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22.09.2016 - Fachartikel - Produktionstechnik
Intelligente Networker
Vernetzte Kontrollwaagen von Mettler Toledo für eine effizientere Produktion
Der Megatrend Industrie 4.0 bringt die IT direkt an die Produktionslinien und verspricht für die Zukunft eine intelligentere und effizientere Fertigung. Den ersten Schritt auf dem Weg zu dieser „Smart Factory“ machen heute bereits moderne Kontrollwaagen: Nahtlos in die Unternehmens-IT integriert und eng mit den Produktionssystemen verzahnt, vereinfachen sie die Prozesse in der Produktion und im Qualitätsmanagement – und tragen nachhaltig zur Gesamtanlageneffektivität bei.
In produzierenden Unternehmen der Lebensmittel-, chemischen und pharmazeutischen Industrie sind Kontrollwaagen längst ein fester Bestandteil der Produktionslinien und stellen korrekte Gewichtswerte bei unterschiedlichsten Produkten aller Art sicher. Aktuelle Systeme leisten jedoch weit mehr als nur die Qualitätskontrolle: Sie interagieren mit vor- und nachgelagerten Komponenten der Linie und steuern proaktiv die Produktion. Betriebe, die die Vernetzungsoptionen ihrer Systeme voll ausnutzen, können so die Gesamtanlageneffektivität (GAE) gezielt steigern.
Die GAE, auch Overall Equipment Effectiveness (OEE) genannt, ist eine verlässliche Methode zur Bestimmung der Produktivität einer Betriebsstätte. Dazu betrachtet die GAE die drei Faktoren Verfügbarkeit, Leistung und Qualität zunächst getrennt und deckt dadurch schnell auf, welcher der drei Bereiche Mängel oder Verbesserungschancen aufweist. Im nächsten Schritt wird aus den drei Faktoren die übergeordnete GAE-Kennzahl errechnet.
Bei der Beschaffung von Produktivsystemen ist die GAE schon heute ein ganz selbstverständliches Auswahlkriterium. Auch bei den nachgeordneten Inspektionssystemen gewinnt das Thema GAE mehr und mehr an Bedeutung. Moderne Kontrollwaagen wie das C3000 System von Mettler-Toledo Garvens bieten mit ihren vielfältigen Vernetzungsoptionen das Potenzial für einfachere und schnellere Produktions- und Qualitätssicherungsprozesse – und damit für eine höhere GAE.
Effizienter – dank Schnittstellen und Standards
Voraussetzung für eine solche Prozessoptimierung ist, dass die Waagen sowohl mit den vor- und nachgelagerten Verpackungsprozessen als auch mit Systemen wie Manufacturing Execution Systems (MES) oder Enterprise Resource Planning (ERP) interagieren können. Das C3000 System nutzt hierfür offene Branchenstandards wie PackML, OPC und lässt sich über die von Mettler-Toledo entwickelte Datenmanagementsoftware ProdX mit einer Vielzahl von Kontrollwaagen, Metallsuch- und Röntgeninspektionssysteme verknüpfen.
Effizienter – dank Artikelwechsel mit einem Klick
Über diese Schnittstellen sind die Kontrollwaagen in der Lage, die Produktionsabläufe nachhaltig zu vereinfachen – etwa, wenn Artikelwechsel und -neuanlage anstehen: Die Anbindung an die zentralen ERP und MES-Datenbanken des Unternehmens ermöglicht es den Linienverantwortlichen zum Beispiel, alltägliche Artikelwechsel sekundenschnell zu erledigen oder die zentral gespeicherten Produktkennzahlen neuer Artikel mit wenigen Klicks standortübergreifend auf alle Waagen zu verteilen.
Moderne High-End-Wägesysteme bieten darüber hinaus sogar die Option, vorgelagerte Komponenten in der Linie über eine Tendenzregelung nachzuregeln: Stellt die Waage etwa fest, dass kontinuierlich zu viel oder zu wenig Joghurt in die Becher gefüllt wird, steuert sie die Abfüllanlage an und korrigiert die Füllmenge nach unten oder oben. Dies verhindert zuverlässig Mehrkosten durch Überfüllung und schützt vor Compliance-Verstößen durch Unterfüllung.
Effizienter – dank rechtssicherer Dokumentation und zentralem Datenmanagement
Stichwort Compliance: Auch bei der Einhaltung von Branchenrichtlinien und gesetzlichen Vorgaben leisten vernetzte Waagensysteme Unternehmen wertvolle Dienste. Statt der weithin üblichen, fehleranfälligen Dokumentation per USB-Stick oder Klemmbrett werden alle relevanten Messdaten in der Waage automatisch erfasst und über das Netzwerk in einer zentralen Datenbank konsolidiert. Auf diese Weise haben die Verantwortlichen jederzeit Zugriff auf verlässliche Produktionsdaten und vermeiden mit minimalem Aufwand rechtliche Risiken.
Um internen und externen Compliance-Vorgaben zu genügen, lassen sich die zentralisierten Daten zudem automatisiert auswerten und zu individuellen Reports zusammenfassen. Zusätzlich bündelt die Software sämtliche relevanten Key Performance Indicators (KPI) für die laufende Berechnung des GAE-Werts und bietet so die Grundlage für die weitere Optimierung der Produktionsprozesse.
Effizientere Konstruktion für höchste Leistung
Prozessoptimierung durch Integration ist aber nur ein Aspekt der GAE-Analyse. Ein zweiter, häufig unterschätzter Faktor, den es zu berücksichtigen gilt, ist die Architektur der jeweiligen Produktionsanlage und integrierten Inspektionssysteme. Die einfache Regel lautet: Je effizienter die einzelnen Komponenten konzipiert sind, desto besser schneidet die gesamte Anlage bei der Beurteilung ab. So wirken sich etwa der Durchsatz und die Wägegenauigkeit einer Kontrollwaage unmittelbar auf die Leistung und Qualität der gesamten Produktionslinie aus. Daher kommen im C3000 System besonders ruhig gelagerte Bänder zum Einsatz, die Produkterschütterungen am Bandübergang zuverlässig verhindern. Die empfindliche Wägezelle ist damit stets optimal vor Störeinflüssen geschützt und bewältigt einen Durchsatz von bis zu 600 Produkten in der Minute.
Auch bei dem modularen Gerätedesign des C3000 Systems lag das Augenmerk auf maximaler Effizienz: Die Kontrollwaage lässt sich nahtlos an die Produktionsbedingungen unterschiedlichster Branchen anpassen und bei Bedarf auch in sehr spezifische Prozessabläufe integrieren. So ist beispielsweise für das Verwiegen von pulverförmigen Lebensmitteln ein spezielles Granulatförderband verfügbar, dessen Antriebsteile komplett verkapselt und vor dem Eindringen kleinster Partikel geschützt sind. Dies verhindert ein schnelles Verschleißen, senkt den Wartungsbedarf – und verhindert, dass die Inspektion zum teuren GAE-Engpass wird.
Doppelt wirksame Werkzeuge
Unter dem Strich erweisen sich vernetzte Kontrollwaagen somit als äußerst effektive Werkzeuge zur Steigerung der GAE: Nahtlos in die Linie integriert und mit den übrigen Produktions- und IT-Systemen vernetzt, optimieren sie die täglichen Abläufe und tragen maßgeblich zur Verfügbarkeit, Leistung und Qualität der Anlage bei.
http://www.mt.com/garvens
