Betriebsdatenerfassung (BDE): Definition, Daten, Beispiel

BDE umfasst organisatorische Daten (Auftrag, Personal) und technische Daten (Maschine, Werkzeug, Material, Prozess); das Gabler Wirtschaftslexikon nennt Maschinen-, Fertigungsauftrags-, Lager- und Personaldaten. Ihren technischen Teil, die Daten direkt aus der Maschine, führt REFA als Maschinendatenerfassung (MDE).

Die Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 führt die Datenerfassung laut ihrem Inhaltsverzeichnis als eine der zehn Aufgaben eines Manufacturing Execution Systems (MES). Wie das als fertige Lösung aussieht, zeigt die BDE-Software von SYMESTIC.

Welche Daten erfasst die BDE, und woher kommen sie?

Die übliche Einteilung in Auftrags-, Personal-, Maschinen-, Werkzeug- und Materialdaten sagt, was erfasst wird. Für die Planung einer BDE ist eine zweite Frage wichtiger: Welche dieser Daten kann eine Maschine liefern, und welche muss ein Mensch oder das ERP beisteuern? Davon hängt ab, wie viele Eingabestellen ein Werk braucht und wo Fehler entstehen.

Die Spalte „Woher“ zeigt die typische Aufteilung. Was eine bestimmte Maschine liefert, hängt an ihrer Steuerung und Schnittstelle.

Was eine Maschine nicht weiß

Eine Maschine meldet, dass sie steht, aber nicht, warum. Auch welcher Auftrag gerade läuft und ob ein Teil Ausschuss ist, kennt sie oft nicht.

Diese Lücke ist der Grund, warum BDE mehr ist als Maschinendatenerfassung: Sie verbindet das Signal aus der Maschine mit dem Wissen am Arbeitsplatz.

Das häufigste Fehlerbild entsteht genau an dieser Stelle. Werden Stillstandsgründe erst am Schichtende nachgetragen, fehlen die kurzen Unterbrechungen, an die sich niemand mehr erinnert, und lange Stillstände landen unter einem Sammelgrund wie „Sonstiges“.

Die Zeiten stimmen dann, die Gründe nicht, und genau die Gründe braucht man, um etwas zu ändern. Abhilfe schafft eine Abfrage des Grundes, solange der Stillstand läuft, und ein kurzer Katalog mit Gründen, die sich gegenseitig ausschließen.

Rechenbeispiel: Was eine BDE-Rückmeldung zeigt

Ohne BDE kennt das ERP am Ende eines Auftrags oft nur die gesamte Ist-Zeit. Mit BDE ist sie in ihre Ursachen zerlegt. Ein Beispielauftrag mit erfundenen, aber stimmigen Zahlen: 1.200 Teile, Vorgabezeit 0,5 Minuten je Teil, Rüstvorgabe 30 Minuten. Soll sind damit 630 Minuten.

Beispielzahlen zur Veranschaulichung, keine Messwerte.

Die 115 Minuten Mehraufwand haben fünf Positionen mit verschiedenen Adressaten: Das Rüsten gehört zur Arbeitsvorbereitung, der Materialmangel zur Logistik, die Störung zur Instandhaltung, der Langsamlauf zur Prozesstechnik, der Ausschuss zur Qualität.

Erst diese Aufteilung macht aus einer Abweichung eine Aufgabe. Das ist der Kern dessen, was BDE leistet, und der Grund, warum eine Endrückmeldung mit einer einzigen Ist-Zeit für Verbesserungsarbeit nicht reicht.

Wenn eine Meldung falsch ist

Angenommen, die 25 Minuten Störung werden am Terminal als Materialmangel gemeldet. Dann sucht die Logistik einen Engpass, den es nicht gab, und die Instandhaltung erfährt nichts von einer Störung, die sich vielleicht wiederholt. Die Summe in der Nachkalkulation bleibt gleich, aber die Abweichung landet beim falschen Bereich.

Deshalb gehört zu einer BDE eine Korrektur mit Spur: wer eine Meldung wann geändert hat und warum. Die Rückmeldung an das ERP sollte erst als abgeschlossen gelten, wenn die Schicht ihre Meldungen geprüft hat, nicht schon mit der ersten Buchung.

Welche Auswertungen BDE-Daten liefern

Erfasste Daten nützen erst, wenn jemand eine Frage damit beantwortet. Diese sechs Auswertungen bauen direkt auf den BDE-Daten auf. Jede richtet sich an einen anderen Bereich, und jede braucht andere Datenarten aus der Tabelle oben.

Wer mit allen sechs gleichzeitig anfängt, bekommt viele Berichte und wenig Wirkung. Für den Anfang reicht meist eine Auswertung, die an einer Stelle mit erkennbarem Verlust die Frage beantwortet, die dort gerade offen ist.

BDE, MDE, PDE, PZE und MES: die Abgrenzung

Die Begriffe überschneiden sich in der Praxis, und viele Systeme decken mehrere ab. Für die Auswahl hilft eine Faustregel: Wer wissen will, ob Maschinen laufen, braucht MDE. Wer wissen will, warum ein Auftrag länger dauert, braucht BDE.

Wer daraus Reihenfolgen, Prüfungen und Werksvergleiche steuern will, braucht ein MES. Ob das BDE-Modul des ERP reicht, beantwortet BDE im ERP oder eigenes MES?.

BDE und Betriebsrat

Sobald eine BDE erfasst, wer an welchem Arbeitsplatz angemeldet ist, kann sie Rückschlüsse auf Verhalten und Leistung einzelner Beschäftigter zulassen. Für die Einführung und Anwendung solcher technischen Einrichtungen hat der Betriebsrat nach § 87 Abs. 1 Nr. 6 Betriebsverfassungsgesetz ein Mitbestimmungsrecht. Nach der Rechtsprechung des Bundesarbeitsgerichts genügt dafür, dass eine Einrichtung zur Überwachung geeignet ist.

In der Praxis regelt eine Betriebsvereinbarung, welche Daten mit Personenbezug erfasst werden, wer sie sieht und wofür sie nicht verwendet werden. Wer den Betriebsrat von Anfang an einbindet, vermeidet, dass ein fertiges System monatelang nicht genutzt werden darf. Dieser Abschnitt ist keine Rechtsberatung.

BDE einführen: in dieser Reihenfolge

Die Technik ist selten der langsamste Teil einer BDE-Einführung. Länger dauert es, bis Gründe, Zuständigkeiten und Gewohnheiten stehen. Diese Reihenfolge vermeidet typische Umwege:

1. Die Frage festlegen. Zuerst wird entschieden, welche Abweichung die BDE erklären soll, zum Beispiel warum Aufträge an einer Linie länger dauern als geplant. Diese Frage bestimmt, welche Datenarten nötig sind und welche warten können.
2. Den Grundkatalog mit den Schichtleitern bauen. Wenige Stillstands- und Ausschussgründe, die sich gegenseitig ausschließen. Ein Katalog, den die Werker nicht verstehen, endet bei „Sonstiges“.
3. Den Betriebsrat einbinden, bevor Daten mit Personenbezug fließen. Eine Betriebsvereinbarung vor dem Start kostet Zeit, eine nachträgliche kann ein laufendes System stoppen.
4. Mit einer Anlage anfangen, am besten dem Engpass. Dort ist jede verlorene Minute Ausbringung, und dort zeigt sich am schnellsten, ob Zählsignal und Stillstandserkennung stimmen.
5. Die ersten Wochen täglich prüfen. Gezählte Stück mit dem Lagerzugang vergleichen und Meldungen sammeln, die niemand einem Grund zuordnen kann. Den Katalog jetzt anpassen, solange er noch klein ist.
6. Erst dann die Rückmeldung ins ERP einschalten. Wer ungeprüfte Meldungen bucht, korrigiert später im ERP, was an der Maschine falsch erfasst wurde.
7. Auf weitere Anlagen ausrollen. Mit einem erprobten Katalog und geklärten Zuständigkeiten geht jede weitere Anlage schneller als die erste.

Wie lange das dauert, hängt vor allem an Schritt 2 und 3. Die Anbindung selbst ist bei einem Cloud-MES kurz: In SYMESTIC ist die erste Anlage in unter drei Stunden angebunden, der erste Anwendungsfall läuft nach Tagen.

So erfasst SYMESTIC Betriebsdaten

SYMESTIC ist ein Cloud-MES. Maschinendaten kommen per OPC UA über das Cloud Gateway, eine kostenlose Software auf einem Server oder Rechner des Werks, oder über die IoT Box, die digitale Signale älterer Maschinen ohne Eingriff in die SPS abgreift. Liefert eine Maschine kein Stillstandssignal, erkennt SYMESTIC den Stillstand daran, dass keine Bauteile mehr gezählt werden.

Stillstandsgründe, Ausschuss und Auftragsstart erfassen die Werker am Arbeitsplatz. Aufträge kommen aus dem ERP, angebunden sind unter anderem InforCOM, SAP, Microsoft Dynamics NAV und Business Central. Weil alle Werke auf demselben standardisierten Datenmodell arbeiten, reicht die Auswertung von der einzelnen Maschine bis zum Werksvergleich.

Bei der Schmiedetechnik Plettenberg laufen Aufträge und Rückmeldungen über die Anbindung an InforCOM, und die Echtzeitdaten standen ab dem ersten Tag zur Verfügung. Funktionen und Anbindung im Einzelnen stehen auf der Seite BDE-Software.

Häufige Fragen

Was ist ein BDE-Terminal?

Ein Eingabegerät am Arbeitsplatz, an dem Werker Auftragsstart, Mengen, Ausschuss und Stillstandsgründe melden. Früher waren das eigene, staub- und spritzwassergeschützte Geräte; heute läuft die Eingabe oft im Browser auf einem Industrie-Tablet oder PC. Mehr dazu unter BDE-Terminal.

Wie heißt Betriebsdatenerfassung auf Englisch?

Üblich sind „shop floor data collection“ oder „production data acquisition“. Im englischsprachigen Raum wird das Thema meist gleich unter dem Begriff MES besprochen, eine eigene Kategorie wie im Deutschen gibt es dort kaum.

Was kostet eine BDE?

Das hängt vor allem davon ab, ob sie als eigenes Projekt installiert oder als Abonnement genutzt wird und wie viele Maschinen ohne Schnittstelle nachgerüstet werden müssen. Bei SYMESTIC kostet der Plan Professional mit fünf Anlagen ab 850 € pro Monat, netto zzgl. USt., bei jährlicher Abrechnung im Voraus; Einzelheiten stehen auf der Preisseite.

Verwandte Themen: Maschinendatenerfassung · OEE · Shopfloor Management · OPC UA · Ältere Maschinen anbinden

Quellen

• REFA: Lexikon: Arbeitsdatenmanagement
• Gabler Wirtschaftslexikon, Richard Lackes und Markus Siepermann: Betriebsdatenerfassung, Revision vom 19.02.2018
• VDI: VDI 5600 Blatt 1: Fertigungsmanagementsysteme (Manufacturing Execution Systems, MES), Ausgabe 2016-10
• Bundesministerium der Justiz: Betriebsverfassungsgesetz, § 87 Mitbestimmungsrechte

Der nächste Schritt

Welche Daten sich an den eigenen Anlagen automatisch erfassen lassen, hängt vor allem an der Steuerung, weniger am Alter der Maschine. Welche Funktionen dazugehören, steht auf der Seite BDE-Software; wie die Anbindung konkret aussieht, zeigt eine kostenlose Live-Demo am eigenen Anwendungsfall.