Beste OEE-Software für die Fertigung von Industriepumpen, Ventilen und Durchflussregelungen

Die Fertigung von Industriepumpen, Armaturen und Durchflussregelungsgeräten bedient die Öl- und Gas-, Chemie-, Wasseraufbereitungs-, Energieerzeugungs- und Pharmaindustrie mit Geräten für kritische Einsätze, die strenge Leistungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllen müssen. Hersteller in diesem Sektor produzieren sowohl volumenstarke Standardkatalogprodukte (Gusseisenpumpen, Schieberventile, Kugelhähne) als auch kundenspezifisch entwickelte Ausrüstungen (Hochdruckventile, maßgeschneiderte Pumpenkonfigurationen, spezielle Durchflussregelungssysteme), die neben der üblichen Überwachung der Produktionseffizienz ein projektbasiertes Produktionsmanagement erfordern.

Präzisionszerspanung ist der dominierende Fertigungsprozess für Pumpen- und Armaturenhersteller. Gehäusebohrungen von Pumpen, Laufradprofile, Bohrungen im Armaturenkörper und Dichtflächen am Spindel-/Schaftbereich erfordern enge Maßtoleranzen und Vorgaben zur Oberflächenbeschaffenheit, die die Produktleistung und Dichtheit bestimmen.

Für Pumpen- und Armaturenteile eingesetzte CNC-Bearbeitungszentren und Drehmaschinen haben für jeden Bauteiltyp definierte Zykluszeiten, und die OEE-Überwachung der Verfügbarkeit der Bearbeitungsmaschinen, die ungeplante Stillstände nach Ausfallart neben geplanten Wartungs- und Rüstvorgängen erfasst, ist für die meisten Pumpen- und Armaturenhersteller das primäre Werkzeug zur Steuerung der Produktionseffizienz.

Die Produktvielfalt in der Pumpen- und Armaturenfertigung führt zu erheblicher Rüstkomplexität. Eine einzelne Bearbeitungszelle kann Dutzende verschiedener Bauteiltypen mit unterschiedlichen Spannvorrichtungen, Werkzeugen und Programmen fertigen. Eine OEE-Verfügbarkeitsanalyse, die Rüsthäufigkeit und -dauer nach Art des Bauteilwechsels quantifiziert, identifiziert die Rüstfolgen mit dem größten Zeitverlust und ermöglicht eine Optimierung der Produktionsplanung, die ähnliche Bauteile zusammenfasst, um die gesamte Rüstzeit über die Produktionswoche hinweg zu minimieren.

Druckprüfungen sind das entscheidende Qualitäts-Gate in der Pumpen- und Ventilfertigung. Jede Pumpe und jedes Ventil für den Prozessbetrieb muss vor der Auslieferung einen hydrostatischen Drucktest bei einem Vielfachen des Nennbetriebsdrucks bestehen, typischerweise 1,5× bis 2× des maximal zulässigen Betriebsdrucks.

Durchsatz bei Druckprüfungen und Erstdurchlaufquote sind wichtige OEE‑Qualitätskennzahlen, die die Qualität des vorgelagerten Zerspanungs‑ und Montageprozesses anzeigen. Hohe Ausfallraten bei Druckprüfungen deuten auf Maßhaltigkeits‑ oder Oberflächenprobleme bei der Bearbeitung, Montagefehler in Dichtungssystemen oder Gussfehler in druckführenden Bauteilen hin, die Korrekturmaßnahmen im Produktionsprozess erfordern.

Materialrückverfolgbarkeit ist eine Anforderung für druckführende Bauteile in sicherheitskritischen Anwendungen. Die PED (Pressure Equipment Directive) in Europa und die ASME‑B31.3‑Anforderungen für Druckrohrleitungen in Nordamerika schreiben vor, dass das Herstellmaterial druckführender Teile bis zu Werksprüfzeugnissen (Mill Test Certificates) rückverfolgbar ist, die bestätigen, dass das Material die spezifizierten chemischen und mechanischen Eigenschaften erfüllt.

OEE‑Software, die Schmelznummern und Chargeninformationen zum Zeitpunkt der Produktion erfasst, und bestimmte Materialchargen mit den aus diesem Material gefertigten Seriennummern der Endgeräte verknüpft, liefert die produktionsseitige Komponente der Rückverfolgbarkeitsdokumentation, die für die regulatorische Konformität erforderlich ist.

Inspektionen durch Dritte und Begutachtungsprüfungen fügen dem Produktionsfluss geplante Haltepunkte für Pumpen‑ und Ventilaufträge hinzu, die eine Begutachtung durch den Kunden oder einen externen Prüfer erfordern.

Eine OEE‑Verfügbarkeitsanalyse, die die Haltezeit für Begutachtungsprüfungen als eigene Kategorie geplanter Stillstände erfasst, getrennt von internen Qualitätsstopps und ungeplanten Anlagenstillständen, ermöglicht Produktionsleitern, genau zwischen inhärenter Produktionsineffizienz und durch externe Prüfanforderungen verursachten Terminunterbrechungen zu unterscheiden.

Diese Unterscheidung ist wichtig für das Management der Projektlieferung und für kommerzielle Verhandlungen mit Kunden, deren Prüfanforderungen die Produktionsplanung ungewöhnlich stark stören.

Hersteller von Pumpen und Armaturen benötigen OEE‑Software, die sowohl die standardmäßige Katalogproduktion (bei der die OEE‑Berechnung dem konventionellen Modell folgt und an definierten Produktionsraten gemessen wird) als auch die kundenspezifische Auftragsfertigung (engineered‑to‑order), bei der die OEE sinnvoller auf Arbeitsauftragsbasis gegenüber Sollstunden statt gegenüber einer festen Rate erfasst wird, abdeckt.

Plattformen, die beide Produktionsmodelle innerhalb desselben Systems unterstützen, sind für Hersteller, deren Produktmix sowohl Katalog‑ als auch kundenspezifische Ausrüstungen umfasst, besser geeignet als Plattformen, die ausschließlich für ein Produktionsmodell ausgelegt sind. Die Integration mit Steuerungen von Bearbeitungszentren und KMG‑Systemen (Koordinatenmessgerät) ist eine besonders wertvolle Funktion für die OEE in der Pumpen‑ und Armaturenfertigung.

Die Anbindung an Maschinensteuerungen liefert automatisierte Daten zu Taktzeiten und Störungen, die die OEE‑Berechnungen für Verfügbarkeit und Leistung antreiben; die Integration von KMGs erfasst Maßprüfergebnisse, die zur Qualitätskomponente der OEE beitragen und die Rückverfolgbarkeit zwischen den Bearbeitungsprozessbedingungen und den Maßhaltigkeitsergebnissen herstellen.

Für Pumpen‑ und Armaturenhersteller, die im Öl‑und‑Gassektor oder in der chemischen Verfahrenstechnik tätig sind, sind ATEX/IECEx‑ und funktionale Sicherheitsaspekte für jegliche auf dem Produktionsboden eingesetzte Hardware (HMI‑Terminals, Bediener‑Interface‑Geräte) relevant für die Spezifikation des OEE‑Systems.

Produktionsgeräte in Ex‑Zonen müssen für die jeweilige Zoneneinstufung zertifiziert sein; OEE‑Anbieter, die Hardware in Pumpen‑ und Armaturenfertigungsanlagen mit ATEX‑Bereichen bereitstellen, sollten bestätigen, dass ihre Hardwareoptionen ex‑zertifizierte Geräte umfassen oder klar die Installationsanforderungen angeben, die nicht zertifizierte Hardware außerhalb der klassifizierten Bereiche halten.