Cloud-gestützte Typenprüfung und
bedarfsorientiertes Servicemanagement
Fertigung
synchronisieren
Ein möglichst genaues digitales Abbild der Realität ist eine Grundvoraussetzung für Industrie 4.0 und das Internet der Dinge. Um dies zu erreichen, braucht man intelligente, kommunikationsfähige Sensoren. Wie solche Geräte Informationen generieren und diese vernetzt zur gezielten Nutzung bereitstellen, hat Pepperl+Fuchs an verschiedenen Beispielen auf der Hannover Messe gezeigt.
Eine Fertigungsanlage optimal auszunutzen, ist eine klassische Aufgabenstellung. In der vernetzten Industrie der Zukunft gewinnt sie weiter an Bedeutung: Bei der potenziellen Losgröße eins können die einzelnen Fertigungsschritte nicht mehr durch pauschale Taktvorgabe synchronisiert werden. Stattdessen wird in zunehmendem Maße eine individuelle, situationsgerechte Abstimmung benötigt. Für diese Anforderung bot das erste Exponat im Solutions Park eine pragmatische Lösung, die ohne großen Aufwand auch in bestehende Anlagen integriert werden kann. Das Exponat mit dem Titel Overall Equipment Effectiveness (OEE) war das Ergebnis einer Kooperation mit der Software AG und TE Connectivity. Es stellt das synchronisierte Zusammenspiel mehrerer Einzelprozesse in einem Produktionsablauf nach: Zwei Vorprozesse (Stanzen und Pressen) liefern den Nachschub für einen Zielprozess (Montage). Zwei Drehteller, auf denen verschiedenfarbige Würfel die Vorprodukte symbolisieren, stellen die Vorprozesse dar. Die Bewegung der Würfel wird von einer Lichtschranke erfasst. Passiert ein Würfel die Schranke, ist ein Prozessschritt (Stanzen oder Pressen) abgeschlossen. Sind beide Vorprozesse im vorgegebenen Zeitraum erledigt, wird der Zielprozess (Montage) ausgelöst. Für die Taktung der Einzelprozesse ist bisher in der Regel eine SPS zuständig. Die Synchronisierung ist damit fester Bestandteil der Automatisierungspyramide. Das Auslesen von Daten aus einzelnen Prozessschritten oder ein Eingreifen in den Ablauf ist nur innerhalb der starren Hierarchie möglich. Jede punktuelle Optimierung ist dadurch mit beträchtlichem Aufwand verbunden, der gegen den potenziellen Nutzen von Effizienzreserven abgewogen werden muss. In dem Demonstrator wird diese Beschränkung umgangen, ohne die vorhandenen Strukturen zu verändern. Ein nachrüstbares SmartBridge-Interface greift auf der Sensorebene prozessrelevante Daten ab – ohne Rückwirkung auf den herkömmlichen Datenfluss zur SPS. Auf der Feldbusebene übernimmt das ein Spark-Interface von TE Connectivity. Beide Ports übermitteln die Daten per Kabel oder Funkschnittstelle an die Business-Plattform der Software AG. In dieser Plattform findet die Konsolidierung und Analyse der Daten statt.
Bedarfsorientiertes Servicemanagement
Übersichtliche Performance-Dashboards präsentieren die Prozessdaten. Vorhandenes Optimierungspotenzial lässt sich so oft schon auf einen Blick identifizieren. Versteckte Verzögerungen oder Mikrostandzeiten werden sichtbar gemacht. Die Prozesse können unter Berücksichtigung von Lagerbestand und Auftragslage optimiert werden. Die tatsächlichen Zustände von Anlagenteilen lassen sich aktuell und präzise bestimmen. Dafür stehen Hinweise und Warnungen aus den Prozessen sowie der Abgleich mit historischen Vorkommnissen, Maschinenlaufzeiten und Wartungsempfehlungen zur Verfügung. Feste Wartungsintervalle können deshalb durch zustandsorientierte Einsätze ersetzt werden.
Automatischer Serviceauftrag bei Verschmutzung
Intelligente Sensoren liefern heute schon Hinweise auf Verschmutzung oder Verschleiß. Diese Informationen bleiben in der Praxis jedoch meist ungenutzt, fehlende Übertragungswege oder auch die Gewaltenteilung in der Automatisierungstechnik verhindern ihre optimale Nutzung. Lichtschranken informieren z.B. über eine nachlassende Detektionsfähigkeit aufgrund der Verschmutzung von Austrittsoptik oder Reflektor. Im Demonstrator simuliert ein optischer Filter, der in den Bereich des Lichtstrahls geklappt werden kann, eine Verschmutzung der Lichtschranke. Das SmartBridge-Interface erlaubt die Nutzung der Zustandsdaten in der Business Plattform, ohne in die Automatisierungshierarchie einzugreifen. Das System der Software AG kann hier bei Bedarf einen Serviceauftrag automatisch auslösen.
