Kosmetikhersteller senkt Ausfallzeiten und verbessert Produktion

Hintergrund
Schon die alten Griechen kannten den Kajalstift, und die alten Römer betupften ihre Gesichter mit Rosenwasser. Aber noch nie war die Nachfrage nach Schönheitsprodukten so stark wie heute.

Die weltweite Kosmetikindustrie ist ein Multimilliarden-Dollar-Geschäft – und sie wächst weiter. Nur wenige multinationale Konzerne produzieren nahezu die Hälfte aller Kosmetika auf der Welt. Für Tausende anderer Hersteller ist der Wettbewerb hart. Produktionsqualität und Effizienz sind ein Muss für das Überleben auf diesem Markt.

Herausforderung
Ein führender globaler Kosmetikhersteller fügte seiner Anlage in Dallas eine neue Fertigungslinie hinzu, um mehr Mascara und Lipgloss produzieren zu können. Die Gesamtzahl der Fertigungslinien stieg damit auf 29.

Das Anlagenmanagement erwartete, dass die Anlage 100 bis 120 Behälter pro Minute würde produzieren können. Aber als die Produktion anlief, war das Ergebnis enttäuschend und es kam häufig zu Unterbrechungen. Um die Gesamtanlageneffektivität (OEE) besser messen zu können und mehr Kontrolle über die Effizienz und Qualität der neuen Linie zu erhalten, bat das Management Prime Controls um Hilfe, ein in Lewisville, Texas, ansässiges Unternehmen für Informations- und Steuerungsentwicklung, das im Rockwell Automation PartnerNetwork als „Solution Partner for Control, Process and Information“ tätig ist.

„Die neue Fertigungslinie verursachte unglaublich viel Ausfallzeit“, erklärt Bill Bivens, Vice President of Business Development bei Prime Controls. „Der Kunde zeichnete mehr als 2500 Start-/Stoppvorgänge pro 12-Stunden-Schicht auf und konnte die Quelle des Problems nicht benennen.“ Der Anlage fehlte Manufacturing Intelligence zur Analyse der Ursache.

Lösungen
Prime Controls implementierte eine Manufacturing Intelligence-Lösung mit FactoryTalk® Metrics-Software von Rockwell Automation zur effizienten Überwachung, Erfassung und Analyse von Daten. Die Anwendung sammelt und liefert Berichte zu allen Maschinenereignissen, die im Steuerungssystem festgestellt werden können.

Prime Controls wertete den bestehenden Betrieb der neuen Linie aus, die als eine Kette mehrerer Förderbänder mit fünf Arbeitszellenstationen entwickelt worden war. Eine programmierbare Allen-Bradley® ControlLogix®-Automatisierungssteuerung (PAC) und eine Allen-Bradley CompactLogix™-PAC automatisieren die Produktionsmaschinen, darunter Flaschenbeschickung, Befüllung, Etikettierung, Kartonierung und Verpackung. Seit Implementierung der FactoryTalk Metrics-Software verfügt das Anlagenmanagement über granulare Antworten auf Fragen der Maschinenleistung sowie der Ursachen für Ausfallzeiten und Verluste.

Alle Steuerungen wurden zwar über das EtherNet/IP™-Netzwerk der Anlage eng synchronisiert, aber die Integration zwischen der Maschinensteuerung und der vorhandenen Fertigungssoftware war ineffektiv und auf Barcode-Lesegeräte beschränkt, sodass die Bediener bei jedem Ausfall ihre Workstation verlassen mussten, um den Fehler manuell auszuwählen. Kürzere Ausfallzeiten konnten nie auf bestimmte Fehler zurückgeführt werden. Die Techniker von Prime Controls entwarfen eine Logik und konfigurierten die neue Software so, dass sie Ausfallzeiten automatisch mit einer bestimmten Ursache oder mit anderen Ereignissen verbinden konnten, was eine effektive Ursachenbestimmung bei Unterbrechungen ermöglichte.

Das Team von Prime Controls installierte FactoryTalk Metrics-Software auf einem lokalen Server und verband das Programm direkt mit dem Netzwerk der Anlage. Nach Migration der vorhandenen Anwendung zur FactoryTalk-Datenbank analysierten Techniker die Fertigungslinie im Betrieb. Sie stellten fest, dass die Maschine mit dem höchsten OEE-Wert nahe am Maximum lief, während andere Maschinen entweder nicht beschickt wurden oder blockiert waren – Vorgänge, die für das menschlichen Auge nicht sichtbar sind.

Die erste Maschine der Linie zur Beschickung der Flaschen wurde pro Schicht insgesamt 60 Minuten lang nicht versorgt. Hier war die Problembehebung einfach – sie bestand in einer ordentlichen Lagerung. Außerdem wurde festgestellt, dass die Etikettiermaschine ihren Zustand zu schnell änderte. Nachdem alle Ausfallzeiten bestimmten Fehlern zugeordnet werden konnten, begannen die Techniker mit der Bearbeitung des vorhandenen Programmcodes. Sie verringerten den Pufferalarm der Etikettiermaschine, damit sie nicht zu häufig in den Zustand der Unterversorgung schaltete.

Anschließend wurde die FactoryTalk-Software zur Berechnung und Visualisierung der Gesamtanlageneffektivität für die überwachte Ausrüstung konfiguriert. Wird den Bedienern nun ein Alarm gemeldet, so können sie ganz einfach die Ursache für die Unterbrechung oder Ineffizienz feststellen und auf Daten zugreifen, die sie benötigen, um Handlungsbereiche für Verbesserungen zu identifizieren.

Ergebnisse
Die FactoryTalk Metrics-Software macht Key Performance Indicators und andere wichtige Daten über einen Web-Browser zugreifbar. Dank kontextueller Echtzeitdaten aus Maschinen und Fertigungslinien kann das Anlagenmanagement nun aussagekräftige Produktionsmetriken etablieren, die über eine verbesserte Gesamtanlageneffektivität hinweg signifikante Kostenreduzierungen ermöglichen.

Seit Implementierung der FactoryTalk Metrics-Software verfügt das Anlagenmanagement über granulare Antworten auf Fragen der Maschinenleistung sowie der Ursachen für Ausfallzeiten und Verluste. Das Ergebnis: messbare Verbesserungen in Produktivitätsqualität und Effizienz. In der Anlage wurden die auftretenden Start-/Stoppvorgänge von Maschinen um 90 % gesenkt – von 2500 auf 250. Außerdem wurde eine Erhöhung der Betriebszeit von 15 bis 20 % verzeichnet, und durch Produktivitätssteigerungen und geringere Servicevertragskosten wurden jährliche Einsparungen von 100 000 USD erzielt.

„Der Kunde verfügt nun über den transparenten Maschinenstatus, den er benötigte“, fasst Bivens zusammen. „Das Anlagenmanagement kann Produktverlustkalkulationen und die echte Maschineneffizienz auswerten, und Instandhaltungsmanager erhalten eine Liste der Ereignisse, die zu Ausfallzeiten geführt haben, relativ zu den tatsächlichen Maschinenalarmcodes.“

Dank der neuen, granularen Manufacturing Intelligence kann der Kosmetikhersteller auf einfache Weise Defizite in der Fertigungslinie auswerten und die erforderlichen Verbesserungen ermitteln. So erhält das Management das Wissen und das Vertrauen, das man benötigt, um in dieser anspruchsvollen Branche Schritt halten zu können.