LESESOMMER 2021 - Teil 4: Wie nachhaltig ist die Smart Factory? - MPDV
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LESESOMMER 2021 Teil 4: Wie nachhaltig ist die Smart Factory?
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Teil 4: Wie nachhaltig ist die Smart Factory?
Viele Fertigungsunternehmen sind bereits auf den Zug der digitalen Transformation aufgesprungen und
machen ihre Fabrik zur Smart Factory. Allerdings ist nicht immer ganz klar, welche Motivation hinter den
mehrere Monate andauernden Aktivitäten steht. Technologische Innovation als alleiniger Treiber wird zwar
oftmals vordergründig genannt, scheidet aber bei genauerem Hinsehen als Erfolgsfaktor aus. Oder geht es
wie so oft mal wieder nur um das liebe Geld? Das ist sicher auch ein relevanter Aspekt.
Ganz allgemein gibt es viele Treiber für Veränderungen. In den meisten Fällen soll die Veränderung etwas
bewirken – idealerweise verbessern oder zumindest eine Verschlechterung verhindern. Natürlich gibt es auch
verordnete Veränderungen, aber auch hier kann meist eine bestimmte Motivation unterstellt werden. Im
Leben, der Politik und auch in der Wirtschaft geht es dabei meist um die großen Treiber wie Geld und Macht.
Diese beiden Globalmotivatoren lassen sich auf viele Teilaspekte herunterbrechen. Für die Industrie relevante
Treiber sind beispielsweise Wettbewerbsfähigkeit, Produktivität, Wachstum oder auch Image. Kaum einer
dieser Faktoren kann für sich allein betrachtet werden, da das eine das andere bedingen oder damit
konkurrieren kann.
Auch die Smart Factory muss sich hinsichtlich ihrer Motivation hinterfragen lassen: Warum machen sich
Unternehmen auf den Weg und führen beispielsweise ein digitales Shopfloor Management ein? Die Treiber
Wettbewerbsfähigkeit und Produktivität fallen sehr häufig als Antwort. Auch das Image wird immer wieder
genannt. Aber wie sieht es denn mit Nachhaltigkeit bzw. Umweltschutz aus?
Fokus auf Nachhaltigkeit im Sinne der Ökologie
Nachhaltigkeit bedeutet im Grunde erst einmal, dass alle Ressourcen in einer Weise genutzt werden, dass eine
dauerhafte Verfügbarkeit gewährleistet ist. Im Falle von natürlichen Rohstoffen geht es dabei um ein
Gleichgewicht aus Nutzung und natürlicher Regenerationsfähigkeit. Bereits im Jahre 1713 proklamierte Hans
Carl von Carlowitz sparsamen Umgang mit der Ressource Holz. Carlowitz gilt als wesentlicher Schöpfer des
forstlichen Nachhaltigkeitsbegriffs und kann somit auch als Erfinder der Nachhaltigkeit im heutigen Sinne
herhalten. Heute wird Nachhaltigkeit im Volksmund meist auf den sparsamen Umgang mit Ressourcen
reduziert. Und genau so, wie Carlowitz den verantwortungsvollen Umgang mit der Ressource Holz forderte, so
lässt sich dieses Prinzip auch auf das in der Fertigung allzu sehr verbreitete Derivat Papier übertragen. Denn
diesen Aspekt der Nachhaltigkeit kann die Smart Factory mit ihrem digitalen Shopfloor Management ganz
einfach erfüllen.
Papier einsparen
Zunächst gilt es zu klären, an welchen Stellen und zu welchem Zweck Papier in der Fertigung genutzt wird. Drei
wesentliche Verbrauchstreiber sind die manuelle Datenerfassung, gedruckte Fertigungspapiere und
Auswertungen auf Papier, die regelmäßig an Pinnwänden ausgehängt werden. Alle drei Verbrauchsszenarien
können mit einem digitalen Shopfloor Management komplett hinfällig werden.
Digitale Datenerfassung
In der Fertigung kennt man diverse Formulare und Checklisten, die es entweder mit jedem Auftrag, einmal pro
Schicht oder zumindest täglich auszufüllen gilt. Eines der prominentesten Exemplare ist der Lohnschein.
Darauf notiert der Werker, wie viele Teile er in welcher Zeit hergestellt hat, wie viel Ausschuss produziert wurde
und welche Unterbrechungen es gab. Je nach Anzahl der Fertigungsaufträge kommt mit Lohnscheinen schon
mal ein kleiner Stapel Papier zusammen, der einerseits ausgedruckt und andererseits weiterverarbeitet
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werden muss. Nachdem die Daten in ein elektronisches System eingegeben wurden, wandert der Lohnschein
entweder für einige Zeit ins Archiv oder gleich in den Müll bzw. hoffentlich ins Altpapier. Auch bei der
Qualitätsprüfung wird noch viel zu oft Papier genutzt, um die Prüfergebnisse zu notieren. Mit jeder Prüfung
wächst also der Papierstapel. Hinzu kommen Wartungen und regelmäßige Begehungen durch Auditoren und
KVP-Beauftragte. Jedes Mal wird ein Protokoll verfasst – natürlich auf Papier. Mit einem digitalen Shopfloor
Management kann dieses Papieraufkommen auf Null reduziert werden. Wie das funktioniert kann in den ersten
beiden Beiträgen dieser Serie nachgelesen werden.
Elektronische Fertigungspapiere
Einer der größten Papierverbraucher sind gedruckte Fertigungspapiere. Hier kommen nicht selten zehn Seiten
und mehr je Fertigungsauftrag zusammen, die ausgedruckt und in die Fertigung gebracht werden. Ändert sich
etwas, so werden sämtliche Kopien eingesammelt und durch neue ersetzt. Je nach Losgrößen und
Variantenvielfalt lässt dieses Papieraufkommen unseren gedanklichen Stapel signifikant anwachsen. Dabei
kann ein digitales Shopfloor Management diesen Papierverbrauch zumindest auf ein Minimum reduzieren –
beispielsweise durch die Nutzung von industrietauglichen Touch-Screen PCs im Shopfloor und idealerweise in
der Nähe des betreffenden Arbeitsplatzes. Neben dem Papierverbrauch reduziert sich dadurch auch der
Aufwand für die teils mehrfach Verteilung der Informationen im Shopfloor.
Monitore statt Papieraushänge
Auch das Aushängen von ausgedruckten Auswertungen und Kennzahlen braucht Papier. Denn in vielen
Unternehmen ist es üblich, Fertigungsmitarbeiter in sogenannten KVP-Ecken oder im Rahmen des Lean
Shopfloor Managements über die Performance im jeweiligen Bereich zu informieren. Die Aktualisierung dieser
Ausdrucke erfolgt entweder täglich oder zumindest einmal in der Woche. Je nach Umfang der Auswertungen
und Diagramme kommen hier nochmals zehn, 20 oder mehr Seiten je Aktualisierung zusammen, die unseren
gedanklichen Papierstapel erneut zum Wachsen bringen. Dabei sind einfache Monitore mittlerweile so günstig
und auch robust geworden, dass man damit ohne weiteren Aufwand Auswertungen und Diagramme anzeigen
kann – auch im Shopfloor oder einer Besprechungsecke. Zugegeben, diese Geräte verbrauchen Energie, aber
auch hier lassen sich innovative Lösungen finden – beispielsweise durch einen individuell konfigurierten
Standby-Modus der Bildschirme und der dafür genutzten PC-Systeme.
Ein Rechenbeispiel
Lassen Sie uns mal ein reales Rechenbeispiel betrachten, um die Relevanz der Ressource Papier zu beleuchten.
Ein heutiger HYDRA-Anwender mit ca. 400 Mitarbeitern erfasste vor der MES-Einführung papierbasierte
Lohnbelege für die Prämienentlohnung. Dabei sind tagtäglich 2.000 Belege angefallen – jeweils ein einzelnes
Blatt Papier. Bei rechnerischen 240 Arbeitstagen im Jahr macht das eine stolze Zahl von 480.000 Blatt Papier
im Jahr. Das sind 960 Packungen mit je 500 Blatt bzw. 2,4 Tonnen Papier, wenn man von 80g/qm ausgeht –
und wir reden hier nur von den Lohnbelegen. Rechnet man nun noch die ausgedruckten Fertigungspapiere,
Zeichnungen, Arbeitsanweisungen, Gefahrguthinweise, Prüfvorschriften etc. hinzu, so würden sich diese
Zahlen signifikant vervielfachen. Und wir reden immer noch nur von einem einzigen Unternehmen … Warum
wurde dieses Thema eigentlich noch nicht von Umweltaktivisten aufgegriffen?
Weitere Ressourcen einsparen
Mit einem digitalen Shopfloor Management bzw. mit der Smart Factory lassen sich aber auch andere
Ressourcen als Papier einsparen – beispielsweise Material und Energie. Wie das funktioniert soll hier kurz
erläutert werden.
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Einsparung von Material
Der Verbrauch von Rohmaterial hängt natürlich größtenteils von der Konstruktion und Beschaffenheit des
Endprodukts ab. Aber man darf nicht vernachlässigen, dass auch die Qualität der Herstellungsprozesse
Einfluss auf den Materialverbrauch hat – dann nämlich, wenn Ausschuss produziert wird. Jedes produzierte
Teil verbraucht Rohmaterial. Wenn es ein Gutteil ist, dann zu Recht – wenn es Ausschuss ist, dann unnötiger
Weise. Und genau hier setzt das Einsparpotenzial an: Durch die Reduzierung von Ausschuss kann auch der
Materialverbrauch gesenkt werden. Den Ausschuss wiederrum bekommt man am besten durch Transparenz
in den Griff – und hier hilft das digitale Shopfloor Management bzw. eine Manufacturing Execution System
(MES). Erfasst man konsequent die Gründe für Ausschuss, so kann man auch gezielt
Verbesserungsmaßnahmen einleiten, die für eine bessere Qualität sorgen. Und dadurch wird der unnötige
Materialverbrauch gesenkt.
Einsparung von Energie
Gleichermaßen verhält es sich mit dem Verbrauch von Energie in Form von Strom, Gas oder Druckluft. Je
weniger Ausschuss produziert wird, umso weniger Energie muss aufgewendet werden. Eine konsequente
Erfassung von Energieverbräuchen und deren Korrelation mit Daten aus der Fertigung ermöglicht zudem die
Berechnung von Kennzahlen wie den spezifischen Energieverbrauch je produziertem Teil. Da diese Kennzahl
nicht zwischen Gutteilen und Ausschuss differenziert, kann davon ausgegangen werden, dass jede
Reduzierung der Teilezahl auch den Energieverbrauch senkt. Und wenn man es dann schafft, nur den
Ausschuss zu senken, dann kann die gleiche Menge an Gutteilen mit weniger Energieaufwand hergestellt
werden.
Exkurs: CO2-neutral mit MES HYDRA
Auch dem aktuellen Trendthema der CO2-Reduzierung kann eine MES wie HYDRA von MPDV etwas
entgegensetzen. Da der CO2-Ausstoß mehr oder weniger direkt mit dem Verbrauch von Energie
zusammenhängt, entspricht eine Senkung des Energieverbrauchs der Reduzierung von CO2. Aber HYDRA geht
noch einen Schritt weiter. Mittels konfigurierbarer und virtueller Zähler kann der CO2-Ausstoß direkt aus dem
Energieverbrauch berechnet werden. Dafür wird ein Umrechnungsfaktor benötigt, wie viel CO2 bei der Nutzung
einer bestimmten Energieform entsteht. Äquivalent zum spezifischen Energieverbrauch je produziertes Teil
kann dann auch der spezifische CO2-Ausstoß je produziertes Teil berechnet werden. Dieser Wert wiederrum
kann dann als Basis für Ausgleichsmaßnahmen dienen – beispielsweise für das Pflanzen von Bäumen. Somit
ist dank MES HYDRA auch eine CO2-neutrale Produktion möglich.
Wirtschaftlichkeit vs. Nachhaltigkeit?
Was aber hat das nun wieder mit dem großen Ziel der Smart Factory zu tun? Ging es nicht eigentlich um
Wirtschaftlichkeit, um Produktivität und in letzter Konsequenz um das liebe Geld? Bei genauem Hinsehen
besteht zwischen Nachhaltigkeit und Effizienz ein Zusammenhang: Je weniger Material, Energie und Papier ich
zur Herstellung einer vorgegebenen Menge von Endartikeln aufwenden muss, desto effizienter ist meine
Produktion, was sich in Form von Zeitersparnis und Kosteneinsparungen darstellen lässt. Somit ist
Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit kein Gegensatz, sondern ein gemeinsames Ziel – immer vorausgesetzt,
man verwendet die richtigen Werkzeuge und Methoden.
Smart Factory kann beides
Um die eingehende Fragstellung zu beantworten: Die Smart Factory ist sowohl nachhaltig als auch
wirtschaftlich. Beides zusammen stärkt die Wettbewerbsfähigkeit einzelner Unternehmen genauso wie die
ganzer Wirtschaftsstandorte. Man könnte die Smart Factory folglich als „Allheilmittel“ bezeichnen, sollte dabei
aber im Hinterkopf behalten, dass das nur zutrifft, wenn drei Kriterien erfüllt sind:
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1. Der Weg zur Smart Factory muss effizient und planvoll beschritten werden (siehe erster Beitrag der
Serie zum digitalen Shopfloor Management)
2. Es müssen geeignete Werkzeuge in Form von Software-Anwendungen zielgerichtet eingesetzt
werden (siehe zweiter Beitrag)
3. Die Motivation zum Erreichen der Smart Factory muss klar ersichtlich sein.
Erfüllt ein Fertigungsunternehmen alle drei Kriterien, so stehen alle Wege offen, von einem breiten Feld an
innovativen Technologien der Industrie 4.0 zu profitieren. Das digitale Shopfloor Management ist dabei ein
erster wichtiger Schritt und gleichzeitig ein sehr nützlicher.
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Über uns
MPDV Mikrolab GmbH
MPDV mit Hauptsitz in Mosbach ist der Marktführer für IT-Lösungen in der Fertigung. Mit mehr als 40 Jahren
Projekterfahrung im Produktionsumfeld verfügt MPDV über umfangreiches Fachwissen und unterstützt
Unternehmen jeder Größe auf ihrem Weg zur Smart Factory. Produkte von MPDV wie das Manufacturing
Execution System (MES) HYDRA, das Advanced Planning and Scheduling System (APS) FEDRA oder die
Manufacturing Integration Platform (MIP) ermöglichen es Fertigungsunternehmen, ihre Produktionsprozesse
effizienter zu gestalten und dem Wettbewerb so einen Schritt voraus zu sein. In Echtzeit lassen sich mit den
Systemen fertigungsnahe Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette erfassen und auswerten.
Verzögert sich der Produktionsprozess, erkennen Mitarbeiter das sofort und können gezielt Maßnahmen
einleiten. Täglich nutzen weltweit mehr als 900.000 Menschen in über 1.400 Fertigungsunternehmen die
innovativen Softwarelösungen von MPDV. Dazu zählen namhafte Unternehmen aller Branchen. Die MPDV-
Gruppe beschäftigt rund 500 Mitarbeiter an 13 Standorten in Deutschland, China, Luxemburg, Malaysia, der
Schweiz, Singapur und den USA. www.mpdv.com
FELTEN GmbH – Mitglied der MPDV-Gruppe
FELTEN, Mitglied der MPDV-Gruppe, ist ein international tätiges Software- und Beratungsunternehmen, das
über seine PILOT Suite digitale Lösungen zur Prozessoptimierung und nach internationalen Qualitätsnormen
für alle Produktionsbereiche entwickelt. Das Unternehmen verfügt über besondere und langjährige
Kompetenzen vor allem in der Prozessindustrie mit den Branchen Food, Flavor & Fragrance, Cosmetics,
Pharma, Feinchemie & Adhesives. Zu den Kunden gehören Beiersdorf, Boehringer Ingelheim, Symrise, Henkel,
Döhler usw. FELTEN hat in weltweit über zwei Dutzend Ländern MES-Projekte realisiert. www.felten-
group.com
MPDV | Lesesommer | Teil 47
Über Perfect Production – Mitglied der MPDV-Gruppe
Perfect Production mit Hauptsitz in Oftersheim ist eine Unternehmensberatung für produzierende
Unternehmen. Die Consultants und Trainer sind Experten in den Bereichen Lean Management, Digitalisierung,
nachhaltige Prozessverbesserung und Continuous Improvement Coaching (CIC). Das Ziel ist eine perfekte
Produktion mit transparenten, reaktionsschnellen und wirtschaftlichen Prozessen. Das Leistungsspektrum
reicht von Status quo Analysen über die Entwicklung von Sollkonzepten bis hin zur gemeinsamen Umsetzung
der Konzepte mit den Kunden. Durch ein begleitendes Trainingsprogramm zum Lean-Experten oder Smart
Factory-Experten wird sichergestellt, dass die eingeführten Maßnahmen auch den geplanten, nachhaltigen
Unternehmenserfolg bringen. Die Perfect Production GmbH ist Teil der MPDV Gruppe. www.perfect-
production.de
MPDV | Lesesommer | Teil 4MPDV Mikrolab GmbH · Römerring 1 · 74821 Mosbach
+49 6261 9209-0 · info@mpdv.com · www.mpdv.com
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