Anwenderbericht | Thought Leadership im Bereich der digitalen Transformation

Caterpillar wertet Daten zur Verbesserung kritischer Produktionsprozesse aus

Der Baumaschinenhersteller konnte dank einer schnellen IIoT-Implementierung neue Erkenntnisse gewinnen und die Prozesse in einem Komponentenwerk optimieren. Jetzt nimmt das Unternehmen diese Implementierung weltweit vor.

Frontlader auf einer Baustelle beim Schaufeln von Mineralien

Caterpillar-Baumaschinen mit dem ikonischen "CAT"-Logo sind ein Markenzeichen an Einsatzorten, die von harter Arbeit geprägt sind – von Baustellen bis hin zu rauen und abgelegenen Minen.

Die Advanced Component Manufacturing Division des Unternehmens trägt dazu bei, dass die Maschinen von Caterpillar so langlebig sind, wie es die Kunden erwarten. Die interne Fertigungsgruppe stellt Getriebe, Hydraulikkomponenten und weitere Teile für das Maschinen- und Ersatzteilgeschäft von Caterpillar her.

Erst vor Kurzem hat die Division ein Projekt in Angriff genommen, bei dem es nicht um die Entwicklung einer neuen Komponente geht, sondern um etwas weniger Greifbares: datengestützte Erkenntnisse über den Produktionsbetrieb.

Beleuchten von „Blackbox“-Operationen

Wenn auf Produktionsdaten zugegriffen werden könnte, würde dies neue Möglichkeiten für den Geschäftsbereich „Komponenten“ mit sich bringen.

Die kritischen Fertigungsprozesse des Unternehmens waren allesamt „Blackbox“-Operationen. Dies bedeutete, dass den Mitarbeitern keine Daten vorlagen, die belegten, dass der Prozess und das Produkt tatsächlich den technischen Spezifikationen entsprachen. Diese fehlenden Daten führten außerdem zu Unwirtschaftlichkeit und suboptimalen Prozessen, was letztlich in Nacharbeit und anderen nicht wertschöpfenden Kosten resultierte.

„Wir hatten zwei Ziele“, so Brent Ruth, weltweiter Leiter ACM ERP CoE, Caterpillar. „Zunächst wollten wir herausfinden, wie wir IIoT-Geräte innerhalb unserer Werksumgebung verbinden und nutzen können, um einige schnelle Erfolge zu erzielen. Und zweitens wollten wir Erkenntnisse über unsere tatsächlichen Fertigungsprozesse gewinnen und in Echtzeit verstehen, was vor sich geht, um unseren Prozess und unsere Wirtschaftlichkeit zu verbessern bzw. zu optimieren.“

Der Beginn der Reise

Ein erster Machbarkeitsnachweis wurde in den vier Wochen vor Weihnachten in kürzester Zeit erarbeitet. Das Ziel? Erfassen der SPS-Daten von Maschinen mit kritischen Einschränkungen und Präsentation dieser Daten mit grafischer Analyse für Fertigungsingenieure. Und alles mithilfe der FactoryTalk InnovationSuite, powered by PTC.

Für das Projekt stellte Ruth ein Team zusammen, das umfassende technische und betriebliche Erfahrung mit sich brachte, und griff gleichzeitig auf die Unterstützung von Rockwell Automation und PTC zurück. Die Teammitglieder kamen aus den Bereichen IT und OT, die in der Vergangenheit konkurrierende Prioritäten hatten. Doch in diesem Fall konnten sie zusammenarbeiten, weil beide die Vision des Projekts verstanden hatten und bei seiner Ausführung eingebunden waren.

"Wir formalisierten die Zusammenarbeit zwischen IT und OT durch direkte Interaktion“, erläutert Ruth. „Hierfür krempelten wir tatsächlich die Ärmel hoch und arbeiteten als ein Team zusammen – von der Verfeinerung der Strategie und der Vision im Vorfeld bis hin zur Projektausführung und bei allen Schritten dazwischen. Auf diese Weise konnten wir stabile Arbeitsgemeinschaften aufbauen.“

Um Anwendungsfälle zu generieren und zu priorisieren, verbrachte das Team Wochen vor Ort in den Werken, um deren Bereitschaft für die digitale Transformation zu beurteilen. Sie loteten ERPs aus, analysierten die Stammdaten gründlich und untersuchten die Arbeitsweise des Betriebs – sowohl im Backoffice als auch in der Fertigung. All dies half dem Team, digitale Initiativen zu entwickeln und zu priorisieren, die auf die geschäftlichen Anforderungen und Ziele abgestimmt waren.

„In dieser Anfangsphase haben wir uns viel Zeit genommen, um unsere lokalen Mitarbeiter aus dem Unternehmens- und Finanzbereich in die Quantifizierung der Vorteile einzubeziehen und sicherzustellen, dass uns wirklich gute Schätzungen auf der Grundlage der Industrie vorlagen. Zudem einigten wir uns auf bestimmte Prämissen“, so Haydn Powell, Global Supply Chain Manager, Caterpillar.

Ein entscheidender Moment

Die Schaffung operativer Einblicke und der Nachweis, dass die Produktion tatsächlich den technischen Spezifikationen entsprach, war ein entscheidender Moment für den Geschäftsbereich „Komponenten“.

Dank des Zugriffs auf einen umfangreichen Datenkontext, den der Geschäftsbereich vorher nicht hatte, wurde die gesamte nicht wertschöpfende Zeit im Prozess erkannt. Somit waren die Fertigungsingenieure in der Lage, den Prozess schnell zu verbessern bzw. zu optimieren. Und zwar so schnell, dass sie bereits am ersten Tag die Gesamtprozesszeit um über 5 % reduzieren konnten.

Mehrere hunderttausend Dollar an Kosten wurden auch dadurch eingespart, dass das Werk keine zusätzlichen Ressourcen oder Schichten mehr benötigte. Schließlich war die Kapazität vorhanden – die Abteilung benötigte nur die Daten, um dies zu beweisen.

Inzwischen war klar, dass dieser frühe Erfolg erst der Anfang war. Der Projektumfang wurde über die kritischen Maschinen hinaus auf den übrigen Teil des Werks und weitere Anlagen im In- und Ausland ausgeweitet.

„Diese Arbeit war sehr hilfreich bei der Festlegung unserer zukünftigen Ausrichtung“, so Powell. „Der anfängliche Sprint war in wenigen Wochen abgeschlossen. Und die aktuellen Maßnahmen dauern an, denn sie sind wirklich Teil einer Reise.“

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