HMI/Scada-Lösung für die Fertigung und die Qualitätssicherung Usability überzeugt in der Zahnbürstenproduktion

Braun Oral-B Marktheidenfeld ist spezialisiert auf die Großserienfertigung von elektrischen Mundpflegeprodukten sowie Haushaltsgeräten. Das Werk gehört mit einer Produktionsfläche von mehr als 30.000m² und rund 1.400 Mitarbeitern zu einem der bedeutendsten Standorte innerhalb des Konzerns. Viele innovative Produktionstechniken wurden in Marktheidenfeld sowie in Kronberg entwickelt oder erstmals erprobt und sind heute auf High-Tech-Level in die Produktionsabläufe integriert. Die Produktion der elektrischen Zahnbürsten bei Procter & Gamble ist in drei Ebenen untergliedert. Die erste Ebene umfasst Spritzguss, Bedruckung und Vorfertigung, auf der nächsten Ebene befinden sich die Bürstenanlagen (Bürstenstopfanlagen, Bürstenmontage und Abschliff der Bürsten) sowie die Blisterverpackungsanlagen der Bürsten. Auf der dritten Ebene wird die vollautomatische Endmontage mit abschließender Verpackung der Produkte ausgeführt. Zur Zeit fertigen die Mitarbeiter am Standort Marktheidenfeld insgesamt 250Mio. Fertigprodukte pro Jahr. Neben den 27.000 Haushaltsgeräten produziert das Werk Marktheidenfeld heute 80.000 Handstücke für die elektrischen Zahnbürsten sowie 600.000 Zahnbürsten pro Tag. Im Distributionszentrum in Altfeld, das mit einem Hochregallager mit 12.000 Palettenstellplätzen ausgestattet ist, sorgen die Mitarbeiter dafür, dass 30.000 Kunden zeitgerecht und flexibel mit den Produkten in den Märkten Deutschland, Österreich, Schweiz, den Benelux-Ländern sowie Frankreich versorgt werden. Flexible Produktion auf Bestellung Die Fertigung und auch die Distribution der Produkte orientieren sich heute flexibel an den Kundenbedürfnissen. Procter & Gamble produziert auf Bestellung, um die Lagerkosten niedrig zu halten: \“Wir passen unsere Produktionszahlen täglich an die Nachfrage an, denn Marktorientierung wird bei uns großgeschrieben. Flexibilität ist unsere Stärke\“, erklärt Ralf Kaiser, verantwortlich für SME Electric&Sensorics sowie Cybersecurity bei Procter & Gamble in Marktheidenfeld. Die Durchlaufzeiten in der Produktion betragen weniger als zehn Tage. Dabei legt das Unternehmen großen Wert auf die Produktqualität. Ein Beleg für die hohe Produktqualität ist eine Auszeichnung von Stiftung Warentest. Hier haben die Braun Oral-B Triumph 5000 mit SmartGuide als Testsieger sowie die Braun Oral-B Professional Care 500 als Zweitplatzierter abgeschlossen. Für die Produktions- und Qualitätssicherungsprozesse der Braun Oral-B Triumph 5000 kommt die HMI/Scada-Lösung zenon von Copa-Data zum Einsatz. Ralf Kaiser: \“Wir konnten unsere Wünsche und Anforderungen mit den bisher eingesetzten Lösungen nicht mehr umsetzen, wir sind an unsere Grenzen gestoßen. Es war an der Zeit, neue Wege zu gehen.\“ Dienstleister unterstützt bei der Implementierung Für die Umsetzung der zenon-Anwendung setzte Procter & Gamble auf die Prozesstechnik Kropf GmbH. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Oberfranken bietet mit seinen 30 Mitarbeitern professionelle Systemimplementierungen im Bereich Prozessleittechnik und Datentechnik. Seit 1995 vertreibt die Firma das Visualisierungs- und Prozessleitsystem zenon von Copa-Data. \“Bei der Auswahl neuer Lösungen spielen stets zwei Kriterien eine wichtige Rolle: Zum einen ist natürlich der Leistungsumfang des Produktes maßgeblich, zum anderen ein kompetenter Dienstleister, der uns auch bei der Projektimplementierung vor Ort sowie im fortlaufenden Support mit seinem Know-how unterstützt. Die Prozesstechnik Kropf GmbH hat ihre Kompetenz bereits in vielen Projekten bei uns unter Beweis gestellt\“, erläutert Ralf Kaiser seine Entscheidung für diesen Anbieter. Das Unternehmen arbeitet bereits seit zehn Jahren für Procter & Gamble und hat dort bereits die Gebäudeleittechnik sowie Projekte in der Kunststoffteilefertigung erfolgreich umgesetzt. Seit einigen Jahren ist die Firma auch im Fertigungsbereich tätig und hat zusammen mit den Verantwortlichen für den Sondermaschinenbau die Steuerungstechnik verschiedener Montagezellen realisiert. Automatisierte Endmontage mit Sondermaschinen Für die neuen Produktserien der Braun-Oral-B-Zahnbürsten hat Procter & Gamble das Werk in Marktheidenfeld in den vergangenen Jahren sukzessive mit neuen Produktionsanlagen für die Endmontage ausgestattet. Dabei sind 98 Prozent aller Anlagen und Maschinen die dort zum Einsatz kommen Sondermaschinen. \“Diese automatisierte Montage ist ein technisch innovativer Prozess mit hochkomplexen Abläufen. Hohe Anlagenperformance und hohe Fertigungstiefe kennzeichnen unsere Produktion heute\“, ergänzt Ralf Kaiser von Procter & Gamble. In der Montage der Handstücke werden die Einzelkomponenten wie die gespritzten Kunststoffelemente, die Leiterplatten, das Getriebe, etc. vollautomatisch zusammengefügt. Die HMI/Scada-Lösung zenon kommt in Marktheidenfeld unter anderem in der Endmontagelinie der Oral-B Triumph 5000 zum Einsatz. Hier sind die vollautomatische Bodenmontage, eine Funktionsprüfzelle sowie zwei Handarbeitsplätze mit Bedienpulten ausgestattet. Die Mitarbeiter bedienen die Fertigungszellen über ein mit zenon ausgestattetes Touchpanel. In den einzelnen Menüpunkten können die Bediener beispielsweise zwischen Automatik- und Handbetrieb wechseln, jede einzelne Komponente im Einrichtbetrieb testen sowie Fehlermeldungen einsehen. In der Bodenmontage sind unter anderem die Schrauberautomaten grafisch abgebildet, damit sich die Mitarbeiter schnell und einfach orientieren können. zenon überwacht hier den Drehwinkel und das Drehmoment, die mit Parametern und Grenzwerten hinterlegt sind. In der Prüfzelle findet eine vollautomatische Funktionskontrolle statt: Zunächst werden Handstücke von Werkstückträgern auf einen Rundtakttisch in der Prüfzelle gesetzt. Der Rundtakttisch mit den vier Handstücken fährt die verschiedenen Prüfstationen an. An den Stationen finden dann die Funkprüfung, die Andruckkontrolle sowie die Kameraprüfung der Ringausleuchtung statt. Für die einzelnen Prüfmechanismen sind Grenzwerte definiert, die der verantwortliche Anwender mit der zenon-Anwendung überwachen, verwalten und auch verändern kann. An den beiden Handplätzen prüfen die Mitarbeiter die Qualität der Produkte und geben an den Touch Panels unter anderem an, ob das Produkt den Qualitätsanforderungen entspricht oder das Handstück nochmals in die Reparatur beziehungsweise Nachbearbeitung muss. Mitarbeiter können hier beispielsweise angeben, ob Fehler im Kunststoff ersichtlich sind oder Schaltfehler auftreten. Die aufgetretenen Fehler werden dann von zenon an ein übergeordnetes System weitergegeben. Software zur Visualisierung im Qualitätswesen zenon und straton kommen bei Procter & Gamble auch im Qualitätswesen zum Einsatz. Hier unterstützt die Software zwei Ladeschalenprüfplätze und einen Motorprüfstand. Dort visualisiert zenon beispielsweise die aktuelle Stromaufnahme sowie die Spannung und gibt – wenn notwendig – die Warnungen bei Überschreitung der Grenzwerte an. Den Prüfzyklus für die Lebensdauer der Motoren hat Prozesstechnik Kropf mit straton implementiert. Zudem setzen die Mitarbeiter im technischen Support ein mobiles, mit zenon ausgestattetes Aufzeichnungssystem ein, um über die Verbindungen mit verschiedenen Sensoren flexibel Daten aufzeichnen und auswerten zu können. Damit führen die Mitarbeiter beispielsweise Strömungs- oder Druckmessungen durch. Die Informationen stehen als Trenddarstellung für weitere Auswertungen zur Verfügung und können als Archive abgelegt werden. Mitarbeiter entwickeln benutzerfreundliche Technologien Besonders hohen Wert legt der Weltkonzern auf moderne und benutzerfreundliche Technologien. Procter & Gamble hat alle Mitarbeiter, die mit den Anlagen arbeiten, in die Entwicklung der neuen zenon-Anwendung inklusive der neuen Bedienoberfläche aktiv einbezogen, um deren Wünsche und Bedürfnisse in der neuen Anwendung abzubilden. Das steigert auch die Akzeptanz für die spätere Nutzung der Lösung erheblich. Die verantwortlichen Mitarbeiter für die Software haben ein universelles zenon-Menü entwickelt, das – in Abwandlung – in verschiedenen Zellen zum Einsatz kommen kann. Dies umfasst beispielsweise Maschinen- bzw. Anlagenlayouts, die in die Anwendung und Bedienoberflächen der einzelnen Stationen eingebunden sind. Somit können sich auch Mitarbeiter sofort zurechtfinden, die eine Maschine oder Fertigungszelle nicht so häufig nutzen. Zu den Standardkomponenten gehören auch Hilfe- und Steuerungselemente für die einzelnen Zellen. \“zenon ermöglicht es uns, alle gewünschten Anforderungen umzusetzen – die Anforderungen an eine schnelle Projektumsetzung, an die Sicherheit und vor allem an die Usability. Hier haben unsere Erfahrungen mit der bisherigen Lösung gezeigt, dass wir die Benutzerfreundlichkeit am Bedienpanel steigern können. Deshalb setzen wir heute auf zenon\“, ergänzt Ralf Kaiser. Die benutzerfreundliche Aufbereitung aller Informationen umfasst beispielsweise die grafischen Elemente auf dem Display, die Alarmliste, die Ereignisliste, die Gestaltung der Bedienelemente wie Buttons sowie auch die Darstellung des Busstatus inklusive der Profibusteilnehmer Netzwerkteilnehmer. Eine übersichtliche Darstellung aller Datenpunkte erlaubt im Fehlerfall eine schnelle Störungssuche und gewährleistet damit kurze Ausfallzeiten. Weiterer Ausbau geplant