Illustration: Piro4D Absmeier
Wie kann eine selbstorganisierende Schwarmfertigung tausende intelligente Werkstücke, fahrerlose Transportsysteme und intelligente Maschinen steuern und dabei ökonomische Vorgaben des Menschen berücksichtigen? Dies und mehr demonstriert PSI live auf der Hannover Messe vom 24. bis 28. April 2017 in Halle 7, Stand A24 am Beispiel einer dynamischen Produktion von Elektrofahrzeugen.
Dabei zeigt PSI, wie die einzelnen Arbeitsschritte im Montagebereich entlang der Prozesskette im Zusammenspiel der PSI-Software zur logistischen Versorgung (TMS/WMS), zur Lieferantensteuerung (SCM) und zur Produktionssteuerung und -überwachung flexibel und transparent geführt werden. Der Mensch steuert die selbstorganisierende Produktion allein durch die Einprägung betriebswirtschaftlicher und technischer Kennzahlen (KPI). Bereits bei der gestengesteuerten Vorgabe der Kennzahlen erlaubt die Eingabe-Mimik nur Kennzahl-Kombinationen innerhalb des physikalisch-technischen Lösungsraums. Dadurch wird sichergestellt, dass die selbstorganisierende Produktion auch real genau die gewünschten Kennzahlen erbringt.
Für die konventionelle, fließbandorientierte und individuelle Massenproduktion erzielt diese einmalige Kennzahleneinprägung und Fertigungsflussoptimierung bereits in über 100 Produktionslinien führender deutscher Automobilkonzerne eine erhebliche ökonomische Wirkung. Im Durchschnitt wird gegenüber marktgängigen linearen Optimierungen bei gleichem Ressourceneinsatz eine Durchsatzverbesserung im zweistelligen Prozentbereich erzielt.
Die PSI-Software Qualicision erreicht diese massive Verbesserung, in dem sie die Produktionsreihenfolge so austariert, dass alle Mitarbeiter und Maschinen im Presswerk über die Schweiß- und Lackierstraßen bis zur Montage und Qualitätssicherung weder überfordert werden, noch stressbedingte Qualitätsprobleme oder Leerlauf entstehen.
Diese Qualicision-Software, die mühelos dutzende Zielkonflikte ausbalanciert, wurde in Forschungsprojekten mit großen Automotive-Konzernen erweitert, um die drastisch vergrößerten Freiheitsgrade und Steuerungsaufgaben einer Schwarmfertigung zu lösen. Als neues Internet-of-Things-Chip-basiertes Ordnungsprinzip des Industrie 4.0-Zeitalters wird es die althergebrachten physisch vorgegebenen Fließbänder ablösen. Nach ersten Messungen bringt dies bei gleichem Kapital- und Arbeitskräfteeinsatz einen um einen sehr deutlich zweistelligen Prozentsatz höheren Durchsatz und verbessert darüber hinaus zahlreiche Kriterien wie Energieeinsatz und Mitarbeiterzufriedenheit ebenfalls deutlich.
Das PSI-Messeszenario zeigt, wie Unternehmen durch die ganzheitlich arbeitende PSI-Software bei der Planung, der Steuerung und der situativen Umplanung der Maschinenallokation unterstützt werden. In der ganzheitlichen Software-Architektur übernimmt das PSIpenta Ordermanagement (OM) als Produktionsplanungssystem die Auftragsverwaltung. Die Produktionsaufträge werden an das PSIasm (Advanced Planning and Monitoring) und die Produktionsdatenerfassung, -visualisierung und -überwachung PSIscada übertragen. Diese Software führt und überwacht den Fertigungsprozess synchron in Zeit und Raum und wird sowohl planerisch-simulativ als auch realzeitig-produktiv eingesetzt. Darin realisiert die integrierte Qualicision-Optimierung die kennzahlengeprägte automatische Feinplanung der Produktionsaufträge unter Berücksichtigung der technischen Gegebenheiten.
Die Prozessvisualisierung in PSIscada zeigt auf einen Blick etwa die aktuelle Belegung einzelner Produktionsressourcen und deren Parameter wie Fortschrittszähler, Bearbeitungsfehler oder Wartungszustand und Meldungslage. Integrierte und Over-the-Air programmierte IoT-Sensoren melden den Anlagenstatus, so dass im Fall einer Störung sofort auf Notfallbetriebsweisen umgeschaltet wird und erforderliche Entstörungsarbeiten in der Maintenance-Workforce-Software PSIcommand angestoßen werden.
Zugleich wird in Realzeit die laufende Produktion automatisch umgeplant damit kontinuierlich im Rahmen der verbleibenden Ressourcen weiter produziert wird. So werden Zeitverluste und Mehrkosten vermieden. Logistikdaten wie aktive Transporte, zu produzierende Güter und notwendige Lagernachschübe werden ebenfalls mit PSIwms als Warehouse-Management-System ausgetauscht. Der Transport der Fertigungsaufträge zwischen den Produktionsressourcen sowie deren physische Versorgung mit Nachschub werden durch die Steuerung des Einsatzes fahrerloser Transportfahrzeuge (FTF) realisiert.
Die gesamte PSI-Software-Lösung basiert einheitlich auf der konzernweiten und offenen PSI-Java-Eclipse-Plattform und läuft erstmalig gemeinsam und vollintegriert in einer Cloud-Umgebung. Mit PSI-Click-Design können jederzeit kundenspezifische Konfigurationen vorgenommen und die gesamte Oberflächengestaltung hinsichtlich Rollen, Menüs, Datensichten, Datenzugriffen, Aktionen, Skripten, Eingabemasken, 2-D-Grafiken, Kurvengrafiken und Berichten angepasst werden. Einige Pilotkunden nutzen diese neuartige Flexibilität bereits, um Oberflächen und die Prozessänderungen während oder unmittelbar nach KVP-Besprechungen (Kontinuierlicher Verbesserungsprozess) sofort zu realisieren. Das Umsetzen von KVP-Ergebnissen in die Software erfordert nur noch in Extremfällen ein IT Projekt.
PSI hat sehr intensiv an diesen drastischen Verbesserungen gearbeitet, um die betrieblichen Prozesse in Produktionsunternehmen zu verbessern. Die PSI-Software ist bei mehreren hundert Referenzkunden für bestehende Industrie-3.X-Prozesse im herausfordernden täglichen Einsatz. Sie kann nun auch individuell bei der Bewältigung der neuen Industrie-4.X-Prozesse unterstützen und so Kunden helfen, deutliche Produktivitätsgewinne zu erschließen.
Die PSI AG entwickelt und integriert auf der Basis eigener Softwareprodukte komplette Lösungen für Energiemanagement (Energienetze, Energiehandel), Produktionsmanagement (Rohstoffgewinnung, Metallerzeugung, Automotive, Maschinenbau, Logistik) und Infrastrukturmanagement für Verkehr und Sicherheit. PSI wurde 1969 gegründet und beschäftigt weltweit mehr als 1.600 Mitarbeiter. www.psi.de
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