Einsparungen beim Verpacken Gumlink steigert Effektivität mit Produktionsmanagement-Software

Als bei Gumlink A/S vor einigen Jahren die Entscheidung fiel, die Kaugummimarken zu verkaufen und stattdessen Produkte für andere Unternehmen herzustellen, brachten vor allem die Produktions- und Automationsteams die Umstellung auf den Weg. Eine Fertigung für Geschäftskunden erfordert den flexiblen Umgang mit verschiedenen Kaugummiprodukten und Verpackungen. Mit diesem Übergang zu einem B2B-Schwerpunktgeschäft musste ein Wandel in der Produktionsphilosophie einhergehen. Die Gum­link Automationsabteilung setzte von Anfang an auf einen Echtzeit-Überblick über die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE). So sollte die Produktionsleistung optimiert und die Position des Unternehmens auf dem B2B-Markt für Kaugummiprodukte gestärkt werden. Für Neugestaltung seiner Verpackungslinie entschied sich das Unternehmen für die Produktionsmanagement-Software von GE Fanuc. So entstand eine Lösung aus den Modulen Proficy Plant Applications und Proficy Historian. Die Lösung half Gumlink, auf wichtige Kennzahlen zuzugreifen, um die Prozesse zur Entscheidungsfindung zu verbessern. Auf diesem Weg konnte Produktionseffizienz um 10% erhöht werden. Außerdem wurde die Anlage flexibel und skalierbar, sodass die kurzfristige Markteinführung neuer Produkte, die Inbetriebnahme von Produktionsanlagen realisiert und die Rentabilitätsschwelle in weniger als drei Monaten erreicht wurden. Markttrends aufgreifen Gumlink wurde 1914 gegründet und hat seinen Hauptsitz in Vejle (Dänemark). Es betreibt heute ein Forschungs- und Entwicklungszentrum und hat eine flexible Produktionskapazität von 35.000t pro Jahr. Damit kann Gumlink auf Markttrends reagieren, wenn neue Produkte in großen Mengen hergestellt oder Schlüsselkunden unter den Einzelhandelsketten und Inhaber international bekannter Marken beliefert werden müssen. Produktfrische ermöglichen Die Verpackung ist das letzte Glied in der Gumlink-Produktionskette. Sie transportiert die Frische des Kundenprodukts und das Markenimage und gewährleistet ein zum Kauf anregendes Erscheinungsbild. Gumlink realisiert viele flexible Verpackungsvarianten. Darüber hinaus kann das Gumlink-Team individuelle Verpackungswünsche realisieren. Heute verpackt Gumlink auf unterschiedlichen Produktionslinien über 100 Kaugummivarianten mit verschiedenen Produktverpackungs-Kombinationen. Um den Kundenanforderungen gerecht zu werden, die sich hinsichtlich Typ und Menge regelmäßig ändern, sind eine sorgfältige Planung und effiziente Betriebsverfahren notwendig. Das Team in der Verpackungsabteilung arbeitet im Dreischichtbetrieb an fünf Tagen pro Woche. In jeder Schicht können sowohl das Produkt als auch die Verpackung mehrmals wechseln. Dabei wird ein Produktionslauf aus einer Schicht in der nächs­ten weitergeführt. Angesichts der Vielzahl der Produktionslinien, Einzelmaschinen, Produktumstellungen, Bediener und Schichtwechsel benötigte Gumlink eine Lösung, die den Verpackungsprozess automatisch und im Detail überwacht und die Informationen aus dem Betriebsablauf analysiert, um die Effizienz zu verbessern. Hier sprudeln die Innovationen Zunächst baute die Gumlink-Automationsabteilung für die Verpackungslinien ein Leistungsmesssystem auf, mit dem das Unternehmensmodell unterstützt werden sollte. Begonnen wurde mit einer Implementierung im kleinen Maßstab. \’Wir starteten ein Pilotprojekt mit dem Ziel, einen deutlichen Optimierungszuwachs zu erreichen, aber ohne schon in der ersten Phase zu sehr ins Detail zu gehen\‘, erläutert Gumlink-Projektleiter Michael Jensen. \’Wir definierten, wie unsere OEE-Kriterien aussehen sollten, wie wir zuverlässig ein neues System in die betriebliche Praxis einführen wollten und wie eine klare, aussagekräftige Visualisierung für die Mitarbeiter in der Produktion und im Management realisiert werden sollte.\‘ Dabei war es wichtig, dass Gumlink mit den künftigen Bedienern des Systems zusammenarbeiten konnte, um ihnen die Arbeitsweise zu erklären. \’Und schließlich brauchten wir eine Möglichkeit, die Ergebnisse überprüfen und den finanziellen Nutzen quantitativ erfassen zu können,\‘ fügt Jensen hinzu. Jede Verpackungslinie ist fast vollständig automatisiert und mit mehreren Maschinen bestückt. Bei Projektbeginn sollte das System folgende Informationen bereitstellen: – aktueller Maschinenstatus, – Dauer der Produktionslinien-Standzeit, – Produktverlustmenge je Station, – Gesamtproduktion je Produktionslinie. Außerdem sollte die Möglichkeit bestehen, Berichte zu erstellen und Analysen auf der Grundlage von Archiv- und Arbeitsschichtdaten durchzuführen. Das Projektteam wählte eine Verpackungslinie aus, die ihre Leistungsvorgaben nicht erfüllte und mit einem Mix aus manuellen und automatisierten Verfahrensschritten einen hohen Durchsatz erzielte. Dann wurde eine Sichtung möglicher Anbieter und Produkte im Bereich der Produktionsmanagement-Lösungen eingeleitet. Die Software sollte einfach konfigurierbar und durch Aufwärtsskalierung auf weitere Produktionslinien erweitert werden können. Außerdem sollte die Software vom Hersteller gut unterstützt und in einer offenen Architektur aufgebaut sein, damit sie Gumlink leicht in die bestehende Software- und Hardware-Infrastruktur integrieren konnte. \’Darüber hinaus wünschten wir uns einen unternehmensweiten Zugriff auf die Metriken – also war das Leistungsmerkmal \’Web-enabled\‘ ebenfalls ein wichtiges Kriterium\‘, erklärt Jensen. Zu diesem Zeitpunkt war noch keine Software oder Hardware von GE Fanuc in Betrieb, und das Efficiency-Modul von Proficy Plant Applications erzielte gute Ergebnisse. Schließlich entschied sich das Unternehmen für Proficy Plant Applications und Proficy Historian als Basis für das Pilotprojekt. Der Distributor Novotek lieferte die GE Fanuc-Software. Als Entwicklungspartner zog Gumlink den Systemintegrator Eltronic hinzu, der über Erfahrungen in der Entwicklung ähnlicher Systeme verfügte. Als erstes integrierte das Team die Maschineninseln auf der Pilotlinie in das System. Dazu wurde ein Profibus-Netzwerk für die Anbindung an eine Frontend-SPS geschaffen, was keine Unterbrechung der laufenden Produktion verursachte. Anschließend wurde von der Frontend-SPS zum vorhandenen OPC-Server eine Ethernet-Verbindung hergestellt, die als Datenpfad zu Proficy Historian diente. Die Produktionsmanagement-Lösung Proficy Plant Applications greift auf die Daten im Historian zu und erzeugt eine \’Scoreboard-Anzeige\‘, die auf einem 42\’\‘-Plasmabildschirm an der Produktionslinie dargestellt wird (Bild 3). \’Proficy Plant Applications und Proficy Historian erwiesen sich als unkompliziert zu konfigurieren und zu installieren\‘, sagt Jensen. Außerdem ermöglichte die objektorientierte Architektur der Produkte, dass die Ausweitung auf die anderen Verpackungslinien funktionieren würde, nachdem die Funktionalität auf der ersten Linie erprobt wurde. Das Scoreboard zeigt grafisch die Produktivitätskurve je Schicht sowie Schlüsselinformationen an, z.B. die aktuelle Produktivität, Stillstandszeiten der Linie, die Gesamtproduktion, die Produktion pro Minute und den Verlustanteil. Die Software erzeugt auch Berichte, in denen die Produktivitätskurve und die Stillstandszeiten dargestellt sind. Ergebnisse des Pilotprojektes Als Ergebnis aus dem Pilotprojekt konnte das Team nachweisen, dass die OEE gemessen und verbessert werden konnte. Das Scoreboard und die Berichte trugen dazu bei, alle auf der Produktionslinie erzielten Verbesserungen zu veranschaulichen. \’Das Pilotprojekt hat uns die nötigen Antworten geliefert, die eine Investition in weitere neue Hardware und Software auf acht weiteren Linien rechtfertigten\‘, erläutert Jensen. Die Leiter der Produktionslinien bedienten sich der Software, um diejenigen Schlüsselbereiche ausfindig zu machen, in denen es sich lohnte, zur Steigerung der Produktivität einzugreifen. Den Bedienern stehen aussagefähige Dokumentationen zur Verfügung, mit denen sie ihre Maßnahmen begründen und Möglichkeiten zur Verbesserung der Produktion aufzeigen können. Inzwischen ist eine zweite Generation des Pilot-Scoreboards entstanden. Sie hat eine Effizienz-Balkenanzeige, deren Farbe sich verändert, wenn sich die Effizienz der Produktionslinie aus vorgegebenen Zielbereichen heraus oder in diese Bereiche hinein bewegt. Sobald die Effizienz unter einen bestimmten Prozentsatz fällt, benachrichtigt die Software per SMS die Wartungsingenieure. Daneben bietet das Scoreboard Visualisierungen für folgende Größen: – gesamte Produktionseffizienz je Schicht, – aktuelle Effizienz, – Standzeit je Schicht, – Produktion und – Effizienzverlauf je Schicht. Die unternehmensweite Verfügbarkeit der wichtigsten Leistungsindikatoren (Key Performance Indicators, KPIs) war entscheidend für den Erfolg des Projekts. Inzwischen können die Produktionsleiter die KPIs per Internet abrufen. So können sie jede einzelne Verpackungslinie in Echtzeit überwachen und dasselbe Scoreboard aufrufen, das auch an den einzelnen Linien erscheint. Manager können außerdem Punkte im OEE-Diagramm betrachten, um Details zu möglichen Ursachen für Effizienzrückgänge aufzuspüren. Darüber hinaus entwickelte die Gumlink-Automationsabteilung eine betriebsweite Visualisierung für das Management, die jedes einzelne Produktionselement, seine OEE anzeigt und Möglichkeiten zur Echtzeit-Detailanalyse bietet. Umrüstung weiterer Maschinen Nach Umrüstung von neun Verpackungslinien erstellte Gumlink eine Gesamtbilanz des OEE-Projektes. \’Der Vergleich der Verhältnisse vor und nach Einführung der Scoreboards zeigt, dass die Produktionseffizienz um 10% gestiegen ist\‘, berichtet Jensen. \’Mit dieser OEE-Steigerung haben wir die Rentabilitätsschwelle in weniger als drei Monaten erreicht.\‘ Inzwischen rüstet das Gumlink-Team weitere sieben Linien um. Ziel ist es, durch die weitere Erhöhung der OEE die Effizienzlücke um 50% zu schließen. Gumlink wird auch weiterhin auf der Grundlage der Ergebnisse, die von der Produktionsmanagement-Software geliefert werden, die Arbeitspraktiken modifizieren und die Effektivität einzelner Maschinen und Produktionslinien verbessern.