Informationen und Fakten
Branche
Eisen und Stahlindustrie
Fokusbereich
Materialflussverfolgung Produktionsbetrieb
Unsere Leistungen
Entwicklung, Inbetriebnahme, Support
Unternehmensgröße
ca. 2.400 Mitarbeiter:innen
Beteiligte Mitarbeiter:innen
ca. 1-4 Personen
Projektlaufzeit
2009-2023
Einleitung
Die Vallourec Deutschland GmbH stellt nahtlose Rohre verschiedener Abmessungen und Legierungen für den Energiesektor, Maschinenbau, Stahlbau und für weitere Industrieanwendungen wie z.B. die Gas- oder Ölförderung her. Die Fertigungsschritte der Rohre werden automatisch erfasst und im MES-System “Materialflussverfolgung (MV)” abgebildet. Clients in der Fertigungslinie, im Steuerstand oder auf den PCs der Vorarbeiter und Betriebsleiter stellen den aktuellen Status graphisch dar und bieten verschiedene Eingriffsmöglichkeiten in die Steuerung des Materialflusses.
7P unterstützt die Entwicklung der Anwendungen für neue Produktionslinien und die Weiterentwicklung bestehender Linien.
Hier einige Beispiele:
- Optimierung von Schneideprozessen zur Verbesserung der Taktzeiten
- Einführung von SPC (Statistical Process Control), um Werkzeugermüdung früher zu erkennen
- Optimierung der Zuflusssteuerung zur Minimierung von Materialausfall bei Lagensägen
- Erstellung einer Webanwendung zur Planung, Steuerung und Erfassung von Arbeitsabläufen in der Werkstatt via Tablet.
Die Geschichte von Vallourec Deutschland GmbH
Düsseldorf,1899: Die Brüder Mannesmann begannen bereits damals mit der Herstellung von nahtlosen Stahlrohren. Aus einem „Joint Venture“ zwischen Vallourec und der “Mannesmannröhren-Werke AG” im Jahr 1997, entstand das Unternehmen “Vallourec & Mannesmann Tubes”, welches im Jahr 2005 zur hundertprozentigen Tochtergesellschaft von Vallourec wurde. Seit dem 1. November 2013 trägt das deutsche Unternehmen den Namen des Mutterkonzerns und firmiert als “Vallourec Deutschland GmbH”.
Zu den technologischen Kernkompetenzen gehört unter anderem die Herstellung nahtloser, warmgewalzter Stahlrohre. In ihren deutschen Röhrenwerken produziert Vallourec eine breite Produktpalette für unterschiedliche Einsatzbereiche im Energiesektor, Maschinenbau, Stahlbau und für weitere Industrieanwendungen.
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Herausforderungen in der Schwerindustrie: Taktzeiten, Qualität, Flexibilität
Um die Wettbewerbsfähigkeit in der Produktion von Stahlrohren aufrechtzuerhalten, gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie beispielsweise die Reduzierung von Umbau- und Taktzeiten, die Minimierung von Materialausfall zur Verbesserung der Qualität und die Erhöhung der Flexibilität. Dazu ist eine individuell an jede Produktionslinie angepasste Automatisierung erforderlich. Die Erstellung der Automatisierungsanwendungen unterliegt dabei einer Vielzahl von Rahmenbedingungen und technologischen Vorgaben:
- Die im Betrieb etablierten Programmiertechniken sind zu verwenden, damit die erstellte Software auch von anderen Mitarbeiter:innen gewartet werden kann. (Materialverfolgungs-Server und Koppelprogramme in C unter Linux, Visualisierungen in Java, Datenbank-Server Oracle und Postgres)
- Die Kommunikation zur Maschinen-Seite (Level 1, Siemens STEP 7, proprietäre Schnittstellen) muss in enger Abstimmung mit den Elektriker:innen erfolgen.
- Die Kommunikation zu den Geschäftsdaten (Level 3, Betriebsdatenerfassung: Auftragsdaten, Kundendaten) und Materialdaten muss in enger Abstimmung mit den BDE-Programmierer:innen erfolgen.
- Die Abstimmung mit dem Betrieb (Betriebsleiter:in, Anlagen-Bediener:in vor Ort) zur Berücksichtigung üblicher bzw. sinnvoller Arbeitsabläufe (Best Practice), um diese in der Software korrekt abzubilden und die Produktion optimal zu unterstützen.
- Ein technologisches Verständnis der Produktionsprozesse ist erforderlich, um Schwachpunkte zu erkennen und softwareseitig gegensteuern zu können. Insbesondere zur Unterstützung der Fehlersuche im Störungsfall sind diese Kenntnisse notwendig.
Aufgrund der genannten Rahmenbedingungen ist Vallourec an einer langfristigen Zusammenarbeit interessiert, um die unvermeidlichen und aufwendigen Einarbeitungsphasen zu minimieren.
Warum Vallourec sich für 7P entschieden hat
Bereits seit dem Jahr 2005 unterstützt die SEVEN PRINCIPLES AG den Kunden Vallourec bei der Umsetzung verschiedenster Projekte. Aufgrund unserer qualitativ hochwertigen 7P-Lösungen und der langjährigen Kundenzufriedenheit, hat sich Vallourec auch bei diesem Projekt für uns entschieden.
Die Lösung durch 7P
Im ersten Schritt stellte 7P ein Team mit qualifizierten Projektmitarbeiter:innen zusammen, dessen Personenanzahl, abhängig von den Kundenanforderungen, zwischen einer und vier Personen variierte. Zur Umsetzung der Kundenprojekte wurden die Anforderungen anhand von Begehungen der Produktionsanlagen und durch Interviews der Betriebsleiter:innen und Vorarbeiter–/Bediener:innen ermittelt, in Pflichtenheften festgehalten und mit SPS-Programmierer:innen abgestimmt.
Die technische Umsetzung erfolgte in der Entwicklungsumgebung des Kunden. Im fachlichen Austausch wurden Arbeitsabläufe und Technologien stetig optimiert (Software Design Patterns, Einführung und Pflege einer SVN–Versionsverwaltung, Einführung eines Ticketsystems und einer Wiki-Dokumentation). Unterstützung bei der Inbetriebnahme und auch im Betrieb wurden ebenfalls geleistet.
Die Ergebnisse
- Materialverfolgung (MTS, Material Tracking System) für bestehende Produktionsanlagen wurden um neue Funktionen erweitert.
- MTS für neue Anlagen wurden entwickelt und in Betrieb genommen.
- Optimierungen bestehender Produktionsprozesse durch virtuelle Vorhersagen für die Verteilung von Material auf verschiedene Aggregate (Sägen/Abstechanlagen, Muldenbefüllung), abhängig von Auftragsstatus, erwartetem Durchsatz und Störungen.
- Automatisierte Erfassung qualitätsrelevanter Kennzahlen im laufenden Betrieb und davon abhängiges Aussteuern des ausfallgefährdeten Materials.
- Software-Anpassungen auf Basis von rechtlichen oder betrieblichen Vorgaben zur Datenerfassung und -speicherung (neue Produkte mit neuen Eigenschaften, Qualitätsdatenerfassung und -speicherung für Reklamationen, Vorgaben der Arbeitssicherheit sowie Datenschutz der Angestellten).
- Erstellung und Versand von Produktionsreports.
- Visualisierung betriebsrelevanter Prozesse mithilfe von Java-Programmen oder Webanwendungen. Zur Veranschaulichung siehe Abbildungen.
“Visualisierung Materialflussverfolgung“ zeigt eine nicht maßstabsgetreue Ansicht aus der Vogelperspektive auf eine laufende Produktionsanlage. Die einzelnen Transportaggregate sind dem tatsächlichen Aussehen der mechanischen Konstruktion nachempfunden, um die Orientierung zu erleichtern. Die Produkte (Rohre) sind farbig nach den Auftragsvorgaben gekennzeichnet, um die Zuordnung zum Fertigungsauftrag zu erlauben. Detailinformationen werden nach Klick auf einzelne Elemente dargestellt, die für den Betrieb wichtigsten Informationen werden angezeigt, ggf. unter Verwendung der Signalfarbe “rot” bei Störungen.
Abbildung 2: „SPC (Statistical Process Control)“ zeigt eine Beispielansicht für die automatisierte Auswertung und Visualisierung von Messdaten. Die Darstellung der Streuung inkl. einer Voranalyse der Prozessfähigkeit, (Gaußkurve) erlaubt dem Betrieb die Qualität der Bearbeitung zu beurteilen.
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Abbildung 3: „Auswertung Verschraubungsdiagramme“ zeigt ebenfalls eine Beispielansicht für eine automatisierte Auswertung. In diesem Fall handelt es sich um ein Kraft-Weg-Diagramm, dessen Flanken und Übergänge Aufschluss darüber geben, ob die Kennzahlen einer Verschraubung innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen. Bei Abweichungen außerhalb des Toleranzbereichs wird automatisch einer Ausfallmarkierung gesetzt und das Produkt ausgesteuert.
Abbildung 4: „Webanwendung Werkstatt, PC-Ansicht“ zeigt eine Anwendung, die für eine Werkstatt zur Instandsetzung der Werksgeräte entwickelt wurde. Der Betrieb möchte damit definierte Abläufe softwaregestützt etablieren, um einerseits die Einarbeitungszeiten der Fachkräfte gering zu halten und andererseits über die einhergehende Dokumentation der Abläufe und erfassten Messwerte eine vorausschauende Planung zu ermöglichen. Um unabhängig von der festen Installation von Client PCs zu sein, wurde die Halle mit WLAN und Tablets ausgestattet und die Implementierung als Webanwendung gewählt.
Abbildung 5: „Webanwendung Werkstatt, Tablet Ansicht“ zur Veranschaulichung der Datenerfassung am Arbeitsplatz einer Fachkraft in der Dreherei.
Fazit
Durch die zahlreichen Projekte wurde es dem Kunden ermöglicht, seine Produktionsprozesse stetig zu optimieren und damit den Durchsatz zu erhöhen, Ausfälle zu vermeiden und die Qualität der Produkte zu verbessern.
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