Fabrikplanung Visionen der schlanken Produktion

Autor / Redakteur: Herbert Beesten / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Für die Materialflussplanung einer neuen Produktion nutzte Nexans Power Accessories Germany die 3D-Planungssoftware Tara-VR-Builder von Tarakos. Im Layout für die Maschinenpositionen wurden zahlreiche Lean-Management-Aspekte stringent integriert.

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Der Spezialist für Verbindungstechnik und Kabelgarnituren Nexans Power Accessories Germany GmbH (NPAG) fertigt mit etwa 150 Mitarbeitern Armaturen für Starkstromkabel und Freileitungen. Das mittelständische Unternehmen mit Hauptsitz im oberfränkischen Hof ist seit 2002 Teil des global operierenden Nexans-Konzerns, der mit seiner Produktpalette an Kabeln und Kabellösungen unterschiedlichste Märkte bedient.

Optimaler Produktionsfluss war nicht mehr gewährleistet

In den letzten Jahren wuchs die NPAG kontinuierlich und 2006 zeichnete sich ab, dass die vorhandene Fertigungsstätte für das höhere Auftragsvolumen zu klein würde. Die Produktionskapazitäten, insbesondere in Engpassbereichen, waren vollständig ausgelastet. Lieferungen verzögerten sich in einem inakzeptablen Ausmaß. Nahezu jeder verfügbare Quadratzentimeter in der Fertigungsstätte wurde genutzt.

Ein optimaler Produktionsfluss konnte nicht mehr gewährleistet werden. Das Gebäude ließ sich darüber hinaus nicht räumlich erweitern, sodass schnell kein freier Platz für weitere dringend benötigte Maschinen vorhanden war.

Daher beschloss Nexans, eine neue, etwa 7500 m² große Produktionshalle zu bauen – und diese angesichts des großen Marktdrucks möglichst schnell zu beziehen und in Betrieb zu nehmen. Gleichzeitig sollte die Gunst der Stunde genutzt werden, um von vornherein optimale Voraussetzungen für die Umsetzung von Lean-Management-Ideen, des sogenannten Toyota-Prinzips, zu schaffen. Gegen Ende 2006 fiel der Startschuss und exakt ein Jahr später war das Projekt abgeschlossen.

Diese ambitionierte Planungsaufgabe – bestehend aus den Teilprojekten umfassende Layoutplanung, detaillierte Umzugsplanung sowie Produktionsflussoptimierung – löste die NPAG-Supply-Chain-Managerin Heike Herdt mithilfe der 3D-Planungssoftware Tara-VR-Builder der Tarakos GmbH.

Das Werkzeug der Magdeburger Spezialisten für 3D-Visualisierung und virtuelle Realität dient zur Planung, Optimierung und Umstellung von Produktionsanlagen und Materialflusssystemen. Anfangs bildete die Unterstützung von Fördertechnikherstellern, Intralogistikabteilungen und Dienstleistern das primäre Standbein der Tarakos GmbH. In der Zwischenzeit rücken aber zunehmend Aufgabenstellungen der ganzheitlichen Produktionsplanung – wie bei der NPAG – in den Vordergrund.

Detaillierte Planung schnell erlernt

NPAG-Geschäftsführer Peter Ahlers entdeckte die Tarakos-Software bei einem Messebesuch und war von der leistungsfähigen 3D-Visualisierung bei gleichzeitig einfacher Bedienung und kostengünstiger Anschaffung beeindruckt. Im Gegensatz zu komplexen High-End-Visualisierungsanwendungen benötigt die Software Tara-VR-Builder keinen industriellen Großrechner, sondern erbringt ihre Dienste auf „normalen“ Computern und Laptops.

Die Bedienung richtet sich darüber hinaus nicht an Spezialisten, sondern an ein breites Publikum. Selbst Anwender ohne besondere Programmierkenntnisse finden sich rasch zurecht. Nach einer eintägigen Schulung konnte Heike Herdt als hauptsächliche Tara-VR-Builder-Nutzerin bei der NPAG die Software produktiv anwenden.

Offene Schnittstellen erlauben Import von Maschinendaten

Eine akkurate Planung mit einer hohen Übereinstimmung in der Visualisierung setzt die detailgetreue Abbildung aller Maschinen, Anlagen und des Equipments voraus. Dafür enthält der Tara-VR-Builder einen 3D-Modellkatalog von in der Praxis verwendeten Maschinen und anderen Komponenten, welche in branchenspezifischen Objektbibliotheken mitgeliefert und sortiert sind. Zusätzlich ermöglichen offene Schnittstellen zu den gängigen 3D-CAD-Systemen und Standard-Dateiformate den Import von Maschinendaten.

Die NPAG nutzte jedoch die dritte Möglichkeit und erstellte eine eigene 3D-Bibliothek. Denn einerseits verwendet die NPAG sehr viele Spezialmaschinen, die noch nicht standardmäßig im Tarakos-Katalog enthalten waren, und andererseits standen für ältere Maschinen keine 3D-Zeichnungen zur Verfügung. Im Laufe des Projekts erstellte Heike Herdt im Tara-VR-Builder 3D-Objekte von rund 50 Maschinen, wofür sie durchschnittlich pro Maschine vier bis sechs Stunden benötigte. Dieser Initialaufwand amortisierte sich jedoch rasch, da sich die hochgesteckten Ziele nur mit der genauen Darstellung der exakten Maße und Charakteristika erreichen ließen.

Im Mittelpunkt stand die detaillierte Vorabplanung des kompletten Layouts für die neue Halle. Jede Abteilung – Rohmateriallager, Werkzeugbau, Drehen, Fräsen, Pressen oder Galvanik – sollte im Hinblick auf Lean-Management-Methoden optimiert werden. Die Vision und das Ziel der NPAG ist es, durch intelligente Materialflüsse innerhalb einer Abteilung sowie zwischen den unterschiedlichen Bereichen die Lager- sowie die Umlaufbestände in der Fertigung (WIP) zu reduzieren.

Kreuzungsfrei durch die Halle

Mit Hilfe des Tara-VR-Builders und dessen intuitiven Baukastenprinzips ließen sich sämtliche Maschinen mit Equipment und Medienzuführung optimal platzieren. Die sinnvollste Materialzufuhr war ebenso rasch gefunden wie die Möglichkeiten für eine optimierte Späneentsorgung. Zeitlich optimierte Transport- und Laufwege ließen sich nahezu kreuzungsfrei durch die Halle führen und die Bedienwege konnten verbessert werden.

Bereitstellzonen wurden ausgewiesen. Schließlich wurden die Stromanschlusspunkte sowie Kabelpositionierungen berücksichtigt. Zielen andere Systeme darauf ab, die Effizienz an der einzelnen Maschine zu verbessern, so half die 3D-Planungssoftware, die Effizienz um die Maschine herum zu steigern.

Mobilität erweist sich als Vorteil

Zusätzlich erwies sich in diesem Stadium die mobile Anwendungsmöglichkeit des Tara-VR-Builders als großer Vorteil. Die Komplexität der Aufgabe verlangte nach der Einbeziehung aller Beteiligten. Viele Besprechungen und Diskussion waren nötig und der flexible Vor-Ort-Zugriff auf die Planungsfunktionalität des Tara-VR-Builders beschleunigte oft die Entscheidungsfindung. Neue Ideen waren schnell ausprobiert und eingearbeitet.

Layoutvarianten konnten rasch erzeugt, analysiert und bewertet werden. Wegen dieses hohen Koordinierungsbedarfs erhielt auch ein 3D-Werkzeug den Vorzug gegenüber der herkömmlichen 2D-Technik. Komplexe zweidimensionale Skizzen mit vielen Detailelementen überfordern leicht die Vorstellungskraft nicht spezialisierter Mitarbeiter. 3D-Visualisierungen wirken dagegen plastischer und verständlicher, sodass jeder schnell „im Bilde“ ist. Insbesondere verschiedene Ebenen lassen sich in virtueller Realität einfacher darstellen und erfassen.

Mitarbeiter müssen Lean-Managememt-Visionen umsetzen

Der Tara-VR-Builder verrichtete wertvolle Überzeugungsarbeit – bis hin zu den Entscheidungsträgern in der Geschäftsleitung. Insgesamt benötigte Heike Herdt etwa drei Monate, um die Layoutplanung für die neue Halle abzuschließen. Dabei betont sie, dass es ohne die Tarakos-Software in dieser Geschwindigkeit nicht möglich gewesen wäre. Andere Unternehmen hätten für ein ähnlich dimensioniertes Projekt über ein Jahr gebraucht.

Eine durchdachte Planung schafft nur die Grundlage dafür, Visionen des Lean Managements in die Produktion zu integrieren. Diese nachhaltig im Alltag umzusetzen, setzt die Bereitschaft der Mitarbeiter voraus. Um der Belegschaft die Angst vor der Veränderung zu nehmen, wurde den Mitarbeitern jeder Abteilung der neue Arbeitsplatz in Form eines DIN-A0-Ausdrucks vorgestellt. Zusätzlich verwendete man die Animationsmöglichkeiten der Software und produzierte ein lebendiges „Durchflug“-Video der neuen Produktionsstätte.

Bei der Präsentation auf dem Richtfest erkannten die Mitarbeiter sich und ihren Arbeitsplatz wieder. Dadurch wurden die letzten Zweifel hinsichtlich der Umsetzung ausgeräumt.

Tara-VR-Builder auch für die Umzugsplanung

Zusätzlich nutzte die Geschäftsführung das Video als Werbemittel bei Kunden und Partnern, um die zukünftige Leistungsfähigkeit der NPAG eindrucksvoll zu demonstrieren. Der virtuelle Hausbesuch beruhigte ebenso einige Auftraggeber, da die NPAG mit der eingehenden Planung bewies, dass an der Auflösung der Lieferengpässe intensiv gearbeitet wurde.

Außer für die Layoutplanung wurde der Tara-VR-Builder für die Umzugsplanung unterstützend eingesetzt. Umfassende Vorbereitung war auch hier erforderlich, denn keine Maschine sollte länger als eine Woche unproduktiv stillstehen. Innerhalb von nur zwei Wochen wechselte die gesamte Produktion den Standort. Teilweise wurde im alten Werk noch gefertigt, während in der neuen Halle bereits Maschinen aufgestellt wurden.

Zeitraubende Vor-Ort-Einweisungen entfallen

Im Tara-VR-Builder simulierte die NPAG jeden einzelnen Schritt des Umzugs. Die genaue Reihenfolge, wann welche Maschine platziert werden sollte, war definiert, räumliche Begrenzungen wie die Deckenhöhe wurden beachtet und der Einsatz schweren Geräts geplant. Viele vorhersehbare Schwierigkeiten konnten bereits vorab gelöst werden.

Um den Umzug in der anvisierten Frist reibungslos durchführen zu können, erhielt der externe Dienstleister ein ausführliches Briefing, in welchem für jede einzelne Maschine ein eigener „Steckbrief“ mitgegeben wurde. Dieser enthielt ein Foto, die entsprechende 3D-Abbildung aus der Tarakos-Software sowie mehrere Ausschnitte des Hallenlayouts mit exakt vermerkter Maschinenposition.

Aufwendige, zeitraubende Vor-Ort-Einweisungen entfielen, da mit den sorgfältig ausgearbeiteten Informationen selbst bei Außenstehenden alle Unklarheiten beseitigt waren. Der Zeitplan wurde daher minutiös eingehalten.

Dipl.-Ing. Herbert Beesten ist Geschäftsführer der Tarakos GmbH in 39106 Magdeburg.

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