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Fachpresse: IT & Production, Ausgabe 06/2014

Die Produktion jeder Folienschicht im Blick

| Branchenlösungen für Rollenfertiger und Converter |

Fachartikel von Joachim Schütz, Leiter MES-Vertrieb, Grass GmbH

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Verpackungen müssen sowohl den ästhetischen Anforderungen der Verbraucher als auch den Qualitätsansprüchen stark regulierter Branchen wie der Lebensmittel- und Pharmaindustrie entsprechen. Vor diesem Hintergrund unterstützt Manufacturing-Software Hersteller von Verpackungsmaterialien dabei, sowohl den Produktionsprozess zu lenken als auch von Gesetzgeber und Kunden vorgegebene Dokumentations- und Compliance-Anforderungen zu erfüllen. Ein branchenspezifisches System kann dazu beitragen, nachhaltig Produktivität und Prozesssicherheit zu steigern.

Flexible Verpackungen sind allgegenwärtige Begleiter vieler Konsumartikel. Sie bewahren etwa sensible Lebensmittel und Pharmazeutika vor Verderb oder Fremdeinflüssen und sollen zum Kauf anregen. In den meisten Fällen bestehen sie aus Folien oder einem Verbund aus Kunststofffolien, Papier, Pappe oder Metallfolien und durchlaufen in der Produktion verschiedene Fertigungs- und Veredlungsprozesse. Verpackungshersteller müssen hierbei neben den Anforderungen der Konsumenten vor allem den Qualitätsansprüchen ihrer Kunden aus Food- und Pharmaindustrie entsprechen. Regelmäßige Lieferanten-Audits erfordern zudem Prozesssicherheit und Rückverfolgbarkeit über alle Stufen des Fertigungsprozesses hinweg. So entsteht ein Spannungsfeld zwischen Kosten- und Effizienzdruck in der Fertigung auf der einen und dem geforderten Informationsumfang auf der anderen Seite. Die Abwicklung der zugehörigen Produktionsmanagement-, Qualitäts- und Dokumentationsaufgaben kann ein Manufacturing Execution-System (MES) unterstützen. Der Softwareanbieter Grass GmbH, spezialisiert auf Rollenfertigung, unterstützt mit ihrer Produktionsmanagement-Software COAGO MES insbesondere Folienhersteller und Converter. Die Software verbindet die kaufmännischen Prozesse, die typischerweise in Enterprise Ressource Planning-Systemen (ERP) abgewickelt werden, mit Fertigungsprozessen bis hin zur Maschinensteuerung. Damit kann die ERP-Anbindung den Daten- und Informationsfluss vom und zum Produktionsmanagement unterstützen.

Insellösungen erschweren Blick aufs Ganze
In der Praxis werden unterhalb standardisierter ERP- oder Produktionsplanungssysteme (PPS) oftmals Software-Eigenentwicklungen eingesetzt − oder die Produktionsarbeitsplätze werden mit Fertigungspapieren versorgt, die aus einem ERP- oder PPS-System erstellt wurden. Bei der häufigen Umplanung von Aufträgen können insbesondere Probleme entstehen, wenn alte Versionen wieder eingezogen und neue erstellt und verteilt werden müssen. Zudem ist für die Planer vielfach nicht zu erkennen, ob ein vorbereiteter Auftrag schon begonnen wurde und daher nur erschwert oder nicht mehr umgeplant werden kann. Eine kurzfristige Verfügbarkeitsprüfung für Rohstoffe und Halbfabrikate ist meist nicht gegeben. Die auf Fertigungspapieren erfassten Rückmeldungen von Maschinen- und Personalzeiten, Prozessparametern, Material-Einsatz oder Ausbringungsmengen müssen manuell in weitere EDV-Systeme übertragen und häufig durch Rückfragen validiert werden, um eine Kontrolle und Nachkalkulation durchführen zu können. Oft stehen diese Informationen erst am nächsten oder übernächsten Arbeitstag zur Verfügung; eine zeitnahe Intervention ist damit in der Regel nicht möglich. Zudem können Eigenentwicklungen steigende Produktionsmengengerüste oft nur bedingt bewältigen; hinzu kommen Kosten und Inhouse-Aufwand für Weiterentwicklung, Wartung und Schnittstellen sowie die Frage nach der Datenqualität. Da solche Alt-Systeme zudem erfahrungsgemäß nur einen Teil der fertigungsnahen Anforderungen abdecken, müssen vielfach Subsysteme etwa für Qualitätssicherung, Chargenrückverfolgung, Prozessüberwachung oder Logistikunterstützung über Schnittstellen eingebunden werden. Als Folge dieser Heterogenität müssen Daten an verschiedenen Stellen gepflegt werden, was den schnellen und eindeutigen Zugriff auf Informationen erschwert. Das kann zu langen Bearbeitungszyklen bei Reklamationen oder der Chargenrückverfolgung führen, oder sogar eine unzureichende Rückverfolgbarkeit des Herstellungsprozesses verursachen − einschließlich der damit verbundenen Haftungsrisiken.

Integrierte Lösung unterstützt gesamten Prozess
Die Fertigung und Veredlung von Kunststofffolien bringt spezifische Anforderungen mit sich, denen auch die IT-Systeme Rechnung tragen sollten: Nachdem Rohstoffe, Granulate und Zuschlagstoffe auf Basis einer Rezeptur in der Mischerei gemischt wurden, werden sie an Kalandern oder Extrudern zu Großrollen ausgebracht.
Bereits in der Mischerei sollte das Produktionsmanagement-System daher in der Lage sein, mit Alternativrezepturen, -rohstoffen und Gruppenartikeln umzugehen. Mischungen für mehrere Aufträge gilt es zu Großlosen zusammenzufassen, um die Mischer bestmöglich auszulasten. Dabei unterstützt eine verursachergerechte Rückmeldung pro Auftrag an das ERP-System sowohl die Nachkalkulation als auch Bestandsfortschreibung. Viele Betriebe hinterlegen zudem die Topologie des Mischhauses im System. In den Stammdaten ist ersichtlich, welches Silo mit welcher Waage und welchem Mischer verbunden ist. Die Silobelegung mit Rohstoff-Chargen und der Füllstand sollte dabei durch die Software ebenso unterstützt werden wie die Übergabe von Mischanweisungen bis hin zum Schrittprogramm für die Mischer-SPS. Bei der Coextrusion mehrschichtiger Folienaufbauten gilt es außerdem, für jede Folienschicht die spezifische Rezeptur zu hinterlegen. Die in diesem Arbeitsgang gemeldeten Rollen müssen eindeutig identifizierbar sein und mit ID-Nummern und Etiketten versehen werden. Unter Umständen wird bereits in diesem Arbeitsgang zwei- oder mehrnutzig mit Längsschnitt gearbeitet und es werden mehrere Rollen gemeldet. Hier ist es wichtig zu wissen, an welcher Breiten-Position ein Nutzen gelegen hat, um später das bestmögliche Tracking erreichen zu können.

Workflow-Funktionen zur Absicherung von Prozessen
Diesen Anforderungen entsprechend wurde die Branchenlösung des Softwarehauses aus Bad Kreuznach ausgelegt; für zusätzliche Prozessstabilität stellt das System ein integriertes Spezifikationsmanagement zur Verfügung. Hier werden etwa Vorgaben für Maschinenfahrwerte formuliert, Ist-Daten erfasst oder die Einhaltung von Line-Clearance-Plänen überwacht. Maschinen- und Prozessdaten können automatisch erfasst werden, eine Workflowsteuerung unterstützt beispielsweise Nacharbeitsvorgänge, die Überwachung von Rezepturen, Reifezeiten oder Mindesthaltbarkeitsdauern sowie das implizite oder explizite Sperren von Fertigungsobjekten. Verfahren zur Überwachung von branchenrelevanten Prüfvorschriften und -frequenzen stehen ebenso zur Verfügung wie Controlling und Reporting-Möglichkeiten zur Robustheit des Fertigungsverlaufes.

Veredlung und Verpackung IT-gestützt abwickeln
Groß- oder Mutterrollen, auch Jumbo oder Tambour genannt, werden im Rahmen der Folienproduktion beschichtet, kaschiert, gereckt, geprägt und bedruckt. Bei der Kaschierung wird aus zwei oder mehreren Rollen eine neue gefertigt, die wiederum eindeutig identifizierbar sein muss. Die darin enthaltenen Herkunftsrollen werden dazu ebenfalls im System erfasst – genauso wie die Farbmischprozesse der Druckerei. Hierbei wird auch berücksichtigt, dass die Rohfarben aus Tanks entnommen werden, die in der Regel vor dem Nachfüllen nicht komplett entleert werden. Dies führt zu einer Vermischung von Farbrohstoffchargen, die in der Chargenrückverfolgung dargestellt werden muss. Am Rollenschneider werden die Mutterrollen in Kundenformate zerschnitten. Die neuen Rollen unterscheiden sich in Breite und Länge von der ursprünglichen; die Mutterrollen werden daher per Barcodeleser identifiziert, jede Kundenrolle erhält eine eindeutige ID-Nummer und wird gemäß Etikettierungsvorgaben beschildert. Das produktionsnahe System unterstützt dabei die Etikettierung und zeigt zudem an, welche Lage die Kundenrolle in der ursprünglichen Mutterrolle hatte. Die Rollen werden gemäß der im System hinterlegten Verpackungsanweisung auf Paletten verpackt, etikettiert und versandfertig gemeldet. An dieser Stelle findet die Übergabe der Daten an das ERP-System statt, das den Versandvorgang steuert.

Fehlerhafte Rollen automatisch sperren
Über die integrierte Rollenverwaltung der Software kann zudem jede Rolle vom Werker oder der Qualitätssicherung unter der Angabe katalogisierter Gründe gesperrt oder verworfen werden. Sperren können auch auf Tochter- oder Schwesterrollen vererbt werden. Eine Rollensperre aktiviert das integrierte Qualitätssicherungsmodul (QS).
Die dort hinterlegten Prüfpläne mit Prüfmerkmalen, -frequenzen und Prüfplätzen lassen − gesteuert nach Berechtigungen − das Erfassen von Prüfergebnissen an den Prüfplätzen zu. Die Qualitätssicherung arbeitet parallel zum Produktionsprozess und liefert auch Informationen für das Erstellen von Prüfzertifikaten. Für gesperrte Rollen wird durch die QS ein Verwendungsentscheid getroffen. Das folienspezifische System bietet über integrierte Chargenrückverfolgung die Möglichkeit, den Fertigungsprozess von der Auslieferung an den Kunden bis zur Rohstoffcharge zurückzuverfolgen. Auch die Umkehrung der Betrachtungsrichtung ist möglich. So wird sichtbar, in welche Fertigungsaufträge und Rollen eine bestimmte Rohstoff-Charge eingeflossen ist − und auf welchen Paletten diese liegen. Über ein Reporting-Tool lassen sich die im Prozess gewonnenen Daten auswerten, darstellen, exportieren und drucken. Gleichzeitig kann ‘on demand’ auf Kennzahlen zugegriffen werden, um ohne Zeitversatz Auswertungen zu erstellen. Das Controlling kann so über Schnittstellen kontinuierlich auf Rückmeldungen zugreifen − und sowohl Vertrieb als auch Kundendienst haben die Möglichkeit, den Fertigungsfortschritt einzelner Aufträge online zu verfolgen.

 

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