Ob Brot oder Kekse, das Backen einer köstlichen Leckerei bedarf präziser Schritte. Alles muss zur richtigen Zeit, in der richtigen Reihenfolge, mit den richtigen Zutaten und bei den richtigen Temperaturen erfolgen. Sonst wird das Resultat kein Geschmackserlebnis. Nun stellen Sie sich diesen Prozess im industriellen Maßstab vor – die Koordination von ganzen Produktionsstätten und Tausenden von Menschen, die effizient Millionen von Backwaren herstellen.
The Griffin's Food Company ist ständig auf der Suche nach Möglichkeiten zur Optimierung der Prozesse
The Griffin's Food Company mit Hauptsitz in Auckland, Neuseeland, ist einer der größten Hersteller von abgepackten Lebensmitteln in Neuseeland. In über 150 Jahren hat sich das Unternehmen mit einigen der beliebtesten Kekse und Snacks Neuseelands zu einer Marke mit hohem Wiedererkennungswert entwickelt. Es betreibt zwei Produktionsstätten in South Auckland; die erste stellt hauptsächlich Kekse und Cracker her, die zweite produziert abgepackte, herzhafte Snacks wie Chips und Müsliriegel.
Griffin's ist stolz auf das Unternehmen und sucht ständig nach Möglichkeiten zur Optimierung der Abläufe. Wie alle Lebensmittelhersteller arbeitet auch Griffin's mit hauchdünnen Margen in einem harten Wettbewerbsumfeld. Um seine Position als Branchenführer zu halten, sucht das Unternehmen ständig nach Möglichkeiten zur Beschleunigung der Produktion und zur Verbesserung des Geschäftsergebnisses, ohne dabei seine hohen Qualitätsstandards zu vernachlässigen. Um die Prozesse seiner Kernkompetenz – das Backen leckerer Köstlichkeiten für Neuseeländer – zu optimieren, setzte das Unternehmen auf Industrie-4.0-Technologie.
2020 verfolgte Griffin's zunächst das Ziel, an seinen Produktionsstätten papierlos zu arbeiten. Diese Vision entwickelte sich jedoch schnell weiter.
An sämtlichen Produktionslinien von Griffin's wurden viele Vorgänge manuell über Papier durchgeführt: Qualitätsprüfungen, Sicherheitsprüfungen, Rezepte, Rezeptänderungen und Berichte. Als Hersteller von abgepackten Lebensmitteln muss das Unternehmen strenge Vorschriften einhalten, die ein umfangreiches Prüfprotokoll erfordern.
Diese papierbasierten Prozesse verlangsamten die Abläufe und schufen Raum für menschliche Fehler. Gelegentlich führten sie zu Ausfällen und Leistungsproblemen, die als „zu gering“ erachtet wurden, um sie zu melden. Die manuelle Berichterstattung verzögerte die Leistungsinformationen und die Berichterstattung so sehr, dass kritische Anpassungen manchmal erst am nächsten Tag vorgenommen werden konnten. Die Entwicklung eines digitalen Ansatzes für die papierbasierten Prozesse war ein offensichtlicher Ansatzpunkt für die Industrie-4.0-Initiativen von Griffin's.
Mit Unterstützung von Peter Richardson, dem Director of Operations and Supply Chain bei Griffin's, hat sich das Team für kontinuierliche Verbesserung unter der Leitung von Vaibhav Tanksale, Head of Capital Investment and Continuous Improvement, Ramy Ragab, Electrical and Automation Projects Manager, und Neil Broekhoven, Process Improvement Manager, der Umsetzung von Industrie 4.0 verschrieben. Es erkannte schnell, dass es nicht nur darum ging, papierlos zu arbeiten. Vielmehr sahen sie eine noch größere Chance für die digitale Transformation. Sie schlugen vor, die Produktionslinien durch die Anbindung von Maschinen zu digitalisieren, um wichtige Leistungsdaten zu erfassen und in einer einheitlichen Ansicht darzustellen. Dies würde die Tür für leistungsstarke Analysen und Verbesserungen an allen Produktionsstätten öffnen. Der Ansatz des Teams war es, klein anzufangen, eine klare Vision zu verfolgen und diese schnell zu skalieren – und sich so für eine umfassendere digitale Transformation zu rüsten.
Das Team von Tanksale begann mit der Erstellung eines Business Case. Die Vision war, Operatoren und Manager mit Bildschirmen und Tablets für die Ausgabe von bislang papierbasierten Informationen auszustatten, sodass die Fabrikarbeiter über die Echtzeit-Daten verfügten, die sie für eine schnellere Entscheidungsfindung in der Produktion benötigten. Man ging jedoch noch einen Schritt weiter und plante, den Operatoren und Managern alle benötigten Informationen über alle Produktionslinien hinweg in Echtzeit anzuzeigen.
Die Informationen zur Produktionsleistung eröffnen bedeutende Möglichkeiten rund um Durchsatz, Qualität und Effizienz. Kekse sind beispielsweise schwierig herzustellen. Geringfügige Änderungen der Luftfeuchtigkeit und Temperatur können unnötigen Ausschuss verursachen. Mit Echtzeit-Daten zu Gewicht, Temperatur, Feuchtigkeit und Zutaten des Teigs können Teams schnell feststellen, ob der Teig den Qualitätsstandards entspricht oder entsorgt werden muss. Operatoren sind in der Lage, den Durchsatz besser zu verstehen und zu verbessern, wenn sie mehr Einblick in den Zustand der Anlagen, die operative Effizienz und ungeplante Ausfallzeiten haben. Mit Informationen zu dem, was funktioniert und was nicht, können Manager schnellere und fundiertere Entscheidungen bezüglich der Effizienz treffen.
„Der erste Schritt auf diesem Weg ist die Anbindung der gesamten Produktionsstätte an das Netzwerk und die Zusammenführung unserer kompletten Daten an einem Ort. PTC hat uns einen einfachen Zugang zu unseren SPSen und Controllern in der Fabrikhalle ermöglicht.“
Ramy Ragab
Electrical and Automation Projects Manager
Griffin's hat gemeinsam mit PTC eine flexible IoT-Lösung implementiert, die für mehr Konnektivität und Transparenz sorgt.
Nachdem ein klarer Business Case erstellt worden war, machte sich das Team für kontinuierliche Verbesserungen auf die Suche nach einer Lösung zur Realisierung der Vision. Das Team identifizierte die ThingWorx Industrial IoT-Plattform von PTC als die richtige Lösung für das Industrie-4.0-Projekt und begann gemeinsam mit PTC mit der Implementierung für die Produktionslinien.
Griffin's entschied sich aus mehreren Gründen für ThingWorx als IoT-Lösung. Der erste Grund war die schnelle Implementierung und die einfache Bedienung. Selbst mit einem kleinen Team konnte die Lösung innerhalb von Wochen statt Monaten implementiert werden. Dies ermöglichte einen raschen Nachweis des Mehrwerts. Noch wichtiger war, dass sich Ragab und das Team für kontinuierliche Verbesserung alle für die Implementierung von ThingWorx notwendigen Kompetenzen nach und nach selbst aneignen konnten.
Ein weiterer Grund waren die Flexibilität und Konnektivität, die ThingWorx ermöglicht. Mit ThingWorx konnte Griffin's die Lösung mit einer Vielzahl von SPSen und Legacy-Maschinen in einer einzigen, konsolidierten Sicht anbinden. „Der erste Schritt auf diesem Weg ist die Anbindung der gesamten Produktionsstätte an das Netzwerk und die Zusammenführung unserer kompletten Daten an einem Ort. PTC ermöglichte uns einen einfachen Zugriff auf unsere SPSen und Controller in der Fabrikhalle“, so Ragab.
Das Team begann klein und wies schnell den Mehrwert der Lösung nach
Griffin's begann mit der Digitalisierung einer einzigen Maschine. Ragab vernetzte ThingWorx Manufacturing Apps mit der SPS eines Schokoladenmischers. Als Katalysator für das Projekt nutzte das Team die Fähigkeit von Manufacturing Apps, unterschiedliche Fabrikmaschinen in einer ganzheitlichen Echtzeit-Übersicht von Produktionsstatus und Wartungsproblemen zu vernetzen. Das Team konnte in kurzer Zeit eine maßgeschneiderte Lösung implementieren, mit der genau sichtbar war, was die Maschine tat, wann sie lief, welches Rezept verwendet wurde und wie viel Material im Laufe der Zeit verbraucht wurde. Der Wechsel von papierbasierten Berichten zu detaillierten Daten in Echtzeit war dramatisch.
Die Transparenz, die Ragab nachwies, überzeugte Operatoren und Geschäftsleitung gleichermaßen. Die Geschäftsleitung unterstützte die weitere Ausdehnung des Projekts, um größtmöglichen Nutzen daraus zu ziehen. Durch einen kleinen Einstieg und den Nachweis der Qualitäts-, Effizienz- und Durchsatzverbesserung durch die Überwachung der Maschinenleistung sowie die Etablierung eines erfolgreichen Implementierungsprozesses konnte das Team die Initiative schnell auf ganze Produktionslinien ausweiten.
Beim Thema Industrie 4.0 geht es darum, die Menschen und die Unternehmenskultur zu verändern. Ein entscheidender Schritt in diesem Prozess besteht darin, die Unterstützung der Führungskräfte und der Mitarbeiter in der Fabrik zu erhalten. Mit dem Nachweis des Nutzens ihres Proof-of-Concepts schufen Ragab und das Team für kontinuierliche Verbesserung die Voraussetzungen für einen bedeutenden kulturellen und operativen Wandel.
Nach dem anfänglichen Erfolg begann Griffin's, die Initiative zu skalieren
Innerhalb weniger Monate skalierte Griffin's aufbauend auf der anfänglichen Manufacturing Apps-Initiative die ThingWorx IoT-Plattform auf drei vollständige Produktionslinien. Für die restlichen vier ist die Implementierung geplant. Ragab entwickelte ein zentrales Dashboard, das Fabrikarbeitern, Operatoren und Managern den Zugriff auf Produktionsdaten ermöglicht.
Da die Produktionslinien so lang sind, haben die Teams normalerweise keinen Einblick in das, was am anderen Ende der Bäckerei passiert. Um dies zu vermeiden, hat das Team für kontinuierliche Verbesserung Monitore entlang der einzelnen Produktionslinien aufgestellt, sodass die Mitarbeiter in der Bäckerei die Produktionsdaten in Echtzeit sehen können.
So wissen sie, was an anderen Stellen passiert, und verstehen besser, wie viel Zeit sie haben, um sich auf das neue Produkt in der Produktionslinie vorzubereiten. Letztlich können die operativen Teams die Daten nutzen, um die Produktionsleistung und den Durchsatz zu verfolgen.
Mithilfe der Tablets verfolgen die Operatoren alle Stopps, einschließlich Mikrostopps, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen. Wenn es einen Stopp an der Produktionslinie gibt, wird der Mitarbeiter automatisch aufgefordert, den Grund für die Unterbrechung einzugeben. Stopps müssen als mechanisches Problem, Qualitätsproblem oder Produktproblem kategorisiert werden. Die Produktionslinie kann erst dann wieder anfahren, wenn die Informationen eingegeben wurden. Produktionslinien-Manager erhalten außerdem einen kompletten Überblick, wo und warum die Produktionslinien stoppen. So können sie schnelle Entscheidungen als Reaktion auf Stopps treffen oder Probleme eskalieren, falls erforderlich.
Qualitäts-Teams nutzen die Tablets, um wichtige Metriken wie Gewicht, Temperatur und Feuchtigkeit zu verfolgen, und können so schnell Qualitätsprüfungen für die Rezeptur durchführen. Wenn bei der Qualitätsprüfung etwas schiefgeht, können die Teams eine Rückschau durchführen und die Rezepte untersuchen, um zu sehen, wie die Zutaten verwendet wurden. Durch die kontinuierliche Prüfung und Qualitätsverfolgung sparen die Teams Zeit und Material, indem sie Lebensmittel früher als Ausschuss kennzeichnen und verhindern, dass Qualitätsprobleme die Kunden erreichen.
Manager können auf all diese Informationen auf ihren Desktop-Computern zugreifen. Mit einem besseren Einblick in Durchsatz, Leistung und Qualität können sie schnell Unterstützung für Teams mobilisieren oder Prozesse anpassen, um die Effizienz zu verbessern. „Wir haben drei Bildschirme in der Fabrikhalle. Alle Operatoren nutzen sie. Ich habe vier Bildschirme, auf denen die Manager sehen können, was vor sich geht. Alle haben positiv auf die bessere Sichtbarkeit reagiert – sie können ihre Arbeit besser und effizienter erledigen“, sagt Ragab.
„Man kann sehen, dass die Operatoren mehr Teig und Schokolade durch die Produktionslinien schicken. Die Überwachung läuft seit zwei bis drei Monaten. Man kann die Verbesserungen sehen.“
Ramy Ragab
Electrical and Automation Projects Manager
Griffin's hat sich erfolgreich für zukünftiges Wachstum und digitale Transformation aufgestellt
Die Bemühungen des Teams für kontinuierliche Verbesserung zur Einführung einer Industrie-4.0-Lösung – und zur Verbesserung von Qualität, Effizienz und Durchsatz – waren ein klarer Erfolg. Es hat seinen Business Case etabliert, den Stakeholdern schnell den Mehrwert aufgezeigt und den IoT-Anwendungsfall auf eine Weise skaliert, die für das Unternehmen sinnvoll war.
Die Zeit bis zur Amortisierung war kurz. Die Vorteile der verbesserten Sichtbarkeit sind bereits jetzt klar erkennbar. Durchsatz und Effizienz haben sich erhöht. „Es motiviert die Operatoren, ihre Ziele zu erreichen. Sie können sehen, dass sie mehr Teig und Schokolade durch die Produktionslinien schicken. Die Überwachung läuft seit zwei bis drei Monaten. Man kann die Verbesserungen sehen. Die Produktionslinien werden schneller“, meint Ragab.
Der Weg war nicht immer linear. Griffin's realisierte auf diesem Weg unerwartete Mehrwerte. Zum Beispiel hat die Initiative zu einer verstärkten Kommunikation zwischen den Abteilungen geführt. Indem sie sich selbst und andere fragen, wie sie die Leistung verbessern können, haben die Teams ihre Produktivität und Effizienz gesteigert. „Das Gute an diesen Systemen ist, dass die Leute anfangen, sich zu fragen, wie sie sich verbessern können“, so Ragab. „Die Leute fangen an, miteinander zu interagieren, sich gegenseitig Fragen zu stellen und die Live-Daten zu hinterfragen.“
Griffin's plant bereits, seinen Anwendungsfall über die Leistung der Produktionslinie hinaus zu erweitern. Um das Wartungs-Team bei der Verbesserung der Betriebszeit zu unterstützen, werden Initiativen zur Überwachung der Effizienz bestimmter Maschinen sowie der Leistung und des Zustands aller Anlagen geprüft. Laut Ragab erstellt sein Team eine standardisierte Ansicht für jede Fabrik, die Produktions-, Qualitäts-, Wartungsdaten usw. anzeigt und allen Benutzern Einblick in sämtliche relevanten Informationen gibt.
Über die Sichtbarkeit und Leistung hinaus stellt sich Griffin's für die Zukunft vor, dass die Teams die direkte Kontrolle über Aspekte der Produktion haben. Die operativen Teams sollen die Kontrolle über die Öfen erhalten, um Parameter basierend auf Temperatur, Feuchtigkeit und Farbe des Teigs anzupassen. Dies würde die Notwendigkeit beseitigen, Anpassungen manuell vorzunehmen, und Fehler wie verbrannten Teig reduzieren. Wenn man den Produktentwicklern Informationen und Kontrolle über die Rezepte gibt, können sie die Verwendung der Zutaten für jedes Rezept nachverfolgen und auswerten sowie die Operatoren auf Änderungen in den Rezepten oder neue Rezepte hinweisen. Auf diese Weise können Produktentwickler die Qualität und Konsistenz ihrer Backwaren verbessern und Ausschuss reduzieren.
„Ich sehe Verbesserungen und Veränderungen“, erklärt Ragab. „Wir haben noch einiges tun, aber wir gehen in die richtige Richtung.“
Um die digitale Transformation umzusetzen, war bei Griffin's weder viel Mut noch ein großes Risiko erforderlich – die richtige Strategie reichte aus. Dank der Fokussierung auf Effektivität, Geschwindigkeit und Skalierung hat Griffin's die Voraussetzungen für eine erfolgreiche digitale Transformation geschaffen. Mit einer starken Vision, einem klaren Business Case und der Fähigkeit, Mehrwert schnell zu belegen, ist die digitale Transformation für jeden Hersteller in Reichweite.