Pulver-Color Beschichtungs-Ges.m.b.H

Mit IoT-Technologien Fertigungsprozesse optimieren

„Unser IoT-Projekt gehört zu den wenigen, die tatsächlich im Echtbetrieb laufen. Es wurde rasch umgesetzt, ist vollständig abgeschlossen und hilft uns, die Produktivität zu steigern und dabei gleichzeitig Energie zu sparen.“

Markus Hammer, Geschäftsführer der Pulver-Color Beschichtungs-Ges.m.b.H.

Unternehmensprofil

Die Pulver-Color Beschichtungs-Ges.m.b.H. (kurz PUCO) ist ein mittelständisches Unternehmen mit Sitz in der Wiener Neustadt. Der Familienbetrieb ist seit mehr als 20 Jahren fest im niederösterreichischen Wirtschaftsraum verankert. Zu den Kunden gehören Automobilzulieferer und Flugzeughersteller aber auch kleine sowie mittelständische Unternehmen, etwa aus dem Ladenbau. PUCO verfügt nicht nur über ein umfangreiches Standardprogramm für Industrieprodukte, sondern beschichtet auch individuelle Sonderartikel in Klein- oder Großserien. Das Qualitätsniveau ist dabei im oberen Segment angesiedelt. Da bei der Beschichtung keine giftigen Dämpfe entstehen, gilt das Verfahren als umweltfreundliche Alternative zur klassischen Lackierung. Die robusten Oberflächen sind zudem schlag- und korrosionsbeständig.

Kurs auf das Internet of Things

Seit knapp drei Jahren arbeitet PUCO mit dem ERP-System Microsoft Dynamics NAV. Eingeführt wurde die Unternehmenssoftware von der COSMO CONSULT-Gruppe, Europas führenden Microsoft Dynamics-Partner. Ein großer Schritt für den Pulverbeschichter, der die Fertigung bislang vornehmlich manuell steuerte. Neben Funktionsumfang und Benutzerfreundlichkeit, war auch entscheidend, dass sich die ERP-Software als Teil der Microsoft-Technologieplattform relativ einfach um Internet of Things (IoT)-Technologien erweitern lässt. Denn die Digitalisierung sollte künftig dazu beitragen, Produktionsprozesse effizienter und flexibler zu gestalten. „Mit Dynamics NAV können wir unsere Fertigungsprozesse zwar perfekt steuern. Geht es jedoch um Automatisierung und Transparenz durch systemseitig bereitgestellte Daten, stoßen wir schnell an Grenzen“, erklärt Markus Hammer, Geschäftsführer von PUCO. So habe man mit der ERP-Software allein nicht genau festzustellen können, an welcher Stelle im Prozess sich ein bestimmter Auftrag gerade befindet. „Diese Daten waren in Dynamics NAV schlicht nicht vorhanden“, unterstreicht Hammer. Dieser Umstand wurde zur Geburtsstunde eines IoT-Projekts. Das Konzept, das man hierfür gemeinsam mit der CertaBit Engineering GmbH entwickelte, sollte später sogar für den renommierten Constantinus Award im Bereich Industrie 4.0 nominiert werden.

Qualität und Effizienz gesteigert

Während des Beschichtungsprozesses fahren die zu beschichtenden Teile auf Transportwagen durch die Produktion. Abschließend trägt man in der Beschichtungskabine das Farbpulver auf, das dann etwa zwanzig Minuten lang in einem speziellen Ofen eingebrannt wird. Genau hier setzte Hammer mit seiner IoT-Idee an: „Wir haben die Wagen mit RFID-Transponder ausgestattet und softwareseitig mit dem betreffenden Auftrag verknüpft. Die permanenten Rückmeldungen verraten uns den jeweiligen Standort und damit auch den aktuellen Fertigungsstatus. Das Internet of Things hilft uns so, das Geschehen in der Fertigung genauer nachzuverfolgen – auch in Bezug auf die eingesetzten Ressourcen.“ Fragen Kunden nach dem Auftragsstatus, sind die PUCO-Mitarbeiter sofort auskunftsbereit.

Während der Konzeption des IoT-Szenarios ergab sich weiteres Optimierungspotenzial: Jeder Brennofen wird mit einer Taktung von 20 Minuten befüllt. Damit ist sichergestellt, dass der Pulverlack lange genug einbrennt. Kam der Transportwagen verspätet, konnte er entweder – mit dem Risiko, die Mindesteinbrenndauer zu unterschreiten – nachträglich eingeschoben werden oder er musste bis zur nächsten Bestückung warten. Mit IoT-Informationen gelang es, den Flaschenhals zu beseitigen: Heute fahren die Wagen in den Ofen laufend ein- und aus. So werden Wartezeiten vermieden und der Ofen ist konstant hoch ausgelastet. Weil die Transportwagen ständig überwacht werden, ist automatisch sichergestellt, dass Reihenfolge und Brennzeiten stimmen.

Zeitnahe Zahlen aus der Produktion

Um den aktuellen Prozessstatus verfolgen zu können, entwickelte das Projektteam ein auf Microsoft-Technologie beruhendes, webbasiertes Manufacturing Execution System (MES), das Fertigungsdaten direkt mit Microsoft Dynamics NAV austauscht. So können die PUCO-Mitarbeiter sekundengenau sehen, wie lang die einzelnen Wagen im Ofen sind und welche Farbe aufgebrannt wird. Parallel hierzu meldet das IoT-System, wie viele Transportwagen und welche Chargennummern für einen Auftrag erforderlich sind. Dynamics NAV nutzt die Informationen für die Nachkalkulation oder, um das aktuelle Auftragsvolumen mit der vorhandenen Kapazität abzugleichen. „Vereinfacht ausgedrückt: Wir können jetzt viel besser nachvollziehen, wie viel wir an den einzelnen Aufträgen verdienen“, erklärt der Geschäftsführer.


In der Rückbetrachtung berechnet das Unternehmen aus den aufgezeichneten Bewegungen unter anderem die durchschnittlichen Durchlaufzeiten oder die Anlagenauslastung. Informationen, die das Unternehmen dabei unterstützen, Reihenfolgen, Transportwege oder die Bestückung der Transportwagen mit den zu beschichtenden Teilen zu optimieren. Aus dem Anlagenstundensatz und der Durchlaufzeit einzelner Behälter werden im Rahmen der Nachkalkulation die Fertigungskosten berechnet und dem jeweiligen Auftragsvolumen gegenübergestellt. „Unterm Strich sollte dabei natürlich ein positiver Betrag herauskommen“, betont Hammer. Erfolgte die Kalkulation früher manuell, berechnet Dynamics NAV die Werte heute automatisch, sobald ein Transportwagen den Durchlauf beendet.


Viele Daten stehen damit nahezu in Echtzeit zur Verfügung. „Jetzt können unsere Mitarbeiter tatsächlich etwas mit den Zahlen anfangen. Früher gab es zwar vier Mal täglich einen Bericht der Produktionsleitung, der war jedoch bereits beim Druck obsolet“, erklärt Hammer. Um den Zugang zu relevanten Kennzahlen zu vereinfachen, ergänzte man Microsoft Dynamics NAV um die Business Intelligence-Lösung Microsoft Power BI. Auf einem übersichtlichen, grafisch gestalteten Dashboard informieren Charts und Diagramme über Tagesleistung, Durchsatz oder die Temperatur im Brenner, der hierfür eigens mit speziellen IoT-Sensoren nachgerüstet wurde.

IoT-Erfolg in der Fertigung

Für Markus Hammer waren die gründliche Vorbereitung und die interne Kommunikation entscheidend für den Projekterfolg. Auf diese Weise gelang es, die Mitarbeiter für das Projekt zu begeistern. Im Betriebsalltag profitiert PUCO vor allem von der gewonnenen Flexibilität. Ohne den starren 20-Minuten-Takt des Ofens laufen die Prozesse geschmeidiger und weitgehend ohne Unterbrechungen. So war das Unternehmen plötzlich in der Lage, zusätzliche Aufträge anzunehmen, ohne die Produktionskapazitäten auszubauen, bestätigt Markus Hammer: „Wir kommen auf ein Umsatzplus von fast 80.000 Euro pro Jahr – allein dadurch, dass wir die vorhandenen Kapazitäten höher auslasten.“ Auf digitale Technologien möchte heute bei PUCO niemand mehr verzichten. „Unser IoT-Projekt gehört zu den wenigen seiner Art, die tatsächlich laufen. Es wurde rasch umgesetzt, ist vollständig abgeschlossen und hilft uns, die Produktivität zu steigern und Energie zu sparen“, ergänzt der Geschäftsführer.


Das gesamte IoT-System ist generisch programmiert, um es künftig flexibel einzusetzen. Gleichzeitig beruht es zu 90 Prozent auf Microsoft-Technologie. „Eine stabile und vor allem kostengünstige Lösung. Damit ist es uns gelungen, eine nahtlose Prozessbegleitung mit einem relativ kleinen Kostenrahmen umzusetzen. Das macht das Projekt zu etwas ganz Besonderem. Es zeigt, dass Industrie 4.0 für kleine und mittlere Betriebe realistisch und sinnvoll ist“, betont Hammer.

Weitere Digitalisierungsprojekte geplant

Ideen, wie man Microsoft Dynamics NAV mit digitalen Technologien weiter ausbauen könnte, gibt es inzwischen viele. Ein Ziel ist dabei, mehr Transparenz zu schaffen und weitere Vorgänge zu automatisieren. So ist etwa geplant, dass Kunden den Auftragsstatus über ein Self-Service-Portal im Internet künftig selbst abrufen. Ein Ansatz, der die Mitarbeiter vom Verwaltungsaufwand entlasten würde. Auch einem Systemwechsel in die Microsoft Azure IoT-Cloud steht man aufgeschlossen gegenüber. „Unsere Investitionszyklen laufen über vier Jahre. Seit wir Dynamics NAV eingeführt haben, hat sich beim Thema Cloud viel getan. Wenn sich beim nächsten Reengineering-Termin herausstellen sollte, dass sich Produktionsanlagen online besser steuern lassen, wäre ein solcher Schritt durchaus vorstellbar“, unterstreicht der PUCO-Chef.

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