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Binnen weniger Stunden lieferbar

MES optimiert Produktionsprozesse bei der Druckfarbenherstellung
Binnen weniger Stunden lieferbar

In der chemischen Industrie hat in den letzten Jahren entlang der Supply Chain ein Paradigmenwechsel stattgefunden. Aufträge mit großer Quantität, die sich aus Lagerbeständen von Rohstoffen und Halbwaren bedienen und mit flexiblen Terminen versehen sind, gehören der Vergangenheit an. In Prozessen wie Farbenherstellung und -abfüllung, die durch einen hohen diskreten Anteil in der Produktion gekennzeichnet sind, können Manufacturing Execution Systeme (MES) bei der Bewältigung des Informations- und Warenflusses helfen.

Dr. Stephan Strohmeyer

Neue Herausforderungen entlang der Supply Chain resultieren vor allem aus der wachsenden Heterogenität der Herstell- und Konfektionierprozesse, immer kürzeren Reaktionszeiten zwischen Auftragseingang und -auslieferung sowie steigender Individualität und Variabilität der Produkte. Hinzu kommt, dass die Produktionsstrukturen an Komplexität zunehmen und oft nur noch minimierte Lagerbestände (Rohstoffe und Halbwaren) vorhanden sind. Darüber hinaus werden die Anforderungen an Prozessverfolgung, Nachweisführung und Langzeitdokumentation wegen EU-rechtlicher Gesichtspunkte verschärft. Diese Dynamik des Produktionsprozesses verbietet losgelöste und unabhängige Betrachtung von Kapazitätsplanung, Terminplanung und optimierter Reihenfolgebestimmung, da keine Methode für sich zu befriedigenden Lösungen der Produktionsorganisation führt. Die Entwicklungen generieren verschiedene Konflikte, die unter anderem zu einem Spannungsfeld zwischen termintreuem, schnellem Auftragsdurchlauf, niedrigen Puffern beziehungsweise Lagerbeständen und hoher Flexibilität des Produktionsprozesses führen. Durch mangelnde Beherrschung von Informationsflüssen sind die Prozesse nur noch unzureichend transparent. Klassische Steuerstrategien wie Prioritätensteuerung, Durchlaufterminierung, etc. versagen angesichts dieser Herausforderungen. Ein Missverhältnis zwischen der Frequenz der eintretenden Ereignisse im Produktionsprozess (Störungen, Auftragsfortschritte, Ressourcenzustände) und der Reaktionszeit darauf ist die Folge.
Zeitnah entscheiden
MES-Lösungen dienen als Bindeglied zwischen der Auftragsbearbeitung des ERP-Systems und den Steuerungslösungen der Produktion. Dabei muss ein MES alle für die Prozessdurchführung notwendigen Aktionen planen, initiieren, lenken, kontrollieren und dokumentieren sowie deren Ergebnisse aus- und bewerten. Zur Beherrschung dieser Aufgaben und um alle Herstellungsstufen abzubilden ermöglicht das MES eine zeitnahe Entscheidung zur geeigneten Verkettung von Herstellungs- und Kundenaufträgen (Konfektionierungsaufträgen). So wird eine zyklisch kombinierte Prozessplanung hinsichtlich Ressourcenkapazitäten, Terminrestriktionen, Ausnutzung technologischer Herstellvarianten und eine nach konfigurierbaren Kriterien ermittelte, optimale Belegungsreihenfolge der Ressourcen möglich. Das Ziel sind belastbare, kundenauftragsbezogene ATP-Aussagen (available to promise).
Eingesetzt werden hierbei prozessnahe Managementfunktionen wie die Verfolgung der laufenden Kundenaufträge (auch in Abhängigkeit der Abwicklung von Zulieferaufträgen) sowie des Status und Fortschritts jedes Produktionsauftrags. Die Bereitstellungssysteme werden aus der Prozessregelung heraus angesteuert. Die Aufgaben an produktionsdienstleistende Abteilungen (z. B. Qualitätssicherung) werden entsprechend des Auftragsfortschritts und -status verteilt. Ein konsistenter Informationsstand sowie die Verdichtung und Verteilung der Informationen an die entsprechenden funktionalen Ebenen und Glieder der Lieferkette sind sichergestellt. Die Herstellaufträge werden mit unterschiedlichsten Mengen, Terminvorgaben und Ressourcenbedarfen koordiniert. Somit können Verpackungsaufträge in allen Konfektioniervarianten – auch gemischt in einer Kampagne – koordiniert und beherrscht werden. Damit einher gehen die ständige Überwachung und prognostische Beachtung der engen Liefertermine.
Qualitätssicherung online
Auch immer schwierigere Herstellverfahren sowie individuellere Konfektionierungen stellen kein Problem dar. Die Qualitätssicherung wird vielfach direkt online im Prozess ausgeführt, die Ergebnisse für den weiteren Prozessverlauf genutzt. Gesundheitlich relevante Prozesse wie Herstellung von Arzneimitteln oder Lebensmittelfarben werden bereits in der arbeitsvorbereitenden Planungsorganisation (Verhinderung von Kontamination, Abwicklung von Kennzeichnungsschritten) berücksichtigt. Last but not least wird die Produktionsdynamik in mathematischen Simulationsmodellen abgebildet. Somit ist die Entwicklung prognostischer, experimenteller Untersuchungen möglich, um Prozessreaktionen vorherzusehen oder um Prozessvarianten für optimale Abläufe zu finden.
Schnelle Koordination
InQu Informatics hat mit dem System f@stchain.APS, dessen Grundkomponenten originäre MES-Funktionen erfüllen, ein prozessnahes SCM-Paradigma bei der Michael Huber München GmbH (MHM) realisiert. MHM ist das Stammhaus der hubergroup, die mit ihren verbundenen Unternehmen zu den größten Druckfarbenherstellern der Welt gehört. Der führende Hersteller von Bogen- und Rollenoffset-Druckfarben bietet ein umfassendes Produktprogramm für den Verpackungsdruck, seit kurzem auch für Lebensmittelverpackungen. Bei den meisten Aufträgen liegt die Reaktionszeit vom Auftragseingang bis zur Auslieferung nur im Stundenbereich. Die Sicherung der Lieferfähigkeit besitzt oberste Priorität. Materialbereitstellung, Farbherstellung, Qualitätsprüfung, Abfüllung bis hin zum Versand müssen in kürzester Zeit und immer wieder zyklisch anhand der aktuellen Auftragsketten koordiniert werden. Diese Koordination bezieht sich auf die Verknüpfung von Herstellaufträgen für Farbbulks mit kundenorientierten Abfüllaufträgen in verschiedene Gebinde und die Einsteuerung von Herstellaufträgen in den Produktionsprozess. Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden auf die erforderlichen Ressourcen nach Kriterien der Reihenfolgeoptimierung (Farbton, Material) verteilt. Qualitätsprüfungsschritte sowie zusätzliche Nachbearbeitungsstufen werden in Abhängigkeit des Qualitätsprüfungsergebnisses aktiviert. Kundenorientierte Abfüllaufträge werden aus den Herstellaufträgen versorgt. Das schließt die Zuordnung von Rohstoffen, Halbfertigwaren, Gebinden und Verpackungsmitteln ein.
Termintreue verbessert
Das System f@stchain sorgt dafür, dass der hohe Anspruch der Terminüberwachung bei kürzesten Reaktionszeiten erfüllt werden kann. Da der Herstell- und Abfüllprozess sehr hochfrequent ist, d. h. es werden permanent neue Aufträge generiert, erfolgt die Regelung des Gesamtprozesses automatisiert alle drei bis fünf Minuten. In diesem Zyklus werden das Setzen und Einsteuern neuer Aufträge, die Verteilung auf Ressourcen und die Zusammenhänge von Herstellung und Abfüllung wieder auf den aktuellen Produktionsprozesszustand gebracht und über alle beteiligten Abteilungen koordiniert. Gleiches gilt für das Einbeziehen dienstleistender Abteilungen sowie die Information über Bereitstellung von Material, Halbware und Verpackungsmaterial. Gleichzeitig werden wichtige und konsistente Informationen über den Stand der Auftragsabwicklung, die Lieferterminprognose, die Ressourcenbelastung für das Unternehmensmanagement, den Vertrieb und andere beteiligte Abteilungen bereitgestellt. Diese Informationen werden gleichzeitig in einer Historie geführt und für integrierte Leistungsbewertungen des Prozesses genutzt.
Der Nutzen dieser Vorgehensweise zeigt sich nicht nur in einer maximal verbesserten Termintreue sowie signifikant reduzierten Durchlaufzeiten. Die Produktion kann ohne zusätzlichen Personaleinsatz gesteigert werden, der Aufwand zur Arbeitsvorbereitung wird gesenkt. Und zwischen den an der innerbetrieblichen Lieferkette beteiligten Abteilungen ist nur noch ein geringer Abstimmungsbedarf notwendig. In der Konfiguration, Planung und Ausführung der gesamten Lieferkette ist eine Transparenz des Prozesses entstanden, die ihrerseits Potenzial für organisatorische und technologische Verbesserungen aufdeckt.
cav 425

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