz und Sensorik erkennen die Produkte und stellen automatisch das richtige Garprogramm ein. Das Herz eines Backofens ist immer seine Steuerung. Hier müssen produktabhängig viele Parameter eingestellt bzw. geregelt werden, was normalerweise nur ein gelernter Bäcker beherrscht. Dieser muss sein Wissen in den verschiedenen Backprogrammen einmalig hinterlegen, sodass gleiche Backprodukte immer mit dem gleichen Backprogramm mit gleicher Qualität gebacken werden können. In den Filialen sind in den meisten Fällen keine gelernten Bäcker beschäftigt. Daher reicht zum Backen das Starten eines aufgerufenen Backprogramms, der Ofen macht dann alles Weitere allein. Das Display der Steuerung kann auf einen Einfachmodus eingestellt werden, in dem dann nur noch ein Backprogramm – bei Bedarf auch nach Foto –ausgewählt werden kann. Sobald eine Anzeige über Backbereitschaft – eine Ampel –erscheint, können die Produkte eingeschossen und der Backvorgang gestartet werden. Bei der Entwicklung der Bedieneroberfläche nutzen wir – durch die Smartphone-Technologie oder andere Branchen – gelernte Standards und vertraute Symbole. Allerdings ist es in dem spezifischen Anwendungsbereich „Backofen“ heute noch so, dass wir aufgrund eines zuverlässigen und einfachen Bedienerkonzeptes noch nicht ganz auf Texte verzichten möchten. WIESHEU hat sehr früh Prototypen mit Assistenzsystemen ausgestattet und wir sehen eine Unterstützung durch optische Sensoren als ein wichtiges Thema des Ladenbackens von morgen. Aktuell fokussieren wir uns auf die prozesssichere Automatisierung des Be- und Entladens des Ladenbackofens mit unserem System „TrayMotion“, das durch die punktgenaue Entnahme der Backwaren nach Programmende das perfekte Backergebnis sichert – ohne jegliche Bedienerinteraktion.

MIWE Michael Wenz GmbH, www.miwe.de Wachtel GmbH, www.wachtel.de

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Welbilt, www.welbilt.com Werner & Pfleiderer Bakery Technologies, wwww.wp-l.de WIESHEU GmbH, www.wiesheu.de