In der Herstellung von Getränken stellen Abfüllprozesse oft das Bottleneck dar. Deshalb besteht in diesem Produktionsabschnitt ein hoher Bedarf an Effizienz. Um den Prozess objektiv beurteilen zu können, hilft es den Prozess mit einer Kennzahl zu beschreiben. Der OPI unterstützt dabei, den komplexen Abfüllprozess objektiv zu bewerten und für mehr Transparenz zu sorgen. Die Berechnung erfordert Daten aus verschiedenen Teilprozessen, weshalb wir einen automatisierten Ablauf der Erfassung und Berechnung empfehlen.
Der OPI berechnet sich mit folgender Formel:
OPI=Verfügbarkeit*Geschwindigkeit*Qualität
Die Verfügbarkeit gibt an, wie viel Prozent der Betriebszeit die Maschine tatsächlich in Betrieb ist. Sie berechnet sich aus der Arbeitszeit abzüglich der Nebenzeiten, wie etwa das Reinigen, Rüsten oder Warten sowie geplante Pausen.
Betriebszeit = Arbeitszeit - Nebenzeiten \\
Verfügbarkeit = \frac{Betriebszeit}{Arbeitszeit}*100\%Die Geschwindigkeit gibt das Verhältnis zwischen der abgefüllten Anzahl an Flaschen und der geplanten Sollmenge in der Arbeitszeit an. Die Sollmenge (Einstellsoll) ergibt sich, indem die Betriebszeit mit der geplanten Abfüllleistung multipliziert wird. Die Differenz zur tatsächlich abgefüllten Menge ergibt sich aus den Störungen an der Anlage, während denen keine Abfüllung stattfinden konnte. Die Störungen lassen sich dabei in anlagenbedingte (der Füllanlage) und anlagenfremde (vor- oder nachgelagerte Störungen in der Abfülllinie) unterteilen.
Die Qualität beschreibt das Verhältnis zwischen der eingesetzten Rohstoffmenge und der abgefüllten Menge in Verkaufseinheiten. Die Differenz ist der Schwand, der sich wiederum unterteilen lässt in den Schwand zwischen Herstellung und Abfüllung sowie den Schwand nach der Abfüllung bis zur Einlagerung der Verkaufseinheiten.
Die Berechnung des OPI erfolgt beispielhaft für eine Schicht in einer Brauerei. In der Praxis gestaltet sich die Situation komplexer, da die Abfüllung einer Charge oft schichtübergreifend stattfindet oder Anlagen parallel laufen.
Die Schichtdauer beträgt acht Stunden, welche komplett eingeplant sind. Zu Beginn der Schicht ist eine halbe Stunde für die Vorbereitung vorgesehen, während am Ende eine Stunde für die Reinigung eingeplant ist. Der verbleibende Zeitraum steht für die eigentliche Produktion zur Verfügung. Die daraus resultierende Betriebszeit beträgt:
Betriebszeit = Arbeitszeit - Nebenzeiten\\ = 8h - 0,5h -1h = 6,5h \\
Verfügbarkeit = \frac{6,5h}{8h}*100\% = 81,25 \%Während der Schicht erfolgt die Abfüllung des Artikels "Pils 0,5 l" im 20-Liter-Kasten mit einer vorgesehenen Abfüllleistung von 36.000 Flaschen pro Stunde.
Einstellsoll = 36.000*\frac{Flaschen}{h}*6,5{h} = 234.000 FlaschenNach der Schicht zeigt der Füller 201.400 produzierte Flaschen an. Damit ergibt sich eine Geschwindigkeit von:
Geschwindigkeit = \frac{201.400Flaschen}{234.000 Flaschen}*100\% = 86,1 \%Am Ende der Schicht zeigt der Durchflussmesser beim Füllerzufluss 1.050 hl an. Der Verkaufseinheiten-Zähler zeigt 10.010 Gebinde an. Damit ergibt sich ein Schwand von:
Menge_{Füller}= 201.400Flaschen*0,5\frac{Liter}{Flasche} = 1.007hlMenge_{Vk-Einheiten}= 10.010 Gebinde*20\frac{Flaschen}{Gebinde}*0,5\frac{Liter}{Flasche} = 1.001hlSomit ergeben sich die folgenden Schwandzahlen:
Schwand_{Vor Füller}= 1.050hl - 1.007hl = 43hlSchwand_{Nach Füller}= 1.007hl - 1.001hl = 6hlSchwand_{Gesamt}= 43hl + 6hl = 49hlDie Qualität ergibt sich aus dem Verhältnis der eingesetzten Menge (1.050 hl) zur abgefüllten Menge in Verkaufseinheiten (1.001 hl):
Qualität= 100\%- \frac{49hl}{1.050hl}*100\% = 95,3\%Aus den drei Teilwerten ergibt sich der OPI für die betrachtete Schicht:
OPI = Verfügbarkeit*Geschwindigkeit*Qualität \\ OPI = 81,25\%*86,1\%*95,3\% = 66,7\%
Nicht jeder Einflussfaktor lässt sich gleich gut beeinflussen, anlagenfremde Störungen etwa nur bedingt. Der Schwand vor dem Füller ist zudem teilweise prozessbedingt, er entsteht durch die Startphase der Produktion. Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Faktoren mit Gegenmaßnahmen.
| Faktor | Typische Ursache | Gegenmaßnahme |
|---|---|---|
| Verfügbarkeit | Häufige Rüstwechsel bei kleinen Losgrößen, Reinigungsprozesse bei vielfältigem Produktportfolio | Reduzierung der Umrüstzeiten, sorgfältige Planung und Überlappung von Pausenzeiten |
| Geschwindigkeit | Anlageninterne Störungen, anlagenfremde Störungen (z. B. Flaschenmaterial) | Auswertung der Störungen nach Häufigkeit und Dauer, gezielter Einsatz der Instandhaltungskapazität |
| Qualität | Schwand vor dem Füller (prozessbedingt durch die Startphase), Schwand nach dem Füller (Anlageneinstellung) | Sorgfältiges Anschließen der Leitungen, Optimierung der Anlageneinstellung |
Die Berechnung des OPI erfordert die Kombination verschiedener Datenquellen, die basierend auf der oben beschriebenen Logik ausgewertet werden. Die Software smartPLAZA von DatenBerg kommuniziert dabei mit der Füllersteuerung, um Zeit- und Zählwerte zuverlässig und automatisiert zu erfassen. Für die Eingabe weiterer manuell zu erfassender Werte stehen Handeingabemasken zur Verfügung. Diese sind mit der Füllersteuerung gekoppelt: Steht der Füller länger als fünf Minuten, fordert das System den Mitarbeiter auf, einen Störgrund zu hinterlegen.
Über ein Rollensystem besteht für den Vorarbeiter die Möglichkeit, relevante Informationen wie Schwandeingaben einzutippen, während der Mitarbeiter am Füller nur für ihn notwendige Informationen eingeben muss.
Der OPI wird automatisiert auf Tages-, Wochen- und Monatsbasis kalkuliert, wobei für die einzelnen Bereiche relevante Berichte als Echtzeit-Dashboards zur Verfügung stehen. Für den Abfüllleiter steht beispielsweise eine Störzeiten- und Schwandübersicht und für das Management ein aggregierter OPI-Report auf Monatsbasis bereit. Das QM hat eine Visualisierung über die Prozessparameter des Füllers, wie beispielsweise der Alkoholgehalt im Zulauf oder der Sauerstoffgehalt des Produkts sowie eine Übersicht über alle CCP-Abweichungen und eingeleitete Gegenmaßnahmen. Es ist hervorzuheben, dass alle Nutzer auf die gleiche Datengrundlage zugreifen, was die Kommunikation vereinfacht und potenzielle Kommunikationsprobleme reduziert. Zur automatisierten Überwachung kann das System auch eingesetzt werden, so wird eine Benachrichtigung via E-Mail oder SMS generiert, sobald ein Wert, wie bspw. der Alkoholgehalt ein festgelegtes Fenster verlässt. So wird die Meldekette bei Abweichungen automatisiert.
Die OPI-Berechnung ist ein bekanntes Werkzeug, um den Abfüllprozess objektiv zu bewerten. Die Berechnung wird dabei auf die individuellen Anforderungen einer Abfüllung zugeschnitten, um ein möglichst aussagekräftiges Bild über den Prozess zu gewährleisten. Durch eine intelligente Datenerfassung und -auswertung wird die Berechnung nicht nur automatisiert, sondern es wird auch eine einheitliche Datengrundlage für Entscheidungen in der Abfüllung geschaffen.
