Herausforderungen

In der Dachbaustoffbranche ist die Qualitätssicherung von größter Bedeutung, da fehlerhafte Produkte außerordentlich hohe Kosten verursachen und zum Zusammenbruch eines ganzen Daches führen können – was sowohl hinsichtlich der Gewährleistung als auch der Kundenzufriedenheit katastrophale Folgen haben kann.

 

Die IoT-Funktionen zur Datenanalyse unterstützen das Unternehmen dabei, den bekannt guten Kundenservice zu sichern und gleichzeitig die Prozesse für die Mitarbeiter mit Kundenkontakt zu verbessern.


 

In der Fertigung ist die Qualitätssicherung von entscheidender Bedeutung. Nur so kann sichergestellt werden, dass nur hochwertige Produkte ausgeliefert werden. Fehlerfreie Produkte sind für den Erfolg eines Unternehmens ausschlaggebend. Erfahren Sie, wie ein Fertigungsunternehmen moderne IoT-Technologie einsetzt, um die Kosten zu senken, den Ausschuss zu reduzieren und ein Höchstmaß an Kundenzufriedenheit zu erreichen.

Carlisle Construction Materials (CCM) ist ein Spezialist für Bedachungen

Wenn Sie sich schon einmal bei Regen an einem Gebäude untergestellt oder an einem sonnigen Tag etwas Schatten gesucht haben, dann kann es gut sein, dass dieses Dach von Carlisle Construction Materials (CCM) stammte.

Carlisle Construction Materials ist ein breit aufgestellter Anbieter von hochwertigen Baustoffen und verwandten Technologien für den gewerblichen und privaten Baumarkt. Carlisle ist seit fast einem halben Jahrhundert Marktführer im Bereich Bedachungen und bietet leistungsstarke einschichtige Bedachungslösungen wie EPDM-, TPO-, PVC- und Metallbedachungssysteme an.


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Carlisle liefert außerdem ein komplettes Sortiment an Dämmstoffen aus Polyisocyanurat und Schaumpolystyrol sowie eine Vielzahl von Unterdeckmaterialien für Steildächer, Kanaldichtungen, Klebstoffen und Baumaterialien. Neben dem Bereich Dacheindeckung erbringt Carlisle Dienstleistungen in den Bereichen Abdichtung, Rahmenkonstruktion und generelle Bauleistungen. Alle Unternehmen der Carlisle-Gruppe bieten nachhaltige, umweltfreundliche Produkte an, die dazu beitragen, die CO2-Bilanz eines Gebäudes zu reduzieren und den Energieverbrauch wie auch die Kosten zu minimieren.

Das Unternehmen hat seinen Hauptsitz in Carlisle, Pennsylvania, und verfügt über 50 Fertigungsstandorte in den gesamten USA. Zusätzlich gibt es mehrere Verwaltungsstandorte und internationale Fertigungsstandorte.

Eine klare Chance zur Verbesserung der Betriebsabläufe und zur technologischen Vorreiterrolle

In der Dachbaustoffbranche ist die Qualitätssicherung von größter Bedeutung, da gelieferte fehlerhafte Produkte außerordentlich hohe Kosten verursachen. Fehlerhafte Produkte können zum Zusammenbruch eines ganzen Daches führen – was sowohl hinsichtlich der Gewährleistung als auch der Kundenzufriedenheit katastrophale Folgen haben kann. Auch die Auswirkungen auf die Produktivität sind negativ, da Zeit für Reparaturen aufgewendet wird, statt direkt ein einsatzfähiges Produkt zu produzieren – was wiederum zu direkten finanziellen Verlusten führt.

Darüber hinaus kann die Identifikation und Vermeidung von mangelhaften Produkten während der Fertigungsphase schwierig sein. In den Fertigungsstätten von Carlisle haben die Fertigungslinien die Länge eines Fußballfelds. Das Anhalten und Wiederanfahren der Produktion ist daher mit großem Aufwand verbunden, sehr kostspielig und hat große Auswirkungen auf die Arbeiter an der Fertigungslinie. Da die Fertigungslinien pro Jahr über 4,7 Millionen Kubikmeter Dämmstoffe produzieren, erforderte die Qualitätssicherung mit größtenteils manuellen Inspektionssystemen einen enormen Arbeitsaufwand.

In der Vergangenheit sammelte Carlisle Daten von den Fertigungssystemen. Das Unternehmen war jedoch auf der Suche nach einer besseren Methode zur Auswertung der Daten. Es gab einige bereits bekannte Komplikationen an Fertigungslinien, die nachträglich untersucht wurden. Mit den traditionellen Verfahren war man jedoch bisher nicht in der Lage, durch eine Zuordnung des Problems zu den Daten sofortige Erkenntnisse in Echtzeit zu gewinnen. Der Zugriff auf diese Daten durch die Mitarbeiter in den Bereichen Betrieb, Technik und Wartung war ebenfalls schwierig. Ein Großteil der Arbeit an der Produktionslinie und die Datenerfassung erfolgten manuell. Dabei existierten unterschiedliche Ansätze.

Um einige dieser Herausforderungen in mehreren Werken zu lösen, implementierte das Carlisle-Team ein eigenständiges statistisches Prozesskontrollsystem (Statistical Process Control, SPC) – eine Methode der Qualitätskontrolle, die statistische Methoden zur Überwachung und Steuerung eines Prozesses einsetzt und dazu beiträgt, dass der Prozess effizient arbeitet und mehr spezifikationskonforme Produkte mit weniger Ausschuss produziert.

Trotz dieser Bemühungen war es für das Carlisle-Team nicht einfach, die Anzahl der erforderlichen Sensoren und Messgeräte festzulegen und die zu überwachenden Variablen zu bestimmen. Letztendlich wurden die gewünschten Ergebnisse nicht erreicht, da die Systemintegration fehlte und ein Großteil der SPC-Software auf Prozessen zur Chargen-Fertigung basiert – und nicht auf einer kontinuierlichen Fertigung, wie sie in den Werken von Carlisle eingesetzt wird. Insgesamt bot das SPC-System nicht die zur genauen Messung der Prozessvariabilität erforderliche Flexibilität.

Carlisle war jedoch sicher, dass sich aus den Anlagen zahlreiche ungenutzte Informationen gewinnen lassen würden. Daten, die zur Verbesserung der Abläufe, zur Standardisierung von Prozessen in verschiedenen Werken, zur Erleichterung der Arbeit der Mitarbeiter in der Fertigung und zur Erhaltung der hohen Standards für die Kundenzufriedenheit genutzt werden könnten. Dem Unternehmen fehlte nur noch die passende Plattform zur Datenanalyse.

Carlisle entschied sich zur Implementierung einer statistischen Prozesskontrolle zur verbesserten Qualitätssicherung für ThingWorx

Das Team von Carlisle kannte ThingWorx als umfassende Industrial IoT-Plattform von PTC zur Analyse von Fertigungs- und Anlagenzuständen. Es war klar, dass diese Plattform nicht nur zur Verbesserung der Qualitätskontrolle beitragen, sondern auch eine wichtige Rolle bei den allgemeinen Bemühungen um die digitale Transformation spielen konnte. Zunächst arbeitete Carlisle gemeinsam mit PTC an einem Pilotprojekt für ThingWorx, mit dem Ziel der Beseitigung von Qualitätsproblemen im Einsatz.

Das Unternehmen begann mit der Installation von ThingWorx in der größten Fertigungslinie für Polyisocyanurat-Dämmstoffe. In Zusammenarbeit mit PTC wurde ein großer Fertigungsdatensatz analysiert. So konnte ermittelt werden, welche wichtigen Attribute in der Fertigung genauer überprüft werden sollten. Mit diesen Erkenntnissen nutzte das Team ThingWorx zur Entwicklung neuer SPC-Analysen. So wurden Bedingungen außerhalb der Kontrollgrenzwerte identifiziert, die während des Fertigungsprozesses auftreten können.

Gemeinsam mit den Mitarbeitern ermittelte Carlisle, welche Herausforderungen auftraten und wie diese über Daten proaktiv erkannt werden konnten. Der Input der Mitarbeiter war dabei entscheidend, da ihre Erfahrung zur Entwicklung einer Lösung genutzt werden konnte.

Das Unternehmen entwickelte Prototypen von Dashboards, die den Mitarbeitern mit Echtzeitdaten sowie minutengenauen Vorhersagen und Warnungen zu bevorstehenden Qualitätsproblemen und entsprechenden Risikofaktoren einen Überblick über die Produktion gaben. Die Mitarbeiter konnten diese Informationen schnell erfassen und ihr Fachwissen nutzen, um Parameter wie die Geschwindigkeit, die Temperatur, die Dicke und den Druck für die Produktionslinien anzupassen.

Die Effekte waren unmittelbar spürbar. „Die SPC-Lösung ermöglichte uns eine aussagekräftigere Analyse der Daten“, sagt Tim Wickard, Director of Quality Services bei Carlisle. „Wir begannen mit der Analyse von Hunderten von Parametern, beschränkten uns dann auf ein paar Dutzend und reduzierten die Anzahl letztendlich auf ein paar Schlüsselparameter. Wir haben die Daten immer weiter eingegrenzt, um einen eindeutigen Bezug zur tatsächlichen Problematik herzustellen“, erklärt er. „Ohne diese Lösung wären die entscheidenden Faktoren noch lange Zeit unbemerkt geblieben.“

Eine leistungsstarke Kombination aus Erfahrung und Produktionsanalyse

Ein Faktor hat den Erfolg von Carlisle bei der digitalen Transformation seiner Produktionslinien maßgeblich mitgeprägt: die Intuition der Mitarbeiter an den Produktionslinien. Die Mitarbeiter von Carlisle sind immer direkt in das Geschehen involviert.

Vor ThingWorx und SPC verließen sich die Mitarbeiter bei der Erkennung von Produktionsproblemen auf ihr jahrelang erworbenes Wissen und ihre Erfahrung. „Diese Erfahrung wird zwar nie unwichtig werden, aber die Ergänzung durch digitale Technologie gibt den Mitarbeitern Werkzeuge an die Hand, die ihre Arbeit ein wenig einfacher gestalten“, erklärt Wickard. „Es ist entscheidend, dass wir den Mitarbeitern zuhören, denn sie sind am nächsten an der Quelle“, sagt er. „Wir können ihre Erfahrung mit den Modellen, der Analyse und der Datenverarbeitung verknüpfen. Meiner Erfahrung nach ist die Fähigkeit zur Beobachtung extrem wichtig. Unsere Mitarbeiter sind in dieser Hinsicht exzellent.“

Wickard erklärt, dass sich die ganze Lösung darum dreht, diese Fähigkeiten zu nutzen und sie auf die Analysen anzuwenden, um die optimale Lösung zu finden. „Wir fragen uns 'Wie können wir den nächsten Tag erfolgreicher gestalten?' Die Mitarbeiter tragen zu unglaublichen Fortschritten bei. Daher ist dieser Punkt für uns sehr wichtig.“

Carlisle reduziert die variablen Produktionsbedingungen drastisch und plant eine weitere Expansion

Mithilfe der Daten von ThingWorx konnte Carlisle Herausforderungen in der Produktion viel genauer identifizieren als zuvor. Zuvor konnte man sich nur auf kleine Stichproben verlassen, die manuell durgeführt wurden und Indikatoren nur verzögert darstellten. SPC-Analysen halfen dabei, die Prozessparameter zu identifizieren, die zu den Produktionsabweichungen beitrugen, was die Möglichkeiten zur sofortigen Anpassung in der Produktion verbesserte.

„Wir haben gezeigt, dass wir mit der richtigen Technologie unsere Margen erhöhen und gleichzeitig die höchsten Qualitätsstandards für unsere Produkte sicherstellen können.“

Tim Wickard,
Director of Quality Services,<br/ > Carlisle Construction Materials

Die Identifizierung und Reduzierung der Herausforderungen in der Produktion haben dem Unternehmen außerdem bei der Umsetzung weiterer Einsparungen geholfen. „Selbst wenn es nur ein paar Cent sind, ist die Senkung der Produktionskosten für die Bereitstellung von hochintegrierten Produkten an unsere Kunden entscheidend“, sagt Wickard. „Wir haben gezeigt, dass wir mit der richtigen Technologie unsere Margen erhöhen und gleichzeitig die höchsten Qualitätsstandards für unsere Produkte sicherstellen können.“

Carlisle setzt ThingWorx und seine SPC-Analysen nur an einem Produktionsstandort ein. Das Unternehmen plant jedoch, ThingWorx über mehrere Standorte hinweg zu skalieren und schließlich sein altes SPC-System zu ersetzen. Die Skalierung der Technologie über mehrere Standorte hinweg bietet den zusätzlichen Vorteil des Wissenstransfers: Wenn mehr Mitarbeiter zu neuartigen Technologien geschult werden, kann die Gesamtproduktivität und Arbeitseffizienz im gesamten Unternehmen gesteigert werden. Durch die Kontextualisierung der Prozessdaten aus den Fertigungssystemen, die Anreicherung mit Statistiken und die Validierung durch die Mitarbeiter in der Produktion ist Carlisle in der Lage, weitergehende Informationen aus den Daten zu gewinnen. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Vorhersage und Optimierung.

Die Partnerschaft mit PTC ist für Carlisle von großem Wert, da das Unternehmen die digitale Transformation der Betriebsabläufe in allen Werken vorantreibt. Im Rahmen der neuen Investitionen in Vuforia AR Technologie für Mitarbeiterschulungen und Sicherheitsbereiche freut sich Carlisle darauf, gemeinsam mit PTC neue Technologielösungen zu erproben.