Digital Operational Excellence in der Praxis

Operational Excellence ist die Fähigkeit eines Unternehmens, die Wertschöpfungskette kontinuierlich hinsichtlich Effizienz und Effektivität zu verbessern. Es handelt sich um die Königsdisziplin in der Fertigungsindustrie. Unternehmen stehen unter ständigem Druck, ihre Herstellprozesse zu optimieren und die Produktivität zu erhöhen. Dafür sind jedoch einige Hürden zu überwinden: zum Beispiel mangelnde Koordination, papiergebundene Prozesse sowie eine Vielzahl aufwändiger manueller Tätigkeiten.

Für eine nachhaltige Optimierung der Produktion ist die Digitalisierung mithilfe von Manufacturing Operations Management (MOM)-Systemen eine zentrale Grundlage. Wobei IT-Aktivitäten unbedingt Hand in Hand gehen sollten mit der Gestaltung von Prozessen und Methoden und deren Verankerung in der Shopfloor-Organisation, die oft mit knappen Ressourcen, Qualifizierungslücken und eingeschränkter Handlungsfähigkeit zu kämpfen hat.

Auf Basis unserer Projekterfahrungen haben wir für Sie folgende typische Schritte zu einem erhöhten OEE (Overall Equipment Effectiveness) und EBIT zusammengefasst:

Qualifizierung und Einbindung

Die frühe Einbindung der Mitarbeiter*innen als Multiplikatoren trägt maßgeblich zum Erfolg des Projekts bei. Daher werden das Projektteam und die Führungskräfte zum Projektstart geschult. Dies schafft ein gemeinsames Verständnis und verankert die Aktivitäten nachhaltig. Um die Abdeckung von Prozesssträngen mit der Standardsoftware zu überprüfen und bei Bedarf Mock-Ups für das Zielsystem zu erstellen, müssen außerdem frühzeitig Key-User einbezogen werden.

Betriebsmittel und Asset-Management

Eine einfache Systemlösung ohne smarte Maschinenanbindung erzeugt meist bereits in einer ersten Phase des Vorhabens großen Nutzen. Das gilt zum Beispiel für die Instandhaltung. Durch Asset Management wird der Zustand des Equipments „as maintained“ dokumentiert. Dies ermöglicht es, ähnliche Anlagengruppen standardisiert zu betreuen und Abweichungen zu identifizieren (Benchmarking). Weitere Potenziale liegen in der vereinheitlichten Ersatzteilverwaltung.

Systemübergreifende Datenlogistik

Im nächsten Schritt ist typischerweise eine Einbindung in die unternehmensweite Datenlogistik notwendig. Dazu werden führende Systeme und Konsument*innen identifiziert und das Matching an deren Schnittstellen konzipiert. Diese Konzeption, die oft der aufwändigste Teil zur Herstellung einer stabilen Datenlogistik ist, sollten Unternehmen nicht unterschätzen. In der technischen Realisierung sind dann für Standardsysteme wie SAP zertifizierte Schnittstellen zu bevorzugen, da individuelle Ansätze oft wartungsintensiv und nicht zukunftssicher sind.

Optimierung der Shopfloor-Steuerung

Sind Auftragsdaten (aus Vorsystemen) und Equipment im MOM-System verfügbar, geht es mit der Optimierung der Prozesse rund um die Produktions- und Shopfloor-Steuerung weiter: Fehleranfällige Excel-Werkzeuge werden ersetzt, die Planungskonsistenz gesteigert und manuelle Aufwände reduziert.

Beispielsweise können Werker*innen über eine effektive Betriebsdatenerfassung (BDE) Ausschussursachen und -mengen melden. Dies verbessert die Informationsgrundlage zur Steuerung. Durch die digitale Bereitstellung von Fertigungsunterlagen lassen sich manuelle Aufwände und Fehlerquellen reduzieren. All diese Maßnahmen erhöhen die Akzeptanz digital verfügbarer Informationen bei den Werker*innen deutlich.

Maschinenanbindung und Datenaufbereitung

Durch die Anbindung von Maschinen und Anlagen an das MOM-System (Maschinendatenerfassung, MDE) entsteht ein umfassendes Bild der aktuellen Fertigungssituation. Dadurch können Unternehmen zustandsbasierte (condition-based) und vorausschauende Instandhaltungsmaßnahmen (Predictive Maintenance) realisieren. Von besonderer Bedeutung ist auch die Implementierung eines übergreifenden Energiemanagements auf dieser Basis, denn das System liefert Daten für die Berechnung des CO2-Footprints in der gesamten Fertigungskette.

Digitales Shopfloor Management

Ein digitales Shopfloor Management (SFM) bildet eine zentrale Schnittstelle zwischen IT und Prozessoptimierung. SFM ist der zentrale Hebel für kontinuierliche Verbesserung in der Produktion und wird methodisch durch kaskadierende Regelmeetings getragen. So können Erkenntnisse und Probleme von der Werkshalle bis zur Standortebene, von den OEEs und Verlustgründen an einer Anlage in einer Schicht bis hin zum Einfluss auf Betriebsleistung und Standort-EBIT visualisiert und bearbeitet werden.

OEE stabilisieren und verbessern

Der Fokus bei der Verbesserung des OEE liegt häufig darauf, Laufzeitverluste und Störgründe zu reduzieren. Basis dafür ist das konsolidierte Gesamtbild aus MDE und BDE mit identifizierten, messbaren Verlustursachen je Maschine. Eine typische, auf viele Unternehmen übertragbare Erkenntnis ist, dass OEE-Verluste nicht nur durch Maschinendefekte begründet sind. Häufig entstehen sie durch organisatorische Probleme. So sind neben Rüstworkshops, Maßnahmen zur Maschinenreinigung und Mitarbeiter*innen-Qualifizierung auch Teilprojekte in den Office-Bereichen von großer Bedeutung (z. B. Auftragsabwicklung, Planung/Steuerung und Produktentwicklung/Stammdaten).

Unternehmensweiter Nutzen Digitalisierung via MOM-Software erzeugt eine Basis, mit der Unternehmen ihre Produktion nachhaltig optimieren können. In typischen Fällen wie im mittelständischen Maschinenbau sind dadurch Verbesserungen des mittleren OEE aller Maschinen um mehr als 10 Prozentpunkte sowie eine Erhöhung des Standort-EBIT um mehr als 2 Prozentpunkte durchaus realistisch. In dem Maße, wie ausreichend Aufträge vorhanden sind, spiegelt sich eine gesteigerte Produktivität unmittelbar in einem erhöhten EBIT wider. Zugleich wirken sich die verbesserte Prozessqualität und Reaktionsfähigkeit positiv auf die Kundenbeziehung aus.

Entdecken Sie die ungenutzten Potenziale Ihrer Produktion in dem Webcast mit Leonardo und CONTACT! In der Webcast-Aufzeichnung erfahren Sie, wie Sie Ihre Produktion optimieren und nachhaltige Effekte realisieren können.

Wie PLM den Weg zur nachhaltigen Produktentstehung ebnet

In einer Welt, die von Nachhaltigkeit spricht, sind Transparenz und Rückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus entscheidend. Product Lifecycle Management (PLM) hilft bei der Bewältigung dieser Herausforderungen, indem es eine solide Datenbasis für fundierte Entscheidungen bietet.

Herausforderungen für Unternehmen: Vorschriften und Kundenwünsche

Unternehmen sind heute meist mit regulatorischen Herausforderungen konfrontiert, welche die Entwicklung von Strategien und Produkten beeinflussen. Der europäische Green Deal und die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) setzen ein entsprechendes Rahmenwerk. Gleichzeitig verlangen Kunden Lösungen, die eine nachhaltige Produktentstehung unterstützen und der Ruf nach einer grünen Transformation wird lauter. Aber wie gelingt Unternehmen dieser Schritt?

Unternehmen im grünen Wandel

Der grüne Wandel ist eine Mammutaufgabe für die Industrie. Nachhaltige Entwicklung, wie sie bereits der Brundtland-Bericht von 1987 definiert, wird zum Leitprinzip. Ziel ist es, die Bedürfnisse der Gegenwart zu erfüllen, ohne die Bedürfnisse künftiger Generationen zu gefährden. Mit einem nachhaltigen Design als ein Kernelement dieser Bewegung werden wirtschaftliche und ökologische Dimensionen in Einklang gebracht. Anders als bei Ansätzen wie dem Ökodesign integriert Sustainable Design auch ethische Aspekte, Menschenrechte und soziale Gerechtigkeit. So zum Beispiel die sozialen Aspekte in der Lieferkette.

PLM als Schlüssel für nachhaltiges Produktdesign

Jedes Produkt durchläuft verschiedene Lebenszyklusphasen, in denen Entscheidungen über Materialauswahl, Design und Herstellungsprozess getroffen werden. PLM-Systeme wie CIM Database PLM ermöglichen es, Nachhaltigkeitsprinzipien bereits in der Entwurfsphase zu berücksichtigen. Abfall zu reduzieren, Energieeffizienz und Recycling zu fördern werden so zu integralen Bestandteilen bereits ab frühen Designprozessen.

Lesen Sie hier ausführlicher, wie PLM zur nachhaltigen Produktentstehung beiträgt.

Ökobilanzierung und PLM: Eine unschlagbare Kombination

Die Ökobilanzierung (engl. Life Cycle Assessment, LCA) ist ein weiterer zentraler Ansatz zur Bewertung von Umweltauswirkungen. Indem so eine Quantifizierung und Auswertung von Umweltauswirkungen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg vorgenommen wird, können Unternehmen Umweltaspekte und potenzielle Auswirkungen aufzeigen.

PLM als Strukturgeber für nachhaltige Produkte

Die Produktstruktur, auch bekannt als Bill of Materials (BOM), wird von PLM als strukturierter Leitfaden genutzt. Sie ermöglicht eine genaue Bilanzierung der Umweltauswirkungen über die gesamte Produktpalette. Materialeigenschaften, Arbeitspläne und Aggregation von Daten unterstützen die Auswahl nachhaltiger Materialien.

Material Compliance: Vorschriften einfacher meistern

Die Auswahl von Werkstoffen muss nicht nur umweltfreundlich, sondern auch gesetzeskonform sein. Hier kommt die Material Compliance ins Spiel. Ein PLM-System ermöglicht nicht nur die Verwaltung von Produktstrukturen und Materialdaten, sondern auch die Material Compliance durch eine Verfolgbarkeit der verwendeten Werkstoffe reibungslos umzusetzen.

Digitaler Produktpass für die Kreislaufwirtschaft

Für eine erfolgreiche Kreislaufwirtschaft ist Transparenz über Materialien und Produkte entscheidend. Der Digitale Produktpass fungiert als Träger von Informationen aus dem PLM-System und stellt ein Fundament für die THG-Berichterstattung. Die Asset Administration Shell (AAS, Verwaltungsschale) dient als eine standardisierte Technologie für den Informationsaustausch.

PLM für eine nachhaltige Zukunft

Durch eine ganzheitliche Betrachtung des Lebenszyklus können Auswirkungen und Risiken früh erkannt, bewertet und abschließend auch vermieden werden. CONTACT Research engagiert sich für eine nachhaltigere Produktentwicklung, um gemeinsam eine harmonische Zukunft zu gestalten. Lasst uns zusammen die Herausforderungen der nachhaltigen Produktentwicklung meistern und die Welt positiv beeinflussen!

Lesen Sie hier den ausführlichen Beitrag in Englisch auf dem CONTACT Research Blog.

Nachhaltiges PLM durch eine cloudbasierte Lösung

Warum Cloud PLM die nachhaltigere Wahl ist

Das Pariser Abkommen verfolgt ein klares Ziel: den globalen Temperaturanstieg auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Unternehmen ihren CO2-Fußabdruck entscheidend reduzieren. Eine vielversprechende Möglichkeit ist die Ressourceneffizienz des eingesetzten Product Lifecycle Management (PLM)-System durch die Nutzung von Cloud-Diensten zu verbessern. Der Wechsel in die Cloud kann dabei mit einer Fahrgemeinschaft verglichen werden. Das eigene Fahrzeug ist in diesem Beispiel der On-Premises-Server eines Unternehmens. Dieser benötigt große Mengen an Ressourcen für die Hardware in Form von Strom, um immer betriebsbereit zu bleiben. Cloud-Service-Providern fungieren als Fahrgemeinschaften, die sich die Ressourcen mit mehreren Parteien teilen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit für einzelne Unternehmen, eigene umfangreiche Infrastrukturen zu betreiben. So sparen sie nicht nur Ressourcen, sondern arbeiten auch effizienter.

Warum PLM in der Cloud die nachhaltigere Wahl gegenüber der On-Premises PLM-Software ist, erfahren Sie in diesem Blogbeitrag:

On-Premises versus Cloud-Betrieb von PLM-Systemen

On-Premises oder in der Cloud – die Betriebsmodelle von PLM-Systemen weisen entscheidende Unterschiede auf:

Beim On-Premises-Betrieb stellt ein interner Server des Unternehmens die PLM-Software bereit, was kapitalintensive Investitionen in die eigene Hardware und Software erfordern. Die lokale Infrastruktur unterliegt einer festen Kapazität und das kann zu möglichen Engpässen bei Bedarfsspitzen führen. Bei dieser Betriebsart tragen Unternehmen die Verantwortung für die Verwaltung, Wartung, Sicherheit und Upgrades des PLM-Systems selbst. Neue Funktionen oder Updates zu implementieren, benötigt zudem immer eine gewisse Vorlaufzeit.

Im Gegensatz dazu stellt beim Cloud-Betrieb der externe Anbieter die Serverinfrastruktur bereit. Die Kostenstruktur basiert typischerweise auf regelmäßigen Lizenzgebühren. Cloud PLM-Systeme sind skalierbar, sodass Ressourcen bei Bedarf flexibel angepasst werden können. Die Verwaltung, Wartung, Sicherheit und Updates des Systems liegen in der Verantwortung des Cloud-Anbieters. Im Vergleich zu Unternehmen verfügen Cloud-Provider über ein umfassenderes Know-How und modernste Sicherheitstechnologien. Die Implementierung von neuen Funktionen oder Updates erfolgt schneller, da die Infrastruktur extern verwaltet wird und Updates automatisch erfolgen.

3 Faktoren ermöglichen nachhaltiges PLM in der Cloud

Effiziente Ressourcennutzung durch die Cloud-Technologie:

Serverkapazität, Speicherplatz und Netzwerkbandbreite lassen sich in Cloud PLM-Software effizient managen. Die skalierbare Cloud-Infrastruktur ermöglicht es, die PLM-Systeme an die jeweiligen Anforderungen anzupassen. Ein Beispiel dafür ist, dass Nutzer*innen hinzugefügt oder entfernt werden können. Die Skalierung gewährleistet eine optimale Auslastung der Ressourcen und verhindert gleichzeitig Energieverschwendung.

Cloud-Anbieter investieren außerdem in effiziente Rechenzentren und setzen Technologien wie Virtualisierung ein, um die Energieeffizienz zu maximieren. Dadurch können mehrere virtuelle Systeme, Betriebssysteme und Anwendungen auf einem einzelnen Server betrieben werden. Im Vergleich zur dezentralen Bereitstellung von Software reduzieren die Konsolidierung von Servern und die gemeinsame Nutzung von Hardware den Energieverbrauch. Darüber hinaus tragen fortschrittliche Kühltechnologien und intelligente Energiemanagementsysteme zum effizienten Einsatz von Ressourcen in den Rechenzentren bei.

Cloud-Dienste zu nutzen reduziert auch den Bedarf an lokaler Hardware wie Servern, Speichergeräten und Netzwerkausrüstung. Dadurch entsteht weniger Elektroschrott und der Rohstoffbedarf für die Herstellung neuer Geräte wird verringert.

Die dynamische Lastverteilung in der Cloud trägt ebenfalls zur Gesamteffizienz bei. Das Traffic Management passt sich dem Leistungsbedarf von PLM-Anwendungen flexibel an, um Netzwerküberlastungen zu vermeiden.

Auswahl nachhaltiger Cloud-Anbieter:

PLM in der Cloud ist besonders nachhaltig, wenn die ausgewählten Cloud-Anbieter erneuerbare Energien nutzen. Durch den Einsatz von regenerativen Energiequellen wie Solarenergie, Windkraft oder Wasserkraft reduzieren diese Unternehmen ihren ökologischen Fußabdruck.

Zentralisierte Aktualisierungen und Wartung:

Cloud-PLM-Anbieter führen Software-Updates und Wartungsarbeiten zentral und automatisch durch. Das reduziert den Bedarf an manuellen Eingriffen bei den Kunden vor Ort, was wiederum Zeit, Ressourcen und Reiseaufwand einspart.

Fazit

Im Vergleich zur lokalen Bereitstellung von PLM-Software ermöglicht die Cloud insgesamt eine effizientere Nutzung von Ressourcen durch die flexible Skalierung, gesteigerte Energieeffizienz und den reduzierten CO2-Fußabdruck. Der Betrieb von PLM-Systemen in der Cloud ist nachhaltiger als On-Premises, wenn sich Unternehmen für einen Cloud-Provider entscheiden, der erneuerbare Energien zur Stromversorgung nutzt.

CIM Database Cloud kann flexibel hoch- oder herunterskaliert werden und wird auf den Servern von Amazon Cloud Services (AWS) gehostet, die bis 2025 komplett mit Energie aus erneuerbaren Quellen betrieben werden sollen.