Im vorherigen Beitrag über das Pilotprojekt habe ich erwähnt, dass eine der Größen, die erst an einer echten Produktionslinie sichtbar wurden, die Wölbung war, sowohl der Produkte als auch der Produktionsbretter. Das Thema verdient einen eigenen Beitrag, denn die Wölbung ist ein besonderer Fehler, beschrieben in der Norm PN-EN 1339: mit bloßem Auge praktisch nicht zu erkennen, und trotzdem verursacht sie sehr reale Kosten, von Reklamationen bis zum höheren Materialverbrauch.
Was ist Wölbung und woher kommt sie?
Wölbung ist die Abweichung der oberen Fläche des Produkts von einer idealen Ebene. Eine Platte kann schief liegen, also an einer Kante höher sein, sie kann nach oben gewölbt oder in der Mitte eingesunken sein. Wir sprechen über Werte von 1 bis 3 mm, und genau darin liegt das Problem: Weder der Bediener an der Linie noch ein Prüfer mit dem Messschieber erkennt einen solchen Unterschied.
Meist gibt es drei Ursachen:
- abgenutzte oder verbogene Produktionsbretter, auf denen das Produkt geformt wird, denn ein gewölbtes Brett überträgt seine Form in jedem Zyklus,
- ungleiche Dosierung und Verdichtung der Mischung in der Form,
- Verschleiß der Form selbst.
Jede dieser Ursachen hinterlässt eine andere Spur, und das ist die gute Nachricht, auf die ich bei den Heatmaps zurückkomme.
Wie misst man die Wölbung an der Produktionslinie?
Unser System nutzt die Architektur aus den früheren Beiträgen dieser Reihe: ein Linienlaser im Winkel von 45 Grad und eine Industriekamera, die die Auslenkung der Laserlinie auswertet. In diesem Winkel entspricht die Auslenkung direkt der Höhe des Produkts, die Messung ist berührungslos, sie läuft über die ganze Fahrt des Bretts und erfasst 100 Prozent der Produktion.
Entscheidend für die Wölbung ist die Dichte der Messung. Für jede Platte erfassen wir mehrere tausend Messpunkte mit einer Genauigkeit von 0,5 mm. Daraus entsteht der Median der Höhe, wichtiger ist aber, dass die Punkte nicht zu einer einzigen Zahl zusammengerechnet werden. Jedes Brett bekommt seine eigene Höhenskala, und alle Punkte landen auf einer Heatmap.
So sieht ein Brett aus, bei dem alles in Ordnung ist:
Bild 1: Heatmap der Höhe eines Bretts ohne nennenswerte Wölbung. Die ganze Fläche bleibt in einem schmalen Band um die Null, das Produkt ist eben und das Brett ist gerade.
Und so sieht ein Brett mit Wölbung aus:
Bild 2: Dieselbe Skala, ein anderes Brett. Ein klarer Verlauf der Höhe, von Werten nahe null bis zu Abweichungen von 2 bis 3 mm nach oben. Für das bloße Auge sehen beide Bretter gleich aus.
Der Unterschied zwischen Bild 1 und Bild 2 ist in der Halle nicht zu sehen. Auf der Heatmap zeigt er sich beim ersten Scan.
Wölbung des Produkts oder Wölbung des Bretts?
Die Messung der Höhe an tausenden Punkten trennt zwei Dinge, die bei einer einzelnen Messung ineinander verschwimmen:
- Wölbung des Produkts, also örtlich begrenzt, betrifft eine bestimmte Platte oder eine Gruppe von Platten und deutet auf die Form, den Stempel oder die Dosierung der Mischung hin.
- Wölbung des Bretts, also ein Verlauf über die ganze Fläche wie in Bild 2, kommt regelmäßig mit demselben Brett zurück, unabhängig vom Produkt.
Dieser Unterschied zählt in der Praxis, denn auf eine verschlissene Form reagiert man anders als auf eine Charge Bretter, die getauscht gehört. Ein System, das jeden Zyklus sieht, kann genau die Bretter benennen, die das Ergebnis verderben, statt den Verfahrenstechniker mit einem vagen Gefühl zurückzulassen, dass mit der Höhe etwas nicht stimmt.
Was bringt die Erkennung der Wölbung dem Geschäft?
Die Antwort fällt für jede Rolle in der Produktion anders aus, deshalb trennen wir sie.
Geschäftsführung: der Umfang des Problems in Zahlen statt in Meinungen. Ohne laufende Messung erfährt die Geschäftsführung von Wölbung nur über einzelne Reklamationen, im Nachhinein und ohne Zusammenhang. Das System fasst die Daten aus 100 Prozent der Produktion in einem Bericht zusammen: wie viel Prozent der Bretter Wölbung zeigen, auf welchen Linien, Formen und Brettern das Problem wächst, welcher Anteil der produzierten Fläche fehlerhaft ist. Statt auf einzelne Rücksendungen zu reagieren, steuert die Geschäftsführung ein Problem, dessen Umfang sie bis auf das einzelne Brett kennt.
Produktionsleitung: Reaktion in Minuten statt in Stunden. Ohne laufende Messung kann ein Problem mit der Wölbung Stunden laufen, bevor es jemand bemerkt, und die ganze Zeit produziert die Linie fehlerhafte Ware. Mit einer Heatmap in jedem Zyklus ist die Abweichung sofort sichtbar, und Chargen, Schichten und Bediener lassen sich direkt vergleichen, ohne Berichte von Hand zusammenzusetzen.
Verfahrenstechnik: die Heatmap ist eine Diagnose, nicht nur ein Alarm. Die Form der Abweichung zeigt die Ursache. Ein Verlauf über das ganze Brett spricht für das Brett. Eine wiederkehrende Wölbung an derselben Stelle der Form spricht für den Stempel oder die Dosierung. Ein Trend, der über Wochen wächst, spricht für Verschleiß. Statt blind zu probieren, bekommt die Verfahrenstechnik eine Karte, die zeigt, wo zu suchen ist.
Bediener: die Information sofort, direkt am Arbeitsplatz. Das Dashboard zeigt das Ergebnis des Scans live. Der Bediener erfährt von einem Problem nicht später, sondern sieht es in genau dem Zyklus, in dem es entstanden ist, und kann reagieren, bevor daraus ein Stapel fehlerhafter Ware wird.