Einführung der Betriebsdatenerfassung und der Maschinendatenerfassung bei der Firma Oculus Optikgeräte GmbH, Wetzlar
©2009
Diplomarbeit
90 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Einleitung:
Der steigende Wettbewerbsdruck und die immer höher werdenden Qualitätsansprüche der Kunden an Produkte und Dienstleistungen veranlassen Unternehmen, ihre Produktions- und Einsatzplanung von Personal und Maschinen stetig anzupassen und zu verbessern. Dabei stehen im Wesentlichen die Unternehmensziele Steigerung der Wirtschaftlichkeit, Erhaltung der Konkurrenzfähigkeit und Erhöhung der Produktivität im Vordergrund.
Gleichzeitig sollen die Kundenforderungen nach Termintreue, Qualität und wettbewerbsfähigem Preis erfüllt werden. Die Anforderungen der Kunden stehen jedoch nicht unmittelbar mit den Unternehmenszielen im Einklang. So kollidiert zum Beispiel der Kundenwunsch Produktvariation und -vielfalt mit dem Unternehmensziel Produktivitätserhöhung, welches durch lange und ununterbrochene Maschinenlaufzeiten effektiv erreicht werden kann. Um diese unterschiedlichen Ziele miteinander zu vereinen und optimal aufeinander abzustimmen, das heißt, eine effiziente Herstellung von Produkten gemäß den Kundenanforderungen zu erreichen, ist eine sinnvolle Produktionsplanung notwendig. Die Produktionsplanung und die Steuerung von Aufträgen erfordert eine lückenlose Transparenz des Betriebsgeschehens. Diese Transparenz wird durch den Einsatz der Betriebsdatenerfassung (im Folgenden BDE) und der Maschinendatenerfassung (im Folgenden MDE) hergestellt, sodass eine schnelle Reaktion auf veränderte Gegebenheiten und eine effiziente Ressourcenausnutzung gewährleistet wird.
Abbildung 1 zeigt die klassische Fertigungssteuerung in der Produktion unter Einsatz eines Enterprise Resource Planning Systems (im Folgenden ERP) in Form eines Regelkreises. Das ERP-System gibt die Sollgrößen als so genannte ERP-Vorgabe anhand von Mengen, Terminen und zu fertigenden Produkten vor. Diese ERP-Vorgaben sind mittels Stellgrößen in Form von Maßnahmen herzustellen.
Im Rahmen der Produktion der vorgegebenen Menge (Sollgröße) können unvorhersehbare Störgrößen durch externe oder interne Prozesseinflüsse eintreten, die sich auf das Prozessergebnis (Anzahl der gefertigten Produkte, Datum der Fertigstellung, Qualität) auswirken. Die Störgrößen und deren Auswirkungen werden durch das ERP-System nicht registriert, da hier keine direkte Verbindung zu diesem vorhanden ist. Das Prozessergebnis wird in Form von Aufschreibungen und Beobachtungen durch den MA an das ERP-System gemeldet. Auf dieser Grundlage entscheidet die Produktionsleitung, in welcher Weise (Nachproduktion […]
Der steigende Wettbewerbsdruck und die immer höher werdenden Qualitätsansprüche der Kunden an Produkte und Dienstleistungen veranlassen Unternehmen, ihre Produktions- und Einsatzplanung von Personal und Maschinen stetig anzupassen und zu verbessern. Dabei stehen im Wesentlichen die Unternehmensziele Steigerung der Wirtschaftlichkeit, Erhaltung der Konkurrenzfähigkeit und Erhöhung der Produktivität im Vordergrund.
Gleichzeitig sollen die Kundenforderungen nach Termintreue, Qualität und wettbewerbsfähigem Preis erfüllt werden. Die Anforderungen der Kunden stehen jedoch nicht unmittelbar mit den Unternehmenszielen im Einklang. So kollidiert zum Beispiel der Kundenwunsch Produktvariation und -vielfalt mit dem Unternehmensziel Produktivitätserhöhung, welches durch lange und ununterbrochene Maschinenlaufzeiten effektiv erreicht werden kann. Um diese unterschiedlichen Ziele miteinander zu vereinen und optimal aufeinander abzustimmen, das heißt, eine effiziente Herstellung von Produkten gemäß den Kundenanforderungen zu erreichen, ist eine sinnvolle Produktionsplanung notwendig. Die Produktionsplanung und die Steuerung von Aufträgen erfordert eine lückenlose Transparenz des Betriebsgeschehens. Diese Transparenz wird durch den Einsatz der Betriebsdatenerfassung (im Folgenden BDE) und der Maschinendatenerfassung (im Folgenden MDE) hergestellt, sodass eine schnelle Reaktion auf veränderte Gegebenheiten und eine effiziente Ressourcenausnutzung gewährleistet wird.
Abbildung 1 zeigt die klassische Fertigungssteuerung in der Produktion unter Einsatz eines Enterprise Resource Planning Systems (im Folgenden ERP) in Form eines Regelkreises. Das ERP-System gibt die Sollgrößen als so genannte ERP-Vorgabe anhand von Mengen, Terminen und zu fertigenden Produkten vor. Diese ERP-Vorgaben sind mittels Stellgrößen in Form von Maßnahmen herzustellen.
Im Rahmen der Produktion der vorgegebenen Menge (Sollgröße) können unvorhersehbare Störgrößen durch externe oder interne Prozesseinflüsse eintreten, die sich auf das Prozessergebnis (Anzahl der gefertigten Produkte, Datum der Fertigstellung, Qualität) auswirken. Die Störgrößen und deren Auswirkungen werden durch das ERP-System nicht registriert, da hier keine direkte Verbindung zu diesem vorhanden ist. Das Prozessergebnis wird in Form von Aufschreibungen und Beobachtungen durch den MA an das ERP-System gemeldet. Auf dieser Grundlage entscheidet die Produktionsleitung, in welcher Weise (Nachproduktion […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Eugen Wittlif
Einführung der Betriebsdatenerfassung und der Maschinendatenerfassung bei der
Firma Oculus Optikgeräte GmbH, Wetzlar
ISBN: 978-3-8366-4093-0
Herstellung: Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2010
Zugl. Fachhochschule Gießen-Friedberg, Gießen, Deutschland, Diplomarbeit, 2009
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http://www.diplomica.de, Hamburg 2010
ii
Ich werde meine Scheunen abreißen und größere bauen; dort werde
ich mein ganzes Getreide und meine Vorräte unterbringen. Dann kann
ich zu mir selber sagen: Nun hast du einen großen Vorrat, der für viele
Jahre reicht. Ruh dich aus, iss und trink und freu dich des Lebens!
Da sprach Gott zu ihm: Du Narr!
Lukas 12, 19
iii
Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis ... vi
Abkürzungsverzeichnis ... vii
1 Einleitung ... 8
1.1 Ausgangssituation und Problemstellung ... 8
1.2 Zielsetzung der Arbeit ... 12
1.3 Aufbau der Arbeit ... 12
2 Theoretische und praktische Grundlagen ... 14
2.1 Grundlagen der Betriebsdatenerfassung ... 14
2.1.1 Arten und Verwendung von Betriebsdaten ... 14
2.1.2 Einsatzmöglichkeiten der BDE im Unternehmen ... 15
2.1.3 Funktionsprinzip der BDE ... 17
2.1.4 Auswertungs- und Darstellungsmöglichkeiten ... 21
2.2 Grundlagen der Maschinendatenerfassung ... 23
2.2.1 Arten und Verwendung von Maschinendaten ... 24
2.2.2 Einsatzmöglichkeiten der MDE im Unternehmen ... 24
2.2.3 Funktionsprinzip der MDE ... 25
2.2.4 Auswertungs- und Darstellungsmöglichkeiten ... 26
2.3 Kritische Betrachtung ... 30
2.3.1 Vorteile der Betriebs- und Maschinendatenerfassung ... 30
2.3.2 Nachteile der Betriebs- und Maschinendatenerfassung ... 32
3 Rahmenbedingungen im Unternehmen ... 33
3.1 Darstellung der OCULUS Optikgeräte GmbH, Wetzlar ... 33
3.2 Stellenwert der Datenerfassung bei OCULUS ... 35
3.3 Rahmenbedingungen der Datenerfassung bei OCULUS ... 35
3.3.1 Einsatzgebiete ... 35
3.3.2 Zielsetzung ... 37
iv
4 Einführung der Betriebs- und Maschinendatenerfassung bei
OCULUS ... 38
4.1 Projektvorbereitung ... 38
4.2 Ermittlung und Darstellung des Ist-Zustandes ... 40
4.2.1 Ablauforganisation in der Fertigung und Montage ... 40
4.2.2 Vorhandene Ressourcen ... 43
4.2.2.1 Personal ... 43
4.2.2.2 Maschinen ... 43
4.2.2.3 Datenbanken und Systeme ... 44
4.3 Analyse des Ist- Zustandes ... 45
4.4 Erarbeitung eines Soll-Zustandes ... 49
4.4.1 Bedingungen für die Erarbeitung des Soll-Zustandes ... 49
4.4.2 Darstellung des Soll-Zustandes ... 50
4.4.2.1 Transparenz im Fertigungsprozess ... 51
4.4.2.2 Entwicklung eines Resource Planning Systems ... 52
4.4.2.3 Leistungsgerechte Entlohnung ... 55
4.5 Machbarkeitsanalyse ... 58
4.5.1 Überprüfung der betrieblichen Voraussetzungen... 58
4.5.1.1 Einbindung der vorhandenen Ressourcen ... 59
4.5.1.2 Modifikation der vorhandenen Ressourcen ... 59
4.5.2 Überprüfung der technischen Voraussetzungen ... 60
4.6 Ausgestaltung des Soll-Zustandes ... 61
4.6.1 Betriebliche Lösung für die Betriebsdatenerfassung ... 61
4.6.2 Betriebliche Lösung für die Maschinendatenerfassung ... 66
4.6.3 Technische Lösung zur Anbindung an weitere Systeme ... 70
4.7 Implementierung der Betriebs- und Maschinendatenerfassung im
Unternehmen ... 71
4.7.1 Maßnahmenplanung ... 71
4.7.2 Umsetzung der Maßnahmen ... 72
4.8 Analyse der Implementierung ... 75
v
5 Resümee und Ausblick ... 78
5.1 Resümee ... 78
5.2 Ausblick ... 80
Literaturverzeichnis ... 81
Anhang ... 83
vi
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Fertigungsregelkreis in einem klassischen Fertigungsunternehmen ... 9
Abb. 2: Fertigungsregelkreis mit einer BDE/MDE... 10
Abb. 3: Vereinfachter Ablauf einer Betriebsdatenerfassung ... 17
Abb. 4: Darstellungsmöglichkeit des Auftragsfortschritts ... 22
Abb. 5: An- und Abwesenheitsübersicht der MA ... 23
Abb. 6: Statusmonitor ... 28
Abb. 7: Maschinenlaufzeit-Diagramm ... 29
Abb. 8: Zieloptimum ... 40
Abb. 9: Ablauf bei Bearbeitung eines Produktionsauftrags ... 41
Abb. 10: Geplanter Prozessablauf im Unternehmen ... 50
Abb. 11: Leitfaden zur Entwicklung eines RPS... 53
Abb. 12: Muster einer Bewertungsmatrix im Prämienlohnmodell ... 57
Abb. 13: Vereinfachter Ablauf der mobilen BDE ... 63
Abb. 14: Betriebsdatenerfassung an fest integrierten Terminals ... 64
Abb. 15: Vereinfachter Ablauf der MDE ... 67
Abb. 16: Statusmonitor ... 68
Abb. 17: Maschinenlaufzeit-Diagramm ... 69
Abb. 18: Produktbeschreibung ,,Timeboy III" ... 83
Abb. 19: Transponderchip ... 83
Abb. 20: Ablaufdiagramm der mobilen BDE ... 84
Abb. 21: Produktbeschreibung ,,IT 860" ... 85
Abb. 22: Ablaufdiagramm der stationären BDE ... 86
Abb. 23: Terminal der MDE ... 87
Abb. 24: Ablaufdiagramm der MDE ... 88
vii
Abkürzungsverzeichnis
AV
Arbeitsvorbereitung
BDE
Betriebsdatenerfassung
CIM
Computer
Integrated
Manufacturing
CNC
Computerized
Numerical
Control
CPU
Central Processing Unit, Hauptprozessor in einem
Computer
DNC
Distributed
Numerical
Control
EN
Europäischen
Normen
ERP
Enterprise
Resource
Planning
ISO
Internationale
Organisation
für
Normung
MA
Mitarbeiter
MDE
Maschinendatenerfassung
MES
Manufacturing
Execution
System
MHz
Megahertz
OCULUS
OCULUS
Optikgeräte
GmbH,
Wetzlar
PPS
Produktionsplanungs-
und
Steuerungssysteme
PZE
Personalzeiterfassung
RPS
Resource
Planning
System
SQL
Structured Query Language, Abfragesprache für
relationale Datenbanken
WLAN Wireless LAN, Netzwerk auf Basis von Funkwellen
8
1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation und Problemstellung
Der steigende Wettbewerbsdruck und die immer höher werdenden Quali-
tätsansprüche der Kunden an Produkte und Dienstleistungen veranlassen
Unternehmen, ihre Produktions- und Einsatzplanung von Personal und Maschinen
stetig anzupassen und zu verbessern. Dabei stehen im Wesentlichen die
Unternehmensziele Steigerung der Wirtschaftlichkeit, Erhaltung der
Konkurrenzfähigkeit und Erhöhung der Produktivität im Vordergrund.
1
Gleichzeitig
sollen die Kundenforderungen nach Termintreue, Qualität und
wettbewerbsfähigem Preis
erfüllt werden. Die Anforderungen der Kunden stehen
jedoch nicht unmittelbar mit den Unternehmenszielen im Einklang. So kollidiert
zum Beispiel der Kundenwunsch Produktvariation und -vielfalt mit dem
Unternehmensziel Produktivitätserhöhung, welches durch lange und
ununterbrochene Maschinenlaufzeiten effektiv erreicht werden kann.
2
Um diese
unterschiedlichen Ziele miteinander zu vereinen und optimal aufeinander
abzustimmen, das heißt, eine effiziente Herstellung von Produkten gemäß den
Kundenanforderungen zu erreichen, ist eine sinnvolle Produktionsplanung
notwendig. Die Produktionsplanung und die Steuerung von Aufträgen erfordert
eine lückenlose Transparenz des Betriebsgeschehens. Diese Transparenz wird
durch den Einsatz der Betriebsdatenerfassung (im Folgenden BDE) und der
Maschinendatenerfassung (im Folgenden MDE) hergestellt, sodass eine schnelle
Reaktion auf veränderte Gegebenheiten und eine effiziente Ressourcenausnutzung
gewährleistet wird.
Abbildung 1 zeigt die klassische Fertigungssteuerung in der Produktion unter
Einsatz eines Enterprise Resource Planning Systems
3
(im Folgenden ERP) in Form
eines Regelkreises. Das ERP-System gibt die Sollgrößen als so genannte ERP-
1
Vgl. Meffert/Burmann/Kirchgeorg (2007), S. 244.
2
Vgl. Kletti (2007), S. 1.
3
Enterprise Resource Planning System, bezeichnet die unternehmerische Aufgabe, die in einem
Unternehmen vorhandenen Ressourcen (Kapital, Betriebsmittel oder Personal) möglichst
effizient für den betrieblichen Ablauf einzusetzen.
9
Vorgabe anhand von Mengen, Terminen und zu fertigenden Produkten vor. Diese
ERP-Vorgaben sind mittels Stellgrößen in Form von Maßnahmen herzustellen.
Im Rahmen der Produktion der vorgegebenen Menge (Sollgröße) können
unvorhersehbare Störgrößen durch externe oder interne Prozesseinflüsse eintreten,
die sich auf das Prozessergebnis (Anzahl der gefertigten Produkte, Datum der
Fertigstellung, Qualität) auswirken. Die Störgrößen und deren Auswirkungen
werden durch das ERP-System nicht registriert
,
da hier keine direkte Verbindung
zu diesem vorhanden ist. Das Prozessergebnis wird in Form von Aufschreibungen
und Beobachtungen durch den MA an das ERP-System gemeldet. Auf dieser
Grundlage entscheidet die Produktionsleitung, in welcher Weise (Nachproduktion
oder Abschluss der Produktion) auf die unvorhergesehenen Prozesseinflüsse
reagiert wird.
Abb. 1: Fertigungsregelkreis in einem klassischen Fertigungsunternehmen
4
Charakteristisch für die klassische Fertigungssteuerung sind demnach ein langer
Informationsweg über aufgetretene Störgrößen sowie die Vorgabe von Sollgrößen
ohne Berücksichtigung von veränderten Situationen (Auftragsfortschritt,
Rückstände sowie Maschinen- und Werkzeugzustand).
5
4
Abbildung entnommen aus: Kletti (2007), S. 5.
5
Vgl. Kletti (2007), S. 4 ff.
10
Genau an diesen Schwachstellen der klassischen Fertigungssteuerung setzen die
BDE und MDE an. Anhand der folgenden Abbildung ist erkennbar, wie die BDE
und MDE in einem Unternehmen eine höhere Transparenz im Prozessablauf
erzeugt.
Abb. 2: Fertigungsregelkreis mit einer BDE/MDE
6
Der Produktionsablauf ist identisch zur Abbildung 1 des klassischen
Fertigungskreises mit dem Unterschied, dass er von der BDE und MDE
kontinuierlich begleitet wird. Die BDE und MDE erfassen laufend die
Produktionsdaten und nehmen permanent Messungen aller Prozesseinflüsse vor.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Produktionsdaten manuell zu erfassen,
jedoch ist die Ermittlung der Daten auf diese Weise zeitintensiver als eine
systemseitige Ermittlung. Die Daten würden bei manueller Ermittlung somit erst
zeitlich verzögert zur Verfügung stehen. Weiterhin ist die manuelle Erfassung
kostenintensiver und ab einer bestimmten Unternehmensgröße nur noch mit
erheblichem Aufwand durchführbar. Dementsprechend interessant ist ein
computergestütztes System (BDE-/MDE-System) für Unternehmen, das einen
möglichst großen Teil des Betriebsgeschehens erfassen und auswerten kann.
Störgrößen werden direkt registriert und die Stellgrößen im Produktionsablauf
6
Abbildung modifiziert entnommen aus: Kletti (2007), S. 6.
11
können rechtzeitig den veränderten Situationen angepasst werden, um trotz
störender Einflüsse ein Produktionsergebnis zu erreichen, das der Sollgröße
entspricht. Im Gegensatz zur klassischen Fertigungssteuerung sind die
Informationswege über aufgetretene Störungen kurz und Situationsveränderungen
werden im Produktionsablauf berücksichtigt; eine effektive Steuerung von
Aufträgen wird dadurch ermöglicht.
Trotz der offensichtlichen Stärken der BDE-/MDE-Systeme müssen jedoch auch
eventuell auftretenden Problemstellungen berücksichtigt werden.
Die erste Problematik, die sich im Zusammenhang mit der Einführung von BDE-
/MDE-Systemen darstellt, ist die genaue Definition der Daten, die für das
Unternehmen eine hohe Transparenz bedeuten und durch deren Kenntnis die
Prozessabläufe nachhaltig verbessert werden können. Die benötigten Daten
werden dabei im Rahmen einer Untersuchung der strategischen Ziele der
Unternehmens (z.B. Prämienentlohnung der MA, Verbesserung der
Fertigungssteuerung oder exakte Nachkalkulation) ermittelt.
Eine Modernisierung der klassischen Fertigungssteuerung durch die Integration
von BDE-/MDE-Systemen im Prozessablauf bedeutet für ein Unternehmen
zunächst einen zeitlichen und finanziellen Aufwand. Dieser Aufwand stellt häufig
ein Hemmnis für die Einführung von BDE-/MDE-Systemen dar, insbesondere
wenn die bisherigen Methoden der Unternehmensleitung keinen Anlass zur
Besorgnis der Unternehmensfortführung gaben. Ein ,,Hat doch bisher auch immer
geklappt!" oder ,,Was das wieder kostet!" ist diesbezüglich nicht selten zu hören.
Auch die Befürchtungen der Belegschaft vor Kontrolle und Überwachung durch
die Unternehmensleitung können die Einführung von BDE/MDE erschweren.
Weitere Probleme können sich ergeben, wenn
die Maschinen in der Produktion
des Unternehmens nicht mehr dem aktuellen Stand der Technik entsprechen und
umfangreiche Anpassungsmaßnahmen notwendig wären. Eine Herausforderung
dabei ist, die verschiedenen Teilsysteme, die bereits im Unternehmen vorhanden
sind, mit den neu einzuführenden Systemen an den richtigen Schnittstellen zu
verbinden, da diese nur bei Kompatibilität Daten austauschen können und
einwandfrei funktionieren. Erschwerend kommt hinzu, dass die Systeme oft auf
12
verschiedenen Plattformen laufen und sich die Benutzeroberflächen unter-
scheiden.
7
Eine sorgfältige Vorbereitung der Implementierung von BDE-/MDE-Systemen
sowie eine transparente Kommunikation im Unternehmen sind deshalb
grundlegende Voraussetzungen für eine Verbesserung des Produktionsablaufs mit
derartigen Systemen.
1.2 Zielsetzung der Arbeit
Das Hauptziel der vorliegenden wissenschaftlichen Arbeit ist die transparente und
übersichtliche Ausarbeitung einer technischen Lösung zur erfolgreichen
Einführung eines funktionsfähigen BDE-/MDE-Systems an dem praktischen
Beispiel eines mittelständischen Produktionsbetriebes in Deutschland.
Um das angestrebte Hauptziel zu erreichen, werden folgende Unterziele abgeleitet:
Erstens ist ein individuell auf das Unternehmen abgestimmtes Sollkonzept zu
erarbeiten, und nach dem Abgleich mit dem Ist-Zustand sind detaillierte
Maßnahmen zur Erreichung des Sollzustands zu definieren (Projektplan). Zweitens
sollen für die im Rahmen des Projektablaufs auftretenden kritischen Größen und
Problemfelder Lösungen gefunden werden, die schnellstmöglich in den
Projektplan eingearbeitet werden, um eine reibungslose Einführung der Systeme
zu gewährleisten sowie zeitliche Verzögerungen zu vermeiden.
Das dritte Unterziel besteht in diesem Zusammenhang darin, die Vorbereitung der
Mitarbeiter auf die Einführung der Systeme zu gestalten.
Die Arbeit beinhaltet keine Kosten-Nutzen-Analyse der Einführung von BDE und
MDE im Unternehmen. Die Entscheidung der Einführung wurde von der
Geschäftsführung bereits im Jahr 2008 getroffen.
1.3 Aufbau der Arbeit
Diese wissenschaftliche Arbeit gliedert sich in fünf Kapitel.
Im ersten Kapitel erfolgt zunächst eine Einleitung in das zu untersuchende Thema
sowie die Darstellung der Zielsetzung der Arbeit.
7
Vgl. Mülder/Störmer (1995), S. 188 ff.
13
Mit Kapitel 2 werden die theoretischen Grundlagen der Betriebs- und
Maschinendatenerfassung dem Untersuchungs- und Dokumentationsteil der Arbeit
vorangestellt. Der Leser erhält einen Überblick über Eigenschaften,
Funktionsprinzip, Auswertungs- und Darstellungsmöglichkeiten sowie den
Einsatzmöglichkeiten im Unternehmen der BDE und MDE. Weiterhin erfolgt eine
kritische Betrachtung der Vor- und Nachteile beider Verfahren.
Darauf aufbauend werden in Kapitel 3 die Rahmenbedingungen im einführenden
Unternehmen erörtert. Diese umfassen eine kurze Unternehmensbeschreibung
sowie die Darstellung des Stellenwertes der Datenerfassung in diesem
Unternehmen.
Anschließend erfolgt in Kapitel 4, als Kern der Arbeit, eine Einführung in das
Projekt sowie die Ermittlung und Analyse des Ist-Zustandes. Im Fokus der
Ermittlung des Ist-Zustandes stehen die vorhandenen Ressourcen des
Unternehmens. Darüber hinaus wird die Ausarbeitung des Soll-Zustandes
dargestellt und darauf folgend eine Gegenüberstellung des Ist-Zustandes zu dem
Soll-Zustand vorgenommen, um die notwendigen Umsetzungsmaßnahmen für das
Projekt daraus abzuleiten. Im Rahmen einer Machbarkeitsanalyse erfolgt
insbesondere eine Prüfung der technischen Voraussetzungen und der
Modifikationsmöglichkeiten der vorhandenen Ressourcen. Nach dieser Analyse
wird sowohl auf die Vorstellung der technischen Lösung für die Einführung der
beiden Systeme als auch das Implementierungskonzept der BDE und MDE im
einführenden Unternehmen übergeleitet. Im Zusammenhang mit der Vorstellung
der technischen Lösung wird auch auf die Schnittstellen zu bereits vorhandenen
Systemen im Unternehmen eingegangen. In der Maßnahmenplanung werden
neben den technisch umzusetzenden Vorgängen auch Maßnahmen zur
Vorbereitung der Mitarbeiter auf BDE und MDE aufgezeigt.
Abschließend wird in Kapitel 5 ein Resümee gezogen sowie ein Ausblick in die
Zukunft gegeben. Mögliche Entwicklungen und Perspektiven der BDE und MDE
werden dabei beleuchtet. Darüber hinaus wird das Erreichen der Zielsetzung
überprüft.
14
2 Theoretische und praktische Grundlagen
Im folgenden Kapitel werden die theoretischen Grundlagen der Betriebs- und
Maschinendatenerfassung zum besseren Verständnis des anschließenden
Untersuchungs- und Dokumentationsteils erläutert. Danach folgt eine kritische
Betrachtung der Vor- und Nachteile der beiden Systeme.
2.1 Grundlagen der Betriebsdatenerfassung
Die Betriebsdatenerfassung (BDE) umfasst alle Maßnahmen, die notwendig sind,
um Betriebsdaten unterschiedlicher Art zu erfassen und in maschinell
verarbeitbarer Form bereitzustellen.
8
Betriebsdaten sind Informationen, die
während des täglichen Betriebs in einem Unternehmen anfallen wie z.B.
Maschinenzustände oder Materialbestände. Die BDE schafft die Grundlage für die
Informations- und Auswertungssysteme in der Fertigung, der Produktion und bei
Prozessketten. Darüber hinaus liefert die BDE wichtige Informationen aus dem
Betriebsgeschehen (An- und Abwesenheitszeiten der MA) für den Bereich
Personalmanagement oder das Controlling (für die Auftragsnachkalkulation).
Die BDE ist ein Oberbegriff für eine ganze Reihe von einzelnen
Erfassungsverfahren wie Maschinendatenerfassung (MDE), Auftrags-, Prozess-,
Qualitäts-, Kantinendatenerfassung, Personalzeiterfassung (PZE) sowie
Zutrittskontrolle usw.
9
Der genaue Leistungsumfang der Betriebsdatenerfassung
hängt im Wesentlichen von dem gewählten Betriebsdatenerfassungssystem (BDE-
System) ab.
Mit Betriebsdatenerfassungssystemen ist in dieser Arbeit sowohl die Software als
auch Hardware (BDE-Terminal) gemeint, die erforderlich ist, um die Aufgaben
der BDE zu erfüllen.
2.1.1 Arten und Verwendung von Betriebsdaten
Als Betriebsdaten bezeichnet man im engeren Sinne folgende im Laufe des
Produktionsprozesses anfallende Daten:
8
Vgl. Kurbel (2005), S. 298.
9
Vgl. Roschmann/Junghanns (1993), S. 7.
15
· Auftragsdaten: diese sind im Hinblick auf die Transparenz in der
Fertigungssituation für das Unternehmen sehr wichtig. Um eine
Fortschrittskontrolle für einen laufenden Auftrag zu erhalten, müssen die
jeweils notwendigen Auftragsdaten verfügbar, fehlerfrei und aktuell sein.
Auftragsdaten beinhalten z.B. die Start- und Endzeiten von Arbeitsgängen,
Bearbeitungszustände, gefertigte Stückzahlen oder Materialeinsatz (Art,
Menge).
10
· Personaldaten: umfassen u.a. die An- und Abwesenheitszeiten der
Mitarbeiter. In diesem Zusammenhang spielen jedoch auch die zeitliche
Zuordnung der Mitarbeiter (z.B. Rüstzeit an einer Maschine oder
Bearbeitungszeit für einen Auftrag) sowie die Art der Tätigkeit, die sie in
ihrer Anwesenheit verrichten (z.B. Warten, Rüsten oder Bearbeiten), eine
wichtige Rolle. Die Personaldaten dienen häufig als Grundlage für die
Leistungsentlohnung (Akkord- und Prämienlohnsysteme) und die
Kalkulation.
11
· Lager- und Materialdaten: enthalten Informationen über Zugänge,
Bestände und Verbrauch von Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen.
12
· Qualitätsdaten: diese Daten dienen der Qualitätsüberwachung und
-sicherung.
13
Sie beinhalten Prüf- und Messwerte wie Temperatur, Druck
oder Spannung sowie verschiedene Daten aus der Qualitätsanalyse (z.B.
Fehlerkennziffern oder Ausschussgründe).
14
Zur Erfassung solcher Daten für die BDE werden häufig Identifikationsnummern
verwendet. Diese werden als so genannte Ident-Nummern bezeichnet und
enthalten gespeicherte Informationen in Form der oben genannten Betriebsdaten.
2.1.2 Einsatzmöglichkeiten der BDE im Unternehmen
Die BDE ist in vielen Bereichen in einem Unternehmen einsetzbar, denn
grundsätzlich können in jedem Unternehmen Daten erfasst werden. Die
Betriebsdatenerfassung (insbesondere die Zeiterfassung) ist neben der
10
Vgl. Kurbel (2005). S. 299.
11
Vgl. ebenda.
12
Vgl. ebenda.
13
Vgl. Mülder/Störmer (1995), S. 7.
14
Vgl. Kurbel (2005), S. 299 ff.
16
Zutrittskontrolle seit langem ein fundamentales Hilfsmittel der betrieblichen
Organisation. Die Unternehmen setzen sie ein, um Basisdaten für die Lohn- und
Gehaltsabrechnung zu erhalten, Aufträge nachzukalkulieren und damit detaillierte
Daten für zukünftige Planungen zu erhalten, Aufwendungen den Erträgen
gegenüberzustellen und die Effizienz der Unternehmensabläufe zu verbessern.
Die BDE ist nicht nur auf die Herstellung von Produkten anwendbar, sondern auch
auf Handel, Dienstleistungen und Verwaltungen.
15
Die erfassten und ausgewerteten Betriebsdaten dienen vor allem der Unterstützung
der folgenden Bereiche im Unternehmen:
· Produktion: Produktionsüberwachung und -steuerung, frühzeitiges
Erkennen von Engpässen und damit rechtzeitiges Einleiten von
Gegenmaßnahmen zur Beseitigung von Störungen.
· Disposition: Abfrage der Verfügbarkeit der MA, Material, Maschinen und
Werkzeug für die anstehenden Aufträge.
· Controlling: Kostenrechnung und exakte Auftragsnachkalkulation.
· Personalabteilung: Die manuelle, zeitintensive und fehleranfällige
Zeitabrechnung und -verwaltung der MA entfällt.
16
Die BDE ist
Grundlage für die Personaleinsatzplanung sowie leistungsorientierte
Entlohnung.
· Geschäftsführung: Planung strategischer Ziele.
· Vertrieb: Auskunft über Lieferzeiten und Einhaltung der Liefertermine an
den Kunden.
· Einkauf: Vorausschauende Bestellung von Fertigungsmaterial.
· Lagerverwaltung/Logistik: Reduzierung der Kapitalbindung durch exakte
Information über Bestand, Zu- und Abgänge an fertigen und halbfertigen
Teilen sowie Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen und damit eine effiziente
Logistiksteuerung.
17
·
Qualitätsmanagement: Verbesserung der Qualität der Fertigungsprozesse
und in diesem Zusammenhang Verbesserung der Produktqualität.
18
15
Vgl. Roschmann/Junghanns (1993), S. 4.
16
Vgl. Brauckmann (2002), S. 125.
17
Quelle: http://www.sage.de/partnerloesungen/P459/Mobile Datenerfassung.pdf, abgerufen am
11. Juni 2009.
18
Vgl. Kletti (2007), S. 112.
17
2.1.3 Funktionsprinzip der BDE
Wie in Kapitel 2.1 erwähnt, gibt es eine Vielzahl verschiedener Systeme, mit
denen die unterschiedlichen in Kapitel 2.1.1 genannten Arten von Betriebsdaten
erfasst werden können. Die folgende Abbildung zeigt den vereinfachten Ablauf
der BDE, der allen Arten von BDE-Verfahren zu Grunde liegt.
Abb.
3: Vereinfachter Ablauf einer Betriebsdatenerfassung
19
Die genaue und zeitnahe Ermittlung des Betriebsgeschehens beginnt auf der
Erfassungsebene. Hier erfolgt die Erfassung der Betriebsdaten über
unterschiedliche Eingabemedien (Tastatur, Scanner oder Sensoren) am
Entstehungsort (Datenquelle) mit Hilfe von BDE-Terminals. BDE-Terminals sind
entweder tragbar (mobil) oder verfügen über einen festen Standort (stationär).
20
Neben der manuellen Eingabe von Daten in die BDE-Terminals ist auch eine
automatische Erfassung, z.B. von Maschinendaten, möglich.
Die BDE-Terminals senden sowohl die eingegebenen Daten (in der Regel durch
die MA) als auch soweit erwünscht voreingestellte Daten wie Uhrzeit, Datum
19
Vgl. Mülder/Störmer (1995), S. 15.
20
Vgl. Kurbel (2005), S. 306.
18
und Standort des jeweiligen Terminals automatisch an einen Server (Datenbank)
weiter (so genannte Steuerungsebene). Die mobilen Terminals speichern die
aufgenommen Daten zunächst lokal und übermitteln sie (per Bluetooth, Infrarot
oder Funk) in regelmäßigen Abständen an den Server. Die stationären Terminals
sind direkt über ein Netzwerk mit dem Server verbunden, dem sie permanent die
aktuellen Daten weiterleiten.
21
Der Server speichert die Daten und stellt sie anderen Systemen (wie z.B. ERP,
PPS
22
oder CIM
23
) über eine Schnittstelle zur Verfügung (so genannte System-
Ebene).
24
Die Systeme werten die empfangenen Daten aus und bilden sie in
unterschiedlichen vordefinierten Diagrammen oder Tabellen (so genannte
Auswertungsebene) ab.
Eine Möglichkeit der Datendarstellung ist die Visualisierung dieser an einem
Leitstand. Ein Leitstand ist eine technische Einrichtung zur Unterstützung bei der
Lenkung und Leitung eines Prozesses. In der Fertigung kommt dabei oft eine
Plantafel oder ein Bildschirm in einer leicht lesbaren Größe zum Einsatz. Dabei
wird zum Beispiel die Auftragsreihenfolge in Balkenform oder der aktuelle Status
der Maschinen angezeigt. Der Leitstand liefert der Produktionsleitung ein
zeitnahes Abbild des aktuellen Betriebsgeschehens und ermöglicht eine
vereinfachte Rückmeldung des Auftragsfortschritts an die Produktionsplanung und
die Produktionslogistik.
Im Folgenden werden die Besonderheiten der Personalzeiterfassung (PZE) und
der Auftragsdatenerfassung erläutert, da diese Arten von Erfassungsverfahren am
häufigsten in Unternehmen eingesetzt werden und zum Verständnis der
vorliegenden Diplomarbeit beitragen.
Die PZE erfasst elektronisch die An- und Abwesenheitszeiten der MA. Zum
Anmelden am BDE-Terminal nutzt der MA einen Datenträger in Form eines
Werksausweises oder eines Transponderchips (Schaubild eines Transponderchips
im Anhang siehe Abbildung 24), damit die erfassten Daten eindeutig diesem MA
21
Vgl. Kurbel (2005), S. 306.
22
Die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) umfasst die rechnergestützte Planung, Steuerung
und Kontrolle der Produktionsabläufe von der Angebotseinholung bis zum Warenversand (Vgl.
Werner (2007), S. 250).
23
Computer Integrated Manufacturing (CIM) steht für computerintegrierte Produktion und
beschreibt den integrierten Einsatz betriebswirtschaftlicher und technischer IT-Systeme in einem
Industrieunternehmen (Vgl. Werner (2007), S. 248 ff.).
24
Vgl. Mülder/Störmer (1995), S. 14 ff.
19
zugeordnet werden können. Der Werksausweis ist eine Kunststoffkarte, die
codierte Informationen mittels eines Magnetstreifens speichert. Der
Transponderchip besteht aus einem Mikrochip (Prozessor und Speicher) sowie
einer Antenne. Auf dem Chip können Daten gespeichert werden, die dann über
elektromagnetische Wellen an die Lesestation übermittelt werden.
Möglich ist auch eine direkte manuelle Eingabe der Personalnummer durch den
MA; diese ist jedoch anfälliger für Fehler und Missbrauch. Die Erfassung erfolgt
heutzutage über BDE-Terminals, die die klassische Stempeluhr weitestgehend
abgelöst haben. Am Terminal können neben dem Arbeitsbeginn und -ende auch
Arbeitsunterbrechungen oder Gründe für einen verspäteten Arbeitsbeginn oder ein
verfrühtes Arbeitsende eingegeben werden.
Sobald die erfassten Daten dem PZE-System über den Server zur Verfügung
stehen, wird anhand von Verrechnungen des Arbeitsbeginns und -endes
einschließlich der Arbeitsunterbrechungen die Arbeitszeit des MA automatisch
ermittelt. Über den Abgleich mit der im Arbeitszeitplan hinterlegten Sollzeit
errechnet sich eine Mehr- bzw. Minderarbeit des jeweiligen MA.
Über die PZE ist so die Ermittlung der wertschöpfenden Zeit, d.h., der Zeit, die
MA mit physischen Aktivitäten zur Bearbeitung der Fertigungsaufträge beschäftigt
sind, möglich.
25
Darüber hinaus unterstützt die PZE wirkungsvoll die Personalabteilung, indem
durch das elektronische Stempeln das manuelle Auswerten der Stempelkarten
entfällt. Dadurch können die Personaldaten zeitnah ausgewertet, plausibilisiert und
weiterverarbeitet werden.
26
Ein weiteres Erfassungsverfahren, welches häufig in produzierenden Unternehmen
eingesetzt wird, ist die Auftragsdatenerfassung, deren Funktionen im Folgenden
erläutert werden.
Die Auftragsdatenerfassung gibt Auskunft darüber, welcher Auftrag wann (Tag,
Monat, Jahr), wo (Arbeitsplatz, Kostenstelle), wie lange (Dauer des Arbeitsgangs),
mit welchen Ergebnis (Gutmenge, Ausschuss) und von wem bearbeitet wurde.
27
Ein Produktionsauftrag wird von dem Bereich Disposition in Papierform erstellt
25
Vgl. Kletti (2006), S. 199.
26
Vgl. Gienke/Kämpf (2007), S. 628.
27
Vgl. Mülder/Störmer (1995), S. 8.
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2009
- ISBN (eBook)
- 9783836640930
- DOI
- 10.3239/9783836640930
- Dateigröße
- 1.8 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Fachhochschule Gießen-Friedberg; Standort Gießen – Wirtschaftsingenieurwesen und Produktionstechnik, Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen
- Erscheinungsdatum
- 2010 (Januar)
- Note
- 1,0
- Schlagworte
- verbesserung produktion resource planning systems datenbank maschinen
