Im Zeitalter digitalisierter Fertigung liefern verschiedenste Maschinen, Sensoren und sonstige Quellen eine Vielzahl von Prozessinformationen. Damit besteht, zumindest theoretisch, eine mit fortschreitender Digitalisierung und Vernetzung der Anlagen weiter wachsende Informationsbasis für Prozessoptimierung.

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Das Problem dabei liegt in drei entscheidenden Punkten, wie Patrick Theobald, CTO und Gründer von Peakboard erläutert: Zum einen müssen die unterschiedlichen Informationen für unterschiedliche Mitarbeiter individuell zugänglich sein. Außerdem sollten die Daten sinnhaft zusammengeführt und aufbereitet werden. Und drittens gilt es, die Daten effektiv auszuwerten und zu interpretieren.

In der Regel wird ein Bereitstellungszyklus von Rohdaten der verschiedenen Teilsysteme einmal pro Tag durchlaufen, so der CTO. Im einfachsten Fall mit Visualisierungstools wie Excel oder Software von Herstellern wie Tableau oder QlikView.

Schnell und adäquat reagieren

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Die Frage danach, an welcher Stelle ein Fehler entstanden ist, ist damit oft erst am Ende eines Tages zu beantworten – und zwar nur rückblickend, häufig nur unkonkret und nur von wenigen Einzelpersonen. Niemand, der seine Prozesse direkt steuern und optimieren will, kann mit solch rückblickenden Informationen fein verzahnte Arbeitsschritte flexibel regulieren, hebt Theobald hervor. Gerade eine solche flexible Prozessoptimierung sei angesichts zunehmend individualisierter Fertigungsaufträge und Just-in-time Produktion immer notwendiger.

Dies sei erst dann möglich, wenn alle Mitarbeiter eines Betriebes permanenten Einblick in laufende Prozesse haben. Manager und Planer müssen also Informationssysteme entwickeln, die jedem Beteiligten die jeweils für ihn relevanten Informationen sammeln, sinnvoll miteinander verbinden und verständlich sichtbar machen. Und zwar in Echtzeit.

Mitarbeiter können nur dann, wenn sie Probleme im Ablauf frühzeitig erkennen, adäquat auf sie reagieren. Zum Beispiel mithilfe eines Fehlteilmonitors, der nicht nur anzeigt, welche Materialien vorhanden sind und welche fehlen, sondern der gleichzeitig angibt, welche nächsten Arbeitsschritte möglich und sinnvoll sind.

Solche Informationen dienen als Grundlage für akute Fehlervermeidung während des Fertigungsprozesses. Andere Prozessinformationen sind für Schichtleiter, Planer und Manager von Nutzen. Sie brauchen solche individuell zusammengestellten Daten als Basis dafür, Prozesse zu optimieren und für die verschiedenen Produktionselemente eine gemeinsame Logik zu entwickeln.

Überblick auf dem Dashboard

Und wie kann eine zukunftsweisende Visualisierungslösung konkret aussehen? Dies erläutert Theobald am Beispiel einer Serienfertigung: An jeder von mehreren Produktionsstraßen eines Standortes hängt jeweils ein Monitor, der den Mitarbeitern einen Überblick über die Gesamtsituation verschafft.

Im oberen Screen-Bereich (Current Production Order) wird der aktuelle Fertigungsauftrag der jeweiligen Linie angezeigt, der nach einer einfachen Logik aus dem SAP-System kommt.

Ein Manufacturing Execution System (MES) liefert die Ist-Stückzahl und legt die Anzahl der produzierten Teile in einer Oracle-Datenbank ab. In dieselbe MES-Datenbank fließen Informationen über Maschinenereignisse, zum Beispiel Produktionsstart, Rüsten oder Störung. Diese Ereignisse bilden die Datengrundlage für den Zeitstrahl (Production History) des Produktionsverlaufs. Dieser Zeitstrahl zeigt die Zustände der Produktionslinie über die letzten zwölf Stunden grafisch an. Grün für Produktion, Rot für Fehler, Grau für Rüsten.

Im mittleren Bereich des Dashboards (Current Information) sind relevante Neuigkeiten aufgelistet. Verantwortliche, zum Beispiel Schichtleiter, pflegen diese in einer Excel-Tabelle auf einem freigegebenen Netzlaufwerk und kommunizieren darüber mit der Belegschaft.

Der untere Bereich mit farbigen Quadraten (Lines of the Department) dient dazu, eine schnelle Information über alle anderen Produktionslinien zu geben, die vom aktuellen Standpunkt des Monitors nicht einsehbar sind. Die Farbe symbolisiert, wie beim Zeitstrahl, den aktuellen Zustand. Dabei steht die kleine Zahl für die Minuten, die dieser Zustand bereits besteht.

Auf der rechten Seite (Responsible Staff) erscheint der Linien-Verantwortliche mit Bild. Die Verantwortlichkeiten und die Bilder werden aus einer Sharepoint-Dokumentenbibliothek gezogen.

Das Beispiel zeigt, wie ein einziges Visualisierungstool Informationen aus ganz unterschiedlichen Quellen, von SAP über MES bis hin zu Excel und Sharepoint zusammenführen und anzeigen kann. Jeder Mitarbeiter verschafft sich damit einen Überblick und ist in der Lage, die Situation einzuordnen, wofür er kaum Zahlen lesen und keine komplizierten Datensätze interpretieren muss.

Dezentraler Datenaustausch

Ein weiterer Punkt ist, dass eine optimale Visualisierungslösung nicht nur für jeden Standort unterschiedlich aufgebaut sein muss, damit die gesamte Organisation von ihr profitieren kann. Sondern sie muss auch unterschiedlichen Hierarchieebenen angepasste Informationen liefern. Um das zu gewährleisten, gilt es für Entscheider einige Kriterien zu berücksichtigen, rät Theobald.

Eine wesentliche Voraussetzung ist demnach, dass eine Datenanbindung an möglichst alle Vorsysteme und Datenquellen besteht – von Lieferanten über Maschinen bis hin zu Kundendaten. Gleichzeitig muss die Anwendung fehlertolerant sein, sodass die Visualisierungsleistung auch gegeben ist, wenn ein einzelner Systemabschnitt ausfällt.

Diese Anforderung ist lösbar, wenn der Datenaustausch dezentral, also direkt zwischen dem System stattfindet, das die Daten erzeugt – zum Beispiel SAP, und dem Tool, das diese Daten visualisiert. Das bedeutet eine Abkehr von klassischen Business-Intelligence-(BI)-Strukturen hin zu einer eigenständigen Informationsbeschaffung durch jede einzelne Visualisierungs-Schnittstelle, so der CTO von Peakboard weiter.

Ein weiterer Punkt sei die Schnelligkeit: Datenverarbeitung und Visualisierung sind nützlicher, wenn sie in Echtzeit oder nur mit minimalem Zeitverlust stattfinden. Auch hierfür spielt der direkte und dezentrale Datenaustausch eine Rolle. Denn während in den Strukturen eines klassischen BI-Systems verschiedene Verarbeitungsschichten stattfinden und in der Regel einen Zeitversatz erzeugen, ist mit einem dezentralen Ansatz eine Visualisierung in Echtzeit möglich.

Mitarbeiter im Blick

Außerdem ist es wichtig, die Komplexität zu reduzieren. Um Mitarbeiter konkret zu effizienteren Arbeitsschritten zu befähigen, muss die Darstellung der Daten einer Informationslogik folgen, die keiner Interpretation bedarf. So sollte etwa einem Mechaniker nicht zugemutet werden, Rohdaten zu beurteilen, die den Gesamtprozess abbilden.

Ebenfalls nicht zu vernachlässigen sind die Eingabemöglichkeiten für Mitarbeiter: In vielen Fällen kann es sinnvoll sein, dass diese direktes Feedback über ihre Arbeitsschritte eingeben, zum Beispiel über Touch-Screens. Dies gilt vor allem für individualisierte Einzelfertigung, in der kurz getaktetes Feedback Mitarbeitern hilft, die eigene Arbeit mit der ihrer Kollegen abzustimmen, erläutert Theobald.

Ein weiteres Kriterium sind Prozessanweisungen. Bei komplexen Prozessinformationen reicht es häufig nicht aus, Rohdaten zu liefern. Es ist die Aufgabe der Entwickler und Manager des Informationssystems, zu definieren, wie mit welchen Daten umgegangen wird – jeder Information sollte also auch eine Prozessanweisung folgen können.

Für die Zukunft gerüstet

Außerdem sollte das Visualisierungstool flexibel und agil sein. Für jeden Mitarbeiter und jede Abteilung sind individuelle Prozessinformationen und Handlungsanweisungen relevant. Ein zukunftsweisendes Visualisierungstool erbringt eine Selektionsleistung, die flexibel und für jeden Arbeitsbereich manuell anpassbar ist, hebt der CTO hervor.

Es sei zudem für jede Veränderung im Betrieb anpassbar. Entsprechend sollte in der Architektur bereits die Option für einen langfristigen und kontinuierlichen Verbesserungsprozess mitgedacht werden, um das bestehende System sukzessive auf- und ausbauen zu können.

Individuelle Lösungen

Für Mitarbeiter wie für Betriebsverantwortliche ist also ein Informationssystem wichtig, das ihnen Echtzeitdaten zu laufenden Prozessen liefert. Hierfür kann es keine Lösung geben, die standardisiert und auf Knopfdruck diese Eigenschaften liefert, erklärt Theobald abschließend. Denn jeder Betrieb sei einzigartig und muss jeweils individuelle Lösungen für das eigene Unternehmen finden.