Knorr-Bremse erhält Manufacturing Execution System

InSystems Automation hat für die Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH ein einheitliches Manufacturing Execution System (MES) am Standort Berlin-Marzahn entwickelt, das kontinuierlich weiter verbessert wird. Es ermöglicht die transparente Überwachung und Dokumentation aller Fertigungsschritte und trägt so zur Optimierung von Sicherheits- und Qualitätsstandards bei Bremsscheiben bei.

Knorr-Bremse erhält Manufacturing Execution System:
Aufgabenstellung und Kundennutzen

Knorr-Bremse ist mit über 100 Standorten in mehr als 30 Ländern der weltweit führende Hersteller von Bremssystemen für Schienen- und Nutzfahrzeuge und ein führender Anbieter sicherheitskritischer Subsysteme für Schienen- und Nutzfahrzeuge. Die Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH liefert beispielsweise die Bremsausrüstung für die U-Bahn London, Berlin oder Washington D.C. sowie für Hochgeschwindigkeitszüge wie z.B. den ICE, den Eurostar 320 oder den neuen TGV in Frankreich.

Um seinen Kunden noch höhere Sicherheits- und Qualitätsstandards zu garantieren, müssen Daten aus Produktion und Qualitätssicherung zentral zusammengeführt werden. Möglich macht das ein sogenanntes Manufacturing Execution System (MES), das die verschiedenen Parameter des Produktionsprozesses überwacht.

Ein solches Manufacturing Execution System (MES) hat InSystems Automation erfolgreich für den Knorr-Bremse Standort Berlin-Marzahn entwickelt, wo unter anderem Bremsscheiben für Schienenfahrzeuge gefertigt werden. Die Zusammenarbeit zwischen InSystems Automation und der Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH startete bereits 2012. Seitdem werden die Anwendungen abgestimmt auf die Anforderungen des Werks kontinuierlich verbessert.

Ausgangslage

Die Produktion der Bremsscheiben ist komplex. Vom Wareneingang, über die mechanischen Bearbeitung, Montage, Kommissionierung und Versand gliedert sich die Fertigung in etliche Einzelschritte. Vor der Einführung der neuen MES-Datenbank konnte die Überwachung und Dokumentation all dieser Schritte nicht explizit auf das Einzelteil heruntergebrochen werden. Recherchen zu entstandenen Fehlern waren sehr aufwändig. Das neue MES sollte hier Einheitlichkeit bei der Überwachung und Dokumentation der Fertigung herstellen.

Projektbeschreibung

Zum ersten Schritt gehörte die Entwicklung einer zentralen Datenbank, die sämtliche Prozessdaten erfasst, sowie eines Webportals mit Reporten und Konfigurationsseiten. Danach folgten einerseits die Markierung der Bremsschreiben mit jeweils zwei Code-Labeln und andererseits die Programmierung eines entsprechenden Markierungsclients, einer Computeranwendung. Hierdurch sollte die Grundlage geschaffen werden, dass jedes einzelne Einzelteil bereits vor der Anlieferung in die Fertigung alle relevanten Daten der Lieferanten zugeordnet bekommen hat. Zudem soll für jedes Einzelteil in diesem Zustand schon feststehen, was es ist und was daraus werden soll. InSystems Automation programmierte für jeden Prozessschritt eine Clientsoftware, die in vielen Fällen über Schnittstellen zur Prozessmaschine wie Montagestände inkl. Schraubequipment, Auswuchtanlagen, fertigungsbegleitende SPC-Software verfügt. Will ein Werksmitarbeiter eine Bremsscheibe bearbeiten, scannt er über die Clientsoftware den Fertigungsauftrag ab. Die Bremsscheiben sind hierzu mit Code-Labeln versehen. Die interagierenden Anlagen arbeiten dann automatisch nach den in der Datenbank hinterlegten Vorgaben, wodurch die Prozesssicherheit stark erhöht wird.

Die verschiedenen Clientprogramme kommunizieren die Daten ihrer Prozesse in die Datenbank, wo sie mit den Sollwerten verglichen werden. Hierdurch lässt sich online bereits verifizieren, ob ein Prozess die richtige Qualität hat, z. B. das notwendige Drehmoment bei Verschraubungen angewendet wird. Kommt es bei der Qualitätsprüfung zu negativen Ergebnissen, wird eine Bremsscheibe in der Datenbank durch den Client gegebenenfalls gesperrt. Somit wird vorgebeugt, dass es zur Auslieferung der Bremsscheibe kommt.

Die Markierung der Bremsschreiben erfolgt beim Logistikpartner in einer externen Halle. Dort werden die Scheiben nach Wareneingang und die markierten Scheiben zwischengelagert. Um Anlieferungen vom Logistikpartner zum Werksgelände in Berlin-Marzahn bedarfsgerecht zu realisieren, wurden in das MES eine Anlieferungssteuerung (ANS) sowie dessen Erweiterung, eine Halbzeug-Anlieferungssteuerung (HANS) implementiert, die eine taktgerechte Produktionsversorgung nach dem Pull-Prinzip ermöglichen.

Mit der ANS wurden Terminals an den Prozessmaschinen eingerichtet, auf denen die Werksmitarbeiter Bremsscheiben für den nächsten Fertigungsauftrag bestellen können. Die Bestellungen werden an den Logistikpartner kommuniziert, sodass sie automatisch auf der Ladeliste des nächsten Lkw-Transports zu Knorr-Bremse landen. Über das ANS wird ein Transportauftrag-Label für die zu transportierende Palette generiert, sodass am Terminal von Knorr-Bremse die Verfügbarkeit von Bremsscheiben in der externen Halle geprüft werden kann. Wird ein Lkw entladen, kann beispielweise ein Gabelstaplerfahrer das Label einscannen und weiß ohne Zeitverluste, wohin die Ladung zu transportieren ist.

Die Ladungsträgerkennungen helfen also der Logistik dabei, eine Belieferung einzelner Stellflächen eines Lagers zu versorgen. Dies ist von größter Bedeutung, da immer nur so viele Paletten angeliefert werden können, wie zur Verfügung stehende Lagerflächen vorhanden sind. Um die begrenzten Lagerflächen optimal zu nutzen, wird also immer nur transportiert, was in den nächsten Stunden auch verarbeitet werden kann.

Der Anforderer sieht jederzeit den Status seiner Bestellung und kann dadurch abschätzen, wann die Ware kommt. Für das Einbringen zur Stellfläche bekommt der Staplerfahrer den exakten Stellplatz visuell auf einem Handheld angezeigt. Der genaue Inhalt der einzelnen Paletten ist dabei die ganze Zeit bekannt, genau wie der Zielort. So kann später bei Recherchen auch der gesamte Weg durch die Produktion am Einzelteil nachvollzogen werden.

Kundenvorteile:
  • Die Verwechslungsgefahr sinkt und Fehler können reduziert werden.
  • Die Qualität steigt durch konsequente Rückverfolgung. So können beispielsweise Bremsscheiben, die auf Kontrolle warten, keinen Prozessschritt überspringen.
  • Es ergibt sich eine höhere Transparenz für die Auftragsabarbeitung aus Reporten durch die Nutzung von Dashboards, die Durchlaufzeiten für Produkte darstellen.
  • Die MES Datenbank wird kontinuierlich durch einen System- und Service-Vertrag erweitert.
  • Die Vollständigkeit der zu verbauenden Teile wird an Montageplätzen durch Pick-2-Light Sensoren und andere technische Hilfsmittel kontrolliert.
  • Es erfolgt eine Positions- und Kamera gestützte Abfrage und Drehmomentüberprüfung der Verschraubung.
  • Für die Schrauber selbst werden durch das System regelmäßige interne und externe Kalibrierungen angefordert. Werden diese nicht durchgeführt oder nicht bestanden, schaltet sich die Anlage ab.
  • Das ANS-Modul in der MES verringert den Bestand auf der Fläche im Knorr-Bremse Werk in Berlin-Marzahn, wodurch die Ordnung, Sauberkeit und Prozess-Sicherheit erhöht werden.
  • Die Applikation ermöglicht die Integration eines autonom navigierenden Transportroboters für den Transport von Paletten auf dem Gelände über das ANS-Modul.

Quelle Beitragsfoto: Knorr-Bremse

Weiterführende Links:

Link zu Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH

https://www.knorr-bremse.de/de/railvehicles/einleitung.jsp

Link zu weiteren Anwendungsberichten: