Prozessdatenvisualisierung ist ein wesentlicher Bestandteil moderner Produktionsumgebungen. Mit der IoT-Plattform ALD EXPERT GRID können Maschinen- und Produktionsdaten in Echtzeit überwacht, analysiert und optimiert werden.
Die Herausforderung: Prozessüberwachung und Fehlererkennung in Echtzeit
Besonders in der Luft- und Raumfahrt werden hohe Anforderungen an die Produkte gestellt, die sich auf die dort eingesetzten Anlagen übertragen. Der Sondermaschinenbauer ALD Vacuum Technologies GmbH entwickelt und konstruiert u.a. Anlagen in denen Bauteile aus einer Nickelbasislegierung (Superlegierung) mit hauchdünner Keramik beschichtet werden. Die Anlage arbeitet mit hohen Temperaturen und speziellen Beschichtungstechniken.
Die Kunden von ALD benötigen eine Echtzeit-Überwachung des Fertigungsprozesses, um Fehler im Beschichtungsprozess sofort zu erkennen und somit noch während des laufenden Prozesses Handlungsempfehlungen ableiten zu können. Aktuell werden Abweichungen manuell durch einen Maschinenbediener erkannt und geglättet, was einen hohen zeitlichen und personellen Aufwand mit sich bringt. Zwar lässt sich die Beschichtung später wieder entfernen, dies ist jedoch sehr aufwändig und somit teurer als das Beschichten an sich.
Die Lösung: Echtzeitvisualisierung und Datenanalyse mit ALD EXPERT
Mit Technologien des Industrial IoT lässt sich dieser Aufwand vermeiden, noch bevor er entsteht. ALD EXPERT fungiert als eine webbasierte IoT-Plattform, die Maschinen und Geräte in verschiedenen Produktionsumgebungen verbindet, deren Daten erfasst und diese analysiert. Eine der Kernfunktionen ist die zentrale Visualisierung von Prozessdaten. Die Datenerfassung erfolgt in der Regel über die SPS der Anlage, wobei mit ALD EXPERT nahezu alle Steuerungstypen unterschiedlichster Generationen angesprochen werden können. Die Daten werden permanent an einen zentralen Host (ALD EXPERT GRID) weitergeleitet, welcher diese wiederrum an eine Analysesoftware zur Verarbeitung sendet. Die Visualisierung der Daten erfolgt i.d.R. über Dashboards, welche sowohl historische als auch aktuelle Daten benutzerfreundlich aufbereitet und dem Nutzer zur Verfügung stellt. Aufgrund der umfangreichen und übersichtlichen Darstellung der Prozessdaten ist eine schnelle Reaktion auf entstehende Probleme oder Ineffizienzen möglich. Durch das Einsetzen verschiedener Sensoren können außerdem weitere Maschinen- und Prozessdaten, wie Temperatur, Druck und Gas ermittelt und visualisiert werden.
Integration in andere Maschinen und Anwendungen
Durch die Nutzung einer offenen Architektur, kann sowohl die Anbindung standardisierter Protokolle (wie OPC UA), aber auch die Nutzung kundenspezifischer individueller Schnittstellen garantiert werden. Somit ist ebenfalls eine problemlose Integration des ALD EXPERT GRIDs auch bei Anlagen anderer Hersteller möglich.
Ein wesentliches Element der Lösung ist die Fähigkeit zur nahtlosen Anbindung von Maschinen unterschiedlicher Hersteller. Dafür nutzt ALD EXPERT eine offene Architektur, die sowohl die Anbindung über standardisierte Protokolle wie OPC UA als auch über speziell entwickelte Schnittstellen ermöglicht. Durch diese Flexibilität können nicht nur ALD-eigene Maschinen und Anlagen, sondern auch Fremdmaschinen/-anlagen in das System integriert werden.
Ein weiterer Vorteil ist die Integration zu bestehenden ERP- und MES-Systemen. Dadurch können Produktionsdaten und -aufträge in Echtzeit zwischen den verschiedenen Systemen ausgetauscht werden, was eine lückenlose Automatisierung und Dokumentation des gesamten Produktionsprozesses gewährleistet. Durch die Synchronisation der Produktionsrezepte sowie die zentrale Datenverwaltung wird die Qualitätssicherung erheblich verbessert.
Datenverarbeitung in einer modularen On-Premises-Lösung
Die Plattform ist modular aufgebaut: Unternehmen nutzen nur die Funktionen, welche Sie tatsächlich auch benötigen. Zu den Modulen gehören unter anderem das “Condition Monitoring”, das eine vorausschauende Wartung der Maschinen ermöglicht oder das “Advanced Observation System” (AOS), welches eine kamerabasierte Prozessüberwachung und automatisierte Anomalie-Erkennung integriert. Diese Module können unabhängig voneinander betrieben und bei Bedarf erweitert werden, was dem Kunden maximale Flexibilität bietet.
Die Datenverarbeitung und -speicherung erfolgt bei ALD EXPERT auf einer On-Premise-Lösung, so dass alle sensiblen Produktionsdaten direkt beim Kunden vor Ort verbleiben. Dies ist besonders für Unternehmen in stark regulierten Branchen von Vorteil, da diese hierdurch weiterhin die volle Kontrolle über ihre Daten behalten und strenge Compliance-Anforderungen erfüllen können. Die Daten werden in einer zentralen Datenbank gespeichert, aus der bei Bedarf umfassende Berichte erzeugt und in bspw. PDF-Formate exportiert werden können.
Das Ergebnis: Verbesserte Effizienz und Qualitätssicherung
Der Einsatz der ALD EXPERT GRID-Plattform führt zu erheblichen Verbesserungen der Effizienz und Qualität von Produktionsprozessen. Durch die Echtzeitüberwachung von Maschinenzuständen und Produktionsparametern können Unternehmen schneller auf Abweichungen reagieren und Ausfallzeiten minimieren.
Das frühzeitige Erkennen von Anomalien und die proaktive Wartung reduzieren ungeplante Stillstände erheblich und tragen dazu bei, die Lebensdauer der Maschinen und Anlagen zu verlängern. Dies führt zu einer höheren Verfügbarkeit der Produktionsanlagen und einer deutlichen Senkung der Instandhaltungskosten.
Darüber hinaus ermöglicht die zentrale Verwaltung und Visualisierung der Prozessdaten eine bessere Nachvollziehbarkeit und Rückverfolgbarkeit aller Produktionsschritte. Dies ist insbesondere in regulierten Industrien von großer Bedeutung, da hier strenge Anforderungen an die Dokumentation und Qualitätssicherung gestellt werden.
