Bestandmaschinen durchgängig integrieren
Fabriken im Sinn einer Industrie 4.0 entstehen selten auf der grünen Wiese. In einem Gemeinschaftsprojekt des Vereins Marktplatz Industrie 4.0 zeigen drei Unternehmen daher, wie sich Bestandsmaschinen zu einem Internet of Things vernetzen lassen.
Die Digitale Transformation in Unternehmen betritt häufig auch die Vernetzung von Auftragsverwaltung und Produktion. So ergibt sich ein konsistentes Bild über den Zustand in der Fertigung bis in das ERP- System. Die Kapazitätsplanung wird genauer, die Kundenkommunikation verbindlicher. Doch der Use Case geht noch darüber hinaus: Mit Sensorik und einer MES-Lösung zur Anomalie Erkennung lässt sich die Qualität der fertigten Produkte verbessern und Ausfälle von Maschinen- und Anlagenteilen verhindern.
Infografik
Use Case mit dem BESTAND
Um einen solchen Retrofit-Use- Case umzusetzen, haben die Unternehmern Sys Tec Electronics, Pickert & Partner sowie SQL Projekt ihre Kompetenz gebündelt. Eine Bestandsmaschine wurde mit Sensorik nachgerüstet, um mit Körperschallanalyse und er Datenvorverarbeitung auf der Edge-Ebene (Sys Tec Electronic) Anomalien frühzeitig zu erkennen. Eine MES/CAQ-Lösung von Pickert & Partner soll Optimierungspotenzial aufdecken. Der Schnittstellen-Server Transconnect von SQL Projekt übernimmt die Datenintegration, aggregiert die relevanten Daten und stellt sie den angebundenen Systemen zur Verfügung.
Daten Papierlos bereitstellen
Der nächste Arbeitsauftrag sowie Prozess- der Umgebungsdaten sind im Use Case per Tablet aufrufbar. Dabei errechnet sich der nächste Auftrag aus dem vorhandenen Auftragsvorrat, den jeweiligen Lieferfristen, den aktuell verwendeten Werkzeugen zur Minimierung der Rüstzeiten der in den Materialpuffern vorhandenen Materialien. Die Auftragsdaten, sowie die relevanten Prozessdaten und Kennzahlen werden allen Systemen entlang der Automatisierungspyramide bereitgestellt. Somit können etwa eine Auftragsreihenfolge auf der ERP Ebene berechnet oder bereits in der Edge und während er Fertigung Validierungen vorgenommen werden, um die Qualität zu erhöhen.
Kommissionieren per Scanner
Mit Barcode-Scannern können die Mitarbeiter an der Maschine die für einen Auftrag benötigten Materialien kommissionieren. Diese Informationen fließen im ME-System zusammen, das aus dieser Datengrundlage die Auftragsdaten validiert und Qualitäts-sowie Güteparameter ableitet. Die Einbeziehung von Auftragsdaten bis in die Edge-Ebene und in nachgelagerte Auswertungen ermöglichen es, die Angebotslegung mit dem tatsächlichen Aufwand abzugleichen und auf dieser Basis weiter zu optimieren.
Maschinen nachrüsten
Im Use Case werden Maschinen mit verschiedenen Sensoren nachgerüstet. Diese überwaschen beispielsweise de Temperatur, Schwingungen der Motoren oder die Energieaufnahme der Antriebe, Basierend auf der langfristigen Aufzeichnung dieser Messwerte lassen sich Anomalien ermitteln, die auf Verschließ hindeuten und entsprechende Wartungsprozesse auflösen. Zu diesem Zweck werden die Messdaten über einen bestimmten Zeitraum aufgezeichnet und ausgewertet. Treten Ausreißer aus einem Spektrum auf, kann das auf nötige Wartungsarbeiten hindeuten. Dabei können automatisch Wartungs- oder Lageraufträge ausgelöst und mittels Push-Notifikation an die Endgeräte von Mitarbeitern gesendet werden.
Schwankungen erkennen
Insbesondere bei der Fertigung von Präzisionsteilen habe Temperaturschwankungen signifikanten Einfluss auf die Qualität. Daher werden in der Fertigungshalle Umweltsensoren an den relevanten Stellen auf Basis von Mesh-Netzen installiert, die etwa die Lufttemperatur überwachen. Die Messdaten fließen in die Prozesssteuerung ein und werden für die Parametrierung der Maschinen, insbesondre aber zu Überwachung während der Fertigung, herangezogen. Wird beispielsweise ein Überschreiten vorgegebener Produktionstoleranzen aufgrund starker Temperaturschwankungen und damit verbundener Materialausdehnung erwartet, werden zielgerichtet Alarmmeldungen ausgelöst. Die Daten können darüber hinaus für das Energiemanagement genutzt werden. Beispielsweise können durch eine Verteilung von Lastspitzen – etwa beim Anfahren von Maschinen – die Kosten für den Stromtarif besser gesteuert werden.
Der Autor Dr. Stefan Hennig ist Head of Transconnect Professional Services bei der SQL Projekt AG sowie 1. Vorstand vom Verband Marktplatz I.4.0 e. V.
www.marktplatzi40.de