Schoeller Mobile Betriebsdaten-Erfassung (MBDE) Die Präsentation liefert einen kurzen Überblick über das Projekt „Mobile Betriebsdaten-Erfassung“ bei der Firma Schoellerwerk, Hellenthal. Das Ziel der Präsentation ist, die Möglichkeiten mobiler PCs und einer WLAN-Infrastruktur in der Fertigung aufzuzeigen. Die mobile BDE ist ein Modul der Software „Roma“, die von Fischer & Consultants (F&C) für Schoellerwerk entwickelt wurde. Roma umfaßt zur Zeit die Bereiche Einkauf, Materialwirtschaft und Lagerverwaltung, Produktionsplanung, und Manufacturing Execution System (MES). Die Lösung wird zur Zeit mit zusätzlichen Modulen für Angebote, Aufträge, Versand und Fakturierung zu einem kompletten integrierten System ausgebaut. Fischer & Consultants GmbH (F&C) Martinstrasse 1 44137 Dortmund Kontakt: Michael Fischer Email mifi@appfact.de Phone +49 (172) 6801489 Fax +49 (941) 599212011 Michael Fischer

Themenübersicht Begriffe Projekthintergrund Das Funknetz Die Scanner Der Scanner-Ausweis Übersicht der BDE-Buchungen Buchungsbeispiele Aussichten

1. Begriffe Produktionsplanungssystem Was wollen wir produzieren? Betriebsdatenerfassung (BDE) Auftragsbezogene Erfassung und Kontrolle der Produktionsleistung Klassisch oft per Papier, moderner per PC oder Koppler an Maschinen Meßdatenerfassung (MDE) Chargenbezogene Protokollierung und Überwachung von Produktionsparametern Offline oder Online Manufacturing Execution System (MES) Integration von PPS, BDE, MDE, Maschinenansteuerung (DNC) Schnittstelle insb. zu ERP-Systemen Einkauf, Materialwirtschaft, Verkauf Langfristig sind Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen ohne MES gefährdet, wenn die vorherrschenden Steuerungsverfahren die Grenzen der Machbarkeit erreichen und die Integration in moderne Lieferketten nicht gelingt. Ein MES erhöht insb. die Reaktivität des Betriebs auf kurzfristige Änderungswünsche der Kunden (Termine, Mengen etc.), verringert Stillstandszeiten von Maschinen und kann dazu beitragen, Schrottquoten zu vermindern.

2. Projekthintergrund Situation: Papiersteuerung der Fertigung Probleme: Manuelle Erfassung von Arbeitskarten und Materialentnahmescheinen  arbeitsaufwendig und fehlerträchtig Zeitverzögerung  in der Zwischenzeit sind Arbeitsvorbereitung, Materialdisposition und Verkauf blind Ausrüstung aller Maschinen mit Industrie-PCs zu teuer und zu unflexibel  helfen z.B. nicht bei der Abbildung von Materialflüssen mit Zwischenlagerstätten in Hallen

2. Projekthintergrund Lösung: Barcodes an Vormaterial, Auftragskarten, Maschinen, Lagerplätzen etc. Erfassung von Betriebsdaten direkt vor Ort über mobile PCs Sofortige Verfügbarkeit der Informationen im Unternehmen durch Funkverbindung der mobilen PCs mit der zentralen Datenbank (Online-Buchung) Darüberhinaus bieten mobile PCs viele weitere Vorteile, so z.B. Lagebuchungen für Vormaterial, Halb- und Fertigerzeugnisse sowie Werkzeuge. Außerdem lassen sich umfangreiche mobile Datenabfragen zu Vormaterial und Produkten implementieren. Der Benutzer scannt einfach den jeweiligen Barcode und der mobile PC stellt die Ergebnisse einer sofortigen Abfrage auf dem zentralen Server im Display dar.

2. Projekthintergrund Übersichtsgrafik: Die Übersichtsgrafik zeigt, wie moderne Infrastruktur-Komponenten wie Funknetz (WLAN) und mobile PCs mit Barcode-Scanner und WLAN-Zugriff eine zeitnahe, moderne Betriebsdatenerfassung auch in „alteingessesene“ Fertigungsbetriebe tragen können, die noch keine oder nur eine teilweise Abdeckung der Fertigung mit Industrie-PCs haben.

2. Projekthintergrund Einige Vorteile: Ständig aktueller Überblick über Produktion minimiert Stillstandszeiten Fehlervermeidung in der Produktion (z.B. Warnhinweise bei falschem Vormaterial für einen bestimmten Auftrag) Rückfragen an die Produktion von anderen Abteilungen erübrigen sich (Daten im System ersichtlich) Reibungslosere Organisation aller Fertigungsstufen Aussagekräftige Nachkalkulation

3. Funknetz Infrastruktur: Standardtechnologie Wireless Local Area Network (WLAN) Infrastruktur-Partner: TGS Telonic Wireless Switches und Netzwerk-Management-Software von Trapeze 100 Access Points (APs) in 16 Hallen Verschlüsselung über WEP oder WPA mit PSK Authentifizierung über MAC-Adressen oder andere Verfahren

3. Funknetz Weitere Nutzungsmöglichkeiten: Mehrere logische Netze auf denselben APs, z.B. für Gastnetze. Voice over Wireless IP (VoWIP) Übertragung von Fotos aus der Fertigung

4. Scanner Mobiler PC mit: Laserscanner für Barcodes Touchscreen (Bedienung durch Berühren des Bildschirms) Numerische Tastatur oder andere Tastatur-Layouts Zugang zum Funknetz (WLAN) Spritzwasser- und stoßgeschützt Wiege zum Aufbewahren und Aufladen Insgesamt wurden für den ersten Projektschritt rund 110 Geräte angeschafft. Am Schichtende wird das Gerät an die nächste Schicht weitergegeben oder in der Wiege abgestellt. Zu jedem Gerät gehört eine sog. Wiege. Die Wiege ist der optimale Aufbewahrungsort für den mobilen PC. Während er in der Wiege steckt, wird er automatisch aufgeladen. Für die Lageristen gibt es ein größeres Gerät mit Gabelstapler-Halter, mit der Barcodes auch auf größere Entfernungen (bis max. 10 Meter) gescannt werden können.

5. Scanner-Ausweis Der Ausweis enthält: Personalnummer Name Vorname & Nachname Zugangsschlüssel zum Scanner (in Form eines individuellen Barcodes für jeden Mitarbeiter) Kein zusätzliches Passwort nötig Mit anderen Worten: jedem Scanner-Ausweis entspricht ein Benutzer-Konto in der Datenbank und ein Eintrag in der Mitarbeiter-Tabelle des MES. Der Scanner-Ausweis identifiziert somit den Mitarbeiter in der Produktion (bei der Verwendung eines mobilen PCs) und nicht etwa den mobilen PC.

5. Scanner-Ausweis Einsatz des Ausweises: Anmeldung am Scanner (Schichtbeginn) Abmeldung (Schichtende) Übergabe eines Scanners Durch die Anmeldung mit dem Ausweis unter-zeichnet jeder Mitarbeiter seine Buchungen, so wie er auch bisher die Einträge auf den Arbeits-karten am Schichtende unterschreibt! Anmelden: Scannen des eigenen Ausweises mit dem mobilen PC. Abmelden: Einfach den eigenen Ausweis nochmal scannen. Übergeben: Übergabe des Scanners an einen Kollegen, der damit als erstes seinen Ausweis scannt. Damit ist der Scanner übergeben. Auf diese Weise kann ein Scanner auch kurzfristig an einen Kollegen ausgeliehen werden. Aufgrund dieses Verfahrens kann darauf verzichtet werden, die Mitarbeiter in der Produktion vor der Bedienung der Scanner einen Namen und ein Paßwort eingeben zu lassen. Das Scannen des Barcodes auf dem Scanner-Ausweis reicht zur Authentifizierung aus. Damit wird die Anmeldung bei der Applikation sehr einfach gehalten. Die Datenbank speichert mit jeder Anmeldung, Abmeldung und Buchung die im Scanner-Ausweis enthaltene elektronische Unterschrift, um Mißbrauch vorzubeugen.

6. Übersicht der BDE-Buchungen Material: Wareneingang Umlagern Band-Info Etikett nachdrucken Bänder suchen Werkzeug: Einlagern Entnehmen Werkzeug-Info Lager-Info

6. Übersicht der BDE-Buchungen 6.1. Material 6.1.1. Bestellung und Lieferavis Lieferavis Materialwirtschaft ERP / PPS / MES

6. Übersicht der BDE-Buchungen 6.1. Material 6.1.2. Anlieferung:

6. Übersicht der BDE-Buchungen 6.1. Material 6.1.3. Einlagerung:

6. Übersicht der BDE-Buchungen 6.1. Material 6.1.4. Umlagerung:

6. Übersicht der BDE-Buchungen 6.1. Material 6.1.5. Mobile Informationsabfrage:

6. Übersicht der BDE-Buchungen Auftrag: Start Ende Zwischenmeldung Umbau Rollensatz: Montiert Demontiert Freigabe (durch Meister) Bandverbrauch: Angeschweißt Abgetrennt Verbraucht Etikett nachdrucken Maschine: gestört Mit den Buchungen wird der Stand eines Fertigungsauftrages auf den Schweißmaschinen erfasst. Läuft der Auftrag schon, wie weit sind Langläufer-Aufträge fortgeschritten, liegen wir in der Zeit, steht eine Maschine? Die Arbeitsvorbereitung ist dadurch viel früher in der Lage, auf Probleme zu reagieren und umzudisponieren. Über die lückenlose Erfassung der Bänder ist außerdem die Vormaterialsituation absolut klar. Insgesamt sieht das System zwölf einfache Buchungen für Schweißer vor. Beispielszenario: Schweißer, die an Maschinen mit lang laufenden Aufträgen arbeiten, kommen mit einigen, wenigen Buchungen aus. Nehmen wir ein Beispiel, bei dem die ganze Schicht über derselbe Auftrag läuft und vier Bänder angeschweißt werden müssen. Der Schweißer muss die folgenden Buchungen durchführen: Anmelden bei Schichtbeginn Auftrag starten Band anschweißen Zwischenmeldung am Schichtende (wie weit ist der Auftrag) Abmelden Fertig. Acht Buchungen in der gesamten Schicht. Kollegen, die mehrere verschiedene Aufträge in einer Schicht durchführen, werden ein paar Buchungen mehr ausführen müssen, aber es werden selten mehr als zwei oder drei Buchungen in der Stunde werden.

6. Übersicht der BDE-Buchungen 6.2. Auftrag 6.2.1. Verkaufsabteilung Auftrag Verkauf ERP / PPS / MES Auftragsdruck

6. Übersicht der BDE-Buchungen 6.2. Auftrag 6.2.2. Produktionsmitarbeiter

7. Buchungsbeispiele Karte mit Action-Barcodes an jeder Maschine: Auftragsstart Auftragsende Zwischenmeldung (Schichtende) Umbau (für einen Auftrag) Störung (der Maschine) Maschinenkarte I Die Maschinen-Karte I Karte befindet sich an jeder Schweißmaschine direkt bei den Fächern mit den Arbeitskarten für die anstehenden Aufträge. Der untere Barcode identifiziert eindeutig die Maschine, an der die Karte hängt. Die darüber liegenden Barcodes sind Action-Barcodes. Durch das Scannen der Barcodes wird eine Buchung ausgelöst. Sehen wir es uns an einem Beispiel an ...

7. Buchungsbeispiele 7.1 Auftragsstart Scannen: Arbeitskarte Alle Arbeitskarten haben am oberen, rechten Rand einen Barcode aufgedruckt, der die einzelne Arbeitskarte eindeutig identifiziert.

7. Buchungsbeispiele 7.1 Auftragsstart Scannen: Arbeitskarte  PC zeigt Kommission an Nachdem die Arbeitskarte gescannt wurde, zeigt der mobile PC auf dem Bildschirm die Auftragsnummer an und wartet auf die nächste Eingabe. Man könnte jetzt auch über die Schaltfläche Abbruch die begonnene Buchung abbrechen.

7. Buchungsbeispiele 7.1 Auftragsstart Scannen: Arbeitskarte Maschine (auf der Maschinenkarte)  PC zeigt Maschine an Als nächstes wird der Barcode der Maschine auf der Maschinen-Karte gescannt. Der PC zeigt auf dem Bildschirm sofort an, dass er die Maschine erkannt hat.

7. Buchungsbeispiele 7.1 Auftragsstart Scannen: Arbeitskarte Maschine Start (auf der Maschinenkarte)  PC bestätigt Buchung Als letztes wird der Start-Barcode gescannt. Der mobile PC führt die Buchung durch und bestätigt sie auf dem Bildschirm.

Scan-only Transaction 7. Buchungsbeispiele 7.1 Auftragsstart Scannen: Arbeitskarte Maschine Start Fertig! Scan-only Transaction Das war es! Die gesamte Buchung ist in 10 Sekunden erledigt. Und wenn man sich doch mal „verscannt“: Die jeweils letzte Buchung kann jederzeit mit zweimal Tippen auf dem Touchscreen storniert werden. Auch ein unlesbarer Barcode ist kein Hindernis: zur Not können alle Aktionen auch über die Tastatur und den Touchscreen ausgeführt werden. Das Beispiel zeigt die großen Vorteile einer echten mobilen Applikation gegenüber Terminalserver-basierten Lösungen, bei denen z.B. eine Mainframe- oder SAP-Lösung in einer Terminalsession auf dem mobilen PC läuft. Durch die Reihenfolge der gescannten Barcode-Typen erkennt die Applikation, was der Mitarbeiter dem Gerät sagen will. Scannt er z.B. drei Vormaterial-Gebinde nacheinander und dann einen Lagerort, hat er augenscheinlich die Gebinde dorthin verlegt. Das Hangeln durch Menübäume entfällt. Der Bildschirm der mobilen Geräte kann etwa über Karteireiter deutlich besser genutzt werden. Echte mobile Anwendungen beschleunigen die Buchungen, steigern die Datenqualität und bieten mehr Informationen.

7. Buchungsbeispiele  Fertig! 7.2. Zwischenmeldung Scannen: Arbeitskarte Maschine Meldung Eingabe der Werte  Fertig! Bei einigen Buchungen müssen noch ein paar Werte eingegeben werden. Dazu ist die numerische Tastatur auf dem PC da. Die Abbildung zeigt das Eingabefenster für die Fortschrittsdaten des Auftrags. Das Fenster erscheint bei den Buchungen Zwischenmeldung und Ende. Die eingegebenen Werte sind dieselben, die auch bisher schon per Hand erfaßt wurden! Diese manuelle Erfassung fällt somit weg.

7. Buchungsbeispiele Karte mit Action-Barcodes an jeder Maschine: Anschweißen eines Bandes (Vormaterial) Abtrennen (Vormaterial halb verbraucht) Verbraucht (Vormaterial komplett verbraucht) Etikett nachdrucken Maschinenkarte II Die Karte befindet sich an jeder Schweißmaschine dort, wo die Bänder (das Vormaterial) angeschweißt werden.

8. Aussichten Die Zukunft gehört dem Mobilen PC: Reihenfolge von Aufträgen Verfolgung von Gebinden durch die weiteren Produktionsschritte bis hin zum Versand Wissens-Datenbank mit optimalen Schweiß-Parametern pflegen und abfragen (ggf. auch direkt über die fest montierten PCs)

8. Aussichten Geplante Module: Direkte Meßdatenerfassung (MDE) an den Maschinen Integration der Maschinen-Feinplanung Integration der kaufmännischen Module Angebotswesen, Vorkalkulation, Auftragsbearbeitung, Fakturierung