MES für die UAV-Produktion: Montage, Qualität und Serienbuchhaltung

Die Produktion von unbemannten Luftfahrzeugen erfordert Kontrolle in jeder Phase: von der Beschaffung elektronischer Komponenten und der Montage von Einheiten bis zur Qualitätsprüfung, Seriennummernvergabe und dem Versand des fertigen Produkts.

Wenn die Produktion skaliert, reichen Excel-Buchhaltung, Papier-Arbeitspläne und separate Lager-Tabellen nicht mehr aus. Informationen über Komponenten, Produktionsabläufe und Inspektionsergebnisse bleiben in verschiedenen Quellen.

Deshalb kann selbst eine einfache Frage eine langwierige Suche erfordern:

Welche Komponenten sind in einem bestimmten UAV installiert, aus welchen Chargen stammten sie, wer hat die Montage durchgeführt und welche Inspektionen hat das fertige Produkt bestanden?

Ein MES-System (Manufacturing Execution System) hilft, dieses Problem zu lösen, indem es Produktionsabläufe, Materialien, Personal und Qualitätskontrolle in einer einzigen digitalen Umgebung verbindet.

Betrachten wir, wie MES für die UAV-Produktion funktioniert und welche Fähigkeiten ein Unternehmen benötigt, um die Rückverfolgbarkeit jedes Serienprodukts zu gewährleisten.

Was ist ein MES-System für die UAV-Produktion

MES (Manufacturing Execution System) ist ein System zur Steuerung der Ausführung von Produktionsprozessen, das die tatsächliche Ausführung der Arbeit in der Werkstatt erfasst und kontrolliert.

Für einen UAV-Hersteller hilft MES, die Produktspezifikation, den Produktionsauftrag, den Montageablauf, die verwendeten Materialien, die Qualitätskontrollergebnisse und die Seriennummer zu verbinden.

In der Praxis bietet MES:

• Erfassung von Produktionsaufträgen und -vorgängen;

• Verwaltung von Montagelinien;

• Erfassung der verwendeten Materialien und Chargen;

• Kontrolle der Arbeitsausführung;

• Registrierung von Qualitätsprüfungen;

• Serienbuchhaltung von Fertigprodukten;

• Rückverfolgbarkeit von Komponenten vom Wareneingang bis zum Versand.

Der Hauptwert von MES für einen Drohnenhersteller liegt nicht nur in der Automatisierung von Abläufen, sondern auch in der Möglichkeit, die vollständige Produktionshistorie eines spezifischen UAV wiederherzustellen.

1. Stückliste (BOM) und Spezifikationen: Woraus jedes UAV besteht

Der Produktionsprozess beginnt mit der Produktspezifikation oder BOM (Bill of Materials).

Die BOM definiert, welche Materialien, Komponenten und Baugruppen für die Herstellung des Endprodukts erforderlich sind.

Für UAVs kann die Spezifikation elektronische Platinen, Motoren, Steuerungen, Gehäuseelemente, Kabelverbindungen und andere Komponenten umfassen, abhängig vom Design.

In der Produktion ist es wichtig, nicht nur eine Teileliste zu haben, sondern zu verstehen, welche Version der Spezifikation für einen bestimmten Auftrag verwendet wird.

Zum Beispiel nimmt ein Ingenieur Änderungen am Produktdesign vor. Wenn technische Dokumentation, Lagerbuchhaltung und Produktionsplan separat geführt werden, kann ein Teil des Teams weiterhin nach der vorherigen Revision arbeiten.

Eine MES/MRP-Lösung ermöglicht die Verknüpfung von Spezifikationen, deren Revisionen und Arbeitsplänen mit Produktionsaufträgen.

In Syntech Manufacturing, einem MES/MRP-System auf der Creatio-Plattform, werden mehrstufige Spezifikationen, Arbeitspläne und Revisionsmanagement unterstützt. Dies ermöglicht die Aufrechterhaltung der Verbindung zwischen der Produktversion und ihren Fertigungsvorgängen.

2. Materialplanung und Vorbereitung für die Montage

Nachdem die Spezifikation erstellt wurde, muss festgestellt werden, ob genügend Materialien zur Erfüllung des Produktionsauftrags vorhanden sind.

Für einen UAV-Hersteller ist es wichtig, nicht nur die Gesamtmenge der Komponenten auf Lager zu berücksichtigen, sondern auch bereits für andere Aufträge reservierte Materialien, Lieferzeiten und die Verfügbarkeit von Produktionskapazitäten.

Hier sollte MES mit MRP (Material Requirements Planning) kombiniert werden, einem System zur Planung des Materialbedarfs.

MRP hilft zu bestimmen:

• welche Komponenten zur Erfüllung des Plans notwendig sind;

• wie viele Materialien verfügbar sind;

• welche Artikel fehlen;

• welche Einkäufe geplant werden müssen;

• wie Materialengpässe die Produktionsfristen beeinflussen können.

Syntech Manufacturing kombiniert MES und MRP in einer Umgebung, wodurch die Produktionsplanung mit Beschaffung, Lager und Arbeitsausführung verknüpft wird.

Dies ist besonders relevant für Unternehmen, die gleichzeitig mehrere UAV-Modelle herstellen oder mit verschiedenen Produktrevisionen arbeiten.

3. Digitaler UAV-Montageablauf

Nach der Sicherstellung der Materialien für die Produktion beginnt die Arbeitsausführung.

In dieser Phase ist der Arbeitsplan das Schlüssel dokument, das die Reihenfolge der Operationen, Arbeitsplätze, Standardzeit und Ausführungsanforderungen definiert.

In der UAV-Produktion kann der Ablauf die Komponenten vorbereiten, die Montage einzelner Einheiten, die Endmontage, Inspektionen und die Übergabe des fertigen Produkts zur Abnahme umfassen.

Ohne digitale Erfassung ist es für einen Produktionsleiter schwierig, schnell herauszufinden, in welchem Stadium sich ein bestimmter Auftrag befindet, welche Arbeiten abgeschlossen wurden und wo eine Verzögerung aufgetreten ist.

MES ermöglicht die Erfassung der Ausführung von Operationen und deren Verknüpfung mit dem Produktionsauftrag.

In Syntech Manufacturing werden zu diesem Zweck ein Bedienerarbeitsplatz, Schichtzuweisungen und die Überwachung von Arbeitsplätzen bereitgestellt.

Der Mitarbeiter erhält Informationen über den Vorgang, und das System erfasst den Produktionsfakt.

Der Manager sieht den Status der Arbeitsausführung, ohne manuell Berichte aus verschiedenen Abteilungen sammeln zu müssen.

4. Qualitätskontrolle in jeder Produktionsphase

Für die UAV-Produktion ist es wichtig, die Qualität nicht nur des Endprodukts, sondern auch der Materialien und der Zwischenmontageergebnisse zu kontrollieren.

Ein Problem entsteht, wenn Inspektionsergebnisse getrennt von Produktionsaufträgen gespeichert werden.

Zum Beispiel stellte die Qualitätskontrolle eine Nichtkonformität einer Komponente fest. Wenn die Information nicht mit der Lagercharge verknüpft ist, muss das Unternehmen zusätzlich ermitteln, wo diese Komponente noch verwendet wurde.

MES ermöglicht die Organisation der Kontrolle auf drei Ebenen:

Eingangskontrolle. Prüfung von Materialien und Komponenten nach Erhalt vom Lieferanten.

Betriebliche Kontrolle. Prüfung der Ergebnisse einzelner Produktionsvorgänge.

Endkontrolle. Prüfung des fertigen Produkts vor Abnahme und Versand.

In Syntech Manufacturing sind Qualitätskriterien mit Produktionsvorgängen verknüpft. Das System unterstützt die Registrierung von Inspektionsergebnissen, Nichtkonformitäten und die Erstellung von Prüfberichten.

Materialien, die aufgrund von Qualitätsproblemen unter Quarantäne stehen, werden für die weitere Freigabe in die Produktion gesperrt.

Somit wird die Qualitätskontrolle Teil des Produktionsprozesses, nicht eine separate Phase des Dokumentenmanagements.

5. Serienbuchhaltung und Rückverfolgbarkeit des fertigen UAV

Einer der wichtigsten Prozesse in der Drohnenfertigung ist die Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit.

Rückverfolgbarkeit bedeutet die Fähigkeit, die Herkunft von Materialien, die Historie der Produktionsvorgänge und die Ergebnisse von Inspektionen eines spezifischen Produkts festzustellen.

Für ein serienmäßiges UAV müssen mehrere Fragen beantwortet werden:

• Nach welcher Spezifikationsrevision wurde das Produkt hergestellt?

• Welche Chargen von Komponenten wurden verwendet?

• Wer hat die Produktionsvorgänge durchgeführt?

• Welche Qualitätsprüfungen wurden durchgeführt?

• Wann wurde das Produkt abgenommen und versandt?

In Syntech Manufacturing sind Daten mit Chargen und Seriennummern von Fertigprodukten verknüpft.

Über die Seriennummer können Informationen über die Spezifikation, Komponenten, Produktionsvorgänge, Qualitätskontrollergebnisse und Abnahmedokumente abgerufen werden.

Das System unterstützt auch die Kennzeichnung von Serienprodukten mittels DataMatrix.

Dies ermöglicht die Verwendung der Seriennummer als Zugangspunkt zur Produktionshistorie eines spezifischen UAV.

6. Was passiert, wenn eine fehlerhafte Komponentencharge entdeckt wird

Stellen wir uns eine Produktionssituation vor.

Das Unternehmen erhielt eine Charge elektronischer Komponenten und verwendete sie zur Herstellung mehrerer UAV-Serien.

Nach Abschluss der Montage meldet der Lieferant eine potenzielle Nichtkonformität eines Teils der Lieferung.

Wenn die Komponentenbuchhaltung in separaten Tabellen geführt wird, muss das Unternehmen manuell Rechnungen, Lagerdokumente und Produktionsprotokolle abgleichen, um die Liste der Produkte zu ermitteln, die mit der problematischen Charge in Verbindung stehen könnten.

Mit konfigurierter MES-Rückverfolgbarkeit ist eine Rückwärtssuche möglich: von der Komponentencharge zu den fertigen Produkten, in denen sie verwendet wurde.

Syntech Manufacturing bietet die Suche nach Chargen und Seriennummern in beide Richtungen sowie Mechanismen zum Sperren und Zurückrufen von Produkten.

Dies hilft, das Ausmaß des Problems zu bestimmen und Daten für weitere Maßnahmen der Qualitätsabteilung vorzubereiten.

7. Wie Syntech Manufacturing die UAV-Produktion in einem System vereint

Syntech Manufacturing ist eine MES/MRP-Lösung auf der Creatio-Plattform zur Steuerung diskreter Fertigung, einschließlich der Montage von Elektronik, Ausrüstung und UAVs.

Das System verknüpft die Hauptphasen des Produktionszyklus:

Spezifikation und Revisionen → Materialplanung → Beschaffung und Lager → Produktionsvorgänge → Qualitätskontrolle → Serienbuchhaltung → Abnahme und Versand.

Im Gegensatz zu einem Prozess, bei dem Daten über Excel, ein Lagerprogramm und separate Werkstattprotokolle verteilt sind, verwendet Syntech Manufacturing eine gemeinsame Datenbank auf der Creatio-Plattform.

Für Verteidigungshersteller bietet das Produkt auch Funktionen für die Zusammenarbeit mit Regierungsaufträgen, militärischen Abnahmedokumenten und NATO-Kodifizierung.

Das System unterstützt die Bereitstellung auf der eigenen Infrastruktur des Unternehmens oder in einer privaten Cloud.

Dies ermöglicht die Organisation der Produktionsbuchhaltung in der kontrollierten IT-Umgebung des Unternehmens.

8. Wie man erkennt, dass die UAV-Produktion ein MES-System benötigt

Der Bedarf an MES wird in der Regel deutlich, wenn ein Unternehmen Produktionsvolumen, Anzahl der Aufträge und die Nomenklatur der Komponenten erhöht.

Anzeichen für den Digitalisierungsbedarf können sein:

• der Produktionsplan wird ständig manuell angepasst;

• das Lager hat keine aktuellen Informationen über die Werkstattbedürfnisse;

• Spezifikationsrevisionen werden über Dateien und Nachrichten kommuniziert;

• Qualitätsdaten werden getrennt von Aufträgen gespeichert;

• die Historie eines Serienprodukts muss aus Dokumenten wiederhergestellt werden;

• der Manager sieht den aktuellen Status der Auftragsabwicklung nicht.

Der Übergang zu MES bedeutet nicht zwangsläufig die gleichzeitige Umstrukturierung aller Prozesse.

Es ist ratsam, mit der Analyse des Produktionsablaufs, der Spezifikationsstruktur und der Anforderungen an die Serienbuchhaltung zu beginnen. Danach sollte festgelegt werden, welche Prozesse zuerst digitalisiert werden müssen.

Fazit

Für einen UAV-Hersteller geht es bei der Produktionsdigitalisierung in erster Linie um die Schaffung einer verknüpften Erfassung von Materialien, Vorgängen, Prüfungen und Fertigprodukten.

Ein MES-System hilft beim Übergang von disparaten Dokumenten zu einer einheitlichen Produktionshistorie, in der jede Seriennummer mit Daten über ihre Herstellung verknüpft ist.

Syntech Manufacturing kombiniert MES, MRP, Lagerverwaltung, Qualitätskontrolle und serielle Rückverfolgbarkeit auf der Creatio-Plattform.

Dies stattet das Unternehmen mit Tools zur Steuerung des Produktionsprozesses von der Komponentenspezifikation bis zur Abnahme und dem Versand des fertigen UAV aus.

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