Bringt Transparenz in den Prozess

tesa Werk optimierte Fertigungsablauf durch die Integration von Standards

Autor: Simone Henseler, erschienen in der elektrotechnik 12/2006, S. 60–61, PDF

Das Unternehmen tesa Werk Hamburg GmbH setzte Ende 2005 auf eine softwareseitige Automatisierung und erlangte so eine Prozessoptimierung in der Fertigung. Die Transparenz des Fertigungsprozesses der Schneid- und Verpackungsanlage wurde in Zusammenarbeit mit der Firma inray Industriesoftware GmbH realisiert. Um die Transparenz zu erlangen, wurden Maschinendaten erfasst und zur Analyse vom Produktions- ins IT-Netzwerk weitergeleitet.

„Es ist ein wachsendes System, das vom praktischen Nutzen lebt“:, Klaus Bammann, tesa, bringt damit auf den Punkt, wie sich Daten aus unterschiedlichen Quellen zusammenführen lassen. Ergebnis eines Projektes, das tesa in Hamburg in Zusammenarbeit mit inray Industriesoftware umgesetzt und realisiert hat. Denn produzierende Unternehmen stehen in der heutigen Zeit oftmals vor neuen Herausforderungen, wenn es um die Steigerung der Produktivität geht. Nur wenn sie sich permanent steigern, können Unternehmen wie tesa im globalen Wettbewerb bestehen. Die Prozessoptimierung als solche hat sich aber schon längst in der Produktion als Ziel betriebswirtschaftlicher Ausrichtung etabliert. Nach der Welle der technischen Automatisierung in den 80er Jahren sind die Unternehmen mittlerweile dazu übergangen, ihre Prozesse auch softwareseitig weitgehend zu automatisieren. Dies bewirkt, dass durch Verknüpfungen von unterschiedlichen Datenquellen ganzheitliche Informationen zustande kommen, die den Fertigungsprozess transparenter zu gestalten. Das dies nicht nur zur Theorie gehört zeigt die Praxis im Hamburger tesa Werk. Das produzierende Unternehmen stellte sich 2005 mit Erfolg der Herausforderung eine softwareseitige Automatisierung durchzuführen.

Die Automatisierung betrifft die vollautomatische Schneid- und Verpackungsmaschine zur Herstellung von Klebebändern. Für eine Leistungsüberprüfung der Anlage wurden die Echtzeitdaten erfasst und jeder Unternehmensebene im IT-Netz mittels benutzerdefinierten Zugriffen zwecks Auswertung und Analyse zur Verfügung gestellt. Dabei war die primäre Aufgabe, Stör- und Stillstandszeiten mit Gründen in eine Datenbank zu schreiben um diese auszuwerten. Die Firma inray Industriesoftware wurde mit dem Projekt beauftragt und setzte dabei auf die Eigenentwicklung ihres OPC-Routers. Der OPC-Router wird hier zum Bindeglied zwischen OPC Server und der Datenbank. Dabei läuft er kaum merklich als NT-Service im Hintergrund des Rechners.

Durch die hohe Kompatibilität zu den auf dem Markt erhältlichen OPC Servern sowie den modernen und schnellen Zugriffsmethoden auf Datenbanken wurde die Anbindung schnell realisiert. Die entstandenen Daten werden so zur Produktverfolgung und Maschinendatenerfassung abgelegt. Neben dem Einsatz des OPC-Routers fand auch die Wago I/O Klemme 750-841 mit Ethernetanbindung ihre Bestimmung im Projekt. Sie wurde eingesetzt um analoge sowie digitale Signale abzugreifen. Mit dem Abgreifen aller aufkommenden Signale der Maschine werden die Daten unabhäning von ihrer Entstehung über das Ethernet und den OPC-Router in der Datenbank erfasst.

Funktionsüberwachung mit Zukunft

Um die nötigen Daten diverser Datenquellen zu erfassen war zuerst eine Vernetzung mit dem Produktionsnetzwerk nötig. Für die vorhandenen SIMATIC S7- 300 Steuerungen wurde der Anschluss an das Ethernet mit dem Standard CP343 geschaffen. Die Wago I/O-Klemme 750-841 wurde mit dem Feldbus-Controller ebenfalls an das Ethernet angebunden. Der eingesetzte OPC-Server ermöglicht das Abgreifen der unterschiedlichen Datenpunkte und damit der benötigten Werte. Mit dem OPC-Router stellt der zyklische Transport der Daten in die vorhandene Datenbank nun keine Schwierigkeit mehr dar.

Die Struktur des Aufbaus: OPC-Router bietet verschiedene Transfermöglichkeiten

Die vorhandene Datenbank befindet sich nicht mehr im Produktionsnetzwerk sondern im IT-Netzwerk. Von hier aus beginnt die Verteilung an die verschiedenen Unternehmensebenen, die mit benutzerdefinierten Zugriffen Auswertungen und speziellen Analysen eine Prozessoptimierung vornehmen. Um die Funktion dieses Prozesses zu überwachen, signalisiert das datenbankgestützte System, wenn es zu einer Störung in der Produktionsplanung kommt. Der Maschinenführer wird somit direkt über die Störung informiert und kann die nötigen Maßnahmen zur Korrektur einleiten.

Die Realisierung des Projektes wurde durch den Einsatz der beschrieben Komponenten zum vollen Erfolg. Das dargestellte Szenario bietet hinsichtlich einer Serienproduktion mit komplexen Produkten einige Vorteile. Probleme im Fertigungsprozess werden nicht nur effizient sondern auch wirtschaftlich erkannt und gelöst. Dies wird nicht zuletzt durch die Erfassung von Stör- und Stillstandzeiten mit der Angabe von Gründen erreicht, die in auswertbarer Form für eine Ursachenforschung den verschiedenen Unternehmensebnen zur Verfügung stehen. Bei der eigentlichen Erfassung helfen unter anderem Standards, wie beispielsweise OPC (Openess, Produktivity & Collaboration). Auch das offene und jederzeit erweiterbare System des OPC-Routers, welches in auch eine Anbindung an SAP-Systeme bietet, bildet einen großen Vorteil für die jetzige und zukünftige individuelle Betrachtung des Prozesses.

Dipl.-Ing. (FH), Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Klaus Bammann, tesa, Hamburg:

„Die Verknüfung von Datenbanken und Steuerungen ist eine immer häufiger gestellte Anforderung. Der OPC-Router, eine stabile und robuste Windows-Anwendung, kann verschiedenste Verbindungen auf einfache Weise herstellen, indem er die genormte OPC-Schnittstelle benutzt. Der Datenverkehr wird über eine grafische Oberfläche projektiert, und die fertige Konfiguration wird dann vom NT-Dienst des OPC-Routers im Hintergrund abgearbeitet. Die Kopplung zwischen den Systemen kommt ohne jegliche Programmierung aus, sodass die Pflege und Wartung aufwändig entworfener Software entfällt.“

Dipl.-Ing. Simone Henseler ist Mitarbeiterin der inray Industriesoftware GmbH, Schenefeld.