Digitale Transformation: Kontinuierliche Optimierung von Fertigungsabläufen

Kein Unternehmen kann sich Stillstand leisten. Am allerwenigstens Unternehmen in der Produktion. Nur, wer der Konkurrenz immer einen Schritt voraus ist, hat eine Chance. Lesen Sie, wie Rockwell Automation die ersten Phasen der digitalen Transformation bewältigt und einen Zustand kontinuierlicher Verbesserung erreicht hat. Nun ist das Unternehmen gewappnet für alles, was noch kommt.

Rockwell Automation war stets ein Vorreiter der Innovation

Wie viele Unternehmen können schon auf eine über hundertjährige Erfolgsgeschichte zurückblicken? Rockwell Automation ist stolz auf seine Geschichte. Das 1903 als weltweit erstes Unternehmen für Motorsteuerungen gegründete Unternehmen ist seitdem zu einem sagenumwobenen Technologie- und Fertigungsriesen gewachsen. Rockwell hat stürmische Zeiten wie die Erfindung der Fließmontage oder den Aufstieg der Industrierobotik durchlebt und seinen Führungsanspruch in all der Zeit konsequent verteidigt. Rockwell Automation ist seit 117 Jahren erfolgreich, weil es seit 117 Jahren auf dem Stand der Technik geblieben ist. Heute baut Rockwell Automation mit eben dieser innovativen Denkweise zukunftsweisende Technik.

Rockwell Automation ist als internationaler Hersteller und führender Technologieanbieter in der einzigartigen Lage, seine digitale Transformation selbst voranzutreiben. Etwa ein Drittel der 23.000 Mitarbeiter ist in den 20 Fertigungswerken weltweit tätig, wo sie einen Produktkatalog mit fast 400.000 SKUs verwalten. Als weltgrößtes Unternehmen für industrielle Automation und digitale Transformation unterstützt Rockwell zudem Unternehmen in aller Welt dabei, ihre Prozesse zu optimieren, Ineffizienzen zu beseitigen und die Produktivität zu steigern.

Die digitale Transformation bei Rockwell Automation ist schon weit fortgeschritten

Der Fertigungsbereich von Rockwell Automation setzte naturgemäß schon auf digitale Transformation, lange bevor es zum Modewort wurde. Zunächst führte er mehrere getrennte Systeme in einem ERP-System (Enterprise Resource Planning) zusammen, mit dem sich zahlreiche Systeme in aller Welt verwalten ließen. Parallel dazu wurde ein MES (Manufacturing Execution System) als zentrales System of Record eingeführt – allerdings dauerte es mehrere Jahre, bis alle Betriebe, Fabriken, Prozesse und Mitarbeiter an dieses eine MES angebunden waren.

Mit diesen Maßnahmen stand Rockwell Automation an vorderster Front der OT/IT-Konvergenz – des Verschmelzens von IT- und OT-Systemen, um neue Möglichkeiten für den Zugriff auf sowie die Überwachung und Kapitalisierung von Betriebs-, Geschäfts- und Transaktionsdaten im gesamten Fertigungsunternehmen zu schaffen. Damit war der Grundstein für die Standardisierung von Workflows und Prozessen in allen Anlagen gelegt. Rockwell Automation definierte einen international standardisierten Ansatz für die weltweite Vernetzung seiner Fabriken und bereitete damit die nächste Welle der digitalen Transformation vor.

Die Ergebnisse waren signifikant. Da die Lagerdauer von 120 auf 82 Tage sank und 30 % des jährlichen Kapitalbedarfs vermieden wurden, konnte Rockwell Automation die Gesamtbetriebskosten senken. Die Time-to-Market wurde verkürzt, Lieferungen aus der Lieferkette sind jetzt zu 96 % pünktlich und die Vorlaufzeiten wurden halbiert. Zudem stieg die jährliche Produktivität Schätzungen des Unternehmens zufolge um 4 bis 5 %.

Der Schlüssel zum Erfolg: kontinuierliche Verbesserungen

Wie Rockwell Automation im Verlauf seiner Geschichte zeigte, sind konsequente kontinuierliche Verbesserungen erforderlich, um dauerhaft erfolgreich zu bleiben. Dabei sind nicht nur die aktuellen Anforderungen zu berücksichtigen, sondern auch die der Zukunft. Es müssen also neue Wege gefunden werden, Abläufe kontinuierlich zu optimieren und bessere Entscheidungen in der Belegschaft – der wichtigsten Ressource – zu ermöglichen.

Obwohl die digitale Transformation bei Rockwell Automation bereits weit fortgeschritten ist und damit signifikante Verbesserungen erzielt wurden, ruht sich das Unternehmen nicht auf seinen Lorbeeren aus. Nachdem alle Fabriken miteinander und mit einem einzigen vernetzten System weltweit verbunden waren, stellte sich Rockwell Automation der schwierigen Frage: Wie geht es weiter?

Rockwell Automation beschleunigt Transformation mit FactoryTalk® InnovationSuite mit der Power von PTC

Rockwell Automation nutzte FactoryTalk InnovationSuite mit der Power von PTC, um die nächste Phase der Transformation einzuläuten. Die Suite ermöglichte in allen sechs Anlagen weltweit Edge-to-Enterprise-Analysen, Machine Learning, Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) und Augmented Reality (AR) direkt in den industriellen Abläufen. Die leistungsstarke Suite verbessert den Zugriff auf Daten, ermöglicht fundiertere Geschäftsentscheidungen und fördert langjähriges Wachstum und kontinuierliche Innovation. FactoryTalk InnovationSuite bietet Herstellern eine besonders umfassende und effektive Möglichkeit, Menschen, Produkte und Prozesse zu optimieren und ihre industrielle Transformation zu beschleunigen.

Die Technologie hat für sich allein genommen enormes Potenzial. Doch ohne spezifische Anwendungen, die sich für mehrere Szenarien und Anlagen skalieren lassen, kann der Nutzen gering sein und nie die zweistelligen Werte erreichen, die Rockwell Automation anstrebte. Für einen erfolgreichen weltweiten Rollout ermittelte Rockwell Automation die Anwendungsfälle mit dem größten Nutzen für die globalen Abläufe und Mitarbeiter. Mithilfe von Pilotprojekten an jedem Standort erreichte das Unternehmen einen Kulturwandel und half den Mitarbeitern, entsprechende digitale Fähigkeiten zu entwickeln. Die Anwendungsfälle reichen von intelligenter Asset-Optimierung über Mitarbeiterproduktivität bis hin zu Enterprise Operational Intelligence (Betriebsdaten).

Intelligente Asset-Optimierung

Allzu viele Hersteller gehen mit Produktions- und Leistungsproblemen reaktiv um. Sie setzen auf manuelle Überwachungsprozesse zur Bewertung von Maschinenzustand und Auslastung oder sind einfach nicht in der Lage, kritische Informationen zu sehen, mit denen sie Abläufe optimieren könnten. Die resultierenden Ausfallzeiten und die unzureichende Asset-Auslastung verursachen oft hohe Kosten und lassen sich nur mit großem Aufwand beseitigen. Und je komplexer Maschinen und Abläufe werden, umso umfangreicher werden die Folgen.

Zur Bewältigung dieser Herausforderungen realisierte das operative Team strategische Anwendungsfälle mit dem Ziel, die Asset-Optimierung intelligent zu gestalten. Mithilfe von Echtzeit-Überwachung, Diagnostik sowie Predictive Analytics und präskriptiven Analysen gewann es wertvolle Einblicke und konnte den Zustand und die Diagnostik seiner Maschinen besser verstehen. Mit diesen leistungsfähigen Überwachungs-Tools konnte es ungeplante Ausfälle vermeiden und die Asset-Auslastung maximieren. Das Team implementierte in diesem Bereich drei Anwendungsfälle:

• Durchsatz
  Rockwell Automation nutzte leistungsfähige Tools für Echtzeit-Überwachung und Analyse, um einerseits die Ausgabemenge zu erhöhen und andererseits die Arbeitskosten pro produzierter Einheit zu senken. Mit einer detaillierten Datenanalyse des Produktionsprozesses – insbesondere der Zeit zwischen Einheiten und der Zeit pro Schritt – konnte Rockwell Automation den Durchsatz für ein gefragtes neues Produkt optimieren. In einer Anlage konnten mehrere zweistellige Resultate erzielt werden: 33 % höhere Arbeitseffizienz, 70 % höheres Output und 50 % geringere Schulungszeit.
• Predictive Maintenance
  Rockwell Automation hat 35 Spritzgießmaschinen unterschiedlicher Komplexität und verschiedenen Alters im Einsatz. Dies erschwerte es, den Maschinenstatus effizient zu bestimmen und Ausfälle zu verhindern. Mithilfe von IoT-Technologie erfasst das Unternehmen wichtige Echtzeit-Informationen von allen Legacy-Maschinen. Auf dieser Grundlage erreichte es eine vereinheitlichte Ansicht der Produktion und eine Produktivitätssteigerung von 8 %. Damit kann es die Qualitätskontrolle und die Betriebszeit der Maschinen verbessern und sicherstellen, dass Wartungsarbeiten bedarfsgerecht auf Grundlage der Maschinenauslastung durchgeführt werden.
• Analysen
  Um lange Produktionszeiten bei Kugelgitter-Arrays zu vermeiden, führte das Team einen Machine-Learning-Pilottest auf gute und schlechte Kugelgitter-Verbindungen durch. Es entwickelte ein 3D-Profil der auf die Platinen aufgetragenen Lotpaste, anhand dessen ein schlechtes Pastenprofil schnell ermittelt werden konnte. So konnten Probleme früher festgestellt, die Reparaturzeit von mehreren Stunden auf wenige Minuten reduziert, die Qualitätssicherung verbessert und Defekte im Zusammenhang mit Lotpaste um 51 % reduziert werden.

Durch jeden dieser Anwendungsfälle konnte Rockwell Automation die Asset-Effizienz optimieren, Maschinenausfälle reduzieren und den Durchsatz erhöhen, um der Kundennachfrage gerecht zu werden. Und das ist erst der Anfang.

Produktivität digitaler Mitarbeiter

Wie viele Hersteller wusste auch Rockwell Automation, dass die Verwaltung von digitalen Mitarbeitern schwierig werden könnte. Ohne klare Einblicke in die Maschinenleistung konnten Supervisor kaum unterscheiden, ob ein Problem vom Bediener oder von der Maschine ausging und wie es am besten behoben werden konnte. Außerdem gab es keine systematische Methode, um sicherzustellen, dass Mitarbeiter in wichtigen Fähigkeiten wie Verdrahtung ausreichend geschult waren. In Verbindung mit hoher Fluktuation bedeutete dies erhebliche Risiken für Qualität und Sicherheit.

Bei der Lösung dieser Probleme ging es nicht nur darum, den Gewinn zu steigern. Das Team wollte die Mitarbeiter auch mit digitalen Tools ausstatten – nicht nur, um die Produktivität zu verbessern, sondern auch, um eine Umgebung zu schaffen, in der Mitarbeiter täglich Wertschätzung für ihre Leistung genießen. Das Unternehmen implementierte vier gezielte Anwendungsfälle, um die Mitarbeiter besser zu befähigen:

• Sichtbarkeit der Arbeitswarteschlange
  Der fehlende Einblick in verfügbare Warteschlangen führte bei hochautomatisierten und kritischen Produktionslinien und Assets häufig dazu, dass das zu verarbeitende Material ausging – was zu teuren ungeplanten Ausfällen führte. Durch die Kombination und gemeinsame Visualisierung von Daten aus IT- und OT-Quellen konnte Rockwell Automation Ausfälle infolge von Materialmangel um 75 % reduzieren, sodass die entsprechenden Mitarbeiter ihre Tätigkeit optimieren konnten.
• Standardisierte Performance-Berichte
  Das Team musste die Auswirkungen von Ausfällen auf die stündliche Performance besser darstellen können und entwickelte daher ein gemeinsames KPI-Dashboard für alle Betriebe. In dem konfigurierbaren, modularen Dashboard werden isolierte Informationen aus Planungssystemen, SAP, MES und anderen Quellen zusammengeführt, sodass Performance-Trends besser visualisiert, datenbasierte Entscheidungen getroffen und die Mitarbeitereffizienz um 13 % gesteigert werden können.
• AR-geführte Verdrahtungsschulung mit Test
  Aufgrund der hohen Fluktuation wurde es immer schwieriger, sicherzustellen, dass die Mitarbeiter die Verdrahtung effektiv beherrschten. Zudem gab es keine objektiven Erfolgsmessgrößen, was Risiken für Qualität und Sicherheit bedeutete. Durch den Einsatz von AR-Technologie für ein interaktives, optimiertes Schulungserlebnis konnte Rockwell Automation seine Mitarbeiter schulen und zugleich ihre Kompetenzen messen, um Lücken zu erkennen.
• AR-geführte standardisierte Arbeitsanweisungen
  Der Umzug von Betrieben aus der Schweiz nach Polen erforderte den Transfer kritischer und detaillierter Informationen zwischen den Ländern und Sprachen. Das Team in der Schweiz begann, Arbeitsanweisungen mit AR-Technologie aufzuzeichnen. Jede Aufgabe wurde in Schritt-für-Schritt-Anweisungen zerlegt und mit Bildern, Videos und Voiceover aufbereitet. Damit konnten die Schulungszeiten um 30 % reduziert werden. An einem einzigen Tag erstellte das operative Team in der Schweiz eine Bibliothek mit 80 Videos und konnte dem polnischen Team Schulungen bereitstellen, noch ehe der neue Betrieb im Einsatz war.

Rockwell Automation stellt seinen Mitarbeitern umsetzbare Informationen mit Augmented Reality zur Verfügung, mit denen sie Produktivität, Sicherheit und Mitarbeiterzufriedenheit verbessern können – und zwar nicht nur für eine Produktionslinie, sondern im gesamten Unternehmen. „Wir versuchen fünf Minuten lang am Einsatzort, das Problem zu lösen, und wenn das nicht klappt, eskalieren sie es an Support-Gruppen. Wir möchten, dass sie sich bei Schwierigkeiten an den Support wenden, um schneller eine Lösung zu finden“, so Moeliono. Durch jeden Anwendungsfall konnte Rockwell Automation Menschen mit Technologie verbinden und die besten Ergebnisse für seine Mitarbeiter und Kunden erzielen.

Enterprise Operational Intelligence (Betriebsdaten)

Die genannten Anwendungen sind nur der Anfang. Das Unternehmen sucht weiter nach neuen Innovationen und Möglichkeiten, seine Abläufe smarter zu gestalten. Aktuell zielt es darauf ab, unternehmensweite Betriebsdaten zu schaffen, um die Leistung in allen Fabriken zu verbessern – durch kontinuierliche Identifizierung von Engpässen, umsetzbare KPIs, Verlustpriorisierung und Verfolgung des gelieferten Wertes. Dank der standardisierten Workflows und vereinheitlichten OT- und IT-Systeme hatte Rockwell Automation beispielsweise eine Blaupause für eine vernetzte Lieferkette und konnte somit Qualitätsprobleme verfolgen. Je mehr Daten und Anwendungen dazukommen, umso stärker werden diese Vorteile zunehmen.

• Zuverlässige Verfolgbarkeit in der Lieferkette
  Als die Nachfrage nach Elektronikbauteilen sprunghaft anstieg und Rockwell Automation Material von einem externen Lieferanten beziehen musste, stellte das Unternehmen schnell fest, dass nicht konforme Teile in die Lieferkette geraten waren. Mit den Erkenntnissen aus FactoryTalk MES, vereinheitlichten IT- und OT-Systemen sowie standardisierten Prozessen konnte es das Problem identifizieren und in der Lieferkette zurückverfolgen, sodass zukünftig weitere Probleme verhindert werden konnten. Durch diese Fähigkeiten können Rückrufe jederzeit um 80 % und mehr gesenkt werden.

Das Qualitätsproblem ist nur ein Beispiel dafür, wie ein scheinbar sehr spezieller Anwendungsfall mit einer flexiblen und intelligenten Lösung global skaliert werden kann. „Wir konnten flexibel reagieren und Probleme vermeiden, ohne die Produktion zu unterbrechen. Dadurch wurde alles so viel einfacher“, erklärt Brian McCaffrey, Production MES Operations Manager bei Rockwell Automation. „In unserem Geschäft spart uns das viel Zusatzaufwand.“

Nächste Schritte

Wenn Rockwell Automation seine Abläufe weiter optimiert und die Möglichkeiten für Mitarbeiter erweitert, können neue Innovationen auf Grundlage der vernetzten Systeme und flexiblen Technologie problemlos eingeführt werden. Als langjähriger Vorreiter der Fertigung ist Rockwell Automation der lebende Beweis, dass Transformation ein absolutes Muss ist. Das Unternehmen zeigt in allen Bereichen eindrucksvoll, wie durch Technologie große und kleine Verbesserungen erzielt werden können, sodass Menschen Tag für Tag ihr Bestes geben möchten.

Rockwell Automation baut auf diesen neu gewonnenen Erkenntnissen auf. Das Unternehmen stellt sich selbst die Aufgabe, weitere Verbesserungen für Mitarbeiter, Geräte und Prozesse zu realisieren mit dem Ziel, den Nutzen für Kunden und Mitarbeiter weiter zu steigern.

Mitarbeiter erhalten bessere Schulungen mit bahnbrechender AR-Technologie und die Möglichkeit, mehr Verantwortung zu übernehmen, da immer mehr manuelle Aufgaben automatisiert werden. Assets werden geschützt, indem Unmengen von Daten zur Verbesserung der Prognose- und Präskriptionsfunktionen sowie zur Verwaltung der Maschinenleistung und -wartung genutzt werden.

Tagtäglich lernen sie mehr über die Fähigkeiten ihrer neuen Technologie. Die einzigen Grenzen sind die eigene Fantasie und der Zeitaufwand für die kontinuierliche schrittweise Verbesserung und Transformation.