Weiss Chemie + Technik GmbH & Co. KG

Weiss Chemie + Technik GmbH & Co. KG

Die Mischung macht‘s: optimiertes Fertigungsmanagement

Ausgangslage in Werk I in Haiger

Mehr als 400 Varianten an Flächen- und Konstruktions-, Sekunden- sowie Spezial-Klebstoffen für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche umfasst das Sortiment der Weiss Chemie + Technik in den Produktionsbereichen Klebstoff- und Sandwichelementetechnologie. Hinzu kommt ein umfangreiches Sortiment an Spezial-Reinigern und individuell nach Kundenwunsch modifizierte Klebstoffsysteme.

 Die Herstellung der Klebstoffe erfolgt in verschiedenen Dissolvern, die als Stand-Alone-Maschinen arbeiten und nur teilweise mit einer SPS-Steuerung ausgestattet sind. Die Dissolver verfügen über unterschiedliche technische Ausstattung in Bezug auf die Kapazität und die Anbindung an Tanklager, Feststoffsilos und Big-Bag-Anlagen. Die freigegebenen Produktionsaufträge werden an einem IT-Terminal ausgedruckt, Produkt- und Verbrauchsmeldungen erfolgen im Anschluss an den Fertigungsprozess automatisiert via BDE als Soll/Ist-Rückmeldungen. Alle im Herstellungsprozess relevanten Informationen werden im Fertigungsauftrag dokumentiert.

Aufgabe

Für die bestehende Herstellung im Werk in Haiger wurde ein Produktionsleitsystem benötigt, das den gesamten Herstellungsprozess, aber auch die Abfüllung flexibel und transparent gestaltet.

Anforderungen an das Produktionsleitsystem

• Hohe Verfügbarkeit und Flexibilität
• volle Integration in die bestehende ERP-Umgebung und das Warehouse-Management
• direkte Verknüpfung von Rezepturerstellung und Materialbereitstellung, Qualitätssicherung und Reporting
• Verwendung bestehender Virtualisierungstechnik
• Integration der notwendigen Komponenten in die IT-Infrastruktur
• Steuerung und Administration durch Fachpersonal der Weiss Chemie + Technik
• Benutzerauthentifizierung mit betriebseigenen RFID-Chips
• Plausibilitätsprüfung der Rohstoffe direkt an der Maschine

„Durch die Einführung des Produktionsleitsystems konnten wir die Produktionsleistung bei gleichem Ressourceneinsatz um bis zu 30% steigern. Gleichzeitig haben wir den Anteil an Rückläufern erheblich gesenkt.“

Dr. Oliver Glosch (Leitung Entwicklung und Technik)

Umsetzung des Produktionsleitsystems

Für die Realisierung musste zuerst eine Ethernet-Infrastruktur in der Herstellung aufgebaut werden. Alle Dissolver wurden mit neuen Steuerungen vom Typ Simatic S7 ausgestattet, programmiert und über Ethernet vernetzt. Das neue S7-Programm wurde so vereinheitlicht, dass jeder Dissolver mit der gleichen Software ausgestattet werden kann, die individuellen technischen Ausstattungen aber trotzdem berücksichtigt werden. Eine individuelle Batch-Verarbeitung ermöglicht es, auf Basis von Rezepturen zu entscheiden, auf welchem Dissolver die Herstellung erfolgt. Die Rezepturen sind dazu in kleinstmögliche technologische Funktionen (z. B. Einschalten des Rührwerkes, automatische Dosierung oder Hinzugabe von Rohstoffen) aufgeteilt, die sowohl dem S7-Programm als auch dem ERP-System bekannt sind. Der gesamte Herstellprozess inklusive des Reports basiert auf dieser Datenbasis, anhand der das Labor nun den einzelnen Rezepturkomponenten entsprechende Prozessanweisungen und Steuerungsparameter für ein kontinuierliches und qualitatives Prozesshandling zuweisen kann.

Darüber hinaus wurde an allen Dissolvern eine grafische Bedienstation aufgebaut, die sowohl den Zustand der Dissolver, als auch die Anzeige der Rezeptur inkl. der Herstellhinweise beinhaltet. Dem Anlagenfahrer werden so die notwendigen Herstellinformationen in genau der Reihenfolge angezeigt, wie diese in der Herstellvorschrift bzw. dem Produktionsauftrag hinterlegt sind. Somit wird der Anlagenfahrer optimal mit den Informationen versorgt, die er benötigt. Und zwar exakt zu dem Zeitpunkt, zu dem er sie benötigt. An den Bedienstationen der Dissolver wurden RFID-Reader angebracht, über die sich die Anlagenfahrer anmelden müssen, bevor die Produktion erfolgen kann. Beim Reporting werden die zuständigen Anlagenfahrer hinterlegt.

Um sicherzustellen, dass die verwendeten Rohstoffe und Rohstoffchargen der Reservierung entsprechen, sind alle Dissolver mit Barcode- Lesegeräten ausgestattet. Jeder händisch zugegebene Rohstoff wird inkl. der Rohstoffcharge eindeutig über einen Barcode identifiziert.

Erst wenn der Rohstoff erfolgreich gescannt wurde, bekommt der Anlagenfahrer die Freigabe, diesen zu verarbeiten. Hierzu gehört auch, dass die vier Tanklager in das Produktionsleitsystem eingebunden sind. Die dort lagernden Rohstoffe (Flüssigkeiten und Stäube) werden vollautomatisch und chargentreu in der Herstellung eingesetzt.

In einem zweiten Schritt wurde ein zentrales Info-Display aufgestellt, das den Anlagenfahrer über den Zustand der laufenden Fertigungsaufträge informiert und ihn bei notwendigen händischen Produktionsschritten zum richtigen Dissolver leitet.

Im dritten Schritt wurde das Produktionsleitsystem auf die Verpackungsanlagen ausgerollt, um auch diese mit der gleichen Transparenz im Verpackungsprozess und dem Komfort aus der Herstellung auszustatten. Auch hier wird über das Scannen der Materialen sichergestellt, dass die richtigen Verpackungsmaterialien (Tuben, Deckel, …) verwendet werden. Auch für die Verpackungsanlagen wurde ein Info-Display aufgebaut, das abweichend von der Herstellung die KPI’s der Verpackungsanlagen darstellt.

In einem aktuell letzten Schritt wurde das Produktionsleitsystem auf die Verpackungsanlagen im EX-Bereich ausgerollt. Hierzu wurden die Verpackungsanlagen mit EX-Bedienstationen, EX-RFID-Readern und EX-Barcodelesern ausgestattet, wobei Darstellung und Benutzerführung exakt der gesamten Produktions- und Verpackungsanlage entsprechen.

Sämtliche Herstell- und Verpackungsanlagen sind an das Reportsystem PM-Quality angebunden, das nach jedem Fertigungs- bzw. Verpackungsauftrag automatisch einen Report erstellt, diesen mit einem maschinenlesbaren Barcode versieht und so verschlagwortet im Dokumentenmanagementsystem der Weiss Chemie + Technik ablegt.

Eckdaten des Projektes

• standardisierte Batchproduktion über vordefinierte Schritte

• vollständige Integration in das ERP-System

• Anzeige von OEM-Daten und Benutzerführung über drei Großbildschirme

• RFID-Benutzeranmeldung

• Systemplattform: VMware

• ca. 8.000 externe Variablen

• Simatic WinCC als Leitsystem

• 18 S7-300 und S7-1500 Steuerungen

• 21 WinCC Visualisierung Clients

• Client Hardware: Simatic ITC 1500 / ITC1900 / Großbildmonitore / Thin Clients

• 1 WinCC SCADA Server

• 1 MS SQL-Server

• PM-Quality

• Integration der Prozessprotokollierung in das Dokumentenmanagementsystem

Highlights der Applikation

• Standardisierte Batchproduktion über vordefinierte Batch-Schritte

• Vollständige Integration in das ERP-System des Kunden

  • Übernahme Fertigungsauftrags- und Chargendaten

  • Batchverarbeitung und Schritte über das ERP gesteuert

  • Rückmeldung und Buchung aller Verbrauchsdaten

  • Prüfung aller Rohstoffe über Chargen-Identifikation (Barcode)

• Anzeige von OEM-Daten und Benutzerführung über 3 Großbildschirme

  • In der Herstellung (Benutzerführung)

  • In der Abfüllung (OEM-Daten)

  • Beim Produktionsleiter (OEM-Daten)

• RFID Benutzer-Anmeldung

  • Zentrale Benutzerverwaltung

  • Alle Benutzer melden sich mit ihrem RFID Tag an den Bedienstationen an.