Optimierte Ablauforganisation beschleunigt den Werkzeugwechsel

In einem Kooperationsprojekt des oberösterreichischen Kunststoff-Clusters haben sich vier Unternehmen ein Jahr intensiv mit dem Thema Rüsten beim Spritzgießen auseinandergesetzt und Erfahrungen ausgetauscht. Im Fokus des Projekts stand die Verbesserung der Ablauforganisation.

Das beeindruckende Ergebnis: Allein durch Verbesserung der internen Logistik gelang es, die Rüstzeiten im Vergleich zur Ausgangssituation um 20 bis 50% zu verringern – abhängig von der Schließkraftklasse der Maschinen.

Das Projektziel war die Verbesserung von logistischen und organisatorischen Vorgängen bei der Produktionsumrüstung von Spritzgießmaschinen. Alle Maßnahmen sollten auf Basis des gegebenen technischen Ausrüstungsstatus der Maschinen erarbeitet werden.

Analysiert wurde der konventionelle, manuell abgewickelte Rüstvorgang ohne Automatisierungsmodule. Maßnahmen zur Automatisierung des Werkzeugwechselvorganges waren nicht Inhalt des Projekts. Die konkreten Ziele waren:

-Durch Rationalisierung der Ablaufplanung sollte eine Effizienzsteigerung im Spritzgießbetrieb erzielt werden. Dazu war eine Verkürzung der Auftragsdurchlaufzeiten sowie der Maschinenstillstandszeiten zu erreichen. Um durchschnittlich 20% der Maschinenstillstandszeiten einzusparen, mussten die Rüstvorgänge verkürzt werden.

-Ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP) war in den Spritzgießabteilungen der Projektpartner zu etablieren.

Anstöße zur Verbesserung beim Spritzgießen durch Erfahrungsaustausch

Die vier Projektpartner – Banner Kunststoffwerk GmbH in Linz, Camo Formen- und Werkzeugbau GmbH in Schwandenstadt, EKB Elektro- und Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H. in Braunau und Moeller Gebäudeautomation in Schrems – wollten eine wesentliche Verringerung der Rüstzeit in ihrem Betrieb erreichen. Sehr viele Unternehmen beschäftigen sich mit dem Thema Rüstzeitverkürzung, jedoch ausschließlich aus ihrer eigenen, speziellen Sichtweise.

Auch die Projektteilnehmer hatten sich bereits früher firmenintern mit dieser Thematik beschäftigt – und auch Teilerfolge erzielt. Für weitere Verbesserungen waren aber neue Anstöße notwendig. In diesem Projekt hatten die Teilnehmer die bisher noch nie da gewesene Möglichkeit, in gemeinsamen Workshops von anderen Unternehmen zu lernen und durch den Erfahrungsaustausch neue Erkenntnisse zu gewinnen.

Spritzgießer erfassen zunächst Ist-Situation beim Umrüsten

Auf dieser Basis wurden die Projektinhalte festgelegt und ein Zeitplan erstellt. Der erste Schritt beinhaltete das Erfassen der Ist-Situationen. So wurde der Rüstzeitaufwand für das aktuell eingesetzte Formenspektrum dokumentiert – beispielhaft für jedes Unternehmen.

Danach stand ein interner Workshop bei allen Projektpartnern an. Man erarbeitete eine Systematik zur Erfassung der Rüstvorgänge und legte Messmethoden für Einzelprozesse fest, zum Beispiel Zeit-Weg-Diagramme. In späteren gemeinsamen Workshops kam es zum Erfahrungsaustausch mit Auswertung der erfassten Daten. Daraus leitete man Verbesserungsmaßnahmen ab. Zum Schluss wurden Handbücher mit Empfehlungen zur Ablauforganisation erstellt.

Die Arbeit im Projekt zeigte allen Projektpartnern, wie sie künftig den Rüstprozess schneller und vor allem effektiver durchführen können, wenn zwei Mitarbeiter statt nur einem umrüsten. Beim Zwei-Mann-Rüsten lassen sich die Aufgaben verteilen, sodass Laufwege eingespart werden und die Zeit des Rüstprozesses verringert wird. Außerdem kann sich der Maschineneinsteller mehr um den optimalen Prozessablauf und die Qualität kümmern.

Standardisierter Ablauf beim Rüsten steigert Effizienz deutlich

Eine wichtige Erkenntnis war die besondere Bedeutung der Festlegung des Rüstablaufs. Ohne standardisierten Rüstablauf legt jeder Mitarbeiter diesen individuell fest und verbessert den Prozess ständig. Wenn alle Mitarbeiter einen einzigen Standard immer wieder verbessern und trainieren, ist dies wesentlich effizienter.

Auch auf die optimale Vorbereitung des Rüstprozesses wird künftig mehr Augenmerk gelegt. So werden nun Rüstaufgaben, die man früher bei Maschinenstillstand erledigte, bereits im Vorfeld durchgeführt. Das interne Rüsten wurde damit in einen externen Prozess umgewandelt.

Der Erfahrungsaustausch und die Workshops vor Ort bei den Projektpartnern brachten wesentliche Impulse für Verbesserungen. Die einhellige Meinung der Projektpartner: Alleine wäre das Ergebnis nicht erreicht worden. Jedes Unternehmen hatte intern einen eigenen, traditionell etablierten Ablauf, der erst im Rahmen des Projekts nach Verbesserungsmöglichkeiten hinterfragt wurde.

Deutliche Verbesserungen bei allen vier Projektpartnern

Alleine die Dokumentation der eigenen Vorgehensweise und der Abgleich mit den anderen Unternehmen führten zu einem Überdenken der jeweils eigenen Prozesse und zur Einführung von einheitlichen Prozessen, die in internen Handbüchern festgehalten wurden. Die intensive Einbeziehung der Mitarbeiter brachte einen Innovationsschub und wirkte sich positiv auf die Einführung des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses aus.

In der Spritzgießabteilung von Banner Kunststoffwerk wurde die Produktionsumrüstung auf einer mittelgroßen Spritzgießmaschine mit einer Schließkraft von 3500 kN analysiert. Anfangs war ein Mitarbeiter für die Maschinenumrüstung vorgesehen. Er benötigte 186 min, um die Maschine auf die Produktion mit der Spritzgießform für eine Leuchtklappe umzurüsten.

Einsatz von zwei Mitarbeitern verkürzt Maschinenstillstandzeit um 52%

Nach Analyse der Zeit-Weg-Diagramme wurde entschieden, den Arbeitsumfang auf zwei Mitarbeiter aufzuteilen, die die gleiche Aufgabe unter realen Produktionsbedingungen in 90 min erledigen konnten. Das Ergebnis ist eine Verkürzung der Maschinenstillstandszeit um 52% – mit der Folge, dass nun kleinere Lose wirtschaftlich „gefahren“ werden können, obwohl der Arbeitsaufwand nicht weniger wurde. Zusätzliches Einsparungspotenzial von bis zu 30% wird durch Vorrüsten der Spritzgießform außerhalb der Maschine erwartet.

Bei Camo wurde im Rahmen des Workshops der Umrüstvorgang exemplarisch an einer Spritzgießmaschine mit 1800 kN Schließkraft erfasst. Die Zeit für den Wechsel von Spritzgießform, Handlinggreifer, Förderband, Mühle und Kunststoff wurde durch eine eingehende Ablaufanalyse und nachfolgende Optimierung bei gleichem Arbeitsablauf um 30% reduziert.

Dabei profitierte man sehr vom Erfahrungsaustausch, denn üblicherweise hat man nie die Möglichkeit, dass so viele Spezialisten den eigenen Umrüstprozess beobachten und Vorschläge zur Verbesserung einbringen. Infolge des Projekts wurde bei Camo das Zwei-Mann-Rüsten als Standard definiert.

Große Spritzgießmaschine deutlich effizienter eingesetzt

Bei der EKB Elektro- und Kunststofftechnik – einem Tochterunternehmen der Dräxlmaier Group – wurde in der Produktion das Rüsten an der größten Spritzgießmaschine analysiert. Zum Einsatz kam eine Großmaschine mit 6000 kN Schließkraft. Aufgrund der günstigen technischen Voraussetzungen der Spritzgießform benötigte ein Mitarbeiter dort trotz der gegebenen Formengröße lediglich 90 min für den Umrüstprozess und legte dabei 1500 m Wegstrecke zurück.

Durch den Einsatz von zwei Mitarbeitern beziehungsweise durch externes Vorrüsten lässt sich der Weg-Zeit-Aufwand merklich reduzieren. Das Einsparungsziel von 20% erscheint realistisch. Voraussetzung ist, dass die Mitarbeiter trainiert werden. Das Training der Mitarbeiter ist wichtig, weil schnelles Rüsten durch keine Investition so effektiv umgesetzt werden kann, wie durch das Training der Mitarbeiter.

Bei Möller wurde das Umrüsten auf einer Spritzgießmaschine mit 2000 kN Schließkraft analysiert. Als Testobjekt wurde eine technisch aufwändige Vierfach-Spritzgießform mit mehreren Kernzügen ausgewählt. Zwei Personen benötigten dafür exakt 46 min.

Allerdings zeigten die Aufzeichnungen, dass der längste Einzelprozess nicht ein Rüstvorgang war, sondern das Aufheizen des Heißkanals auf die Betriebstemperatur, die zur Verarbeitung des eingesetzten Werkstoffs erforderlich ist. Der eigentliche Rüstvorgang war nach etwa 25 min abgeschlossen und könnte durch eine Wegoptimierung um bis zu 20% reduziert werden.

Mag. Doris Bernögger ist Projektmanagerin im Kunststoff-Cluster der Clusterland Oberösterreich GmbH, A-4020 Linz.