Wie erfasst man Produktionsdaten effizient?

Lisa Pauli ·
Industrieller Sensormodul auf gebürstetem Metall mit Datenkabeln und Steuereinheit in moderner Fertigungsumgebung.

Produktionsdaten effizient erfassen bedeutet: relevante Prozessgrößen automatisiert, vollständig und in Echtzeit aufzeichnen, ohne manuelle Zwischenschritte. Für mittelständische Unternehmen ist das der Ausgangspunkt für jede Form von Prozessoptimierung, weil ohne verlässliche Daten weder Schwachstellen erkennbar noch Verbesserungen messbar sind. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Fragen rund um Methoden, Systeme und typische Fehlerquellen bei der Produktionsdatenerfassung.

Welche Produktionsdaten sollte ein Unternehmen überhaupt erfassen?

Ein Unternehmen sollte alle Daten erfassen, die direkt Auskunft über Leistung, Qualität, Verfügbarkeit und Ressourcenverbrauch in der Produktion geben. Dazu gehören Maschinenlaufzeiten, Stillstandszeiten, Ausschussquoten, Stückzahlen, Energieverbrauch je Anlage sowie Prozessparameter wie Temperatur, Druck oder Durchfluss. Diese Größen bilden die Grundlage für jede fundierte Prozessentscheidung.

Praktisch lassen sich Produktionsdaten in drei Kategorien einteilen:

  • Leistungsdaten: Produktionsmengen, Taktzeiten, Auslastungsgrade, OEE (Overall Equipment Effectiveness)
  • Qualitätsdaten: Fehlerquoten, Nacharbeitsaufwand, Ausschuss je Schicht oder Maschine
  • Ressourcendaten: Energieverbrauch, Materialverbrauch, Betriebsmittelzustand

Welche Daten tatsächlich relevant sind, hängt vom Produktionsprozess ab. Ein sinnvoller Ausgangspunkt ist die Frage: Welche Kennzahl, wenn sie sich verbessert, hat den größten Einfluss auf Kosten oder Qualität? Wer diese Frage beantwortet, weiß, welche Daten er zuerst erfassen sollte.

Welche Methoden gibt es zur Erfassung von Produktionsdaten?

Produktionsdaten lassen sich manuell, sensorbasiert oder über direkte Maschinenanbindung erfassen. Die Methode bestimmt maßgeblich, wie aktuell, vollständig und verlässlich die Daten sind. In der Praxis kombinieren viele Unternehmen mehrere Ansätze, je nach Anlagenalter und verfügbarer Infrastruktur.

Manuelle Erfassung

Mitarbeiter tragen Produktionsmengen, Stillstände oder Qualitätsmängel in Papierformulare oder Excel-Tabellen ein. Diese Methode ist kostengünstig einzuführen, aber fehleranfällig, zeitverzögert und schwer skalierbar. Sie eignet sich allenfalls als Übergangslösung oder für sehr einfache Prozesse.

Sensorbasierte Erfassung

Sensoren messen Prozessgrößen wie Temperatur, Druck, Durchfluss oder Energieverbrauch direkt an der Anlage und übertragen die Werte automatisch. Diese Methode liefert kontinuierliche, hochfrequente Daten ohne manuellen Aufwand. Moderne Messtechnik lässt sich auch an bestehende Anlagen nachrüsten, ohne tiefe Eingriffe in die Maschinensteuerung.

Direkte Maschinenanbindung (OPC-UA, MQTT)

Neuere Maschinen verfügen über standardisierte Schnittstellen wie OPC-UA oder MQTT, über die Steuerungsdaten direkt ausgelesen werden können. Das ermöglicht eine sehr granulare Datenerfassung in Echtzeit, direkt aus der SPS oder dem Maschinencontroller. Ältere Anlagen ohne solche Schnittstellen lassen sich häufig über Nachrüstlösungen oder externe Messtechnik einbinden.

Was ist der Unterschied zwischen BDE und MES?

BDE (Betriebsdatenerfassung) bezeichnet die systematische Aufzeichnung von Produktionsdaten an der Maschine oder am Arbeitsplatz. MES (Manufacturing Execution System) ist ein übergeordnetes System, das diese Daten verarbeitet, auswertet und zur Steuerung und Planung der Produktion nutzt. BDE ist also ein Teilbereich dessen, was ein MES leistet.

Konkret bedeutet das: Ein BDE-System erfasst, wann eine Maschine gelaufen ist, wie viele Teile produziert wurden und welche Störungen aufgetreten sind. Ein MES nimmt diese Rohdaten und verknüpft sie mit Aufträgen, Schichtplänen, Materialverfügbarkeit und Qualitätsvorgaben. Es beantwortet nicht nur die Frage „Was ist passiert?“, sondern auch „Was sollte als Nächstes passieren?“.

Für viele mittelständische Unternehmen ist ein vollständiges MES zunächst nicht notwendig. Ein gut konfiguriertes BDE-System mit klarer Datenstruktur liefert bereits erheblichen Mehrwert und kann später als Datenbasis für ein MES dienen.

Wie lassen sich Produktionsdaten in Echtzeit auswerten?

Produktionsdaten lassen sich in Echtzeit auswerten, indem Messwerte kontinuierlich an eine zentrale Plattform übertragen, dort verarbeitet und in Dashboards oder Regelkreisen direkt genutzt werden. Der Schlüssel liegt in der Kombination aus schneller Datenübertragung, automatischer Verarbeitung und klaren Schwellenwerten, die Handlungen auslösen.

In der Praxis bedeutet Echtzeitauswertung nicht zwingend, dass jede Millisekunde ausgewertet wird. Für die meisten Produktionsprozesse reicht ein Intervall von wenigen Sekunden bis zu 15 Minuten aus, um relevante Abweichungen rechtzeitig zu erkennen. Wichtig ist, dass die Daten ohne manuelle Zwischenschritte fließen und Abweichungen automatisch gemeldet werden.

Moderne Ansätze nutzen algorithmische Modelle, die Messwerte nicht nur anzeigen, sondern interpretieren. So lassen sich Muster erkennen, bevor ein Problem sichtbar wird, und Prozessparameter können automatisch angepasst werden, ohne dass ein Mitarbeiter eingreifen muss.

Welche Fehler entstehen bei der manuellen Datenerfassung in der Produktion?

Bei der manuellen Datenerfassung entstehen vor allem drei Fehlertypen: Übertragungsfehler durch falsche Eingaben, Zeitverzögerungen durch nachträgliche Dokumentation und systematische Lücken, weil Ereignisse unter Zeitdruck nicht erfasst werden. Diese Fehler verfälschen Kennzahlen und führen zu falschen Entscheidungen.

Besonders problematisch ist die nachträgliche Dokumentation. Wenn Mitarbeiter Stillstände oder Qualitätsmängel erst am Schichtende eintragen, gehen Ursachen und genaue Zeitpunkte verloren. Auswertungen auf Basis solcher Daten sind bestenfalls ungenau, im schlimmsten Fall irreführend.

Hinzu kommt ein strukturelles Problem: Manuelle Erfassung setzt voraus, dass Mitarbeiter wissen, was sie erfassen sollen und warum. Fehlt dieses Verständnis, werden Daten inkonsistent oder gar nicht erhoben. Das Ergebnis sind Datenlücken, die sich in aggregierten Auswertungen nicht mehr erkennen lassen, aber die Qualität jeder Analyse beeinträchtigen.

Wann lohnt sich die Automatisierung der Produktionsdatenerfassung?

Die Automatisierung der Produktionsdatenerfassung lohnt sich, sobald manuelle Prozesse zu Fehlern, Verzögerungen oder Datenlücken führen, die Entscheidungen verlangsamen oder Optimierungspotenziale verbergen. Für die meisten produzierenden Unternehmen ab einer gewissen Anlagenkomplexität ist das bereits bei wenigen Maschinen der Fall.

Konkrete Hinweise, dass eine Automatisierung sinnvoll ist:

  • Mitarbeiter verbringen regelmäßig Zeit damit, Daten zu übertragen oder zu konsolidieren
  • Kennzahlen wie OEE oder Energieverbrauch je Einheit sind nicht tagesaktuell verfügbar
  • Störungsursachen lassen sich im Nachhinein nicht mehr eindeutig zuordnen
  • Qualitätsprobleme werden erst erkannt, wenn bereits größere Mengen betroffen sind
  • Energiekosten steigen, ohne dass klar ist, welche Anlage oder welcher Prozess dafür verantwortlich ist

Die Investition in automatisierte Datenerfassung amortisiert sich in der Regel schnell, weil sie nicht nur Arbeitszeit spart, sondern vor allem Entscheidungen verbessert. Wer weiß, was in seiner Produktion tatsächlich passiert, kann gezielt eingreifen, Verschwendung reduzieren und Prozesse kontinuierlich verbessern.

Wie manageE bei der Produktionsdatenerfassung unterstützt

Wir begleiten mittelständische Unternehmen von der ersten Analyse bis zur vollständig automatisierten Datenerfassung und Auswertung. Dabei geht es uns nicht darum, möglichst viele Daten zu sammeln, sondern die richtigen Daten so aufzubereiten, dass sie direkt zur Prozessverbesserung beitragen.

Unsere Lösungen im Bereich Energie- und Prozesseffizienz umfassen unter anderem:

  • Eigene Messtechnik, die sich auch an bestehende Anlagen nachrüsten lässt und beim BAFA als förderfähig gelistet ist
  • Automatisierte Erfassung von Prozess- und Energiedaten in Echtzeit, mit Aktualisierungsintervallen von bis zu 15 Minuten
  • Algorithmische Auswertung, die Messwerte interpretiert und Handlungsempfehlungen ableitet
  • Ganzheitliche Begleitung: von der Konzeption über die Planung bis zur vollständigen Umsetzung

Wenn Sie wissen möchten, welche Daten in Ihrer Produktion heute fehlen und wie sich das ändern lässt, sprechen Sie uns an und vereinbaren Sie ein Beratungsgespräch.

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