Traceability in der Produktion

von 24 Jul, 2020

Ziel ist die eindeutige Nachvollziehbarkeit und Rückverfolgbarkeit vom Rohmaterial über die einzelnen Fertigungsschritte bis hin zum ausgelieferten Produkt. Doch welche Ausprägung von trace, track und control ist für Ihre Fertigung optimal?

Gerne analysieren wir ihre Anforderungen und erarbeiten gemeinsam mit Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung für Ihre Fertigung.

Nutzen von Traceability

  • Transparenz: Lückenlose, automatisierte Dokumentation von Produkt und Prozess
  • Trace: Effektive Unterstützung der Rückverfolgung bei Reklamation
  • Track: Aktueller Ort und Zustand des Produkts
  • Control: Qualität, Prozessverriegelung von Teilprozessen, geführter Montageprozess
  • Dokumentation: Erfüllung von Kundenanforderungen und/oder gesetzlichen Vorgaben
  • Analyse: Verbesserungspotentiale von Produkt und Fertigungsprozess aufdecken

Anforderungen an die Traceability

Analyse

Vor der Einführung von Traceability ist eine präzise Analyse der wesentlichen Anforderungen an den Detaillierungsgrad und der Reichweite durchzuführen. Der Detaillierungsgrad der Traceability hat wesentliche Auswirkungen auf die Kosten, die in der Einführung und während der Produktion anfallen. Er bestimmt ebenso die erreichbare Aussagefähigkeit der erfassten Daten. Hier gilt es den optimalen Mittelweg zu bestimmen.

Trace-Objekt

Aus Sicht des MES Systems ist das Endprodukt das Trace-Objekt. Es erfolgt ein prozessorientiertes Tracking entlang des Fertigungsprozesses. Verfolgt werden Chargen, Behälter oder Einzelteile.

Das Trace-Objekt erhält eine eindeutige Identifikationsnummer. Hierzu kann gut eine UUID (Universally Unique Identifier) verwendet werden. Diese ist eindeutig, kann ohne zentrale Steuerung generiert werden. Im Fertigungsprozess erfolgt die Identifikation typischerweise durch Barcode- oder RFID-Tag-Leser.

Trace-Objekt

Bild: Das Trace-Objekt

Schwache Traceability

Bei einer schwachen Traceability erfolgt eine interne Verfolgung des Trace-Objekts mit den Parametern, wann (Zeit) und wo (Produktionseinheit) es produziert wurde. Eine Beziehung zu detaillierteren Produktionsdaten lässt sich nur grob über den zeitlichen und örtlichen Zusammenhang herstellen. Der Vorteil einer schwachen Traceability liegt in ihren geringen Kosten. Nachteil ist, dass bei einer Rückverfolgung die betroffene Menge nur grob eingegrenzt werden kann und so z.B. von einer Rückrufaktion eine größere Menge betroffen ist.

Starke, externe Traceability

Bei einer starken Traceability werden alle Daten direkt an einem Trace-Objekt gespeichert und ermöglichen eine direkte Rückverfolgung. Soll sie auch über den Kundenauftrag hinweg sowie über Materialien und Komponenten der Zulieferer möglich sein, sprechen wir von einer externen Traceability.  Hierbei sind auch alle Eingangs-Materialien und Komponenten ihrerseits eindeutig identifizierbar. D.h. bereits im Eingangslager müssen die Materialien eindeutige Chargen- oder Einzelteil-Identifikationen erhalten. Die externe Traceability setzt das MES System in der Regel gemeinsam mit dem ERP System um und benötigt das Zusammenspiel mit Lieferanten und Kunden, was ein entsprechendes Engagement aller Beteiligter voraussetzt. Vorteil einer starken Traceability ist die Exaktheit und Eindeutigkeit. So können z.B. bei Qualitätsproblemen die betroffenen Mengen genau bestimmt werden. Der Nachteil liegt in den oft sehr hohen Kosten und Anforderungen an der gesamten Supply Chain.

Der goldene Mittelweg

Aufgrund der hohen Kosten und Anforderungen einer starken Traceability wird sie in der Praxis oft nur dort angewendet, wo sie unbedingt erforderlich ist, z.B. für kritische Teile und ansonsten eine schwache Traceability durchgeführt. Der Mittelweg führt zu einem guten Kosten-Nutzen-Verhältnis, deshalb sollte beides vom MES System unterstützt werden.

Traceability im Fertigungsprozess

Abstraktion

Traceability aus Sicht des MES Systems ist die Verfolgbarkeit des Fertigungsprozesses. Die Herausforderung des MES Systems liegt in der Vielfalt der Abläufe und Prozesse in den unterschiedlichen Fertigungen. Um dies zu beherrschen muss von konkreten Steuerungen und Maschinen abstrahiert werden. Die Speicherung der Trace-Informationen erfolgt in einem prozessspezifischen Datenmodell. So kann die Traceability einfach an spezifische Fertigungs- und Montageprozesse orientiert werden und erlaubt später eine flexible Auswertung.

Split- und Montagevorgänge

Während des Fertigungsprozesses sind sowohl Split- als auch Montagevorgänge sowie der Umgang mit Chargen und Einzelteilen zu unterstützen, ohne die Traceability einzuschränken oder gar zu unterbrechen. Auch ist die Traceability über Fertigungsbereiche hinweg ohne Informationsverlust sicherzustellen, z.B. könnte in einer Vorproduktion chargenbasierte Traceability eingesetzt werden und in der anschließenden Endproduktion explizit jedes Einzelteil verfolgt werden.

Rückverfolgung bei Reklamation (langfristige Traceability)

Die Rückverfolgung bei Reklamation ist idealerweise über den gesamten Lebenszyklus des Endprodukts sicherzustellen. Dazu sind die Kerninformationen der Traceability langfristig vorzuhalten, was die Fähigkeit benötigt ggf. große Datenmengen mit hoher Sicherheit zu speichern. So können z.B. über eine Verwendungshistorie alle Seriennummer eines Produkts ermittelt werden welche bestimmte Suchkriterien entsprechen, d.h. von der Reklamation betroffen sind.

Verbesserungspotentiale aufdecken (mittelfristige Traceability)

Um Verbesserungspotentiale von Produkt und Fertigungsprozess aufzudecken sind die gesamten Traceability-Daten mittelfristig zu speichern und für Analysen bereitzustellen. So können z.B. durch die Auswertung der Produkthistorie Fehlerquellen, sowie durch Big Data Korrelationsanalysen Zusammenhängen zur Produkt- und Prozessverbesserung, erkannt werden.

Prozessführung (kurzfristige Traceability)

Die Traceability kann um eine aktive Prozessführung ergänzt werden.  Über das passive „Tracking“ hinaus kann das „Trace“ online darüber Auskunft geben, wo und in welchem Zustand sich ein Produkt aktuell befindet. Mittels „Control“ kann eine aktive Prozessführung, z.B. eine Prozessverriegelung im Fehlerfall, durchgeführt werden.

Gründlichkeit in der Analyse – Schnelligkeit in der Umsetzung

Zur Einführung der Traceability in der Produktion empfehlen wir folgendes Vorgehen:

Analyse der Anforderungen

Die Anforderungen und Tragweite einer Traceability-Lösung werden oft unterschätzt. Deshalb sollte vor der Einführung von Traceability eine präzise Analyse der wesentlichen Anforderungen durchgeführt werden, um ein sicheres Fundament für die Realisierung, die nicht zu kurz greift oder zu umfangreich gestaltet ist, zu haben. Herauszuarbeiten sind insbesondere der geforderte Umfang und die Abhängigkeiten im Gesamtprozess, in den Schritten

  • Analyse der Ist-Situation
  • Erstellung des Soll-Konzepts

Verifikation der Machbarkeit

Grau bleibt alle Theorie, deshalb empfehlen wir durch ein Proof of Concept möglichst frühzeitig die Machbarkeit zu evaluieren.

Stufenweise Realisierung

Um möglichst frühzeitig ersten Nutzen und Rückmeldungen der Anwender zu erhalten empfehlen wir eine stufenweise Umsetzung und Einführung, beginnend mit einem ersten funktionsfähigen System, dem minimal viable Produkt (MVP) bis zur kompletten Lösung. Eine schnelle Umsetzung wird durch Verwendung von Standardbausteinen erreicht.

Fazit

Kennzahlen (KPIs) und Traceability

Die Verwendung von Kennzahlen zur Effizienzsteigerung in der Produktion durch objektive Betrachtung und Vergleichbarkeit ist ein seit vielen Jahren bewährter Weg zur Steigerung der Verfügbarkeit, Leistung und Qualität in der Produktion.

Die Traceability liefert zusätzlich eine umfassende Dokumentation von Produkt und Prozess. So können Dokumentationspflichten erfüllt und weitere Verbesserungspotentiale von Produkt und Prozess erkannt und ausgeschöpft werden.

Vorgehen zur Einführung einer Traceability-Lösung

  • Analyse der Anforderungen
  • Verifikation der Machbarkeit
  • Schnelle, stufenweise Einführung

Ihr Nutzen

  • Erfüllung von Dokumentationspflichten
  • Verbesserungspotentiale von Produkt und Fertigungsprozess aufdecken und ausschöpfen
  • Qualitätsverbesserung durch aktive Prozessführung
  • Klare Beschreibung der Anforderungen
  • Schnelle, stufenweise Einführung

Gerne analysieren wir ihre Anforderungen und erarbeiten gemeinsam mit Ihnen eine maßgeschneiderte Lösung für den guten Mittelweg. Kontaktieren Sie jetzt unsere Experten.


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