Die amerikanischen Analysten von Frost & Sullivan prognostizieren für den globalen Markt für Fertigungs-IT mit Fokus auf Manufacturing Execution Systems (MES) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 9,3 Prozent. Um dieses Marktpotenzial jedoch ausschöpfen zu können, ist ein MES auf Daten aus dem Shopfloor angewiesen. Hier kommen Automatisierungsplattformen wie CtrlX Automation von Bosch Rexroth ins Spiel. Mittlerweile sind mehr als 100 Partner Teil dieses Ökosystems, darunter auch MPDV.
Ein Blick auf die Automatisierungspyramide
Betrachtet man die klassische Automatisierungspyramide nach IEC62264, so lässt sich die CtrlX Automation den unteren Schichten 1 und 2 zuordnen, also Steuerungsebene und Prozessleitebene. Hier befinden sich alle Arten von Sensoren und Aktoren sowie deren Steuerungstechnik. Die Automatisierungsplattform von Bosch Rexroth bietet sowohl eigene Apps für die Anbindung von Robotik, HMI-Systemen, Steuerungen und allen Arten von Assets im Shopfloor als auch ein breites Partnernetzwerk, in dem Drittanbieter ihre Systeme anbieten. MPDV stellt die App Smart Factory Gateway zur Verfügung. Diese verbindet die Automatisierungsebenen der Pyramide mit den darüberliegenden Schichten 3 und 4 – also der Betriebsleitebene und der Unternehmensleitebene. In der Betriebsleitebene ist typischerweise das Manufacturing Execution System (MES) angesiedelt, in der Unternehmensleitebene das Enterprise Resource Planning (ERP) System.
Der Bruch zwischen den Automatisierungsebenen (1 und 2) und den darüberliegenden Leitebenen (3 und 4) zeigt sich sowohl in der Granularität der Informationen als auch im zeitlichen Horizont, den Systeme der jeweiligen Ebenen betrachten. Sind für die unteren Ebenen ein hoher Detaillierungsgrad und ein Zeitraum von Millisekunden bis Minuten relevant, so bewegen sich MES-System mit deutlich weniger Informationen in einem Zeithorizont von Minuten bis Tagen oder Wochen. Ein ERP-System arbeitet hingegen mit stark aggregierten Daten und fokussiert sich auf Tage, Monate und sogar Jahre. Diese unterschiedlichen Ausrichtungen sind ein Grund für die Kluft zwischen der Automatisierungstechnik (OT) und der Business-IT.
Die Kluft überwinden
Ausschließlich technische Daten zu betrachten, die mit einer Automatisierungsplattform erfasst werden können, schränkt die Sicht auf einzelne Maschinen, deren Zustand und einzelne Prozessschritte der Produktherstellung ein. Welcher Artikel gerade produziert wird, für welchen Kunden und, ob es sich bei dem aktuellen Teil um Ausschuss handelt, ist in der Automatisierungsebene nicht bekannt. Dafür braucht es Informationen aus der darüberliegenden Business-IT. Ein MES weiß z.B., welcher Auftrag gerade läuft und welches Produkt hergestellt wird. Das MES erfasst sowohl die produzierte Menge als auch die jeweilige Qualitätseinstufung – Gutteil wie Ausschuss. In der nächsthöheren Ebene ist dem ERP bekannt, für welchen Kunden das Produkt hergestellt wird und wann es ausgeliefert werden soll.
Solange es sich um Standardprodukte handelt, und es nicht relevant ist, aus welcher Charge ein bestimmter Kunde beliefert wird, ist nur wenig Austausch zwischen der Business-IT und der Automatisierung nötig. Je komplexer die Anforderung an das Produkt und den Herstellungsprozess sind, desto wichtiger ist eine Schnittstelle zwischen den beiden Welten. Ein Beispiel: Ein Automobilzulieferer stellt Airbags her. Neben kundenspezifischen Vorgaben, benötigt der Automobilhersteller bestimmte Prozesswerte von der Herstellung des Airbags (z.B. die Luftfeuchte zum Zeitpunkt, an dem der Airbag in sein Gehäuse gepackt wurde). Dies muss für die Rückverfolgbarkeit dokumentiert werden und der Datenpunkt muss aus der Automatisierungsebene über ein MES ins ERP gelangen, um von dort aus an den Automobilisten kommuniziert werden zu können.
Früher und manchmal heute noch erfolgte diese Übergabe händisch auf Papier oder über Excel-Dokumente. Das war aufwendig und fehleranfällig. Abhilfe schafft eine digitale Schnittstelle zwischen der Automatisierung und der Business-IT. An dieser Stelle setzt die App Smart Factory Gateway von MPDV an. Sie verbindet die Automatisierungsplattform von Bosch Rexroth mit überlagerten Systemen der Business-IT, wie MES- oder ERP-System. So können relevante Daten zwischen beiden Welten ausgetauscht werden.
Das Smart Factory Gateway
Die App Smart Factory Gateway ist im CtrlX Store verfügbar und lässt sich nahtlos in die bestehende Umgebung der Automatisierungsplattform integrieren. Sie basiert auf standardisierten Webservices und offenen Schnittstellen (openAPI). So können Unternehmen jede Art von Business-IT-Systemen flexibel anbinden. Die Installation und Konfiguration folgt dem Low-Code-Prinzip – tiefgehende Programmierkenntnisse sind nicht nötig.
Der Smart Factory Gateway ordnet die erfassten Daten automatisch in ein standardisiertes, semantisches Informationsmodell mit dem nötigen Kontext ein. Das erleichtert gezielte Analysen dieser Daten. Unternehmen gewinnen so einen Überblick über ihre Fertigungsprozesse und können Optimierungspotenziale aufdecken und damit Kosten gezielt senken.
