Durchführung von Fertigungsprozessen: Ein praktischer Leitfaden zur Leitung eines Fabrikbodens

FIP ist ein Akronym für Female Iron Pipe und bezieht sich auf das innengewindige weibliche Teil der herkömmlichen nordamerikanischen konischen Rohrverbindung. Es hat NPT-Gewinde zusammen mit MIP (dem Begriff, der für männliche Armaturen verwendet wird) und kann aus Messing, Edelstahl, PVC, Kupfer und verzinkten Metallen hergestellt werden. Der Prozess zur Bestimmung, welche Art von Verbindung angewendet werden muss, wird IPS oder Iron Pipe Size genannt. Verschiedene Abkürzungen wie FIP, MIP, IPS usw. stehen für unterschiedliche Verbindungen, die zur gleichen Familie gehören.

Daher gibt es in der Praxis bestimmte Anforderungen, die besagen, dass eine Person das weibliche Geschlecht der Verbindung einfach durch Blick von innen definieren muss. Das bedeutet, dass wenn die Gewinde innen gefunden werden, die Verbindung als FIP bekannt ist. Es ist notwendig, besondere Aufmerksamkeit auf die Abmessungen der Verbindung zu richten, da die Größen übereinstimmen müssen und Dichtmittel für die männliche Verbindung verwendet werden muss.

Kurze Antwort: Fertigungsprozesse umfassen die Abläufe, die zur Verwaltung der täglichen Aktivitäten und zur Umwandlung von Rohmaterialien in tatsächliche Produkte verwendet werden, einschließlich Produktionsplanung und -terminierung, Maschinenbetrieb, Qualitätskontrolle, Materialbereitstellungsprozesse, Wartungsarbeiten, Beschäftigung von Arbeitskräften und Projektmanagement mit entsprechender Effizienzmessung. Die Standards der ISA-95 unterteilen den Fertigungsbetrieb in vier verschiedene Kategorien: Produktion, Qualität, Wartung und Materialmanagement. Unternehmen, die die Prinzipien von Lean (Beseitigung von Verschwendung, kontinuierliche Entwicklung) anwenden, messen ihre Leistung anhand mehrerer KPIs wie OEE, Durchsatz, Zykluszeit, First Pass und MTBF/MTTR.

Was bedeutet die Durchführung von Fertigungsabläufen?

Fertigungsabläufe umfassen jeden Schritt, der auf dem Fabrikboden zur Herstellung von Waren unternommen wird. Die Durchführung von Fertigungsabläufen bedeutet, diese Schritte in die Tat umzusetzen und täglich auszuführen. Mit anderen Worten bedeutet es, das zu fertigende Produkt zu bestimmen und den Zeitpunkt der Produktion festzulegen, sicherzustellen, dass alle Materialien zur richtigen Station transportiert werden, die Ausrüstung ordnungsgemäß zu bedienen, die Qualität zu erhalten, die operative Kapazität der Maschinen zu bewahren und alles, was im Produktionsprozess geschah, zu verfolgen und diese Informationen zur Verbesserung zukünftiger Prozesse zu nutzen.

Fertigungsabläufe umfassen mehr als nur das Bedienen der Maschine. Ein Maschinenbediener führt einen kleinen Teil der Abläufe aus, während der Betriebsleiter das Betriebsmanagement übernimmt. Beide Funktionen sind miteinander verbunden, da sie beide eine wichtige Rolle im Herstellungsprozess spielen. Das Konzept, das sowohl Fertigungsabläufe als auch Betriebsmanagement umfasst, wird als Manufacturing Operations Management (MOM) bezeichnet, das alle Prozesse in der Produktion reguliert und verbessert, um die Qualität der hergestellten Produkte zu maximieren und gleichzeitig die Kosten zu senken.

Die Kernkomponenten der Fertigungsabläufe

Jede Fertigungsanlage, selbst wenn es sich um die kleinste Metallwerkstatt oder eine Anlage im Wert von mehr als einer Milliarde Dollar handelt, erfüllt dieselben Funktionen – wenn auch in unterschiedlichem Umfang. Diese können als Bausteine definiert werden.

Die vier operativen Domänen (ISA-95)

Falls Sie nach dem branchenweit anerkannten Rahmenwerk suchen: Der ISA-95 / IEC 62264 Standard beschreibt das Feld des Manufacturing Operations Managements durch die vier symmetrischen Domänen, die zwischen Unternehmensebene (ERP) und Maschinenniveau (PLC/SCADA) liegen:

Der anspruchsvolle Aspekt dieses Rahmenwerks ist, dass jede Domäne denselben Aktivitätszyklus befolgen muss – Regeln festlegen → Ressourcen verwalten → Zeitplan erstellen → zuweisen → ausführen → Informationen sammeln → überwachen → Effizienz analysieren → zurück zu den Definitionen. Was in vielen Fabriken als Gemeinsamkeit festgestellt wurde, ist die Tatsache, dass sie oft den gesamten Zyklus nicht umsetzen – die Überwachung der Daten erfolgt, aber eine Rückführung in die Planung findet nie statt. Wenn eine Fabrik Dashboards hat und ihre Abläufe deshalb nicht verbessert, ist die gesamte Aktivität bedeutungslos.

Die fünf Stufen der Fertigung

Der tatsächliche Prozess, der in jeder Fertigungsanlage abläuft – ob MCBs, Lebensmittel oder Möbel – folgt fünf Schritten:

• Rohmaterialien: Rohmaterialien, Teile und Baugruppen werden in die Fabrik gebracht, geprüft und gelagert.
• Vorverarbeitung/Fertigung: Die Rohmaterialien werden durch Fertigungsprozesse in Teile geformt.
• Montage: Die Teile werden manuell, mit automatischer Unterstützung oder automatisch zusammengebaut.
• Prüfung und Qualitätskontrolle: Das Endprodukt wird inspiziert, getestet und mit den erforderlichen Spezifikationen verglichen.
• Verpackung und Versand: Die fertigen Produkte werden verpackt, gekennzeichnet, gelagert und versandt.

Jeder dieser Schritte hat seine eigenen Abläufe, Risiken und wichtigen Maßnahmen. Der Engpass ist die langsamste der fünf Phasen, anhand derer die Effizienz des gesamten Betriebs gemessen wird. Für einen genaueren Blick darauf, wie diese Phasen in reale Produktionslinien integriert sind, bietet unser Leitfaden zu industriellen Automatisierungslösungen und deren Effizienzvorteilen eine Erklärung, wie Fertigung, Montage und Prüfung zu einem kontinuierlichen Fluss verbunden sind.

Wie erfolgreiche Fertigungsabläufe aussehen

Die Merkmale erfolgreicher Fabriken folgen einem bestimmten Muster. Leistungsstarke Anlagen unterscheiden sich von durchschnittlichen durch ihre Arbeitsorganisationsmethoden:

1. Strategie basierend auf Geschäftszielen. Managemententscheidungen zu Abläufen (wie Kapazität, Automatisierung, Qualität) müssen die Anforderungen an Kosten, Qualität und Zeit erfüllen.
2. Lean Manufacturing. Es gibt einen kontinuierlichen Prozess zur Beseitigung von Verschwendung (einschließlich Wartezeiten, Überproduktion, Fehlern, unnötigen Bewegungen und Materialüberschuss).
3. Standardisierte Arbeit. Jede Tätigkeit hat eine schriftliche Anweisung.
4. Vernetzte Technologien. Die Systeme MES, ERP, CMMS und IIoT tauschen Daten aus.
5. Qualität wird im Produktdesign berücksichtigt und nicht erst nach der Produktion geprüft. Kontrollmaßnahmen sind darauf ausgelegt, Fehler vor der Endkontrolle zu erkennen.
6. Qualifiziertes Personal. Die Prozessorganisatoren sind in Innovationsprozessen geschult und haben ausreichende Befugnisse, den Betrieb bei Feststellung eines Fehlers zu stoppen.
7. Wartung ist nicht reaktiv, sondern proaktiv.

Wichtige Leistungskennzahlen (KPIs)

Man kann nicht verbessern, was man nicht misst. Dies sind die KPIs, die jedes Betriebsteam verfolgen sollte:

Was gutes Betriebsmanagement liefert

Eine Fabrik kann verschiedene erwartete Ergebnisse erzielen, wenn ihre Produktionsprozesse in Ordnung sind.

• Mehr Qualitätsprodukte: Es wird weniger Materialverschwendung, weniger Ausschuss und eine bessere Produktkonsistenz geben.
• Niedrigere Kosten: Abfall wird reduziert, der Rohstoffverbrauch wird steigen und Notfallwartungen werden minimiert.
• Mehr Effizienz: Es werden mehr Produkte mit derselben Belegschaft und denselben Maschinen hergestellt.
• Schnellere Lieferung: Die Einhaltung der Produktionspläne ermöglicht einen reibungslosen Versandprozess.
• Bessere Einhaltung: Die Fähigkeit, jeden Schritt der Produktion und deren Dokumentation nachzuverfolgen, stellt sicher, dass die strengsten Vorschriften eingehalten werden.

Automatisierung vs. Halbautomatisierung vs. Manuell: Wie man wählt

Eine der wichtigsten Entscheidungen im Bereich der Betriebsführung betrifft das Ausmaß der Automatisierung. Es gibt keine allgemeingültige Antwort auf diese Frage, da die Situation von mehreren Variablen abhängt, einschließlich Volumen, Produktkonsistenz, Arbeitskosten und Qualitätsanforderungen. Fairerweise ist dies der Ansatz:

In den meisten Fabriken ist eine Hybridlösung praktikabel, einschließlich der Automatisierung von volumenstarken, sich wiederholenden, präzisionskritischen Vorgängen und dem Einsatz menschlicher Arbeitskraft für Aufgaben, die Urteilsvermögen und Fähigkeiten erfordern, wie Produktionsvorbereitung, Inspektion, Fehlerbehebung und Hochfahren neuer Produktlinien. Dies ist der Ansatz der MCB- und MCCB-Produktionslinien. Wenn Sie dies für Ihr eigenes Werk bewerten, finden Sie Ressourcen zu vollautomatischer vs. halbautomatischer Produktion, die Amortisationsanalyse von automatisierten vs. manuellen Tests, und der Rolle von menschlichen Aufsicht in der industriellen Automatisierung zeigen, wie reale Fabriken den Kompromiss mit Zahlen und Erfahrung abwägen.

Die zwei Grundtypen der Fertigungsprozesse

Fertigungsprozesse können basierend auf ihren Produktionsmethoden in zwei Gruppen eingeteilt werden:

• Make-to-Stock (MTS) – die Produktion wird vor Auftragserteilung vorbereitet; Artikel werden auf Lager gelegt und von dort versandt. Diese Methode eignet sich für Standardprodukte mit vorhersehbarer Nachfrage. Die Handhabung von Nachfrageprognosen und Lagerverwaltung hilft, Überbestände oder Engpässe zu vermeiden.
• Make-to-Order (MTO) – die Produktion beginnt erst nach Auftragseingang. Wird bei der Herstellung kundenspezifischer Produkte mit geringem Volumen angewandt. Diese Methode erfordert einen schnellen Montageprozess und Flexibilität in der Planung.

Die meisten Werke verwenden ein Hybridsystem – normale Artikel werden vorproduziert und auf Lager gelegt, während kundenspezifische Produkte auf Bestellung gefertigt werden.

Wie man Fertigungsprozesse verbessert

Verbesserung kann eher als ein Zyklus denn als eine endgültige Aufgabe beschrieben werden. Ein grundlegender Überblick über die Abfolge der zu ergreifenden Maßnahmen ist wie folgt:

• Identifikation: Definieren Sie 3–5 Leistungskennzahlen wie OEE, FPY, Durchsatz oder OTD durch methodische Überprüfung der bestehenden Leistungskennzahlen.
• Identifizieren Sie die Einschränkungen: Der Engpass ist das schwächste Glied im Prozess, daher ist jede Verbesserung bedeutungslos, wenn sie den Engpass nicht berührt.
• Umsetzung von Standards: Stellen Sie sicher, dass die beste Praxis implementiert ist und allen bekannt ist.
• Prozessverbesserung: Das Team sollte die Unterstützung von Fachleuten anfordern, die ihnen helfen, Verschwendung mit 5S, Kaizen und anderen Methoden zu eliminieren.
• Implementierung von Automatisierung: Das Team sollte Automatisierung nur dann aktiv einsetzen, wenn es notwendig ist, und Daten sammeln.
• Datenerfassung: Sobald die Daten gesammelt sind, stellen Sie sicher, dass sie für weitere Runden der Prozessverbesserung verwendet werden.

Häufig gestellte Fragen

Was bedeutet „performing“ in der Fertigung?

“Performing” in der Fertigung bezieht sich auf die Durchführung von Operationen, die darauf ausgelegt sind, Rohmaterialien in Endprodukte umzuwandeln – alle Aktivitäten des Produzierens, Montierens, Testens und Verpackens müssen wie vorgeschrieben durchgeführt werden und zusätzlich Qualitätskontrolle, Wartung, Lagerbuchhaltung und Planung umfassen. Im Sinne des Ausdrucks “performing manufacturing activities” bedeutet der Begriff einfach die Erledigung der täglichen Produktionsabläufe. “Performing” kann jedoch auch bedeuten, wie gut eine Maschine, Fabrik oder ein Prozess seine Arbeit verrichtet.

Können Sie mir ein Beispiel für eine Fertigungsoperation geben?

Sicher. Schauen wir uns ein praktisches Beispiel an. Im Fall einer Fabrik für Leistungsschalter kann eine Fertigungsoperation einen bestimmten Fertigungsschritt bedeuten. Einige Operationen an einer Produktionslinie können als “Verbindung der Kontaktbaugruppe mit dem Gehäuse des Leistungsschalters durch Nieten” oder “Testen von Leitungsschutzschaltern bei 1,13× Nennstrom zur Überprüfung des thermischen Auslösens” beschrieben werden. Zu den für die Produktion verwendeten Operationen gehören das Formen des Gehäuses, das Stanzen von Kontakten, Nieten, Montage einer Lichtbogenkammer, Kalibrierung, Testen, Etikettieren und Verpacken. Jede Operation verfügt über eigene Ausrüstung, Bediener, Arbeitsstandards und Qualitätsprüfungen. Das Management der Fertigungsoperationen sorgt für die Koordination aller Prozesse in der Kette, um sicherzustellen, dass die Produktionslinie nicht 10.000 Teile am Engpass festhält, sondern täglich 10.000 einwandfreie Leistungsschalter produziert.

Was sind die fünf Phasen der Fertigung?

Die fünf Phasen der Fertigung sind wie folgt: (1) Rohstoffe — Empfang, Prüfung und Lagerung der Rohstoffe; (2) Vorfertigung — Schneiden, Formen, Stanzen oder Gestalten von Produktteilen; (3) Montage — Zusammenfügen der Teile; (4) Prüfung und Qualitätskontrolle — Überprüfung, ob die Produkte den Standards entsprechen; und (5) Verpackung und Versand — Verpackung der Produkte an den entsprechenden Ort bringen und versenden. Alle Werke führen diese fünf Phasen auf die eine oder andere Weise durch, wobei jede Phase ihre Risiken und Kosten hat.

Was sind die zwei grundlegenden Arten von Fertigungsprozessen?

Abhängig vom Auslöser der Produktion gibt es zwei Haupttypen: Make-to-Stock (MTS) — bei dem Standardprodukte im Voraus basierend auf Prognosen produziert und dann bis zum Versand aus dem Lager gelagert werden — und Make-to-Order (MTO), das erst beginnt, nachdem ein Kunde eine Bestellung aufgegeben hat, üblicherweise für ein Sonderprodukt. MTS ist auf vorhersehbare, volumenstarke Standardwaren ausgerichtet. Im Gegensatz dazu ist MTO die geeignetere Lösung für kundenspezifisch gestaltete Produkte und seltene Waren. Einige Fabriken entscheiden sich für MTS-basierte Produktion für Standardwaren, während MTO für Einzelstücke gewählt wird.

Referenzen

• ISA-95 — Enterprise-Control System Integration Standard (IEC 62264): der MOM-Rahmen
• ISO 9001 — Qualitätsmanagementsysteme: Prozessorientierung und kontinuierliche Verbesserung
• OEE — Definition und Berechnung der Gesamtanlageneffektivität
• Lean Enterprise Institute — Prinzipien der schlanken Produktion und Kaizen
• Augmentir — Manufacturing Operations Management: Ein vollständiger Leitfaden
• Symestic — Manufacturing Operations Management (MOM): ISA-95 Definition und Domänen
• MESA International — Verband für Fertigungsunternehmenslösungen

Abschluss

Fertigungsprozesse werden definiert als die kontinuierliche Arbeit, Rohstoffe kosteneffizient, sicher und profitabel in Waren umzuwandeln. Sie umfassen Aufgaben wie Arbeitsplanung, Produktionsprozess, Qualitätskontrolle, Wartung, Lagerverwaltung und Personalmanagement. Dabei werden mehrere feste Phasen durchlaufen, darunter Produktion, Qualitätskontrolle, Wartung und Lagerhaltung der Waren im Lager. Zur Bewertung der Prozesse werden Messgrößen wie OEE, Durchsatz und Ausbeute sowie weitere verwendet. Ein gutes Betriebsmanagement macht den Unterschied zwischen einer erfolgreichen Fabrik und einer, die nur überlebt.

Für Einkäufer, die einen Hersteller suchen, ist es sehr wichtig, zuerst deren Betriebsabläufe zu analysieren, statt nur die Ausrüstung. Zu Beginn fragen sie nach dem OEE-Niveau, den Ansätzen zur Qualitätskontrolle und Rückverfolgbarkeit der Bestellung sowie der Automatisierung des Produktionsprozesses.Benlong (benlongkj.com) baut automatisierte Montage- und Prüflinien für Niederspannungs-Elektroprodukte wie MCBs, MCCBs und Schütze — ein praktisches Beispiel dafür, wie Fertigungsprozesse in der realen Welt für Konsistenz, Rückverfolgbarkeit und Durchsatz ausgelegt werden.