INHALTSVERZEICHNIS

INHALTSVERZEICHNIS   4

ABK  ÜRZUNGSVERZEICHNIS  7

1  Einleitung  8

2  Aufgabenstellung und Ablauf der Arbeit  9

3  Die Hugo Vogelsang GmbH Co. KG  11

3.1  Porträt der Hugo Vogelsang GmbH  11

3.2  Produkte  12

3.3  Produktionsabläufe  12

3.4  Das Wichtigste in Kürze  17

4  Grundlagen der Betriebsdatenerfassung  18

4.1  Definition der Betriebsdaten  18

4.2  Definition der Betriebsdatenerfassung  19

4.3  Sinn und Zweck der Betriebsdatenerfassung  19

4.4  Arten von BDE-Systemen  21

4.5  Stand der Technik und Möglichkeiten der BDE  22

4.6  Verschiedene Einflussfaktoren auf die Zuverlässigkeit der BDE  24

4.7  Anlässe zur Neuordnung der BDE-Struktur  25

4.8  Das Wichtigste in Kürze  27

5  Ausgangssituation  28

5.1  Schleif- und Polierbereich  28

5.1.1  Schleif- und Polieranlagen  28

5.1.2  Übersicht der Schleif- und Polieranlagen  29

5.1.3  Bandpolieranlage, Kostenstelle 471  29

5.1.4  Lederpolieranlage, Kostenstelle 473  30

5.1.5  Die Bandschleifanlage, Kostenstelle 479  31

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INHALTSVERZEICHNIS

5.2  Bisherige innerbetriebliche Datenerfassung  32

5.3  Die BDE der Schleif- und Polieranlagen  33

5.4  Anforderungen an die BDE des Polierbereiches  38

5.5  Korrekte Erfassung der Rüst- und Handzeiten  40

5.6  Das Wichtigste in Kürze  42

6  Analyse der Betriebsdatenerfassung  43

6.1  Stand der BDE bei der Hugo Vogelsang GmbH  43

6.2  Die BDE als Rückmeldemechanismus  44

6.3  Die BDE-Struktur für den Schleif- und Polierbereich  46

6.4  Die Hardware  48

6.5  Stärken des Systems  49

6.6  Unzulänglichkeiten des BDE-Systems  50

6.6.1  Allgemeines  50

6.6.2  Erfassung der Daten  50

6.6.3  Das BDE-System  52

6.6.4  Hardware und Ergonomie  54

6.6.5  Betriebsdatenverwaltung  55

6.6.6  Fehlbedienung des DV-gestützten Systems  55

6.7  Das Wichtigste in Kürze  57

7  Maßnahmen zur Schwachstellenbehebung  58

7.1  Allgemeines  58

7.2  Maßnahmen bei der Erfassung der Daten  59

7.3  Maßnahmen am BDE-System  60

7.4  Maßnahmen an der Hardware und Ergonomie  64

7.5  Maßnahmen bei der Betriebsdatenverwaltung  64

7.6  Maßnahmen zur Vermeidung von Fehleingaben und Fehlbedienungen der  

Betriebsdatenerfassung   65

7.7  Das Wichtigste in Kürze  66

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INHALTSVERZEICHNIS

8  Umsetzung der empfohlenen Maßnahmen  67

8.1  Die Umsetzung der Maßnahmen am BDE-System  67

8.2  Testphase an zwei Kostenstellen  69

8.3  Umsetzungen im Rahmen der Testphase  70

8.3.1  Veränderungen während der Testphase  70

8.3.2  Veränderungen an der Kostenstelle 471  70

8.3.3  Veränderungen an der Kostenstelle 473  72

8.4  Weitere Maßnahmen nach der Testphase  74

8.5  Das Wichtigste in Kürze  75

9  Ergebnisse  76

9.1  Zuverlässigkeit der BDE-Rohdaten  76

9.2  Auswertung der Daten  79

9.3  Verringerung der Eingaben  83

9.4  Verbesserung der Ergonomie  84

10  Wirksamkeitskontrolle  85

11  Übertragbarkeit und Folgen für den Betrieb  87

12  Zusammenfassung  90

LITERATURVERZEICHNIS   91

ABBILDUNGSVERZEICHNIS   92

NOTIZEN   93

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ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abkürzung Bedeutung Abb. Abbildung BDE Betriebsdatenerfassung d. h. das heißt DIN Deutsches Institut für Normung DV Datenverarbeitung EBM Eisen-, Blech-, und Metallindustrie EDV Elektronische Datenverarbeitung EN Europäische Norm ERA Entgeltrahmenabkommen ERP Enterprise Ressource Planing etc. et cetera - und so weiter GmbH Gesellschaft mit beschränkter Haftung HuVo innerbetriebliche Bez. f. Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG inkl. inklusive ISO Internationale Organisation für Normung Kfz Kraftfahrzeug KG Kommanditgesellschaft K s t . K o s t e n s t e l l e N r . N u m m e r PC Personal Computer PDA Personal Digital Assistent PPS Produktionsplanung und -steuerung PZE Personalzeiterfassung QS Qualitätswesen / Qualitätssicherung REFA Verband für Arbeitsgestaltung, Betriebsorganisation und Unterneh-

mensentwicklung e.V. RFID Radio Frequency Identification - Transponderchip zur

automatischen Identifizierung s . s i e h e S . S e i t e sog. so genannte Tab. Tabelle u. a. unter anderem usw. und so weiter v g l . v e r g l e i c h e z. B. zum Beispiel

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1 Einleitung

Der Werkstoff Stahl erlebt in den letzten Jahren einen Aufschwung wie selten zuvor. Die Nachfrage ist ungebrochen groß. Um den starken Druck der Absatzmärkte und -preise standzuhalten, sehen sich die Unternehmen gezwungen alle wesentlichen Ressourcen voll auszuschöpfen.

Betriebsdaten spielen eine große Rolle um Ablaufdaten zu ermitteln oder Prozesse zu analysieren und transparent zu machen. Diese Daten lassen Rückschlüsse auf die Effektivität der Abläufe zu.

Um mögliche Lücken oder Verschwender festzustellen bedarf es einer aussagekräftigen Kalkulation und Kontrolle. Hier werden zuverlässige Daten benötigt, die als Berechnungs-grundlage erforderlich sind.

Maschinendaten werden erfasst und ausgewertet, wodurch Durchsatzmengen ersichtlich werden und ein interpolieren auf ein mögliches Jahresziel zulassen. Ebenso wichtig ist eine gut durchdachte Planung von Fertigungsabläufen und eine Anpassung zwischen Soll und dem ermittelten Ist. Die Abweichung vom Soll zum Ist im Produktionsprozess wird ebenfalls über BDE-Systeme kenntlich gemacht. Hier liegen die Potentiale der BDE.

Material und Daten bilden immer eine Einheit, wodurch eine permanente Zuordnung und die Versorgung interner Bereiche mit allen relevanten Informationen gewährleistet ist. Auch diese Daten werden über die BDE ermittelt.

Für eine Betriebsdatenerfassung besteht eine immer größere Notwendigkeit. Diese wird durch die technischen Möglichkeiten unterstützt. Es gibt eine Vielzahl von kommerziellen Anbietern, die maßgeschneiderte BDE-Lösungen bereitstellen. Das Interesse an solchen Systemen, auch in Verbindung mit leistungsstarken PPS oder ERP Systemen, ist ansteigend. Die Anbieter werben mit Erfahrung und Skalierbarkeit. Trotz dieser Profisysteme entwickeln manche Unternehmen eigene BDE-Systeme; so auch die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG ¹ in Hagen-Hohenlimburg. Die Unternehmen versprechen sich von den eigenen Lösungen optimale Flexibilität und eine Anpassung an die eigene Fertigung und somit an individuelle Bedürfnisse. Die vorliegende Arbeit setzt sich mit der BDE der Hugo Vogelsang GmbH auseinander und verfolgt das Ziel diese im Schleif- und Polierbereich zu optimieren.

¹ Im folgenden Hugo Vogelsang GmbH genannt

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2 Aufgabenstellung und Ablauf der Arbeit

Die Aufgabe der vorliegenden Diplomarbeit besteht in der Optimierung der Betriebsdatenerfassung im Schleif- und Polierbereich der Hugo Vogelsang GmbH. Ziel der Optimierung ist der Gewinn von zuverlässigen, objektiven Betriebsdaten. Die Korrektur der Rohdaten muss einfach sein und eine schnelle Bereitstellung der Daten für Steuerung, Planung, Kalkulation und Entlohnung ermöglichen.

Die Ergebnisse der Arbeit können organisatorischer Natur, aber auch EDV-technischer oder mechanischer Natur sein. Es gilt in erster Linie, die Zuverlässigkeit der Rohdaten zu erhöhen. Dies kann auf unterschiedlichen Wegen erlangt werden.

In einem ersten Schritt wird der derzeitige Zustand bestimmt und überprüft. Der Ist-Zustand wird auf Schwachstellen und Probleme analysiert und der Produktionsbereich der Schleif-und Poliermaschinen erklärt.

Nach dieser ausführlichen Analyse werden die gravierenden Probleme aufgeführt und Lösungen erarbeitet. Die Tauglichkeit der Maßnahmen zur Verbesserung wird in einer Testphase an zwei vorher ausgewählten Kostenstellen geprüft.

Zusätzlich wird das Erfassen von Rüstzeiten über die neue BDE in Ist-Zeitwerten, statt wie bisher über Vorgabezeiten geprüft. Die Erfassung von Rüstzeiten auf Ist-Zeitbasis ist für ein mögliches neues Prämienlohnsystem erforderlich.

Im nächsten Schritt erfolgt die Auswertung der Testphase und die endgültige Umsetzung der Maßnahmen. Unkritische Lösungen werden bereits im Vorfeld der Testphase verwirklicht.

Während der Testphase werden relevante Daten gesammelt, die bei einer Beurteilung des modifizierten Zustandes helfen können. Das Ergebnis wird dann in Kapitel 9 dargestellt und erörtert.

Anschließend steht im Kapitel 11 die Übertragbarkeit der empfohlenen Maßnahmen auf andere Produktionsbereiche zur Diskussion. Alle noch so verschiedenen Produktionsbereiche im Gesamtkomplex des Betriebes scheinen ähnliche Probleme aufzuweisen. Eine Vereinheitlichung und Verbesserung wäre wünschenswert.

Die Vorgehensweise und die Ablaufschritte sind im folgenden Schaubild verdeutlicht.

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Abbildung 1: Systematische Vorgehensweise zur Neuordnung der BDE

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3 Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

3.1 Porträt der Hugo Vogelsang GmbH

Die Hugo Vogelsang GmbH ist ein mittelständisches Unternehmen der Hohenlimburger Kaltwalzindustrie und gehört der Bilsteingruppe an. Als Produzent von gehärteten und ungehärteten Qualitäts- und Edelstahlbändern hat sich das Unternehmen einen internationalen Namen gemacht.

Mit 333 Mitarbeitern ² produziert die Hugo Vogelsang GmbH am Standort Hagen-Hohenlimburg rund 60.000 Tonnen Bandstahl pro Jahr.

Gegründet wurde das Unternehmen im Jahre 1908 und entwickelte sich seither, durch jahrzehntelange Erfahrung, zu einem führenden Anbieter für anspruchsvolle Bandstahlqualitäten. Einige bedeutsame Eckpunkte der Historie sind:

1908

Gründung der Firma Platenius, Jung & Meier 1940

Übernahme des Unternehmens durch Hugo Vogelsang 1954

Inbetriebnahme des ersten Härteofens

1996

Erwerb der Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG durch Bilstein

Um den immer wichtiger werdenden Qualitätsanforderungen gerecht zu werden, bemüht sich die Hugo Vogelsang GmbH eine „Null-Fehler-Philosophie“ zu verfolgen, deren Hauptziel es ist, Fehler zu vermeiden oder direkt nach der Entstehung zu beheben. Zu diesem Zweck führt das Unternehmen ein Qualitätsmanagementsystem nach strengen Vorgaben. Die Grundlage dieser hohen Qualitätspolitik bildet die Zertifizierung. Produkte und Prozesse werden regelmäßig in unabhängigen Audits überprüft. Die Hugo Vogelsang GmbH erfüllt die Anforderungen gemäß DIN EN ISO 9001:2000 sowie der ISO/TS 16949:2002.

² Stand Dezember 2006

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Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

Das Stammhaus Bilstein wurde im Jahr 1911 gegründet und hat sich seither zu einem der weltweit größten Anbieter für kalt gewalzte Produkte entwickelt. Mit ca. 600 Mitarbeitern fertigt Bilstein ebenfalls am Standort Hohenlimburg. Die Produktionsleistung liegt bei 370.000 Tonnen Bandstahl pro Geschäftsjahr. Zu den Hauptabnehmern dieser Produkte gehören die Kfz-Industrie, die EBM-Industrie, der Maschinen- und Stahlbau, aber auch der Bereich Feinmechanik und Elektrotechnik sowie der Handel.

3.2 Produkte

Zu den, bei der Hugo Vogelsang GmbH hergestellten Produkten gehören gehärtete und ungehärtete Qualitäts- und Edelstahlbänder. Das Sortenspektrum reicht von mikrolegierten Stählen bis hin zu hochfesten und korrosionsbeständigen hochlegierten Stählen. Zu nennen wären hier Stahlgruppen wie Werkzeugstähle, Vergütungsstähle oder Federbandstähle. Die Produkte sind als Ringe, Spulen und Stäbe erhältlich. Der Stärkenbereich der Stahlbänder reicht von 0,04 bis 4,5 mm, ein Breitenbereich von 4 bis 530 mm ist ebenfalls möglich. Für die Stäbe gilt eine Länge von 1000 bis 4000 mm. Zu den Hauptabnehmern der Produkte zählen die Kfz-Industrie und die EBM-Industrie sowie die Maschinenbau- und Werkzeugindustrie, aber auch Bereiche wie die Federn- und Elektroindustrie oder die Feinmechanik.

Als Unternehmen der Bilsteingruppe zählt die Vogelsang GmbH zu den weltweit führenden Produzenten von gehärteten und ungehärteten Qualitäts- und Edelbandstählen.

3.3 Produktionsabläufe

Auch wenn die Hugo Vogelsang GmbH als Kaltwalzwerk gilt, umfasst die Fertigung mehr als ein reines Walzwerk.

Die Produktion der Hugo Vogelsang GmbH ist aufgrund der hohen Fertigungstiefe als hochkomplex anzusehen.

Es finden sich im Produktionsablauf einige Produktionsbereiche, welche der Veredelung und Verarbeitung der Produkte dienen. Hierzu gehören neben dem Schneidebetrieb, in dem

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Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

die bis zu 540 mm breit gewalzten Ringe in Streifen geschnitten werden, auch noch der Bereich der Härterei, in dem Prozessschritte wie Härten und Anlassen des Materiales ablaufen sowie das Polieren und die Kantenbearbeitung. Insgesamt verfügt das Unternehmen über ca. 60 Kostenstellen wobei eine Produktionsanlage über eine Kostenstellennummer eindeutig identifiziert werden kann.

Im Folgenden werden die Produktionsbereiche der Hugo Vogelsang GmbH dargestellt und ihre Funktion im gesamten Produktionsverbund erklärt.

Walzwerk - Das Walzwerk ist der Kernbereich der Produktion, hier werden die Stahlbänder auf Kundenwunsch oder auf Maß zur optimalen Weiterverarbeitung kalt umgeformt. Als Kaltumformung bezeichnet man einen Verformungsprozess unterhalb der Rekristallisationstemperatur. Es können hier Ringe mit einer Breite bis 540 mm und einer Dicke von 0,04 bis 6,5 mm verarbeitet werden.

Abbildung 2: Blick in ein 20 Rollengerüst

Für den Walzprozess stehen acht Walzanlagen zur Verfügung. Hierbei handelt es sich um Walzanlagen mit einem oder mit zwei Walzgerüsten, den sog. Tandemwalzanlagen. Je nach Anforderung verwendet man Walzgerüste mit zwei oder mit mehreren Walzen. Bei den Mehrwalzengerüsten gibt es zwei Arbeitswalzen mit hoher Oberflächengüte und Härte sowie den Stütz- und Antriebswalzen. Durch diese Kombination werden hohe Abnahmen der Materialdicke und das Einhalten geringster Toleranzen möglich. Das Material verformt sich bei dem Walzprozess ausschließlich in der Länge und nicht in der Breite. Nach dem Erreichen eines bestimmten Umformgrades ist eine Zwischenglühe erforderlich, um das Umformgefüge zu rekristallisieren. Bei der Kaltumformung steigt die Festigkeit an, die Ver-formbarkeit nimmt jedoch ab. Dieses wird durch den folgenden Glühprozess rückgängig gemacht.

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Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

Glühe - Während des Glühprozesses gewinnt das kalt verformte und gestreckte Gefüge des Stahles an Duktilität. Durch die bei der Kaltumformung entstehende Kaltverfestigung wird der Werkstoff hart und unverformbar. Eine Zwischenglühe zur Rekristallisation ist er-forderlich, um den Werkstoff weiter verformen zu können. Für die Glühprozesse stehen 20 Sockel mit 10 Glühhauben zur Verfügung.

Schneidbetrieb - Im Schneidbetrieb wird an sechs Längsteilanlagen das breite Kaltband in einzelne Streifen geschnitten. Bei einigen Kostenstellen sind so bis zu 30 Längsteilungen in Abhängigkeit der Breite möglich. Zusätzlich kann das Material nach dem Walzprozess gesäumt werden. Beim Walzen entstehen Risse im Kantenbereich des Materials, welche in Folgeschritten zu Abrissen innerhalb der Prozesse führen können. Diese kritischen Randbereiche werden im Schneidbetrieb entfernt.

Härterei - Im Härtereibereich wird das Kaltband vergütet. In 14 Härteanlagen erfährt das Kaltband in Temperaturbereichen von 920 bis 950°C eine Gefügeänderung. Das Perlit-/ Ferritgefüge wird in diesem Bereich in Austenit umgewandelt. Abgeschreckt wird das Band in einem Bleibad bei ca. 300°C. So kann sich in dieser kurzen Zeit der Abschreckung kein Perlit zurückbilden. Die freien, gelösten C-Atome verspannen das Atomgitter und formen

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Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

das spröde Härtegefüge Martensit. Beim anschließenden Anlassen bei 480 bis 580°C wird das gestresste und verspannte Atomgitter entspannt, da die C-Atome diffundieren und sich sammeln können. Durch den Anlassprozess gelangt der Werkstoff zu seiner gewünschten Flexibilität in Verbindung mit hoher Härte. Nach dem Anlassen folgt ein Abkühlen in einem Jet-Kühler unter Stickstoffatmosphäre auf Raumtemperatur.

Poliererei - Die Poliererei dient zur Erhöhung der Oberflächengüte des Kaltbandes. Ungefähr 10 Prozent des bei der Hugo Vogelsang GmbH produzierten Kaltbandes durchlaufen den Schleif- und Polierbereich. Durch den speziellen Polierprozess erhält der Bandstahl seine besondere vom Kunden gewünschte Oberfläche.

Kantenbearbeitung - Durch mechanische, spanabhebende Bearbeitung wird in dem Arrondierbereich bei ca. 100 m pro Minute die Kante des Kaltbandes nach Kundenwünschen angepasst. Eine Vielzahl von Kantenausführungen von schräg bis rund wird so verwirklicht. Richten - Das Richten ist erforderlich, um mögliche Ringbögen oder Säbel aus dem Kalt-band zu entfernen, die fertigungsbedingt entstanden sind.

Abbildung 6: Übersicht Materialfluss des Produktionsbereiches der Hugo Vogelsang GmbH

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Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

Produktionsablaufplan Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

Abbildung 7: Produktionsablaufplan Hugo Vogelsang GmbH

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Die Hugo Vogelsang GmbH & Co. KG

3.4 Das Wichtigste in Kürze

4 Grundlagen der Betriebsdatenerfassung

4.1 Definition der Betriebsdaten

In einem Unternehmen fallen für den Produktionsbereich verschiedene Betriebsdaten an. Die Datengruppen, die für die Hugo Vogelsang GmbH relevant sind, werden im Folgenden beschrieben. Auftragsbezogene Daten: 3

Diese Daten stehen in direktem Bezug zu Fertigungsaufträgen, beispielsweise Auftragsdaten, Durchlaufzeiten, Stückzahlen und Abmessungen. Personenbezogene Daten: 3

Hierbei stehen die Arbeitsleistung und die Arbeitszeit des einzelnen Mitarbeiters im Vorder-grund. Hinzu kommen entlohnungsrelevante Daten wie Handzeiten oder prämienlohnrelevante Daten. Maschinendaten: 3

Im Vordergrund stehen die Erfassung von Unterbrechungs- und Störgründen sowie die Erfassung von Maschinenlaufzeiten. Die Nutzung und Auslastung von Maschinen, ihre produktiven und unproduktiven Zeiten, werden ebenfalls zu dieser Datengruppe gezählt. Ferner soll durch diese Daten die Instandhaltung und Wartung von Produktionsmaschinen durch die Überwachung der Wartungsintervalle verbessert werden.

Abbildung 8: Betriebsdatenerfassung und Bereitstellung

³ Vgl. Mülder & Störmer: Personalzeit- & Betriebsdatenerfassung, S. 7

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Grundlagen der Betriebsdatenerfassung

4.2 Definition der Betriebsdatenerfassung

Als Betriebsdatenerfassung werden alle Maßnahmen bezeichnet, die helfen alle relevanten Daten eines Produktionsbereiches zu erfassen, aufzubereiten und an dem Ort der Weiterverarbeitung bereitzustellen. ⁴ Die Betriebsdatenerfassung erfolgt mittlerweile weitgehend DV-gestützt über Rechner und firmeninterne Netzwerke. Eine automatische Datenerfassung im Betrieb, an den Produktionsanlagen sowie eine Auswertung an administrativen Stellen der Verwaltung sind somit problemlos möglich.

4.3 Sinn und Zweck der Betriebsdatenerfassung

Betriebsdatenerfassungssysteme dienen allgemein zur Erhöhung der Produktivität und zur Verbesserung von Arbeitsabläufen. Zusätzlich ist die Steigerung und Beschleunigung des innerbetrieblichen Informationsflusses von Bedeutung. Die Hauptaufgaben der BDE innerhalb der Hugo Vogelsang GmbH liegen in den Bereichen der Anlagenplanung, der Leistungs- und Prämienentlohnug sowie im Bereich des Controllings und der Mengenplanung für den Vertrieb. Die Ziele der DV-gestützten BDE sind: 5

x Verbesserung und Beschleunigung von betrieblichen Arbeitsabläufen und des innerbetrieblichen Informationsflusses

x Erhöhung der Produktivität bzw. Senkung der unproduktiven Kosten und Zeiten x Sicherung einer konstanten, definierten Produktqualität unter Berücksichtigung einer optimalen Kostenkalkulation

x Analyse über Nutzungsgrad, Ausfälle und Instandhaltungsänderungen von Produktionseinrichtungen x Ermittlung von Schwachstellen

x Steuerung, Planung und Überwachung von Produktionsabläufen x Erhöhung der Kostentransparenz innerhalb des Betriebes x Verbesserung der Wettbewerbssituation durch hohe Lieferbereitschaft und Liefertreue

⁴ Vgl. Mülder & Störmer: Personalzeit- & Betriebsdatenerfassung, S. 9

⁵ vgl. Mülder & Störmer: Personalzeit- & Betriebsdatenerfassung, S. 3

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