Rückverfolgbarkeit von Produkten: Mit Traceability Produktionsprozesse optimieren

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Bei der Digitalisierung von Produkten und Prozessen in der Fertigungsindustrie kommt der Tracea­bility eine ganz besondere Bedeutung zu. Dieser Begriff beschreibt die Rückverfolgbarkeit eines Produktes über den gesamten Produktionsprozess hinweg, um einerseits beim Auftreten von Fehlern den Schaden begrenzen zu können und andererseits die Optimierung von Produktionsprozessen und somit auch eine Qualitätssteigerung sicherzustellen.

In Kombination mit Anstrengungen beispielsweise gegen Datenmanipulation ermöglicht Traceability nicht nur eine eindeutige Identifizierung, sondern auch Authentizitätsprüfung. Die Rückverfolgbarkeit von Produkten spielt zudem bei Themen wie Gewährleistung, Lieferantenbewertung oder Verbraucherschutz eine große Rolle. In manchen Branchen wie zum Beispiel Automotive, Medizintechnik, Lebensmittelindustrie oder Luftfahrt ist sie außerdem unverzichtbares Mittel zur Erfüllung gesetzlicher Bestimmungen und internationaler Standards.

Rückverfolgbarkeit: MES als Tracking- und Tracing-Lösung

Diese Ausgangslage fordert Fertigungsunternehmen in der Gestaltung ihrer Produktionsprozesse mehr denn je. Hinzu kommen steigende Anforderungen hinsichtlich Einzelteil- und Chargenverfolgung. Hocheffiziente Traceability-Lösungen, die neben der Rückverfolgbarkeit auch laufende Prozessoptimierungen und mehrstufige Plausibilitätsprüfungen ermöglichen, liefern hier wertvolle Antworten. Daher setzen Unternehmen zur Absicherung des Erfolgs auf Digitalisierungsmaßnahmen im Fertigungsbereich und somit auf leistungsstarke MES-Lösungen. Entscheidend an dieser Stelle sind ein hoher Individualisierungsgrad der MES-Standardsoftware und Know-how hinsichtlich einer nachhaltigen und effizienten Fertigungsdigitalisierung.

Digitales Abbild der Produkte und Prozesse

Mit den Traceability- und Logistik-Funktionen eines MES erhalten Unternehmen aber nicht nur eine leistungsstarke Einzelteilrückverfolgung, sondern auch die transparente Visualisierung von Fertigungsfortschritten und Qualitätsdatenerfassung zur Sicherstellung der damit verbundenen und meist selbst auferlegten Standards. Damit schaffen Unternehmen ein digitales Abbild ihrer Produkte und der damit verbundenen Prozesse. Die softwaregestützten Funktionen zielen neben der Rückverfolgbarkeit von Materialien, Produkten und Werkstücken auch auf die laufende Optimierung der Fertigungsprozesse und Intralogistik ab.

In der täglichen Fertigungspraxis unterstützt das MES Unternehmen also bei der Erfassung und Verarbeitung wichtiger Prozess- und Produktdaten und schafft damit die Voraussetzung für Traceability. Ein gutes Beispiel dafür sind Drehmomentwerte, mit denen ein rotierendes Bauteil am Endprodukt befestigt wird. Der Werker kann schon am Arbeitsplatz die korrekte Assemblierung kontrollieren. Gegenüber Kunden ist man als Lieferant somit jederzeit auskunftsfähig, wenn es um wichtige Fertigungsparameter und um Angaben zu Qualitätsstandards der Produkte geht. So können Unternehmen auch davon ausgehen, dass Daten und Produkte nicht manipuliert in das Wertschöpfungs- und Distributionsnetzwerk eingehen.

Fehlerquelle schneller finden, Probleme schneller ausschalten

Bezüglich strenger Traceability-Anforderungen nimmt speziell in der Automobilindustrie der Druck ständig zu. Es muss sowohl bei den Zulieferern als auch bei den OEMs nachvollziehbar sein, welchen Weg das Einzelteil durch die Produktion genommen hat, ob alle nötigen Schritte im Produktionsprozess durchlaufen und die Rahmenbedingungen eingehalten wurden, wie etwa Plausibilisierung, Qualitätsmanagement oder die höhere Datengenauigkeit für Analysen. Ziel dabei ist die volle Transparenz vom Rohteil über den Produktionsprozess bis hin zum Endprodukt – im Idealfall bis auf Einzelteilebene. Durch Identifikation und Rückverfolgung der einzelnen Bauteile können Produkt- und Prozessinformationen ideal miteinander verknüpft werden. Fehlerhafte Produkte lassen sich somit schneller und zielgerichteter ausmachen. Fehlerquellen können zudem schneller identifiziert und Probleme besser und ebenfalls schneller behoben werden.

Rückverfolgbarkeit und Identifizierbarkeit aller Einzelteile

Möglich wird dies durch eine Logik innerhalb der produktionsoptimierenden Software, die Einzelteile in Produktionsaufträgen mit eindeutigen Serialnummern verknüpft und die im Produktionsprozess entstehenden Prozess- und Plausibilisierungsdaten zum Einzelteil speichert. Die dafür verwendete Technologie spielt eine untergeordnete Rolle. Barcode, Data Matrix Code (DMC) oder ein RFID-Chip sind beispielsweise denkbare Optionen. Im Fokus steht lediglich die eindeutige Identifizierbarkeit eines jeden Einzelteils.

Wie wichtig Traceability gerade im Bereich Automotive ist, zeigt ein Blick auf die Statistik des Kraftfahrt-Bundesamt zu Rückrufaktionen in den Jahren von 2017 bis 2021. Dort heißt es etwa: „Produktmängel können zu unterschiedlichen Gefährdungen führen. Die Rückrufmaßnahmen variieren daher in der Art der Durchführung. Liegt ein ernstes Risiko vor, ist der Rückruf meist das wirkungsvollste Mittel zum Schutz von Fahrzeughalterinnen und -haltern, unbeteiligten Verkehrsteilnehmern und der Öffentlichkeit.“

Traceability-Funktion im MES verhindert Rückrufe

Innovative MES-Lösungen mit einer leistungsstarken Traceability-Funktion können dieser Herausforderung sicher und effizient begegnen und so Rückrufe aktiv verhindern. Denn auch hinsichtlich der Produktionsqualität kann das MES hier einen wichtigen Beitrag leisten. Konkreter Anwendungsfall: Prozessdaten aus einem Arbeitsgang werden erfasst, an das MES übermittelt und auf Basis der eindeutigen Zuordnung zum Werkstück mittels OPC-UA Server an den nächsten Arbeitsplatz übergeben. Die dort nötigen Maschineneinstellungen orientieren sich an den zuvor erfassten Prozessdaten. Leichte Abweichungen können somit gegebenenfalls rechtzeitig korrigiert werden.

Die Produktionsqualität wird damit auf ein neues Level angehoben. Zudem können Schwellenwerte definiert und kombiniert werden. Eine „In-Ordnung“ oder „Nicht-In-Ordnung“-Qualifikation lässt sich somit bereits in einem frühen Fertigungsstadium durchführen – und so den einen oder anderen Rückruf verhindern.

Die Autorin Maren Niedermaier ist Team Leader Consulting bei Industrie Informatik.

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