Prozessoptimierung bei SCHOTT mit Skripten

Wissenschaftler und Ingenieure der SCHOTT AG verwenden die JMP Skriptsprache für die Fehlersuche, Optimierung und Stabilisierung von Produktionsprozessen.

Herausforderung
Effizienzsteigerung von Produktionsprozessen.
Lösung
Die JMP-Skriptsprache JSL wird in Produktionsprozessen verwendet, um Datenzugriff, Analyse und Visualisierung von Ergebnissen zu automatisieren.
Ergebnisse
Die JMP-Skriptsprache ermöglicht den SCHOTT-Ingenieuren effizientere Datenauswertungen und schnellere Entscheidungsprozesse als je zuvor. Fazit: Die Qualität der SCHOTT-Produkte wird laufend verbessert und der Produktionsertrag gesteigert.

Die Software JMP von SAS ermöglicht es Ingenieuren der SCHOTT AG, einem deutschen Hersteller von hochwertigem Industrieglas, schneller und besser informiert Entscheidungen zu treffen. In den Produktionsprozessen bei SCHOTT fallen große Datenmengen an, die zur Optimierung der Prozesse verwendet werden können - allerdings nur, wenn die Ingenieure auch in der Lage sind, zur rechten Zeit die richtigen Schlussfolgerungen zu ziehen.

Die JMP-Skriptsprache JSL hilft ihnen dabei.

JSL ist eine interpretierte Skriptsprache, die zur Laufzeit des Programmes ausgeführt wird. Sie ermöglicht es, JMP-Anwendungsobjekte gezielt aufzurufen, zu modifizieren und miteinander zu kombinieren. Auch die Erstellung komplexer, objektorientierter grafischer Benutzeroberflächen, sowie zusätzlicher Datenvisualisierungs- und –Analysefunktionen ist mit der JMP Skriptsprache möglich.

Die SCHOTT AG verwendet JSL für die Fehlersuche, Optimierung und Stabilisierung ihrer Produktionsprozesse. Über individuell angepasste Benutzeroberflächen, die von den Anwendern leicht zu bedienen sind, werden im Hintergrund Algorithmen für Datenabfragen, Auswertungen und Visualisierungen angestoßen. Die automatisch erzeugten Analyseberichte enthalten direkt interpretierbare Ergebnisse und dienen den SCHOTT-Ingenieuren als gute Grundlage für fundierte Entscheidungen.

Das Ergebnis, meint Dr. Katharina Lankers, Wissenschaftlerin im zentralen Forschungs- und Entwicklungsbereich von SCHOTT, sind täglich eingesparte Arbeitsstunden und optimale Analysen. Im Endeffekt tragen diese zur laufenden Qualitätsverbesserung der SCHOTT-Produkte, sowie zur Steigerung des Produktionsertrags bei.

Kontinuierliche Verbesserung

Die SCHOTT AG beschäftigt rund 17.500 Menschen in 45 Ländern und produziert Glasprodukte für unterschiedlichste Anwendungen, insbesondere in den Bereichen Haushalt, Pharmazeutische Industrie, Solar, Elektronik, Optik und Automobil-herstellung.

Zu den SCHOTT-Produkten gehören beispielsweise CERAN-Glaskeramikflächen für Herde, Glasrohre für Spritzen, Glaskeramik-Spiegelträger für den Einsatz in der Astronomie, LED-Leuchtsysteme für die Flugzeugindustrie und Receiver für Solarthermie-Kraftwerke.

Seit mehr als einem Jahrhundert definiert sich SCHOTT durch seine Innovationskraft. Mehr als 600 Personen weltweit arbeiten bei SCHOTT in Forschung und Entwicklung. Die Neuproduktrate – darin u.a. verbesserte Glas- und Glaskeramikprodukte sowie neue Beschichtungstechnologien – beträgt mehr als 30 Prozent des Umsatzes.

Dr. Katharina Lankers arbeitet bei SCHOTT in Mainz in der Abteilung für mathematische Simulation und Optimierung. Die Fachkompetenz ihrer Gruppe liegt in erster Linie in der Fluid- und Strukturmechanik, Thermodynamik, Optimierung elektromagnetischer und chemischer Einflüsse sowie modellbasierter Prozessregelungen. Frau Dr. Lankers ist verantwortlich für das Thema Datenanalyse und unterstützt alle Produktionseinheiten.

Sie begann vor über sieben Jahren JMP einzusetzen, im Zusammenhang mit der Entwicklung modellbasierter Prozessregelungen und der damit verbundenen Datenauswertungen. „Ich habe mehrere andere Softwarepakete verwendet, doch nachdem ich JMP kennen gelernt hatte, stieg ich sehr schnell darauf um. Die Software ist so intuitiv“, meint Lankers. „Seitdem arbeite ich fast ausschließlich mit JMP.“

JMP stellt eine wichtige Grundlage dar für fundierte Diskussionen und Entscheidungen. „Das Tool ist sehr interaktiv aufgebaut“, findet sie.

Mit JSL können die Ingenieure bei SCHOTT jetzt direkt zu den Kerninhalten ihrer Daten vordringen. „Bei der Auswertung von Daten muss man sehr oft immer wieder dasselbe tun“, erklärt Frau Dr. Lankers. „Dieselben Analysen für einen anderen Prozess, eine andere „Sie (die SCHOTT-Ingenieure) mögen die Skripte sehr, mit denen sie schnellere Ergebnisse erhalten, langwierige Routinen vermeiden und komplexere Aufgaben lösen können. “ Katharina Lankers Wissenschaftlerin in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von SCHOTT Ein automatisch generierter Bericht zeigt alle relevanten Prozessinformationen für weitere Entscheidungen. Anlage, einen anderen Zeitraum – das kann äußerst mühsam sein.“

JSL ermöglicht es, Routineanalysen und Berichte zu automatisieren. Die Skriptsprache wird von Frau Dr. Lankers verwendet, um eine ganze Reihe von Aufgaben zu erfüllen: Die Überwachung von Anlagen und Maschinen, die Auswertung von Stichproben-messungen und speziellen Tests, die Anpassung von Maschinenparametern und die Ermittlung optimaler Prozesseinstellungen - immer mit dem Ziel der Qualitätsoptimierung.

Mit wenigen Mausklicks können die Ingenieure alle relevanten Prozessgrößen aus einer Datenbank abrufen, sie aufbereiten, verknüpfen und analysieren lassen. JMP zeigt ihnen die Ergebnisse in einem nach ihren Wünschen angepassten Übersichtsbericht, der als Basis für weitere Diskussionen dient.

„Wenn unsere Ingenieure ins Büro kommen, starten sie ein Skript, erhalten einen Bericht und können sofort entscheiden, was zu tun ist, ohne viel Zeit für aufwändige Analysen aufzuwenden. In der gewonnenen Zeit können sie sich um wichtigere Dinge kümmern – so unterstützt JMP sie bei der Optimierung der Prozesse.

„Meine Devise ist: Lass JMP für Dich arbeiten. Schreibe ein Skript und zeige JMP, was zu tun ist. Dann kann man sich interessanteren Dingen zuwenden und muss nicht immer wieder dieselben Analysen durchführen“, erklärt Katharina Lankers.

Ein Anwendungsbeispiel aus jüngster Zeit stammt aus der Herstellung von Solarzellen für Photovoltaikmodule. Mit JSL entwickelte Katharina Lankers eine umfangreiche Skriptbibliothek, die die Ingenieure bei ihrer täglichen Arbeit einsetzten. Die von den Skripten erzeugten Berichte und statistischen Bewertungen ermöglichten ihnen eine rasche Reaktion auf Prozessänderungen und eine unmittelbare Überprüfung ihrer umgesetzten Maßnahmen. Dadurch gelang es SCHOTT, eine deutlich verbesserte Qualität und höhere Ausbeuten zu erzielen.

Eine andere JSL-Anwendung betrifft das Problem der Selektion von Einflussgrößen, das sich bei vielen Produktionsprozessen stellt. Dabei sollen aus einer sehr großen Menge möglicher Einflussfaktoren diejenigen Parameter ermittelt werden, die wirklich relevant sind. Mit JSL-Skripten kombinierte Frau Lankers analytische Methoden wie Partitionierung, Clusterbildung und Modellierung, um ein universelles Tool für dieses Problem zu entwickeln. Diese normalerweise mühselige Suche in einer großen Anzahl von Variablen wird nun automatisch durchgeführt und der Benutzer kann sich rasch auf eine überschaubare Anzahl von Prozessgrößen konzentrieren, die vom Skript extrahiert und visualisiert werden.

Wenn du es eilig hast…

„Ich benutze JMP für fast alles”, erklärt Frau Dr. Lankers. Sie verwendet beinahe alle Funktionsbereiche, die von dem Tool angeboten werden. Sehr häufig führt sie multivariate Analysen oder Modellierungsaufgaben mit JMP durch.

„Es ist sehr einfach, Modelle zu konstruieren“, meint sie. „Ich finde es gut, dass man keinen Code in der Benutzeroberfläche eingeben muss wie bei anderen Programmen. Man klickt einfach die Analyse, die man benötigt, wählt die Spalten seiner Tabelle und bekommt sofort die Ergebnisse angezeigt. Das macht die Software so einfach zu verwenden, auch für Kollegen, die mit mathematischen Analysen und Programmierung nicht so vertraut sind.“

Viele von Katharina Lankers‘ Kollegen sind ebenfalls begeistert von JMP: „Sie arbeiten gerne damit, weil es ihnen bei der Auswertung ihrer Daten sehr hilft. Wenn beispielsweise ein Test am Prozess mit Änderung einiger Parameter durchgeführt wird, haben sie ein paar Stunden später die Ergebnisse, können die Daten sofort in JMP laden und sehen, was dabei herausgekommen ist. Sie erkennen direkt, ob die Änderung gut oder schlecht war und entscheiden, was zu ändern ist. Und natürlich mögen sie die Skripte sehr, mit denen sie schnellere Ergebnisse erhalten, langwierige Routinen vermeiden und komplexere Aufgaben lösen können.“

Frau Dr. Lankers verwendet JMP grundsätzlich auch, um ihre Ergebnisse dem Management zu präsentieren. „Ich finde es gut, dass alle diese Tools in einem Softwarepaket zusammengefasst sind – Datenvorverarbeitung, Visualisierung, Versuchsplanung, SPC und verschiedenste Modellierungsmethoden. Die Software ist wirklich intuitiv zu bedienen. Man sieht viele Zusammenhänge, indem man einfach auf die Daten klickt. Diese interaktive Komponente mögen wir besonders gern.“

Das Ergebnis: JMP hilft dabei, Prozesse zügig zu stabilisieren und zu optimieren. Produktionsdaten, Maschinen-einstellungen, Inspektionsergebnisse und mögliche Korrelationen werden mit ein paar Mausklicks verfügbar gemacht.

Bei SCHOTT hat sich der Einsatz von JSL gelohnt – durch die Skripte wurden viele sonst zeitaufwändige Analysen erst möglich gemacht, die zur Produktionsoptimierung wesentlich beigetragen haben.

Oder, wie Katharina Lankers eine alte chinesische Weisheit auslegt: „Wenn du es eilig hast, gehe langsam - Schreibe ein Skript!“

David Trindade, Bloom Energy
Sie (die SCHOTT-Ingenieure) mögen die Skripte sehr, mit denen sie schnellere Ergebnisse erhalten, langwierige Routinen vermeiden und komplexere Aufgaben lösen können.
Katharina Lankers

Wissenschaftlerin in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von SCHOTT

Weiterführende Links
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