Der Einsatz einer Integrationsebene kann sowohl die Unterstützung eines Schichtenmodells nach DIN ISO 62264 als auch eine flexible Datenverarbeitung unterstützen. (Bild: Guardus)

Homogene Integrationskonzepte für schnelle Datenflüsse

Für ein vollständiges MES-Bild der Fertigung muss die Datenlandschaft aller Produktionsanlagen in die IT eingebunden werden. Um dabei der Vielfalt der Anlagen-IT bezüglich heterogener Kommunikationsintelligenz und hoher Datentaktung Herr zu werden und gleichzeitig das Schichtenmodell nach DIN ISO 62264 abzubilden, bietet sich die Ergänzung der Anlagen auf der Steuerungsebene um ein herstellerunabhängiges Interface an. Die Sensorik dieses Bausteins empfängt dann die Maschinensignale und leitet sie über ein standardisiertes Gateway, etwa via ASI- oder Modbus an die Scada-Ebene weiter.

Maschinen mit Schnittstellen-‚Bordmitteln‘ wie OPC-Servern können dabei ihre Daten auch direkt an die Prozessleitebene senden. Der Scada-Layer sammelt nun die im Millisekundentakt eintreffenden Prozessdaten und gibt diese selektiert sowie verdichtet an das MES weiter. Als Grundlage dienen hierbei Konfigurationstabellen, die beschreiben, welche Parameter in welcher Aggregation pro Maschine benötigt werden. Ein ähnlicher Integrationsprozess empfiehlt sich auch bei den umgebenden Mess- und Prüfsystemen sowie für die Kommunikation vom MES in die Anlagen-IT, etwa beim Download von Einstelldaten und NC-Programmen in Steuerungssysteme.

Monolithen in horizontalen Produktionsabläufen vermeiden

Je höher der Automatisierungsgrad einer Wertschöpfungskette, desto häufiger sammelt die Prozessleitebene auch qualitäts- und produktionsrelevante Informationen. Die Verschmelzung der Level 2 und 3 führt dazu, dass viele Anlagenhersteller und Anbieter von SPS-Systemen MES-Funktionalitäten innerhalb ihrer Maschinentechnologie abbilden. In diesem Fall ist das Erfassen und Analysieren von Produktionsdaten ein Leichtes, wobei die Scada-Ebene direkt an die betriebswirtschaftliche Welt des ERP angebunden werden kann. Das Vorgehen setzt allerdings voraus, dass das Unternehmen eine Single-Source-Strategie in der Beschaffung verfolgt. Kommen mehrere Anlagenhersteller zum Zug, verwalten die jeweils integrierten MES-Bausteine lediglich das Prozessdaten-Bruchstück der verketteten Maschinenanlagen.

Ein Produkt durchläuft im Rahmen seiner Herstellung jedoch normalerweise mehrere Fertigungsstufen, so dass sich kein vollständiges Datenbild über alle Prozessparameter entlang der gesamten Wertschöpfungskette ergeben kann. Daher wird eine unabhängige MES-Instanz benötigt, welche Prozessparameter aller verketteten Maschinenanlagen in einer integrierten Datenbasis speichert.

Wenn Produkt- und Prozessdaten auf diese Weise in einer homogenen Datenbasis aktuell zur Verfügung stehen, entfaltet sich der größte Vorteil produktionsnaher IT-Systeme: detaillierte Auswertungen zur Qualität und Produktivität im Produktionsprozess in Echtzeit. Der medienbruchfreie Datenfluss zwischen Anlage und IT eröffnet ein breites Spektrum an Kennzahlen, die etwa Aufschluss über Bearbeitungszeiten, Nutzungsgrade, Qualitätskosten sowie Ressourcen- und Energieeinsatz geben. So erhalten Produktionsleitung, Qualitätsmanagement und Controlling eine aktuelle Datengrundlage zur Einleitung von Abstell- und Verbesserungsmaßnahmen.







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