Transparenz durch MES in Print & Packaging

Die Herausforderungen für die Unternehmen der Print-&-Packaging-Branche steigen. Daher benötigen sie effiziente und flexible Produktionsprozesse und ein hohes Maß an Transparenz. Modulare MES-Lösungen können helfen. Von Michael Möller

Heutzutage ist Verpackung nicht mehr nur bloße Verpackung. Sie ist vielmehr ein Kommunikationsmittel zwischen Produkthersteller und Konsument. Als Teil des Marketings dient die Verpackung als Unterscheidungsmerkmal zum Wettbewerb. Dadurch individualisieren sich die Ansprüche der Produktanbieter.

Als Folge kommen auf die Print-&-Packaging-Branche immer mehr Verpackungsvarianten sowie die Herausforderung zu, diese immer schneller zur Verfügung zu stellen. Der Druck erhöht sich zudem durch die voranschreitende Weiterentwicklung von Verpackungslösungen. Dabei spielen insbesondere Convenience-Aspekte eine treibende Rolle, aber auch die Nachfrage des Konsumenten nach umweltschonenden Verpackungen.

Letzten Endes muss die Verpackungsindustrie auch auf den demographischen Wandel reagieren. Zum einen wird die Gesellschaft immer älter, so dass auch die Produktverpackungen immer seniorengerechter werden müssen. Zum anderen schlägt sich die Alterung der Bevölkerung auch als Fachkräftemangel in der Print-&-Packaging-Industrie nieder.

Die in vielen Betrieben notwendige Schichtarbeit ist unattraktiv, selbst wenn das Gehalt stimmt. Die Branche kommt daher nicht umhin, Wege zu finden, wie sie den zunehmenden Anforderungen an ihre Produkte mit einer Effizienzsteigerung in der Fertigung begegnen kann.

Kollege Roboter kann helfen

Deshalb automatisieren immer mehr Unternehmen ihre Produktion mit Robotiksystemen. Aufgrund der hohen Geschwindigkeiten und Präzision sowie des großen Anteils an sich wiederholenden Arbeitsschritten können Robotiksysteme in dieser Branche auf vielfältige Weise eingesetzt werden. Aber auch hier gilt, dass wegen der steigenden Verpackungsmengen und zunehmenden Variantenvielfalt ein hohes Maß an Flexibilität gefragt ist.

Datenintegration ist gefragt

Die Forderungen nach einer Produktivitätssteigerung können nur durch die vertikale und horizontale Datenintegration, also die Vernetzung von Auftrags- mit Produktionsdaten, erfüllt werden. Für die Branche typische ERP-Lösungen bieten hierfür nicht die notwendigen Funktionen im Bereich der Datenanalyse. Deswegen setzt die Print-&-Packaging-Branche vermehrt auf Manufacturing-Execution-Systeme.

MES: Produktionsdaten online

Über die Betriebs- und Maschinendatenerfassung (BDE/MDE) erhalten Fertigungs-, Planungs- und Schichtleiter eine Vielzahl an Informationen über Maschinenauslastung, Störungen und Stillstände. Ein MES geht jedoch wesentlich weiter, denn es sorgt für homogene Daten, die anhand von Kennzahlen visualisiert und damit für die Analyse vergleichbar werden. Die Daten lassen sich in Echtzeit und online, also ortsungebunden, zur Verfügung stellen, um ein schnelles Eingreifen in die Produktion zu ermöglichen.

Hierfür werden Rollen, Paletten und Chargen mit Nummer versehen, um sie während des gesamten Fertigungsverlaufs eindeutig identifizieren zu können. So erlaubt das MES auf Basis aktueller Daten valide Aussagen, wer welchen Auftrag bearbeitet, welche Material-Rolle oder welcher Bogen zum Auftrag gehört, auf welchen Maschinen sie sich befinden oder wie hoch die Produktionslinien ausgelastet sind.

Die automatische Datenerfassung erfolgt im MES von der Mutterrolle bis zum verpackten Endprodukt und erfasst sämtliche Fertigungsstufen. Auch der für Print & Packaging typische Dimensionswechsel, etwa von der Länge der Rolle auf die Stückzahl der erstellten Verpackungen, kann mithilfe einer MES-Lösung digital dargestellt und lückenlos rückverfolgt werden.

Die branchentypischen MES-Lösungen für Unternehmen aus dem Print-&-Packaging-Bereich sind jedoch häufig tief ins ERP integriert, so dass sich auch Veränderungen im ERP auf das MES auswirken. Andersherum können Änderungen auf der Produktionsebenen nur mit großem Aufwand im MES berücksichtigt werden, da in diesen Fällen immer auch das ERP berücksichtigt werden muss.

Der MES-Hersteller gbo Datacomp beispielsweise hat mit Bisoft MES ein Manufacturing Execution System entwickelt, dass sich nahtlos in die Produktion integriert und über eine Schnittstelle mit dem jeweiligen ERP-System kommuniziert, ansonsten aber völlig autark von diesem agiert.

Rückverfolgbarkeit, Fehlererkennung, Instandhaltung

Für den Bereich Print & Packaging eignet sich speziell das Bisoft-Modul Produktionslogistik (PLG). Es stellt eine digitale Arbeitsmappe zur Verfügung, in der Auftrags- und Produktionsdaten zusammengeführt werden. Die digitale Arbeitsmappe begleitet jeden einzelnen Fertigungsschritt und gibt die Daten des vorgelagerten Schritts an den folgenden weiter.

Der nachgelagerte Arbeitsvorgang kann erst dann starten, wenn die im MES hinterlegten und vom System kontrollierten Prüfparameter eingehalten werden. Liegt beispielsweise ein Fehler auf einer Rolle vor, erkennt ihn das MES und gibt eine entsprechende Meldung inklusive Längenpunkt, an dem auf der Rolle der Fehler zu finden ist, an den Anwender heraus.

Die Daten über Störungen, Maschinen- und Werkzeugauslastungen und Rüstzeiten lassen sich darüber hinaus für eine vorausschauende Instandhaltung einsetzen. Im Print-Bereich kommen beispielsweise Druckzylinder zum Einsatz, die für eine jeweilige Farbe optimiert und sehr kostspielig sind. Anhand getrackter Daten über die Nutzungsdauer und den Verschleiß solcher Zylinder lässt sich mit einem MES vorhersagen, wann die nächste Wartung oder der nächste Austausch ansteht, bevor ein Druckzylinder unbrauchbar wird. Stillstände und Rüstzeiten lassen sich auf diese Weise exakt vorhersagen und in den Produktionsablauf einplanen.

Mit der durch ein MES gewonnenen Transparenz erlangen Verpackungshersteller zudem eine lückenlose Rückverfolgbarkeit über ihre Produktion, die insbesondere im Rahmen der Melde- und Nachweispflichten des seit Anfang 2019 geltenden Verpackungsgesetzes (VerpackG) eine wichtige Rolle spielt. Dieses Gesetz verlangt von den Unternehmen, sich bei der Zentralen Stelle Verpackungsregister anzumelden und im öffentlichen Register weitreichende Angaben zu ihren in Verkehr gebrachten Verpackungen zu machen.

Da bislang geltende Bagatellgrenzen damit wegfallen, müssen diese Angaben auch für kleine Produktionsmengen erfolgen. Der bürokratische Aufwand steigt. MES-Lösungen ermöglichen jedoch eine lückenlose Dokumentation von Rollen, Paletten oder Chargen, so dass Unternehmen lediglich die benötigten Daten an die Zentrale Stelle übermitteln müssen.

Modular und skalierbar

Bei der Wahl eines MES sollten Verpackungshersteller auch auf dessen Zukunftsfähigkeit achten. Lösungen wie etwa Bisoft MES von gbo Datacomp sind modular aufgebaut. Der Anwender nutzt nur die Funktionalitäten, die er tatsächlich benötigt. Solche modular aufgebauten MES-Lösungen lassen sich flexibel anpassen, wenn sich die Voraussetzungen in der Fertigung ändern oder Digitalisierung und Vernetzung das Unternehmen immer tiefer durchdringen sollen. Ein MES bildet Grundlagen für zukünftige Industrie-4.0-Anwendungen wie zum Beispiel für eine autonome M2M-Kommunikation. Auf diese Weise reicht die Leistungsfähigkeit eines MES als Datendrehkreuz zwischen allen Unternehmensbereichen über die reine Produktion hinaus.

Es verknüpft die Business- mit der Fertigungsebene. Auch die Print-&-Packaging-Industrie kann sich mit intelligenten MES-Lösungen auf die aktuellen Anforderungen in Sachen Verpackungsgesetz, Technologiewandel und Fachkräftemangel einstellen. jbi

Autor: Michael Möller ist Geschäftsführer von gbo Datacomp.