Komplexe Strukturen, hoher Output und komplett verzahnt – so könnte man die moderne Pharma- und Chemieproduktion charakterisieren. Viele Unternehmen verfügen an ihren Fertigungsstandorten über ganzheitliche Produktionssysteme, bei denen wortwörtlich ein Rädchen ins andere greift. Der verkettete Ablauf reicht zum Beispiel von der Granulation eines Wirkstoffs über seine Tablettierung bis zur Verpackung des fertigen Präparates. Insgesamt werden diese Systeme immer flexibler und schneller, damit letztlich die Produktionskosten sinken. Im Umkehrschluss heißt das aber auch: Lässt eine Maschine nur minimal in ihrer Leistung nach, macht sich das unter Umständen an mehreren Stellen negativ bemerkbar. Deshalb ist es ein Ziel der Industrie‑4.0‑Philosophie, ein ganzheitliches Monitoring am Produktionsstandort zu etablieren und kontinuierlich durchzuführen. Wie so etwas ganz konkret aussehen kann, verdeutlicht die OEE-App der Industrie‑4.0‑Spezialisten von symmedia. Im Zusammenspiel mit dem Portal symmedia SP/1 zeigt die App die aktuellen Leistungswerte einzelner Maschinen oder der ganzen Produktion auf dem Tablet an.
Drei Faktoren beeinflussen die Wertschöpfung einer Maschine, wenn man sich an der in den 1960er Jahren in Japan entwickelten Kennzahl der Overall Equipment Effectiveness (OEE) orientiert: Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. Allerdings ist jede Maschine ein sich wandelndes System. Materialverschleiß an ihren mechanischen Komponenten oder veränderte Produktbedingungen beeinflussen ihre Leistungsfähigkeit – und innerhalb der komplexen Pharmaproduktion verändern sich die OEE-Faktoren besonders schnell. Beispiel Verfügbarkeit: Ob die Maschine tatsächlich jeden Tag ihre maximale Ausbringungsmenge erreicht, hängt unter anderem davon ab, wie schnell ihre Umrüstung für eine neue Charge vonstattengeht. Das gilt selbstverständlich auch für andere Branchen. Allerdings sind die Umrüstprozesse in der Pharmaproduktion besonders anspruchsvoll, weil die Anlagen zusätzlich rückstandslos gereinigt werden. Damit steigt ihre Stillstandszeit an. Ganz ähnlich verhält es sich mit der Wartung. Im Pharmaumfeld ist die Inspektion einer Maschine keine freiwillige Übung, sondern verbindlich von den Überwachungsbehörden vorgeschrieben. Mit anderen Worten: Sie findet häufiger statt als in anderen Branchen und beeinflusst deshalb in stärkerem Maße den OEE-Faktor Verfügbarkeit. Letztlich könnte man fast alle Faktoren der OEE-Berechnung durchgehen – von der augenblicklichen Produktionsgeschwindigkeit über das reibungslose Handling des Produktes bis zu der Frage nach Materialverlusten. Am Ende gilt immer: Die perfekt austarierte Pharmaproduktion ist anfällig für schwankende Leistungen.
OEE-Kontrolle „over the air“
„Vor diesem Hintergrund arbeiten wir bereits seit Jahren mit Pharmamaschinenbauern sowie Produktionsstandorten zusammen und unterstützen sie bei der Vernetzung ihrer Maschinen mithilfe unseres umfassenden Portals symmedia SP/1“, sagt Bernd Bertram, Senior Consultant bei symmedia. „Die Anwender profitieren anschließend von einem System, dessen Leistungsfähigkeit je nach Konfiguration von der sicheren Fernwartung über das Wartungs- und Ersatzteilmanagement bis zur Überwachung der Maschinenzustände reicht.“ Im praktischen Einsatz bedeutet das ganz konkrete Vorteile für die großvolumige Pharmaproduktion – Beispiel symmedia SP/1 Remote Service: Tritt etwa ein Problem an einer Tablettiermaschine auf, drückt der Bediener die Servicetaste am Monitor. Es meldet sich umgehend ein Techniker, der per Fernzugriff die Maschine überprüft und den Fehler unter Umständen sogar „over the air“ beseitigen kann.
Entscheidend für die OEE-Analyse der Maschinen ist dann allerdings die ebenso zum Portal gehörende Software symmedia SP/1 Monitoring. Sie verarbeitet in mehreren Schritten alle „Rohdaten“, die zum Beispiel von den Steuerungen der Maschinen oder aus verschiedenen Datenbanken stammen. Das System erkennt automatisch die „Sprache“ der Datenquelle und wandelt sie in ein einheitliches Format um. Anschließend werden die Daten kombiniert, auf Basis bestimmter Regeln gefiltert und mithilfe von Soll-Ist-Vergleichen bewertet. Somit erfolgt ein kontinuierliches Monitoring der Maschinen, mit dem es zum Beispiel auch möglich ist, die Leistung über lange Zeiträume hinweg per Grafik zu veranschaulichen. Als PC-Arbeitsoberfläche dient dabei immer das zu symmedia SP/1 Monitoring gehörende Customer Cockpit. „Mit der OEE-App machen wir jetzt den nächsten Entwicklungsschritt, denn Produktionsplaner sind mit ihr eben nicht mehr an ihren PC-Arbeitsplatz gebunden“, erklärt Bernd Bertram. „Etwaige Probleme nehmen sie per Tablet viel schneller wahr.“ Dabei ist das OEE-Reporting für die Darstellung auf mobilen Endgeräten optimiert: Die User sehen schnell erfassbare, farbig unterlegte Balkenanzeigen oder klar unterscheidbare Flächen mit zentralen Kennzahlen. Auf dieser Basis prüfen sie einzelne Maschinen und ihre Komponenten oder ganze Maschinenparks in einer zusammenfassenden Ansicht. Gibt es Verfügbarkeitsverluste durch zu lange Rüstzeiten, ungewöhnliche niedrige Taktzeiten oder sogar Maschinenausfälle? Als Antwort auf diese Fragen zeigt die App eindeutige Soll-Ist-Vergleiche.
Sicherheit an erster Stelle
Entscheidend in diesem Zusammenhang – gerade für die Pharma- und Chemieproduktion – ist das Thema „Sicherheit“. Deshalb ist es wichtig zu wissen, dass die OEE-App nur eine „Frontend-Lösung“ darstellt. Die Software zeigt die verarbeiteten Daten also nur an und kann die Maschine in keiner Weise beeinflussen oder sogar fernsteuern. Außerdem kann die App bei Bedarf so programmiert werden, dass der Zugriff auf sensible Datenbanken nur innerhalb des Firmengeländes möglich ist. Und nicht zuletzt stellt die eigentliche Datenquelle symmedia SP/1 ein echtes „Fort Knox“ dar. Das TÜV-zertifizierte System ist mehrfach verschlüsselt und vor nicht autorisierten Zugriffen umfassend geschützt.
„Insgesamt gehen Anwender mit unserer Technologie einen großen Schritt hin zu ganzheitlichen Industrie‑4.0‑Produktionssystemen“, fasst Bernd Bertram abschließend zusammen. „Auf Wunsch können wir einzelne Maschinen oder ganze Standorte mit symmedia SP/1 Monitoring ausstatten. Die Software sammelt die Daten und wertet sie aus. Mit der zusätzlichen OEE-App hat der Produktionsleiter anschließend alles mobil im Griff. Der Standort wird zu einem komplett vernetzten System, dessen Leistungsfähigkeit massiv ansteigt, weil Fehler direkt abgestellt werden.“
