Diebold Nixdorf in Paderborn

Blitzschnelle Fehlermeldung

Projektpartner sind Diebold Nixdorf, der Software Innovation Campus der Uni Paderborn, das Paderborner Fraunhofer-Institut für Entwurfstechnik Mechatronik (IEM) und die IG Metall NRW.

Die Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) durchdringt den Maschinenbau und bietet neue Möglichkeiten für die Entwicklung technischer Systeme. Die Produktion wird zunehmend als komplexes, informationsverarbeitendes System verstanden. Die Menschen, die diese Veränderungen gestalten, müssen sich gleichzeitig selbst neu orientieren. Der Einsatz von virtuellen Entwicklungsumgebungen und Datenbrillen sowie die weltweite Verfügbarkeit von Experten sind keine kühne Vision mehr, sondern gelebte Realität.

Diebold Nixdorf produziert komplexe Geldautomaten, deren fehlerfreie Montage eine komplexe, anspruchsvolle Arbeit ist. Im Projekt sollen deshalb Lösungen erarbeitet werden, wie die Mitarbeiter möglichst frühzeitig über Fehler informiert werden, die sonst später entdeckt und dann mit hohem Kostenaufwand beseitigt werden müssen. Jeder Fehler muss dabei identifiziert, beschrieben und seine Herkunft aus einer bestimmten Produktionsstufe festgestellt werden. Ziel sind möglichst rasche Fehlermeldungen. Hierdurch wird ein effizienter Produktionsprozess angestrebt, bei dem unnötiger Ausschuss vermieden wird.

Charakteristisch für die Digitalisierung der Industrie sind die für den Menschen nicht mehr überschaubaren Datensätze – Lösungsansätze zum Umgang mit solchen Datenmengen werden unter dem Begriff „Big Data“ zusammengefasst. Die Hauptaufgabe besteht darin, die Datenerfassung, -verarbeitung, -speicherung und -analyse in kürzester Zeit durchführen zu können. Die aufbereiteten Daten werden dann den Beschäftigten in der Produktion mit Hilfe von Assistenzsystemen bereitgestellt. Dabei kommen technische Neuerungen wie Datenbrillen, Tablet-PCs oder Bildschirme zur Unterstützung der Fertigungsmittarbeiter zum Einsatz.

Beteiligung der Beschäftigten ist unerlässlich

Aufgrund der zunehmenden Digitalisierung muss zudem das Verhältnis von Mensch und Maschine neu definiert werden. Welche Rolle spielt Arbeit in Zukunft? Welche Arbeit wird noch gebraucht? Wie werden Tätigkeiten verändert? Welche Qualifikationen und Kompetenzen sind vorhanden? Welche müssen hinzukommen? Werden bestimmte Berufe und Tätigkeiten überflüssig?

Positive Effekte fortschreitender Digitalisierung, von Industrie 4.0, sind die enormen Entfaltungsmöglichkeiten für Beschäftigte in der Produktion. Unklar ist jedoch, wie sich die fortschreitende Entwicklung auf die Arbeitswelt auswirkt. Das führt zu Unsicherheiten und Ängsten bei den Beschäftigten, die sich besonders dann zeigen, wenn es um Veränderungen am eigenen Arbeitsplatz geht. Dabei sind letztlich sie es, die Industrie 4.0 zu einem Erfolg oder Misserfolg werden lassen. So gesehen ist die Beteiligung der Beschäftigten unerlässlich.

Diebold Nixdorf kann die verschiedensten Varianten eines Geldautomaten produzieren. Die Anzahl baugleicher Geldautomaten ist oft nur einstellig. Gleichzeitig folgt der Produktionsprozess einem festen Takt. Die Produktion muss daher hochflexibel sein, die Mitarbeiter müssen viele Varianten montieren können.

Die Produktion ist in verschiedene, zum Teil parallel ablaufende Produktionsstufen unterteilt. Für die Qualitätssicherung dieser Stufen hat Diebold Nixdorf sogenannte Q-Gates installiert. Das bedeutet, dass zum Abschluss jeder Stufe ein spezieller Arbeitsplatz (Q-Gate) existiert, an dem die Qualität des bis dahin erzeugten Produkts untersucht wird. Es geht je nach Erzeugnis um eine visuelle Prüfung oder eine automatisierte Funktionsprüfung.

Die Ergebnisse der Untersuchung werden in ein sogenanntes „Shopfloor Quality Data Management System“ (Q-Data Mgmt. System) eingetragen. Jeder Eintrag wird klassifiziert und beinhaltet zeitliche, firmenspezifische und materialbezogene Informationen. Im Fehlerfall folgt eine Fehlerbeschreibung, die Zuordnung zum fehlerhaften Material und die Zuordnung des Fehlers zum Q-Gate eines Vorprozesses als möglichen Verursacher.

Das Qualitäts-System ist eine zentrale Datenbank, die alle qualitätsrelevanten Daten aus den Q-Gates aller Produktionsprozesse sammelt. Für jedes Q-Gate lässt sich ein Quality-Performance Report erstellen. Er listet alle Fehler auf, die das Q-Gate selbst gefunden hat und die Fehler, die ein nachgelagerter Prozess dem Q-Gate als Verursacher zugeordnet hat. Das Einbinden in die Q-Lage der Teilprozesse erzeugt bei den Mitarbeitern eine höhere Sensibilisierung und ein besseres Verständnis für die Produktqualität. So hat Diebold Nixdorf die Qualität der Erzeugnisse steigern und die Nacharbeitskosten reduzieren können.

Informationen in Echtzeit aufarbeiten

Die aktuelle Vorgehensweise im Qualitätsprozess birgt jedoch Schwachstellen. Beispielsweise finden die Q-Runden nur einmal täglich statt. Das heißt, die präsentierte Information ist womöglich nicht mehr relevant, da sie vom Vortag stammt. Zudem sind nicht alle Informationen für jeden Mitarbeiter oder für alle Produktvarianten relevant. Es kommt zu einer nicht zielgerichteten Wissensvermittlung.

In der Endmontage gilt es, alle Informationen aus dem „Q-Data Mgmt. System“ in Echtzeit aufzubereiten sowie zeitnah und bedarfsgerecht den zuständigen Mitarbeitern bereitzustellen. Die Mitarbeiter werden sofort über aufgetretene Fehler informiert und können direkt auf die Fehler reagieren. Der erwartete Nutzen ist, dass die Qualität der Produktion deutlich gesteigert werden kann, da weniger fehlerhafte Teile gebaut werden.

Um das genannte Ziel zu erreichen, gilt es mehrere Aufgaben unter Berücksichtigung wissenschaftlicher Erkenntnisse zu lösen. Vor allem zwei Herausforderungen müssen gelöst werden. Erstens: Heutzutage werden die benötigten Informationen (Qualitätsinformationen, Auftragsdaten, Materialdaten) in getrennten Datenbanken gehalten. Diese gilt es zu erschließen und zu verknüpfen. Zweitens: Es muss eine Echtzeit-Datenaufbereitung entwickelt werden, die möglichst schnell Qualitätsinformationen analysiert, aufbereitet und bedarfsorientiert den Mitarbeitern in der Produktion zur Verfügung stellt.