Maschinen zum Sprechen bringen

Produktionsleitsysteme (MES) sind zwingend darauf angewiesen, dass die in der Produktion verwendeten Maschinen auch Daten liefern können. Beispielsweise über ihren Zustand, die gefertigten Werkstücke oder Werkzeugverschleiß. Mangels Standards ist das Auslesen der Daten jedoch problematisch. Wie aber wandern die Daten zum MES beziehungsweise einem ERP?

 (Bild: IGH Infotec AG)

(Bild: IGH Infotec AG)

 

Produktionsumgebungen sind heterogen: In ihnen finden sich alte und neue Maschinen, Maschinen von verschiedenen Herstellern, Maschinen mit und ohne Netzwerkfunktion usw. Selbst wenn alle Modelle von einem Hersteller stammten und ab Werk mit Netzwerkfunktion versehen wären, müssen sie noch immer nicht die gleiche Sprache im Netzwerk sprechen. Es gibt auf Fabrikebene quasi keine normierten Kommunikationsprotokolle für die Maschinensteuerung. Fehlt einer Maschine die Netzwerkschnittstelle – was noch immer auf die meisten laufenden Produktionsmaschinen zutreffen dürfte – lässt sich diese nachrüsten. Entweder durch eine Erweiterung der Steuerung um eine Schnittstelle oder durch nachrüstbare sogenannte ‚intelligente Klemmen‘. Diese Klemme ist der einfachste Weg, die von der Maschine erzeugten Daten ohne Bordmittel abzugreifen. Sie sind schnell installiert, kosten rund 200€ und übermitteln Werte wie Stückzahl, Restlaufzeit bis zum Wechsel eines Werkzeugs oder ob die Maschine steht. Vernetzte Maschinen versprechen den Betreibern eine einfachere Instandhaltung, indem der Verschleiß besser überwacht wird. Mit ‚Predictive Maintenance‘ sollen ungeplante Ausfälle sogar weitgehend ausgeschlossen werden.

Geschneidert wird nach Maß

Steht nun ein Vernetzungsprojekt an, gilt es aufgrund der Heterogenität jede Maschine einzeln zu betrachten und durch individuelles Anpassen der MES-Software mit in den Verbund aufzunehmen. Das setzt natürlich voraus, dass die MES-Software sich überhaupt so flexibel anpassen lässt und die eingesetzten Berater Erfahrung mit den jeweiligen Maschinen haben. Herausfordernd sind vor allem Modelle mit älteren Steuerungskomponenten. Aber auch in solchen Fällen lässt sich die Maschine mit einem MES koppeln. Grundsätzlich sollte dem Fertigungsunternehmen klar sein, welche Daten zu verarbeiten sind. Ein werksübergreifendes Konzept ist von Vorteil. Anschließend ist zu prüfen, an welches System die Daten fließen sollen. Bei sehr einfachen oder älteren Maschinen wird in der Regel die standardisierte intelligente Klemme eingesetzt, bei neuen Maschinen steht oft ein OPC-Port zur Verfügung. Am aufwendigsten ist meist, die Datenstruktur der jeweiligen Maschine zu definieren, was bei einer Klemme maximal einen halben Tag dauern sollte. Bei einer komplexen OPC UA-Struktur kann der Aufwand bedeutend höher sein. In jedem Fall ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Softwarepartnern und Betriebstechnikern notwendig. Zudem kann es vorkommen, dass der Hersteller der Maschine hinzugezogen werden muss. Unabdingbar sind dabei ausführliche Tests vor der eigentlichen Inbetriebnahme. Es sollte in jedem Fall sichergestellt sein, dass die Datenerfassung an der Maschine nicht den Gesamtablauf der Maschine beeinflusst. Sonst kann es passieren, dass eine zu hohe Abfragelast die Maschinensteuerung ausbremst, was zu niedrigerem Ausstoß führen kann.

Wie steht es um die Software?

Mindestens so wichtig wie die Hard- ist die Software. Denn sie liefert dem Menschen die notwendigen Informationen wie ‚Material läuft bald aus‘ oder ‚Werkzeug stark abgenutzt‘, um die erwähnten Probleme absehen und lösen zu können. Und sie dient auch als Schnittstelle, über die der Bediener die Daten in die Kette einspeist, die die Maschinen zur reibungslosen Produktion benötigen. Damit die Software tatsächlich hilft, muss sie klare Bedienoberflächen haben. In jedem Fall aber muss sie Fehleingaben unterbinden durch schlaue und situationsgerechte Anordnung der Elemente. Spannend wird es daher erst, wenn die MES-Daten auch in dahinterstehenden IT-Lösungen verarbeitet und mit anderen Daten zusammengebracht werden. Und hier trennen sich die Wege: Manche MES-Lösungen verarbeiten alle Daten selbst und tauschen diese dann mit einem ERP-System aus. Andere hingegen integrieren sich direkt ins ERP und machen so eine doppelte Datenhaltung ebenso überflüssig wie den Umgang der Anwender mit zwei verschiedenen Systemen. Insellösungen mögen aus Sicht der IT-Spezialisten auf den ersten Blick leichter zu überschauen sein, sie bringen de facto aber deutlich mehr Komplexität in die Systemlandschaft – eben, weil sie doppelte Datenhaltung verlangen und Anwender zum Umgang mit zwei Lösungen zwingen. Gemeinsam ist den Lösungen, dass sie über Softwareschnittstellen sowohl mit Nachrüstlösungen (intelligenten Klemmen), als auch mit Maschinen kommunizieren können, die ab Werk vernetzbar sind.

Alle Maschinen zum Sprechen bringen
Bild: IGH Infotec AG


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