Projektvorstellung

ÜBER SASCH

Das Projektvorhaben zielt auf eine durchgängige end-to-end-Überwachung der Qualität von Bauteilen, Komponenten und Produkten während ihres Lebenszyklus ab. Der Fokus des Projekts liegt dabei auf der Supply Chain. Mittels stationärer und mobiler Sensoren werden qualitätsrelevante Umwelteinflüsse erfasst und digitalisiert. Die Datenspeicherung erfolgt dezentral in den beteiligten Unternehmen, sodass die Datensouveränität der Unternehmen gewahrt wird. Der unternehmensübergreifende Datenaustausch erfolgt event-basiert im EPCIS-Netzwerk. Die Auswertung der Daten ermöglicht das Anbieten unterschiedlichster Services, um die Produktqualität zu sichern und darüber die Grenzen für JIT- und JIS-Anlieferungen zu erweitern sowie Sondertransporte, Nacharbeitsumfänge, Produktionsstillstände oder gar Rückrufaktionen zu vermeiden.

Weitere Hintergrundinformationen

Im Durchschnitt besteht ein Auto aus ca. 10.000 Einzelteilen. Davon werden etwa 80 Prozent der Bauteile extern beschafft [RÜC10]. Die Produktion der Automobilhersteller basiert somit auf einer komplexen Supply Chain, die sich aus einer Vielzahl an Lieferanten, Spediteuren, Logistikdienstleistern und Herstellern zusammensetzt. Die hohe Komplexität der Supply Chain stellt zugleich hohe Herausforderungen an das Qualitätsmanagement, um die Qualität der verbauten Produkte abzusichern. Ebenfalls erfordern die zunehmend verschlankten Prozesse (z. B. durch JIS- und JIT-Konzepte) eine hohe Prozessqualität, da aufgrund der damit einhergehenden Bestandsminimie-rung keine, oder nur geringe Puffer zum Abfedern von Schwierigkeiten vorhanden sind. Auftretende Qualitätsmän-gel führen so zu hohen Kosten- und Zeitaufwänden, z. B. durch Nacharbeit, Produktionsstillstände, Sondertranspor-te oder Rückrufaktionen. Im Falle von sicherheitsrelevanten Bauteilen stellen diese darüber hinaus ein beträchtli-ches Risiko für die Verbraucher dar. Im Jahr 2014 mussten in Deutschland z. B. 1,9 Mio. Fahrzeuge aufgrund sicherheitsrelevanter Mängel in die Werkstatt zurückgerufen werden [TMA15]. Generell sind die aus Qualitätsmängeln resultierenden Aufwände umso höher, je später die Mängel im Wertschöpfungsprozess erkannt werden [SCH15].

KONTAKT

Matthes Winkler
queo GmbH

Telefon: +49 (0) 351 213038-0
E-Mail: m.winkler@queo-group.com

HERAUSFORDERUNGEN

Die Reduzierung der aufgeführten Aufwände und die Sicherstellung einer hohen Produktqualität hängen nicht von einzelnen Unternehmen ab, sondern ergeben sich aus dem Zusammenspiel aller Partner der Supply Chain. So können z. B. Kosten reduziert werden, wenn auftretende Transportschäden frühzeitig erkannt und beschädigte Bauteile zeitnah aussortiert und nachbestellt werden. Das Qualitätsmanagement steht dabei heute vor folgenden Herausforderungen:

Auswertung umfassender Qualitätsdaten und Ableitung von Handlungsbedarfen erfolgen nur in einem geringen Umfang aufgrund fehlender IT-Kompetenzen und Softwarelösungen.

Überwachung und Dokumentation von Qualitätsdaten ist meist auf den Produktionsprozess beschränkt und in inner- und überbetrieblichen Logistikprozessen sehr schwach ausgeprägt.

Heterogenität und mangelnde Vernetzung lokaler Informationssysteme führen dazu, dass Qualitätsdaten nicht oder nur zeitverzögert ausgetauscht werden.

ANWENDUNGSSZENARIEN

Produktionsszenario

Zur end-to-end-Überwachung und Sicherstellung der Qualität des Bauteils müssen Sensor- und Qualitätsdaten be-reits während der Produktion im Bosch-Werk Bühl erfasst werden, um Qualitätsmängel bereits während der Pro-duktion zu detektieren und bei Bedarf gezielt betroffene Bauteile zurückzurufen. Hierzu wird auf in den Maschinen erzeugte Sensordaten zugegriffen (z. B. Einspritzdrücke oder Drehmomente). Diese werden durch, von stationären 3D-Kameras erzeugte, Sensordaten (z. B. Abmessungen oder Oberflächeneigenschaften) ergänzt. Über das EPCIS-Netzwerk werden die relevanten Sensor- und Qualitätsdaten digitalen Services bei Bosch und Daimler standardi-siert zur Verfügung gestellt.

Logistikszenario

Aufgrund der Sensibilität des Bauteils müssen Sensor- und Qualitätsdaten (z. B. die Luftfeuchtigkeit oder das Auf-treten von Erschütterungen) während des Transports kontinuierlich erfasst werden, um die Qualität der versendeten Produkte bei der Anlieferung in Tuscaloosa sicherzustellen. Hierzu werden durch die TraQ-Sensoren, welche an den zum Transport der Produkte verwendeten Ladungsträgern befestigt sind Umwelteinflüsse kontinuierlich er-fasst.
Des Weiteren werden stationäre 3D-Kameras an relevanten Stellen im Logistikprozess positioniert, um durch opti-sche Erfassung der Ladungsträger und methodengestützte Datenauswertung Rückschlüsse auf die Qualität der transportierten Produkte ziehen zu können und dies zu dokumentieren. Über das EPCIS-Netzwerk werden die rele-vante Sensor- und Qualitätsdaten den digitalen Services bei Bosch, BLG und Daimler standardisiert zur Verfügung gestellt.

VORTEILE

Agilität

Die ständige Verfolgung von Objekten sowie die Überwachung von Qualitätsmerkmalen erlauben neben dem sofortigen, reaktiven Einschreiten auch proaktive Handlungen. Somit können beispielsweise Kapazitätsengpässe bereits im Vorfeld abgewendet werden.

Qualitätsüber-wachung

Es lassen sich unternehmensübergreifende Prozesse abbilden und überwachen. Das Melden von Abweichungen erfolgt in Echtzeit. Die Korrekturen basieren auf sicheren Informationen.

Entscheidungs-unterstützung

Dank der Prozesstransparenz hilft die Planung in allen Entscheidungssituationen. Vorgeschlagene Handlungsoptionen bauen auf validierten Informationen auf und sind jederzeit aktuell.

Kapazitäts-management

Die im Prozess handelnden Personen und Funktionen verfügen echtzeitnah über produktions- und logistikbezogene Daten. Das Bereitstellen von Ressourcen wird verbessert und Verschwendung reduziert.

Reduktion von Sicherheits-beständen

Sicherheitsbestände puffern unsichere Prozesse und Abläufe und verursachen hohe Kosten. Abläufe werden verstanden und der Bedarf erkannt. Somit können Kosten sinnvoll und sicher gespart werden.

Verbessertes Reporting

Die Bewegungs- und Stammdaten werden über standardisierte Schnittstellen empfangen und gespeichert. Somit wird eine lückenlose Datenbasis der relevanten Prozessschritte für vollständige Berichte geschaffen.

ENABLER

Transparenz

Die Erfassung der Objekte entlang der Lieferkette schließt Informationslücken. Die Erfassungsereignisse werden mit einer gemeinsamen Sprache standardisiert beschrieben und können zwischen den Partnern ausgetauscht werden

Datenqualität

Das Erfassen mittels Auto-ID Technologien der Objekte erlaubt das zeitnahe Synchronisieren von physischem und logischem Materialfluss. Auch das standardisierte Beschreiben der Ereignisse optimiert unternehmensübergreifend verfügbare Daten.

Verfügbarkeit

Für alle Akteure werden Rechte und Pflichten in Bezug auf verfügbare und bereitzustellende Daten geregelt. Die automatische Kommunikation und standardisierte Datenbeschreibung machen sie schnell und verlässlich verfügbar.

Digitales Abbild

Das digitale Abbild begleitet das physische Produkt über den kompletten Lebenszyklus. Sensoren am reellen Produkt geben ständig Informationen an den Klon weiter, aus dem der digitale Zwilling ständig dazu lernt und so hilft, zukünftige Produkte auf ein höheres Qualitätslevel zu bringen. Die Kombination aus Sensorüberwachung und Simulation der Produktion stellt die wesentliche Neuheit des digitalen Abbildes dar.

Event

Die Objekte werden automatisch erfasst und mit den Prozessinformationen angereichert, standardisiert als Event abgelegt. Dank einheitlicher Beschreibungssprache werden Ereignisse auch von den Partnern eindeutig interpretiert.

Standardisierung

Die standardisierten Prozesse stellen ein harmonisiertes Rahmenwerk dar. Es integriert neue Partner einfacher, erhöht das Verständnis der mit den Prozessen verankerten Events und dokumentiert Rechte und Pflichten der Partner.

Industrie-unabhängigkeit

Konzepte hinsichtlich Datenerfassung, Datenbeschreibung und Datenaustausch sind aufgrund gewählter Infrastruktur und der offenen Beschreibungsstandards leicht und ohne große Anpassungen auf andere Branchen übertragbar.