Zuverlässige Arbeitsplanung 11.08.2021, 07:00 Uhr

Automatisierte Auftragsfertigung ersetzt manuelle Methoden

Die Automatisierung von Prozessen ist heutzutage in Produktionsbetrieben ein „Muss“ , damit diese wirtschaftlich arbeiten. Wie das auch bei kleinen Stückzahlen gelingen kann, zeigt ein Beispiel aus der Lohnfertigung von Präzisionsbauteilen.

Blechbearbeitung beim Auftragsfertiger: Bei geringen Stückzahlen nehmen weniger die Hauptzeiten, sondern vor allem die Neben- und Rüstzeiten einen wesentlichen Stellenwert in der Kalkulation ein. Foto: Maschinenbau Leicht

Blechbearbeitung beim Auftragsfertiger: Bei geringen Stückzahlen nehmen weniger die Hauptzeiten, sondern vor allem die Neben- und Rüstzeiten einen wesentlichen Stellenwert in der Kalkulation ein.

Foto: Maschinenbau Leicht

In Produktionsbetrieben hält die Automatisierung von Prozessen vor allem in der Serienfertigung Einzug. Auftragsfertiger hingegen stehen vor der Herausforderung, dass geringe Stückzahlen und die Versionierung dem Ausbau automatisierter Prozesse entgegenstehen. Der Lohnfertiger Maschinenbau Leicht (MBL) aus Hallstadt ist auf die Präzisionsbearbeitung mittelgroßer bis großer Werkstücke in Kleinserien spezialisiert. Auf Automatisierung möchte man hier auch in der Auftragsfertigung nicht länger verzichten und setzt für eine belastbare Arbeitsplanung und nachvollziehbare Kalkulation auf moderne Software-Lösungen – mit Erfolg, wie das Praxisbeispiel zeigt.

Schwierige Kalkulation in der Kleinserienfertigung

Die Maschinenbau Leicht GmbH fertigt mit etwa 320 Mitarbeitern seit fast 60 Jahren mittelgroße bis große Werkstücke in Kleinserien. Dabei ist der Betrieb in der Palette mechanischer Fertigungstechniken breit aufgestellt und deckt alle gängigen Verfahren – wie Sägen, Bohren, Drehen, Fräsen oder Schleifen – ab. Außerdem übernimmt das Unternehmen Fertigungsschritte im Stahlbau, wenn Bleche für ein Bauteil zugeschnitten und geschweißt werden. Die Teilegrößen variieren zwischen 100 Millimetern und 12 Metern und erreichen eine große Masse von bis zu 40 Tonnen.

Dabei kalkulierte man in Hallstadt lange auf manueller Basis: „Eine Zeichnung war dabei der Ausgangspunkt. Dann wurden mit Taschenrechner, Stift, Papier und Erfahrungswerten Hauptzeiten berechnet oder geschätzt“, erläutert Georg Köhler, Leiter Kalkulation bei Maschinenbau Leicht. Der Nachteil dieses Vorgehens war die geringe Nachvollziehbarkeit und Ungenauigkeit mit einer hohen Streuung der Ergebnisse „Damals waren die Erfahrungswerte des Kalkulators von zentraler Bedeutung. Diese wurden dann manuell am PC eingegeben“, so Georg Köhler. Die Arbeitsschritte wurden dann im Rechner zusammengezählt und die Kosten mit dem Maschinenstundensatz berechnet. Große Schnittzeitenberechnungen fanden nicht statt.

„Auf der Suche nach einer für unsere Anforderungen passenden Kalkulationslösung waren wir schon lange. Die meisten Lösungen am Markt waren für unsere Einsatzbereiche aber zu umfangreich und in der Dateneingabe zeitintensiv“, beschreibt Köhler die Lösungssuche. Dabei besteht eine Besonderheit bei Maschinenbau Leicht darin, dass bei geringen Stückzahlen weniger die Hauptzeiten, sondern vor allem Neben- und Rüstzeiten einen wesentlichen Stellenwert in der Kalkulation einnehmen: „Mit HSi haben wir einen Lösungsanbieter gefunden, der auch schlanke Kalkulationen zulässt. Man wählt die Maschine, berechnet Rüst- und Stückzeiten und ergänzt diese bei Bedarf mit Erfahrungswerten. So erhält man nach kurzer Zeit einen ersten Preis“, so Georg Köhler.

Wie lässt sich die Planungsaufgabe bewältigen?

Die Anforderungen an die neue Kalkulationslösung lauten:

  • Schnellkalkulation und exaktere Kalkulation von Angeboten,
  • technologiedatengestützte Berechnung,
  • automatisierte Überarbeitung von Aufträgen bei geänderten Fertigungsanforderungen,
  • übersichtliche Kalkulation von Baugruppen,
  • nahtlose Integration ins bestehende ERP-System,
  • Versionierung der Kalkulationen.

Mit „HSkalk/TK“ fanden die Verantwortlichen bei MBL eine Lösung, welche den Anforderungen gerecht wurde und die Kalkulation von Stahlbau und mechanischer Bearbeitung in einem System möglich macht. „Die Lösung ist über eine Schnittstelle nahtlos in unser ERP-System „PSIpenta“ integriert und ergänzt es um die Funktion der Planzeitberechnung“, erläutert Andreas Wessel, Projektleiter ERP (Enterprise-Resource-Planning) bei Maschinenbau Leicht. Dies alles laufe auf Basis der unternehmensspezifisch angepassten HSi-Verfahrensmodule ab.

ERP um die Funktion der Planzeitermittlung ergänzen

„Das Programm bietet neben der Schnittstelle zu unserem ERP-System genügend Flexibilität für individuelle Anpassungen“, so Wessel. „So modifizieren wir beispielsweise zur Herstellung eines Stahlbauteils einen Baustein, der automatisch nach Eingabe des Blechformats die Schneidzeiten mit Plasma-, Autogenbrenner oder Laser ermittelt.“ Zusätzlich berechnet der Prozess automatisch die Sandstrahlzeiten und Verputzzeiten, sodass verfahrensübergreifend belastbare Ergebnisse erzielt werden.

Maschinenbau Leicht betrachtet in der Kalkulation immer die gesamte Baugruppe und nicht nur das Einzelteil. Dabei wird für eine neue Kalkulation zunächst im ERP ein Angebot erstellt. Die Eingabe der Materialpositionen, die Aufstellung der Arbeitsgänge sowie die Planzeitberechnung laufen dann im Rahmen der technischen Kalkulation in der HSi-Webanwendung ab. Dabei reduziert sich der Eingabeaufwand durch die Nutzung von Stücklistendaten. Dies trägt zu einer effektiveren Arbeitsweise in der Kalkulation bei.

Schließlich wird die Arbeitsgangfolge inklusive Stückliste und den ermittelten Zeiten über eine Schnittstelle ans ERP übergeben. Dabei werden die HSi-Arbeitsstufen mit den Eingabeparametern in gepackter Form am ERP-Arbeitsgang im Hintergrund gespeichert. Ist eine Kalkulation zu überarbeiten, werden die erforderlichen Daten zunächst über die Schnittstelle an HSi gesendet. Dabei wird die komplette Struktur übernommen, die Kalkulation HSi-seitig wieder aufgebaut und die im Hintergrund gespeicherten Arbeitsstufen entpackt. Anschließend folgt die Editierung der technischen Kalkulation. Ändert sich nur der Arbeitsplatz, werden mit einer nachfolgenden Wiederholberechnung die Zeiten automatisch aktualisiert. Aber auch neue Arbeitsstufen und Arbeitsgänge können vom Kalkulator hinzugefügt werden.

Der Lohnfertiger ist spezialisiert auf die Präzisionsbearbeitung mittelgroßer bis großer Werkstücke in Kleinserien.

Foto: Maschinenbau Leicht

Ist die Bearbeitung abgeschlossen, werden die Daten erneut ans ERP übergeben. Durch diese bidirektionale Schnittstelle wird eine doppelte Datenhaltung vermieden und alle Informationen sind im ERP-System gespeichert.

Mit umfangreicher Technologiebasis Kalkulationszeiten reduzieren

„Besonders interessant sind für uns die hinterlegten und modifizierbaren Technologiedaten, durch die wir in kurzer Zeit ein Ergebnis erhalten, das der Realität entspricht“, bilanziert Georg Köhler. So hätten sich die Kalkulationszeiten seit der Einführung reduziert. Dies sei auch deswegen der Fall, weil häufig ähnliche Teile kalkuliert werden. So konnten durch Kopieren von Kalkulationen oder von Kalkulationsabschnitten Zeitaufwendungen reduziert werden. „Gleiches gilt dank der gemeinsamen Technologiebasis für Vorkalkulation und Arbeitsplanung auch für die Erstellung von Arbeitsplänen mit neuen ähnlichen Teilen“, so Jürgen Schlegel, Leiter Arbeitsvorbereitung bei Maschinenbau Leicht. „Wenn dann die Beauftragung kommt, können wir die Kalkulation aufgreifen und als Arbeitsplan verwenden.“

Dabei kommt den Mitarbeitern bei MBL die gute Integration in die bestehende IT-Landschaft entgegen: „Man kann im ERP ein Bauteil raussuchen und über die Artikelnummer in HSi die Kalkulation öffnen“, ergänzt Georg Köhler. Inzwischen arbeiten bei MBL knapp zehn Kollegen in Arbeitsplanung und Kalkulation mit der neuen Lösung. Sie wurden im Umgang mit den Funktionen geschult, waren aber aufgrund der intuitiven Handhabung, der Icons und Klickanleitungen im Menü sowie regem Austausch unter den Kollegen in der Praxis schnell mit dem Tool vertraut.

Die Software "HSkalk/TK" ist über eine Schnittstelle nahtlos ins ERP-System des Betriebs integriert und ergänzt es um die Funktion der Planzeitberechnung.

Foto: Maschinenbau Leicht

Anpassungsfähige Lösung punktet im Technologiewandel

„Bei der Einführung der Lösung haben wir mit kleinen Projekten angefangen. Dank der hohen Flexibilität von HSkalk/TK können wir damit heute Baugruppen mit über 1000 Einzelteilen kalkulieren und fertigen“, so Georg Köhler. Den Verantwortlichen bei MBL ist bekannt, dass sie mit der Lösung noch tiefer in die Arbeitsgänge gehen könnten – um beispielsweise stückzahlabhängige Varianten zu einem Bauteil zu kalkulieren oder Fräswege abzubilden. „Da wir aber kein Serienfertiger sind, ist das im Moment nur in Ausnahmefällen relevant. Sobald wir aber mehr Daten zu den Bauteilen benötigen, werden wir verstärkt den vollen Funktionsumfang nutzen“, blickt Georg Köhler nach vorn.

„Die Versionierung kommt erst, doch bei komplexen Bauteilen oder Baugruppen, die preiskritisch sind, kann bereits eine sehr detaillierte und präzise Kalkulation erstellt werden“, so Andreas Wessel. Aktuell wird im Betrieb an einer Möglichkeit gearbeitet, tagesaktuelle Materialpreise schneller in der Lösung abzubilden: „In einer Zeit, in der beispielsweise Metallpreise starken Schwankungen unterliegen, muss eine Lösung ihre Anpassungsfähigkeit im Technologiewandel fortwährend unter Beweis stellen.“

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