Menschliches Leben ist ein ständiges Streben nach Perfektion. Beispiele hierfür gibt es genügend, sei es der sportliche Wettkampf oder die Akkumulation von immer mehr Wissen. Auch in der industriellen Fertigung arbeitet man stetig daran maschinelle Leistungen zu optimieren, um der Konkurrenz immer einen Schritt voraus zu sein. [...]
Durch moderne Entwicklungen wie dem Industrial Internet of Things (IIoT) oder dem Connected Enterprise sind die Grenzen des Möglichen verschoben worden und für Unternehmen ist ein perfektionierter Produktionsprozess in greifbare Nähe gerückt. Dabei sind vor allem Daten und die Kommunikation ebendieser essentieller Bestandteil und wichtigstes Mittel, um einen vollkommen reibungslosen Betrieb erreichen zu können. Die Vorteile, die sich dadurch für Unternehmen ergeben können, sind vielfältig. Verringerte Stillstandzeiten, Abmilderung des Fachkräftemangels oder gesteigerte Flexibilität und Qualität in der Produktion sind nur einige Beispiele, die eine gute Vernetzung und der Einsatz eines umfassenden Manufacturing Execution System (MES) innerhalb industrieller Anlagen ermöglichen.
MES: Drei Buchstaben mit herausragender Bedeutung
Um all diese Vorteile schnell erreichen zu können, benötigen produzierende Unternehmen eine moderne MES-Lösung, die ihnen dabei hilft erzeugte Daten in einen Mehrwert zu verwandeln. MES ist dabei mittlerweile mehr als ein Überbergriff verschiedener Systeme zu verstehen, die einen Austausch von Informationen und Daten innerhalb einer Anlage begünstigen. Im Zuge der Digitalisierung von Prozessen in industriellen Systemen entstehen immer mehr Daten aus dem eigentlichen Produktionsprozess. Sowohl Performance-Daten einzelner Maschinen, Produktionszahlen, Daten zu Umwelteinflüssen, aber auch Informationen über einzelne Teile einer Anlage, die ausgetauscht werden sollten, fallen darunter.
Bevor die Digitalisierung die Möglichkeit zur einfachen Datenverarbeitung bot, wurden die in der Anlage generierten Daten, wie zum Beispiel die Anzahl produzierter Endprodukte, oftmals händisch in Tabellen und Listen festgehalten. Ein entsprechender Austausch von Maschinendaten fand eher auf analogem Weg statt und wenn Mitarbeiter ein Unternehmen verließen, ging oft wertvolles, über Jahrzehnte gesammeltes Wissen zu Maschinen verloren. Mit modernen Systemen hingegen können alle Informationen zu einer Anlage und den dazugehörigen Maschinen an einem zentralen Ort gespeichert, kontextualisiert und verwaltet werden.
Gesteigerte Flexibilität und höhere Qualität
Insbesondere bei Produktionsprozessen, bei denen die Qualität des Produktes von einer Vielzahl an verschiedenen Faktoren abhängt – dies ist beispielsweise häufig bei der Lebensmittel- oder Getränkeproduktion der Fall – lässt sich durch den Einsatz von Datenanalyse eine Qualitätsverbesserung erreichen. Werden beispielsweis die Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Veränderungen des Drucks durch Wetterschwankungen in einer Fabrik bei der Produktion von Hefeteig mitberücksichtigt, können durch moderne Module, die auch an ein MES angeschlossen sind, an anderer Stelle entsprechende Anpassungen in der Produktion gemacht oder Anweisungen an Mitarbeiter gegeben werden. Auf diese Weise kann ein gleichbleibendes Qualitätsniveau erreicht werden, auch wenn externe Bedingungen dies erschweren würden.
Zudem bieten moderne MES zusätzliche Flexibilität für Unternehmen. Insbesondere dadurch, dass solche Lösungen in den meisten Fällen skalierbar sind, lassen sich diese bei kleinen Unternehmen genauso implementieren wie bei großen Konzernen. Eine Anpassung an wachsende oder schrumpfende Produktionsbedingungen, beispielsweise aufgrund saisonaler Schwankungen, ist einfach möglich. Auch wenn ein neuer Standort des Unternehmens eröffnet wird, kann dieser einfach in die bestehende Infrastruktur und Datenumgebung eingepflegt werden. Selbiges gilt auch für neue Produktionslinien innerhalb eines Standortes.
Datenauswertung erlaubt einen Blick in die Zukunft
Nur wenige Vorkommnisse innerhalb einer Fabrik sind teurer als ungeplante Stillstandzeiten und Ausfälle. Insbesondere bei großen Anlagen mit einem hohen Energiebedarf können ein ungeplanter Ausfall und die damit verbundene Zeit zur Wiederaufnahme des regulären Betriebes schnell enorme Kosten verursachen. Aber auch bei kleinen Produktionslinien sind Ausfälle für Betreiber ärgerlich. Durch die Auswertung von allen relevanten Daten aus einer Fabrik wird Betreibern auch in Bezug auf die Ausfallzeiten höhere Flexibilität gewährleistet.
So kann bei genauer Datenanalyse durch ein MES der Leistungsabfall einzelner Förderwagen innerhalb einer Anlage direkt auffallen. Durch Methoden wie predictive oder prescriptive Maintenance lassen sich die notwendigen Instandhaltungsarbeiten schlussendlich so vom MES planen, dass die Kosten möglichst gering bleiben und zu einem Zeitpunkt stattfinden, der für die gesamte Anlagenstruktur günstig ist. Dies gilt natürlich nicht nur für Förderwägen. Kennzahlen aller verbauten Teile, die regelmäßiger Instandhaltung bedürfen, können durch moderne Datenmodelle analysiert und Aussagen über die voraussichtlich verbliebene Laufleistung getroffen werden.
Transfer und Sammlung von Wissen
Neueste Möglichkeiten umfassender MES schließen auch die Möglichkeiten, die sich durch Technologien wie Augmented und Virtual Reality ergeben, mit ein. Besonders wichtige Aspekte, bei denen diese modernen Technologien helfen können, stellt die Aus- und Weiterbildung von Arbeitskräften dar. Der zunehmende Fachkräftemangel und die Verrentung langjähriger und erfahrener Mitarbeiter bedeuten für viele Industrieunternehmen eine nicht zu unterschätzende Herausforderung. FactoryTalk InnovationSuite ermöglicht zum Beispiel die Aufnahme von detaillierten Anleitungen durch erfahrene Mitarbeiter, die beim Austausch einzelner Teile einer Anlage erstellt werden können. Mithilfe von Augmented Reality-Brillen ermöglichen solche Anleitungen einen Wissenstransfer zwischen Mitarbeitergenerationen und verhindern den Verlust von Fachwissen. Zudem lassen sich über die Möglichkeiten der erweiterten Realität detailliert Informationen und Einblicke in Kennzahlen zur Perfomance von Maschinen erhalten, Sicherheitszonen sichtbar machen und Arbeitsanweisungen weltweit in Echtzeit verbreiten.
Vollkommenere Produktion durch Datenfluss ohne Grenzen
Den Überblick über die eigene Produktion zu behalten, kann in Zeiten von immensen Datenmengen schwierig sein. Insbesondere die zunehmende Vernetzung macht es nötig, dass Unternehmen auf Lösungen setzen, die nicht nur kurzfristig Abhilfe im Datendickicht schaffen. Helfen können dabei vor allem MES-Lösungen, die nicht nur einzelne Anwendergebiete abdecken, sondern sich durch ihre Skalierbarkeit, umfassende Vorteile für Kennzahlen in der Produktion und nicht zuletzt durch einfachen Wissenstransfer unter Mitarbeitern auszeichnen. Für Entscheider und Verantwortliche bedeuten diese Systeme aber letzten Endes vor allem eines: Dass der Produktionsprozess ein Stück vollkommener und ausgewogen wird.
*Ashkan Ashouriha ist Product Business Manager EMEA Region IIoT & Digital Engineering bei Rockwell Automation.
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