Seit über 30 Jahren fertigt das niedersächsische Unternehmen Barnstorfer Kunststofftechnik, kurz Barku, hochwertige Kunststoffteile. Nach der Gründung 1977 als Tochterfirma der Lubing Maschinenfabrik entwickelte man sich schnell zum Spezialisten für die Kunststoffverarbeitung von Präzisionsteilen im Spritzgussverfahren sowie Profile und Rohre im Extrusionsverfahren. Heute werden mehr als 7.000 Tonnen Rohmaterial pro Jahr verarbeitet.

Dabei erhalten die Kunden alles aus einer Hand – von der Entwicklung von Produktlösungen über die Konstruktion bis zur Serienfertigung und Weiterverarbeitung. Aufgrund der dynamischen Auftragslage kam es immer wieder zu extremen Planungsschwierigkeiten und Terminproblemen. Daher entstand im Unternehmen der Wunsch, die Planungs- und Produktionsabläufe umfassend zu visualisieren, zu analysieren und zu verbessern.

Genaue Daten zeigen, wo es klemmt

Das große Ziel war es, mithilfe eines Planungstools eine optimale Planung der Aufträge zu erhalten, schneller auf Änderungen in der Auftragslage reagieren zu können und die angestrebten Liefertermine einzuhalten. Gleichzeitig sollten Produktions- und Maschinendaten automatisch erfasst und gespeichert werden, um mehr Transparenz in die Produktion zu bringen.

Geschäftsführer Stefan Hintze erkannte, dass die Implementierung eines MES-Systems (Manufacturing Execution System) mit integriertem Planungstool die beste Lösung darstellt. Dadurch können genau die Daten erfasst und gespeichert werden, die für eine aussagekräftige Nachkalkulation und damit hohe Transparenz in der Produktion notwendig sind. Für die notwendige Neugestaltung der Planungs- und Produktionsabläufe unter Berücksichtigung eines MES-Systems wurde 2010 Sebastian Bähr als Projektingenieur an Bord geholt. Nachdem einige MES-Anbieter geprüft wurden, fiel Ende 2010 die Entscheidung auf das modulare MES-System Fastec 4 Pro des Paderborner Unternehmens Fastec.

„Den Ausschlag gab das flexible Anschlusskonzept, das eine schnelle und kostengünstige Implementierung versprach“ erinnert sich Sebastian Bähr. Dieses Konzept basiert auf einem flexiblen und modularen I/O-System, das exakt an die Produktionssituation angepasst werden kann. So wurden mit geringem Hardware- und Verdrahtungsaufwand 22 Spritzgussmaschinen, vier Montagelinien und elf Extrusionslinien angeschlossen.

Zusätzlich wurden für die Aufdeckung der konkreten Energieverbräuche an den einzelnen Spritzgussmaschinen Stromzähler mit einem digitalen Impulsausgang eingebaut. Damit sollte eine Datenbasis geschaffen werden, um erkennen und analysieren zu können, welche Energiemengen wo verbraucht werden.

Voraussetzung für ein gutes Energiemanagement ist, dass die notwendigen Daten vorhanden sind. Dafür werden über entsprechende Messpunkte der I/O-Module die genauen Energieverbräuche für alle Spritzgussmaschinen erfasst und dauerhaft gespeichert. Im MES-System können dann automatisch die jeweilige Leistungsaufnahme und der gesamte Energieverbrauch aller 22 Spritzgussmaschinen ermittelt werden. Diese Daten lassen sich dabei auf einzelne Maschinen, die Peripherie, die komplette Halle und auch auf die installierte Solaranlage filtern. Außerdem kann der konkrete Energieverbrauch bei der Bearbeitung einzelner Artikel, Aufträge sowie Rüstvorgänge innerhalb der Spritzgussabteilung ausgewertet werden.

Verbraucht eine Maschine plötzlich mehr Energie, können die Mitarbeiter sofort reagieren. So konnte zum Beispiel ein defektes Temperiergerät anhand der übermäßig hohen Leistungsaufnahme schnell entdeckt und sofort ausgetauscht werden. Sebastian Bähr ergänzt, „Aus Interesse haben wir mal abgeschätzt, wie viele Kilowattstunden da zusammengekommen wären: mindestens 6.000 kWh!“

Im Barnstorfer Unternehmen werden die einzelnen Fertigungsaufträge nun mithilfe der Feinplanung des MES-Systems optimal auf die vorhandenen Ressourcen verplant. So werden gleichzeitig die Produktionsprozesse umfassend überwacht und analysiert. Der Planer hat damit jederzeit einen kompletten Überblick über den Status der einzelnen Maschinen, den Auftragsfortschritt, festgelegte Fertigstellungstermine und Stückzahlen.
Auf Basis dieser Transparenz kann er bei unvorhergesehenen Änderungen schnell und flexibel reagieren. Verzögert sich beispielsweise die Fertigstellung eines Auftrages durch Störungen im Produktionsprozess, zum Beispiel beim Stillstand einer Maschine, berücksichtigt das MES-System dies für die nachfolgenden Aufträge.

Durch die Speicherung der erfassten Prozessdaten und die umfassenden Auswertungsmöglichkeiten lassen sich im Nachhinein die Produktionsprozesse analysieren und durch geeignete Maßnahmen optimieren. „Vor der Einführung haben wir oft mit 160 Prozent Kapazität produzieren müssen. Wir hatten im Jahr 2012 beinahe eine Verdopplung unserer Ausbringungsmengen in der Extrusion“, resümiert Sebastian Bähr abschließend.

Mit MES in die Zukunft

Momentane Einsparpotenziale im Energiebereich sieht Bähr vor allem bei den Peripherie-Geräten und wie diese durch den Maschinenbediener genutzt werden. Denn durch die exakte Erfassung der Prozessdaten lassen sich auch Energieverschwendungen aufdecken, zum Beispiel bei Maschinen im Standby-Betrieb. Das detaillierte Energiemanagement hilft inzwischen auch bei Investitionsentscheidungen: Durch die Gegenüberstellung der Energieverbräuche von alten zu modernsten Spritzgussmaschinen mit Ecodrive-Motoren wird schnell deutlich, wie viel Energieeinsparungen hier noch möglich sind. Das Thema Energie bleibt für das niedersächsische Unternehmen somit auch nach eineinhalb Jahren Einsatz des MES-Systems weiterhin relevant.

 

„Ohne die Energiemessung mit dem MES-System wäre das defekte Gerät eventuell monatelang unbeachtet geblieben“

Sebastian Bähr, Projektingenieur, Barnstorfer Kunststofftechnik

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Über den Autor

Aline Leonhardt ist bei Fastec in Paderborn tätig. leonhardt@fastec.de