Schutz vor Fehlgriffen

Menschen sind keine Roboter. Das menschliche Lern- und Leistungsvermögen ist individuell sehr unterschiedlich. Auch Konzentrationsfähigkeit und Einsatzwille unterliegen Schwankungen. Aus dieser Tatsache lässt sich eine spannende Auditfrage ableiten: Wie lässt sich an Handarbeitsplätzen eine zuverlässige Qualitätssicherung etablieren? Wie lässt sich sicher stellen, dass alle Vorgänge tatsächlich in der vorgeschriebenen Reihenfolge ablaufen?

Die Sarissa GmbH mit Sitz in Weingarten liefert eine Antwort auf diese Fragen. Mit dem Produkt LPS QualityCoach bringt das Unternehmen eine Technik auf den Markt, die vergleichbar ist mit dem GPS im Auto. Das Kürzel LPS steht dabei für Local Positioning. Die universelle, ultraschallbasierte Komplettlösung lässt sich an jedem Handarbeitsplatz einsetzen. Der Aufwand ist nach eigenen Angaben zeitlich wie monetär gering. „Mit dem LPS verschieben wir die Grenze des Machbaren in der Absicherung und Überwachung von Montage- und Fertigungsabläufen“, verspricht Sariassa-Geschäftsführer Volker Jauch. „Das System merkt sofort, wenn Arbeitsanweisungen und Montagevorschriften übersehen, vergessen oder ignoriert werden.“

Die Technik unterstützt kontinuierliche Verbesserungsprozesse nach Kaizen und Poka Yoke an Arbeitsplätzen, bei denen die richtige Reihenfolge der manuellen Tätigkeiten für eine hundertprozentige Qualität unabdingbar ist. Vermeidbare und unbeabsichtigte Fehler werden dabei auf Null reduziert. Das System überwacht jeden Handgriff im Raum mit einer Genauigkeit von einem Millimeter. Und es führt den Mitarbeiter durch visuelle und akustische Arbeitsfolgeanweisungen zuverlässig auch durch komplexe Arbeitsgänge. Dies beschleunigt insbesondere die Einarbeitung neuer Mitarbeiter und erleichtert den Einsatz von Aushilfen und Springern.

Im Prinzip funktioniert die Technik wie eine elektronische Arbeitsanweisung. Zuerst werden die richtigen Arbeitsschritte in der korrekten Abfolge eingelernt. Anschließend kann das System die Arbeitsschritte verfolgen und auf zufällige Fehler hinweisen. Bei schwerwiegenden Fehlern erzwingt das System die Ablage des betroffenen Produkts im Ausschuss. Befindet sich der Mitarbeiter in der Einarbeitungsphase, wird der Quality Coach als Trainer eingesetzt. Macht der Werker keine Fehler, wird er den Couch nicht bemerken, weil dieser ihm praktisch nur über die Schulter schaut und lediglich dann unterstützt, wenn Unregelmäßigkeiten auftauchen.

„Das LPS für die Handmontage spart ab dem ersten Moment Kosten durch integrierte Prüfprozesse, Zeiteinsparungen und ergonomischere Abläufe“, umschreibt Volker Jauch einen zentralen Vorteil des Systems. Die Investitionskosten sind nach Ansicht von Jauch mit 14 500 Euro überschaubar. Die Montage ist einfach und schnell erledigt. In der Regel genügt eine halbtägige Einweisung, bis der Mitarbeiter mit dem System umgehen kann. Auch für die Programmierung des LPS setzt der Hersteller keinen längeren Zeitraum an.

Das Herzstück des Systems ist ein PC mit dem Betriebssystem Windows 7 Embedded und ein Farb-Touchscreen mit einer Bildschirm-Diagonalen von 10,4 Zoll. Der Rechner ist über eine USB-Schnittstelle mit der Empfangseinheit verbunden, die fix über dem Arbeitsplatz montiert wird. Diese Einheit empfängt die Schallwellen von einem so genannten Ultraschall-Marker, den die Person am Arbeitsplatz wie einen Ring am Finger trägt. In der Praxis können auch mehrere dieser Marker zum Einsatz kommen. Die Marker sind im Prinzip winzige Lautsprecher, die nur wenige Gramm wiegen und im Abstand von Millisekunden für den Menschen nicht wahrnehmbare Ultraschallsignale absetzen. Diese sind laut Anbieter physiologisch unbedenklich.

Die Empfangseinheit arbeitet wie ein Mikrofon, das die Ultraschallsignale der Marker empfängt. Der Empfangsraum ist darstellbar als Rotationsparaboloid mit einem Radius von maximal 4 m. Die Bewegungen der Marker im definierten Raum werden von der Empfangseinheit erfasst, an das Arbeitsprogramm weitergegeben und in Echtzeit mit der vorher definierten Abfolge der Montageschritte verglichen. Korrekte Montageschritte werden wahlweise akustisch oder optisch quittiert, nicht vorgesehene Handgriffe als Fehler angezeigt. Das 3D-System erfasst Positionen mit einer Auflösung bis zu 0,1 mm. In der Praxis werden Genauigkeiten von 1 bis 2 mm erreicht.

Die Konfiguration des Systems geschieht in zwei Schritten. Im ersten Schritt wird die Arbeitsumgebung festgelegt. Dazu gehört der Arbeitsplatz mit den Bereichen, die kontrolliert werden sollen. Mögliche Bereiche sind zum Beispiel Montagepositionen im Arbeitsbereich, Entnahmepositionen in Materialbehältern, Ablageboxen oder Werkzeugpositionen. Im zweiten Schritt wird die Montagereihefolge festgelegt. Dabei wird die Abfolge der festgelegten Greifpositionen definiert.

Die zugehörige Software zum LPS-System ist schlank programmiert und weitgehend selbsterklärend. Die Konfiguration und die Dateneingabe gliedern sich in übersichtlich strukturierte und benutzerfreundliche Eingabefenster. Die Integration von Zeichnungen und Bilder in das Ablaufprogramm ist nach eigenen Angaben einfach, ebenso die Nutzung von Ein- und Ausgabe-Kanälen oder der Datenaustausch mit externen Geräten wie Waagen oder Drucker. Einmal erstellte Programme lassen sich modifizieren oder an Montageplätze mit gleicher Konfiguration übertragen.

Der Zugang zu den Einstellungen und Funktionen ist durch ein Passwort geschützt. Das Personal selbst muss für den Betrieb lediglich den Marker oder mehrere davon anlegen und einen Start-Button am Touchscreen bedienen. Alles weitere läuft dann automatisch ab. „Die bisherigen Installationen haben gezeigt, dass sich das Personal durch das LPS-System nicht überwacht fühlt“, weiß Jauch. „Im Gegenteil, die Mitarbeiter lernen die digitale Unterstützung schnell schätzen.“

Klaus Dieter Hennecke Fachjournalist in Olpe