Vollständige Datenbeziehungen von Ariane bis Zeppelin

Die Bedeutung von Manufacturing Execution Systemen in der Luft- und Raumfahrt

Autor: Andreas Kirsch, Geschäftsführer Carl ZEISS MES Solutions GmbH

 

Wenn es um Lufttüchtigkeit und Personensicherheit geht, müssen Unternehmen in der Luft- und Raumfahrt sehr hohe gesetzliche Auflagen erfüllen. Diese spiegeln sich nicht nur in den wertschöpfenden Prozessen wider. Sie schlagen sich auch auf den Umgang mit den eingesetzten IT-Systemen nieder. So verlangt etwa die gesetzliche Nachweispflicht, Produkt- und Prozessdaten über viele Jahre hinweg detailliert zu dokumentieren und zu archivieren. Hinzu kommen strenge Richtlinien hinsichtlich Rückverfolgbarkeit und Maßnahmen-Management sowie in punkto Freigabeverfahren und Berechtigungskonzepte.

 

Dank einer integrierten Datenbasis bildet das Manufacturing Execution System ZEISS GUARDUS diese Anforderungen in allen Bereichen des Qualitäts- und Produktions-Managements vollständig ab – von den Vorgaben nach DIN EN 9100, der Federal Aviation Administration bis hin zur European Aviation Safety Agency Part 21G (Produktion) und Part 145 (Instandhaltung). Für eine nahtlose Rückverfolgbarkeit stellt das MES die relevanten Produkt- und Prozessdaten entlang des Materialflusses auf Knopfdruck bereit. Mittels Top-Down- und Bottom-Up-Recherchen lässt sich nicht nur die Verkettung von Materialen und Produkten detailliert aufzeigen. Auch die zugehörigen Messwerte, Prüfungen und Freigaben sowie Lieferantenmaterialien werden exakt abgebildet. Ein weiterer Vorteil: Die notwendigen Auslieferungs-Zertifikate (etwa FORM ONE) und Werksprüfzeugnisse werden automatisch erstellt. Das Maßnahmen-Management ZEISS GUARDUS verwaltet, steuert und überwacht zudem alle eingeleiteten Aktionen; der Status und die Wirksamkeit der einzelnen Aktivitäten können zu jedem Zeitpunkt in Echtzeit abgerufen werden.

 

Auf dem Weg zur Produktelebensakte

Hinter dem Stichwort “Produktlebensakte” schlummert eine anspruchsvolle Aufgabe. Alles dreht sich um das Thema der 100-Prozent-Rückverfolgung. Sämtliche qualitäts- und produktionsrelevanten Daten und deren Änderungen sollen im Rahmen der Traceability gesetzeskonform protokolliert werden. Dies gilt sowohl für Prozessdaten (z.B. Mess- und Fehlerwerte) als auch bei Informationen, die im laufenden Betrieb entstehen (z.B. Arbeitsanweisungen, Prüf- und Produktionsvorgaben, Parameter, Meldequittungen sowie Freigaben sowie Statusänderungen zu einem Bauteil oder einer Charge). Doch warum der ganze Aufwand? Die Antwort: Mehr Transparenz und Sicherheit für alle Marktteilnehmer. Basierend auf einer lückenlosen Dokumentation der eingesetzten Rohstoffe, Zukaufteile sowie Produktions-, Prüf- und Messmittel lässt sich ihre Verwendung bis ins Detail rückverfolgen – was bei einer Rückrufaktion oder einem Personenschaden von essenzieller Bedeutung ist.

 

Damit alle Produkt- und Prozessinformationen entlang des Materialflusses in eine Produktlebensakte einfließen können, bedarf es eines MES, das durch seinen horizontalen Integrationsgedanken die Gesamtinformation zur Verfügung stellt. Dazu gehört sowohl die Verbuchung der verbrauchten Materialien in Form von eindeutigen Chargen-, Los-, Serial-, Rollen- oder Kisten-Nummern als auch die Neukennzeichnung der gefertigten Produkte mittels Etiketten, Barcodes oder RFID-Chips. Eine weitere wichtige Datenbeziehung liefern die zugehörigen Merkmale gemäß Prüfplan mit den erfassten Messwerten und attributiven Prüfungen sowie Freigaben oder Sperrungen (Verriegelung). Die Verriegelung stellt sicher, dass eine gesperrte Einheit nicht in die nächste Fertigungsstufe einfließt. Das betroffene Bauteil muss zunächst in einem Nacharbeitsprozess überarbeitet und freigegeben werden, bevor es erneut in die Weiterverwendung einfließen kann. Die Dokumentation der ausgetauschten Komponenten und Materialien wird dabei ebenfalls in der Produktlebensakte festgehalten. Zusammengefasst: Die gesamte Datenbeziehung des Verbauungsnachweises steht bei ZEISS GUARDUS in einem konsistenten Datenmodell bereit. Zu diesen Datenbeziehungen gehören Fertigungsaufträge (mit Stückliste), Prüfaufträge, Merkmale, Messwerte und attributive Prüfungen sowie durchführende Mitarbeiter (Werker, Prüfer), einfließende Chargen, Lose und/oder Serialnummern und die Warenkennzeichnung.

 

Wirtschaftlich gesehen entstehen beim Einsatz moderner MES wie ZEISS GUARDUS folgende Einsparpotentiale:

  • Die Rückverfolgbarkeit wird systematisch durchgeführt und steht elektronisch online überall zur Verfügung.
  • Top-Down- und Bottom-Up- Recherchen sind auf Knopfdruck möglich.
  • Rückrufaktionen lassen sich in wenigen Minuten auf die betroffenen Produkte einschränken, was die Schadenskosten senkt.
  • Das MES kann die Qualitätsanforderungen nach Norm einfacher erfüllen und bei Audits den Nachweis effizienter und systematischer erbringen.
  • Die Erstellung von Prüfzeugnissen lässt sich automatisieren.
  • Durch Lieferantenmaterialen bedingte Fehler können systematisch nachgewiesen werden, wodurch die gezielte Kostenbelastung an den Lieferanten möglich wird.
  • Unterstützung im Kundenservice: Der ZEISS GUARDUS Anwender greift bei Reklamationen direkt auf den Verbauungsnachweis zu.
  • Durch die Verriegelung wird der Schlupf von nicht freigegebenen Produkten in die Produktion verhindert, was wiederum die Fehlerquote in den Folgeprozessen senkt.
  • Alle Daten sowie deren Beziehungen stehen über zehn Jahre und länger online zur Verfügung.
  • Der gesamte Wertschöpfungsprozess wird verschlankt und beschleunigt.

 

Schutz vor Haftungsansprüchen

Eine besondere Bedeutung bekommt die Traceability im Rahmen von Sicherheitsteilen. Gerade im Marktsegment der Luft- und Raumfahrt können im Schadensfall bei einer fehlenden Rückverfolgbarkeit auch strafrechtliche Konsequenzen eintreten. Dies gilt vor allem, wenn die Einhaltung der Qualitätsstandards nicht bewiesen werden kann. Deshalb muss die papierlose Dokumentation bestimmten technischen Anforderungen Rechnung tragen. Das tief greifende Berechtigungskonzept von ZEISS GUARDUS ermöglicht etwa, dass sowohl das Aufrufen von Bildschirmmasken als auch das Ausführen von Funktionen für jeden Anwender mit individuellen Rechten versehen werden kann. Über eine integrierte Trailfunktion dokumentiert das MES jeden Systemeingriff – sei es die Manipulation von Messwerten oder Terminverschiebungen und Statusänderungen von Maßnahmen. Diese automatisierte Änderungs-Dokumentation wird flankiert von einem Release-Management, das wichtige Freigaben nach dem 2-4-6-8-Augenprinzip systematisch unterstützt. Wichtig sind darüber hinaus auch Maßnahmen zur Personen-Identifikation mittels elektronischer Signaturen. Neben biometrischen Systemen sind dabei nur Verfahren zulässig, die auf verschiedenen Identifizierungsmechanismen basieren, etwa User-ID plus Passwort.

 

Fazit: Um ein Produkt entlang der gesamten Wertschöpfungskette nahtlos zu beschreiben und alle Änderungen zu dokumentieren, ist es dringend zu empfehlen, ein zentrales MES einzusetzen. Auf diese Weise können Unternehmen den vorherrschenden Traceability-Anforderungen mithilfe einer Produktlebensakte vollständig gerecht werden.