Big Data in der Kunststoffproduktion

Wege zur Smart Factory

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Produktionsplanung

Die Produktionsplanung und -steuerung umfasst vor allem die operative, zeitliche, mengenmäßige aber auch räumliche Planung, Steuerung und Kontrolle aller Vorgänge einer Produktion. Fortschreitende Spezialisierung und Individualisierung der Produkte erfordern eine im hohen Maße flexible Produktionsplanung. So muss diese eine Vielzahl von Parametern, etwa die Verfügbarkeit von Rohstoffen, bestehende Lieferverpflichtungen und Lagerbestände, mit einem häufig wechselnden Produktionsbedarf in Einklang bringen. Dabei stehen folgende Ziele im Mittelpunkt:

  • verbesserte Ausnutzung der Anlage durch die optimierte Abfolge von Produktionsaufträgen,
  • Optimierung der Rohstoffvorräte sowie der Fertigwarenlagerbestände,
  • termingerechte Fertigstellung und Lieferung von Produktionsaufträgen.

Über den Erfolg der flexiblen Produktionsplanung entscheidet nicht zuletzt die intelligente Verknüpfung von Prozess-Know-how mit den verschiedenen Management-Systemen – vom ERP-System bis hin zum LMS und MES. Dies zeigt sich beispielhaft an der Optimierung der Reihenfolge von Produktionsaufträgen anhand von Produktparametern. Werden unterschiedliche Kunststoffprodukte nacheinander auf derselben Linie produziert, wird bei einem Pro­duktübergang über einen gewissen Zeitraum Material außerhalb der vorgegebenen Spezifikation (off-spec) produziert und/oder es werden Reinigungsarbeiten nötig. Durch die geeignete Auswahl der Reihenfolge von Produktionsaufträgen kann der Produktübergang optimiert werden. Weniger Off-­Spec-Material und/oder weniger Reinigungszyklen sind die Folge.

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Der Vorgang lässt sich anhand der Produktfarbe gut beschreiben. Werden Produkte der gleichen Farbfamilie hintereinander produziert, so werden Off-Spec-Verluste und Reinigungszyklen minimiert. Dieses Prinzip lässt sich auch auf andere Produktparameter übertragen.

In vielen Fällen wird diese Art der Produktionsplanung manuell durchgeführt. In der Coperion Smart Factory wird die automatisierte Produktionsablaufplanung u.a. mithilfe der so genannten Produktverträglichkeitsmatrizen realisiert. Ähnlich einer Farbtabelle, in welcher der „Abstand“ zwischen den Farben darüber bestimmt, ob ein kontinuierlicher Übergang von eine Produktkampagne in die nächste möglich ist (fliegender Wechsel) oder, ob eine Reinigung nötig wird. Der endgültige optimale Produktionsablaufplan, das so genannte Product Wheel, wird auch Ähnlichkeiten zwischen Fertigproduktrezepten und Maschineneinstellungen berücksichtigen.

In der Coperion Smart Factory wird auch die optimale individuelle Produktmenge für die nächste Produktionskampagne (Produkt-­Wheel-Periode) unter Berücksichtigung vergangener Bedarfsmuster sowie das aktuelle Fertigproduktinventar prognostiziert. Ein vorbestimmter Produktionsablauf vereinfacht in jedem Fall die Optimierung der Rohstoffvorräte und unterstützt die Automatisierung der Rohstoffbestellvorgänge.

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