Produktion

„Prediction dank Echtzeit“

Echtzeit in der Produktion: Den aktuellen und künftig erwartbaren Nutzen von Echtzeit in der Produktionssteuerung erklärt Prof. Günther Schuh.
Autor: Heinz-Jürgen Köhler
Fotos: WZL/Krentz


Prof. Dr. Günther Schuh ist Inhaber des Lehrstuhls für Produktionssystematik und Produktionsmanagement sowie geschäftsführender Direktor des Werkzeugmaschinenlabors WZL der RWTH Aachen. Er gründete die StreetScooter GmbH, die E-Transporter produziert, die e.GO Mobile AG für E-Pkw, wo er heute noch als CEO tätig ist.

Was bedeutet Echtzeit in der Produktionssteuerung? 

Im ersten Schritt reden wir von einer relativen Echtzeit. Und die ist abhängig von der jeweiligen konkreten Anforderung. So ergibt sich eine absolute Echtzeit aus der Übertragungsgeschwindigkeit der Signalverarbeitung und liegt im Millisekundenbereich; die brauchen wir in der Produktionssteuerung oft aber gar nicht. Für eine Produktionsprogrammplanung – das ist eine Wochenplanung – ist in der Regel eine Verzögerung von zehn bis 30 Minuten absolut tolerabel. Für die Steuerung einer Montage jedoch darf sie 30 bis 120 Sekunden nicht über schreiten, um auf Störungen entsprechend reagieren zu können. Bei spanenden Werkzeugmaschinen etwa wäre es indes sogar gut, innerhalb von Millisekunden zu erfahren, wenn die Bearbeitung aus dem Ruder läuft. 


Welche Anforderungen sind dafür zu erfüllen? 

Im ersten Schritt muss ich digital sehen lernen. Das betrifft den einzelnen Sensor: Arbeitet er optisch, mit Bilderkennung per Kamera oder sogar mit Radar? Dann muss ich das Gesehene zu interpretieren lernen. Das heißt, wie kann ich die Daten der Sensoren zu einem Bild vereinigen, zu einem digitalen Schatten der Produktion? Auf verschiedenen Ebenen muss ich dafür Vernetzungen durchführen. In der einzelnen Werkzeugmaschine verbinde ich Sensorik mit Aktuatorik, auf Shopfloorebene führe ich die verschiedenen Systeme zusammen. Wie schnell ich damit bin, ist dann auch eine Frage der Telekommunikation. 5G wird da sicher vieles schneller machen.

Welche Vorteile bringt eine Produktionssteuerung in Echtzeit? 

Ganz pauschal gesagt hilft sie, die beiden größten Produktivitätshindernisse zu vermeiden: Warten und Suchen. Sie ermöglicht mir, die Regelkreise meiner Produktion zu beherrschen. Ich kenne die Zustände meiner Maschinen und weiß, wo sich welche Teile befinden. Das betrifft die gesamte Supplychain. Das erhöht meine Overall Equipment Effectiveness (OEE). Ich habe nur noch produktive Mitarbeiter und brauche keine Troubleshooter mehr. Wenn es kein Suchen und Warten mehr gibt, verbessert sich auch die Arbeitsatmosphäre. Es gibt für die Mitarbeiter keine Unterbrechungen mehr, jeder kann in seinem individuellen Tempo arbeiten. Außerdem ist Echtzeitfähigkeit wichtig, um in die Prediction zu kommen. Wenn ich aktuelle Istbilder mit Erfahrungsbildern vergleiche, kann ich Muster erkennen und Vorhersagen treffen. An die 90 Prozent aller Störungen könnte man so prognostizieren.


Ist diese Art der Produktionssteuerung ein Zukunftsthema? 

Wenn Sie wissen wollen, ob diese Steuerung schon flächendeckend eingeführt ist: nein. Fragen Sie, ob man das schon machen kann: auf jeden Fall! Alle nötigen Technologien sind da, sie müssen nur noch eingesetzt werden. Bei unserer Produktion des e.GO haben wir eine Echtzeitsteuerung im Verzögerungsbereich von ein bis zwei Minuten. Und das obwohl vielfach per Hand montiert wird. Es gibt überhaupt keinen Grund, eine solche Steuerung in jeder Art von Produktion nicht sofort einzuführen. Die Ausrede, man warte auf 5G, mit 4G funktioniere das nicht, lasse ich nicht gelten.