So ist die Fertigung bei Würth Elektronik vernetzt – MES als IIoT-Vorstufe

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IoT Use Case Podcast Folge 82 mit Kontron AIS und Würth Elektronik

Die Steigerung der Produktivität durch Transparenz in der Fertigung ist eines der zentralen Themen, um Mehrwerte aus Daten zu heben. Dazu muss das Grundgerüst der Fertigung stehen – ein zentraler Knotenpunkt ist dabei das MES (Manufacturing Execution System).  

Zusammenfassung der Podcastfolge

Das MES liefert die Daten und verteilt sie, sodass die Produktion optimal geplant und fortlaufend optimiert werden kann. Da das Thema »MES« viele Produzierende Betriebe betrifft, ist die Folge 82 des IoT Use Case Podcasts eine Spezialfolge nur zu diesem Thema.

Die Firma »Würth Elektronik« spricht über ihre Use Cases, Herausforderungen und die Vision in Richtung IoT, gemeinsam mit ihrem Partner »Kontron AIS«. Stellvertretend sind dafür Klaus Faller (Würth Elektronik) sowie Robin Schubert und Frank Tannhäuser (Kontron AIS) bei Madeleine Mickeleit zu Gast.

Als Europas führender Leiterplattenhersteller bedient Würth Elektronik die Anforderungen seiner Kunden von der ersten Designidee über die Produktion von Prototypen im Online-Shop bis hin zur Fertigung mittlerer und größerer Serien. Kontron AIS ist Würths Partner auf dem Gebiet der Automatisierungstechnik. Als System- und Softwareunternehmen bietet Kontron Lösungen in der Fabrik- und Fertigungsautomatisierung sowie Anlagenintegration und -steuerung.

Der Leiterplattenhersteller erstellt seinen Digitaler Zwilling der Leiterplatte durch das MES von Kontron AIS – mit Konnektivität der Bestands- und Neuanlagen plus Standardisierung der Anlagenintegration.

Podcast Interview

Die Steigerung der Produktivität durch Transparenz in der Fertigung ist eines der zentralen Themen, um Mehrwerte aus Daten zu heben. Dazu muss das Grundgerüst der Fertigung stehen, und ein zentraler Knotenpunkt ist dabei das MES (Manufacturing Execution System), welches die Daten liefert und verteilt, sodass die Produktion optimal geplant und fortlaufend optimiert werden kann. Da das Thema »MES« viele produzierende Betriebe betrifft und auch bei mir angefragt wird, kommt heute eine Spezialfolge nur zu diesem Thema.

Heute berichtet die Firma »WÜRTH Elektronik« über ihre Use Cases, Herausforderungen und die Vision in Richtung IoT, zusammen mit ihrem Partner »Kontron AIS«.

Hallo Robin, Frank und Klaus! Robin, wo erreiche ich dich gerade?

Robin

Ich bin heute im Büro anzutreffen; mir geht es super. Wir befinden uns mitten in der Produktentwicklung und haben einige tolle Themen im Haus. Eine spannende Phase!

 

Frank, wo erreiche ich dich und wie war die SPS-Messe für euch?

Frank

Ich bin auch in der Firma, allerdings in einem anderen Raum als Robin. Die SPS-Messe war ganz gut für uns – wir waren mit unseren Hardware- und Software-Produkten vor Ort. Die Kombination aus beidem war eine gute Sache.

 

Ich war kurz bei euch am Stand; es ist schön, auch mal live und in Farbe zusammenzukommen! Wie war eure Anreise? Musstet ihr weit fahren?

Frank

Wir kommen aus Dresden und hatte eine Anreise von ungefähr drei Stunden nach Nürnberg; das war in Ordnung.

 

Auch von dir, Klaus, möchte ich wissen wo ich dich gerade erreiche.

Klaus

Ich sitze heute in meinem Homeoffice im schönen Schwäbisch Hall und schaue auf den sonnigen Tag.

 

Zum Intro von Kontron AIS; ihr seid Experte rund um innovative und flexible Softwarelösungen, vor allem in der Fabrik- und Fertigungsautomatisierung. Ihr behandelt auch das Thema »Anlagenintegration und Steuerung«.

 

Frank, was ist die Aufgabe deines Teams und mit welchen Kunden arbeitet ihr?

Frank

Kontron AIS ist spezialisiert auf verschiedene Softwareprodukte, und auf Projekte in allen Ebenen der Fertigung. Angefangen im Facility-Bereich, über die Medienversorgung in Fabriken, dann über die Automatisierung von Transportsystemen. Und wir sind ebenfalls in einzelnen Montagelinien tätig. Es geht weiter in fabrikweiten Produktionssteuerungen, bis hin zu Cloud-basierten und standortübergreifenden IIoT-Lösungen.

Eigentlich bearbeiten wir drei Kernthemen: Die Konnektivität, die Transparenz und die Produktionssteuerung. Das alles in Branchen wie Automotive, Pharma, Semiconductor, und in den letzten Jahren ist auch wieder die Batterie- und TV-Fertigung dazugekommen.

Robin, du bist im Produktmanagement tätig; was sind hier klassische Aufgaben und mit welchen Produkten arbeitet ihr?

Robin

Für den Bereich der Fabrikautomation haben wir eine Produktreihe, welche sich »FabEagle« nennt. Darunter befinden sich mehrere Lösungen. Das ist einmal das Thema »Schnittstellenintegration« mit einer Low-Code-Lösung namens FabEagle®Connect. Wir haben ein Linien-leit-System, welches speziell einzelne Produktionslinien oder komplexe Anlagen steuert. Wir haben das fabrikweite Funktionssteuerungsthema unter dem FabEagle®MES, was uns auch heute in dem Podcast beschäftigen wird.

 

Wir haben bereits mit einem eurer Kunden aus dem Maschinenbau das Thema behandelt; könntest du das noch mal zusammenfassen und generell einen kleinen Einblick geben, mit welchen Use Cases und Kunden ihr arbeitet?

Robin

Ich finde das Thema Use Cases aus unserer Sichtweise und unserer Aufarbeitung immer sehr spannend. Die vorausgegangenen Use Cases waren von meiner Kollegin begleitet, Frau Vanessa Kluge, die sich vor allem dem Thema Kundenservice im Maschinenbau gewidmet hat. Konkret heißt das, die Firma »RAMPF«, »Fabmatics« und »InnoLas« nutzen unsere Lösungen. Das ist ein Kundenportal für den Maschinenbau, welches das Thema Maschinen-Monitoring, Wartungsplanung und Wartungsdurchführung in einer Cloud-Applikation zur Verfügung stellt.

Meine Kollegin hat hier das ganze Thema zusammen mit dem Kunden beleuchtet und auf die Mehrwerte, die man bei der Anwendung solcher Kundenportale in Kombination mit den Maschinen an Maschinen-Monitoring einsetzt, genauer erklärt. Das ist eine spannende Story; hier gibt es einen ganzen Podcast und drei Use Cases dazu.

Wir haben heute das Thema, welches wir uns zusammen mit WÜRTH Elektronik vornehmen: Wie man so ein Produktionsleitsystem in der ganzen Fabrik betrachten kann, welche Mehrwerte das in der Produktion gebracht hat, und wie die Kollegen damit arbeiten.

Für das nächste Jahr haben wir ein weiteres Thema: Unser MES hat eine lange Historie im Bereich der PV- und Batterieproduktion. Hier wollen wir uns dem Thema »Green Energy« widmen, sprich: Wie funktioniert Software im Umfeld der regenerativen Energie, beziehungsweise in den Produktionen für solche Technologien? Wie geht man an das Thema, hinsichtlich Konnektivität, Produktionssteuerung und gegebenenfalls auch Erweiterungsmodulen, die das ganze Thema Cloud und IoT mit in das Boot mit einholen, an?

 

Das ist ebenfalls für mich eines der Fokusthemen für 2023 und auch für die Zeit danach, weil es eines der wesentlichen Themen ist, wo IoT einen echten Impact haben kann – hier spielt jeder Baustein eine wesentliche Rolle.

Herausforderungen, Potenziale und Status quo – So sieht der Use Case in der Praxis aus [06:48]

Frank und Klaus, wie habt ihr euch kennengelernt?

Klaus

Kontron AIS hat eine lange Historie im Bereich MES und die Geschichte ist bereits Jahrzehnte her: Im Jahr 2000 habe ich noch für die WÜRTH Solar gearbeitet. Diese hat damals eine Solarmodulfertigung hochgezogen in Schwäbisch Hall. Das war eine industrietaugliche 4.0-Fabrik aus heutiger Sicht; früher gab es den Begriff noch nicht.

Letztendlich gingen vorne die Glasplatten rein und hinten kamen die Solarmodule fertig raus. Die Daten lagen allesamt digital vor und auch die Module wurden getracked. Zu der Zeit hat man einen MES-Hersteller gesucht, und die Firma AIS ausgewählt. 2010 habe ich dann zur Leiterplatte gewechselt, was ein kleiner Kulturschock war, da historisch bedingt hier noch alles mit Lochkarten und Zetteln funktionierte – sehr analog.

 

Der Wechsel zur Leiterplatte, was bedeutet das? Vom Produkt her?

Klaus

Genau: WÜRTH Solar war damals durch den Markttrend nach Asien letztendlich verkauft worden. Ich bin innerhalb der WÜRTH Elektronik geblieben und zur Leiterplattenproduktion gewechselt.

Was die Digitalisierung angeht, war das ein Kulturschock. Auch ein relativ großes Problem hat sich daraus ergeben, da man in der laufenden Fertigung wenig umstellen kann – es war wie eine Operation am offenen Herzen. Wir hatten 2015 die große Chance, da ein Fertigungswerk abgebrannt ist, dass wir an einen Standort einziehen konnten, welcher eine wesentlich bessere Ausstattung bezüglich der Digitalisierung hatte. Hier ist wieder Kontron AIS zum Zuge gekommen und hat das MES eingeführt.

 

Im Grunde sind solche Dinge ein Worst Case. Auf der anderen Seite sprechen wir über das Green Field, welches ihr infolgedessen aufbauen konntet.

Klaus

Man muss hinzufügen, dass das Gebäude nur in Teilen, circa zu 50 Prozent abgebrannt ist. Der Rest lief zum Glück weiter. Aber man hat viele Maschinen eingezogen, welche wir gut einbinden konnten.

 

Frank, du bist vermutlich direkt rein gegangen und kanntest das Thema bereits intern von euch , oder?

Frank

Meine Bekanntschaft mit WÜRTH liegt viele Jahre zurück; das ist auch historisch bedingt. Ich komme direkt aus der Softwareentwicklung, war nicht immer im Vertrieb tätig und mein Berührungspunkt ist damals entstanden, da ich bei der Programmierung dieser Maschinen mit dabei war, die für die Beschichtung dieser Solardünnschichtmodule zuständig war. Wir haben hier über viele Jahre hinweg die Maschinen betreut und sind über das MES wieder bei WÜRTH Elektronik zusammengekommen.

 

Ihr seid in einem Unternehmensverbund innerhalb der WÜRTH-Gruppe. Das ist ein riesiger Konzern, sodass sich vereinzelt solche Verbände bilden können. Hier produziert und vertreibt ihr die elektronischen Komponenten, beispielsweise die Leiterplatten, elektronische Bauteile und Dinge aus der gleichen Richtung.

 

In welchem Bereich bist du innerhalb der Gruppe zuständig? Was ist eure Vision in Richtung Digitalisierung?

Klaus

WÜRTH ist den meisten als »Schrauben-WÜRTH« bekannt, als Handelsunternehmen für Befestigungstechnik. Wir haben inzwischen etwas über achtzigtausend Mitarbeiter, sind also eher ein Großkonzern, jedoch sind wir untergliedert in 400 Einzelgesellschaften, weshalb man noch oft vom Mittelständer spricht. Eine dieser 400 Gesellschaften ist die WÜRTH Elektronik, welche sich ebenfalls wieder in 3 Bereiche untergliedert.

Einer davon ist die Leiterplattenproduktion. Das nennt sich auch CBT (=Circuit Board Technology). Wir haben in Deutschland dafür drei Produktionsstandorte: Einen in Niedernhall, einen in Rot am See und einen in Schopfheim.

 

Hier bist du für die Optimierung der Prozesse zuständig oder wie kann man das verstehen?

Klaus

Genau richtig; ich arbeite klassisch in der IT, bin Produktionsübergreifend zuständig für die Prozessoptimierung und im Zuge dessen immer für die Großen Projekte zuständig. Historisch bedingt ist einiges an Software zusammengekommen, und hier sind wir im umgestalten, auch auf neuen Plattformen. Eine Leiterplatte ist ansonsten immer sehr Kundenindividuell. Ich vergleiche das immer mit dem Hausbau: Hier haben wir die klassischen Reihenhäuser, es gibt aber auch die Architekturvillen. Dementsprechend komplex kann auch eine Leiterplatte werden.

Inzwischen gehen wir auch bis zur Stückzahl „1“ runter, anstatt große Stückzahlen zu produzieren. Die Komplexität der Leiterplatte steigt stetig an. Die Kunden wünschen sich immer mehr Daten zum Produkt, also Produktionsdaten, die wir dann sammeln.

 

Hier sind wir wieder bei der Digitalisierungsvision: Ihr wollt die Daten für eure Kunden nutzbar machen und auch für euch intern nutzbar machen, für die jeweiligen Prozesse.

 

Kannst du die Vision zur Digitalisierung weiter ausführen, was das konkret für euch bedeutet?

Klaus

Wir bekommen die Fertigungsdaten vom Kunden, welcher uns im Layout sagt, wie die Leiterplatte aussehen soll. Das ist in der Vergangenheit leider unstandardisiert abgelaufen. Wir müssen daraus ein Produkt in unserer Linie fertigen und am Schluss hätte der Kunde gerne die Fertigungsdaten zu seiner Hardware dazu. Wir sprechen hier inzwischen von einem Produktzwilling.

Das heißt, sowie uns der Kunde die Daten liefert, versuchen wir diese standardisiert zu fassen, aufzubereiten und für die Fertigung mithilfe eines MES die Daten in der Fertigung zu sammeln und dem Kunden das gesamte Package zu übergeben. Er baut dann oft bereits Simulationen auf seine Leiterplatte, beispielsweise thermische Simulationen, damit er zum Beispiel seinen Lötprozess optimieren kann, ohne die eigentliche Hardware schon zu besitzen.

 

Euer Kunde stellt euch Layout-Daten zur Verfügung, wie die Leiterplatte aussehen muss, und dann will er den digitalen Zwilling haben, um diesen wiederum bei deiner Produktion einzusetzen?

Klaus

Diese Layout Daten kann man sich wirklich wie einen Plan für ein Haus vorstellen. Eine Leiterplatte ist nicht nur dazu da, um Strom von Punkt A zu Punkt B zu leiten, das läuft auf vielen unterschiedlichen Wegen und diese Layout-Daten bekommen wir vom Kunden und fertigen das Ganze. Letztendlich, wenn er seine Bauteile darauf löten will, geht es darum, thermische Prozesse zu simulieren.

 

Okay, spannend. Wenn wir uns auf eure Fertigung fokussieren: Kannst du Beispiele nennen, was genau das für Prozesse sind?

Klaus

Wenn man das fertige Produkt sieht, ist eine Leiterplatte immer sehr einfach – grün und sie leitet Strom. Unterm Strich durchlaufen einfache Leiterplatten ungefähr dreißig Produktionsschritte. Es geht los mit Belichtungsschritten, wo dieses Leiterbild auf eine einzelne Kupferfolie aufgebracht wird. Danach wird das Kupfer herunter geätzt, woraufhin die Schichten zusammengepresst werden – dann ist man im sogenannten »Multilayer«.

Was folgt ist, dass man mit vielen Bohrlöchern den Kontakt von einer Kupferschicht zur nächsten Schicht herstellt und diese Bohrlöcher wieder mit Kupfer ausfüllt. Da diese Produktion nicht immer linear ist, können sich die Produktionsschritte auch schnell mal verdoppeln.

 

Die einzelnen Maschinen sind bereits an das MES angebunden?

Klaus

Genau, die wichtigsten und komplexesten Systeme sind daran angebunden, beispielsweise die »Plating-Maschinen«, welche das Kupfer aufbringen. Das war eine der ersten Maschinen, die wir angebunden haben. Bei den einfachen Prozessen besitzen wir noch ein paar manuelle Maschinen.

 

Was sind Potentiale, die ihr hier gesehen habt? Waren das klassische Informationen, die euch da gefehlt haben?

Klaus

Unser interner Nutzen war klassisch. Das heißt, wir brauchten einen Maschinenstatus, um die Verfügbarkeitsdaten zu erfassen. Hier hilft bereits eine Historie. Das Materialtracking war ebenfalls ein großer Punkt. Jedes Paneel, welches bei uns durchläuft, bekommt eine eigene ID. Dazu müssen wir auch die Prozessdaten sammeln und den Prozess allgemein verbessern können.

Dass die Kunden genau diese Prozessdaten bekommen, ist eigentlich nur ein netter Nebeneffekt.

 

Welche Arten der Daten sind relevant?

Klaus

Es geht in der ERP-Ebene los. Hier schlagen die Auftragsdaten ein. Daraus werden die ganzen Fertigungsdaten aufbereitet. Unter anderem Rezepte, die die Maschinen passend zum Produkt abfangen müssen. Diese werden über die Maschine direkt herunter geschleust. Neben Verfügbarkeitsdaten und Alarmdaten, werden wieder Prozessdaten gesammelt und in ein Leitsystem nach oben gespult.

 

Was war euch mit Kontron AIS zum Anfang wichtig?

Klaus

Man braucht großes Vertrauen in einen MES-Hersteller. Das hat sich zum Glück bereits damals in der WÜRTH Solar widergespiegelt, weil das ein komplexes Projekt ist. Es geht um viele Maschinenschnittstellen, viele unterschiedliche Teilnehmer und da braucht man eine Menge vertrauen und jemanden, der das leisten kann.

Die Maschinenschnittstellen sind sehr unterschiedlich, da gibt es nicht »den« Standard. Jeder Maschinenhersteller liefert die Daten in einer anderen Form. Die Integration in unsere Systemlandschaft ist, je nachdem welches System man hat, mit einer kleinen Herausforderung verbunden. Hier hat Kontron AIS sehr gut in das Projekt gepasst.

Lösungen, Angebote und Services – Ein Blick auf die eingesetzten Technologien [18:56]

Frank, ihr habt das Projekt zusammen gestartet, wie sieht eure Lösung ganzheitlich aus? Was sind eure Umfänge?

Frank

Unser Produkt heißt »FabEagle®MES«. Das ist bereits lange im Einsatz und hat sich über viele Jahrzehnte entwickelt. Es enthält die klassischen Funktionsmodule, die man für die Abarbeitung von Fertigungsaufträgen eine Arbeitsplanes benötigt. Dabei werden Qualitätsdaten erfasst, Track-and-Trace-Informationen werden mitgeschnitten und neben diesen Daten, welche sehr Produktbezogen sind, zeichnen wir Daten auf, die man für das sogenannte »Equipement Performance Tracking« benötigt. Das sind Alarme, Zustände und Zustandsdaten; diese Daten werden für entsprechende Auswertungen und das Reporting genutzt.

Bei WÜRTH Elektronik sind wir so vorgegangen, dass wir uns ein Pilotprojekt herausgesucht haben, sprich einen interessanten Prozessschritt. In dem Fall war es die Lötstopplack-Linie; da wo am Anfang der Lötstaublack – das Grüne auf der Leiterplatte – aufgetragen wird. Hier haben wir die Daten, welche wir vorgefunden haben und das MES mit an diese Initiale mit integriert, um einen Mehrgewinn durch Transparenzerhöhung zu erhalten. Das ist meistens die Voraussetzung für ein Roll Out in der gesamten Fabrik. Dieses Roll Out konnten wir nach diesem Pilotprojekt in viele Bereiche weiterleiten; die Galvanik, mechanische Bearbeitung, aber auch in den Fotodruck, um ein paar Beispiele zu nennen.

 

Euer erster Schritt war es also, das Management intern zu überzeugen, ein Pilotprojekt zu starten.

Klaus

Sehr gut zusammengefasst. Wir sind mit einem POC gestartet, haben uns einen kleinen Teil vorgenommen, wo es Probleme gab, das Management von unserer Lösung überzeugt und die Bereitschaft eingeholt.

 

Lötstopplack ist eine spezifische Maschine, die zuständig ist. Wie funktioniert hier die Connectivity auf dem Shopfloor?

Robin

Das Thema Datenerfassung ist relativ komplex, wenn man sich solche großen Produktionen anschaut. Es ist leider nicht Plug and Play, obwohl man in diesem Bereich viel über Standards spricht. Es ist unsere Aufgabe als Softwareanbieter, mit dem Kunden in den Dialog zu gehen, was die Maschinen sind, an welche wir anbinden wollen und wo der Mehrwert liegt.

Als zweite Aufgabe haben wir die Absprache mit beispielsweise den Maschinenlieferanten oder das Review von Maschinenspezifikationen. Was bekommen wir an Daten? Welche Datenschnittstellen haben diese Maschinen? Das sind klassische Fragen, die man sich hier stellt. Wir unterstützen den Betreiber der Anlage hinsichtlich verschiedenster Fragen. Wir begleiten ebenfalls den Anlagenbauer zum Thema Schnittstellenintegration, bis hin zur Steuerung.

 

Klaus, du meintest dass das Green Field wäre. Ist das dementsprechend klassisch OPC UA?

Klaus

Es wäre schön, wenn alles OPC UA wäre; leider müssen wir uns aber nach den Maschinenherstellern richten. Oft wird dann gesagt, dass sie kein OPC UA besitzen; das ist ein häufig auftretendes Problem. Ein gutes MES kann sich eigentlich immer auf alles einstellen. Sei es eine alte oder auch moderne Schnittstelle. Der Mix ist hier sehr breit, das MES kann teilweise bis auf die SPS heruntergehen.

 

Ich habe das schön häufiger von anderen aus unserem Netzwerk gehört, dass der Anteil der OPC UA-unterstützenden Maschinen teilweise bei unter 10 Prozent liegt – zum Glück seid ihr hier so flexibel!

 

Damit es alle verstehen: Wie funktioniert euer MES und wo entsteht der Mehrwert, der euch besonders macht?

Robin

Das Thema beginnt mit den Datenschnittstellen, sprich Maschinen- und der Equipmentintegration über die verschiedensten Protokolle. Das ist ein Merkmal von der Software oder dem Unternehmen, mit welchem man zusammenarbeitet und bereitstellt. Wir betreuen bei unseren Kunden bis hin zur Steuerung. Dabei unterstützen wir auch spezielle Schnittstellenprotokolle, wie »SECS/GEM«, was ein halbleiterspezifischer Standard ist, der auch sehr komplex sein kann.

Man hat die Maschine also mit dem Equipment zusammen angebunden, und nun sammelt man zunächst die Daten. Diese landen daraufhin in einer großen Datenbank, welche von dem MES-System verwaltet wird – eine relationale Datenbank, welche es ermöglicht, verschiedene Daten miteinander zu verknüpfen, hinsichtlich dem Ursprung der Historie und der Prozesszugehörigkeit.

Die Datenbank ermöglicht die eigentlichen Funktionsmodule, die so ein MES mitbringt: Das klassische Thema Materialtracking, was sammelt das Produkt an Daten, während es getestet und hergestellt wird? Der Kunde, welcher dann als Betreiber der ganzen Anlagen aktiv ist, hat über die Oberflächen, welche wir »MES-Clients« nennen, den Zugriff auf die Funktionsmodule. Diese ermöglichen es zum Beispiel, Fertigungsaufträge anzulegen, zu verwalten und auch ein Reporting zusammenzustellen.

 

Auch die Daten zu haben, um eurem Kunden wieder etwas zurückzugeben, wird für dich, Klaus, wiederum wichtig sein, oder?

Klaus

Absolut korrekt; bei uns wird das MES eher als »Datenverteil- und Sammelmaschine« benutzt. Darüber hinaus gibt ein MES meist noch viele andere Funktionen her. Bei den Solarmodulen haben wir damals auch die Arbeitspläne generiert, weil diese doch sehr linear waren.

Bei der CBT gab es eine historische Lösung für die Arbeitsplanerstellung, also Inhouse. Da ist das MES wieder unsere Leiterplatte. Es gab also Inhouse schon eine Lösung, um einen Arbeitsplan für eine Leiterplatte zu erstellen. Da das sehr komplex ist, muss ich das nicht im MES abbilden, sondern das MES nimmt sich diesen Arbeitsplan wieder her.

In einem POC zum Beispiel, ist eine der wichtigsten Fragen immer, als erstes zu eruieren, wozu brauche ich das MES eigentlich?

 

Zum Materialtracking: hier ist es wichtig, die verschiedenen Daten zu integrieren, wie erfolgt die Verknüpfung von den Auftragsdaten im ERP zu den Prozessdaten?

Frank

Bei Tracking generell unterscheiden wir in unserem MES zwei Arten. Zum einen das physische Tracking, welches über markierte Materialien und Werkstückträger funktioniert, die so eine Markierung haben. Hier kann man über geeignete Lesegeräte diese Markierungen auslesen.

Auf der anderen Seite haben wir das Tracken der Materialien, wo wir durch die Prozesse sicherstellen und die dabei gesammelten Daten zuordnen. Des Weiteren unterstützen wir Fertigungen, wo solche Markierungen direkt am Material nicht möglich sind; das nennen wir dann virtuelles Tracking. Hier funktioniert das Ganze über die Location-Änderungen, die uns eine Maschine mitteilt. So können wir dennoch herausfinden, wann welches Teil wo war.

Klaus

Die Daten werden an das ERP weitergereicht, indem wir jedes Fertigungspaneel mit einer Auftrags-ID verknüpfen, um dort die Fäden zusammenzuführen. Das Tracking in der Leiterplatte ist tatsächlich nicht so trivial wie in der Solarmodulindustrie. In einer Leiterplatte verschwinden diese Markierungen. Wir bringen einen DataMatrix-Code in das Paneel, um die Maschine lesbar zu machen.

Dadurch, dass wir die Materialien immer wieder aufeinanderpressen, verschwinden diese, sodass wir das Ganze immer wieder erneut auftragen müssen. Die Daten mitzuverfolgen, da haben wir Kameras, welche die IDs lesen, und dann kann man die Daten wieder in das MES melden.

 

Klaus, am Ende müssen diese Daten analysiert werden. Fehler müssen gefunden werden und eine Intelligenz muss eingebunden werden. Wie funktioniert das?

Klaus

Das MES bringt eine gewisse Grundfunktionalität mit, gerade wenn es um Maschinenverfügbarkeit geht. Die Auswertungen laufen auf einem MES-System, jedoch müssen wir die Daten oft aus anderen Systemen zusammenführen. Dadurch bildet sich ein »Data Lake«; hier benutzen wir gerne Power BI zur Auswertung.

Frank

Die Analyse auf der Plattform funktioniert über verschiedene Möglichkeiten, welche sich der Kunde aussuchen kann. Zum einen haben wir die klassische Auswertung über den Daten, dass man versucht, mithilfe der vorhandenen Daten seine Prozesse zu optimieren. Natürlich versucht man die Prozesse auch stabil zu halten, und hier setzte man Methoden wie SPC (Statistische Prozesskontrolle) ein, was auch ein Teil unseres Analysesystems ist, was für hoch voluminöse Produktionen wichtig ist.

Wir haben auch die Möglichkeit, Daten durch Alarme, Zustände und Prozessdaten darzustellen. Hierfür nehmen wir heutzutage ein Webportal, um die Daten anzuzeigen und Hauptstörungsquellen zu identifizieren. Auch können wir Alarme mit Zustandswechseln korrelieren, um sagen zu können, welcher Alarm beispielsweise ursächlich zum Stillstand einer Maschine geführt hat.

Was machen wir noch mit den Daten? Fertigungsfortschritt transparent darstellen! Auch analysieren, dass es den Maschinen an der Stelle gut geht, und auch an den Kunden denken, dass diese ihren Fertigungsauftrag pünktlich bekommen, ist ein wichtiger Bestandteil.

Ergebnisse, Geschäftsmodelle und Best Practices – So wird der Erfolg gemessen [32:30]

Was ist der Business Case des Ganzen?

Klaus

Primär ist, dass man so etwas in einer laufenden Fertigung kaum bewerkstelligen kann. Für Niedernhall war das Ganze ein riesiger Fortschritt bei der Inbetriebnahme dieser vielen neuen Maschinen. Bis zur Einführung des MES gab es ein Bauchgefühl, was die Verfügbarkeit der Maschine angeht. Wenn man eine Maschine mit harten Kriterien bestellt, dann helfen einem die Zahlen sehr weiter. Wenn es Probleme mit den Alarmen gibt, dann zum Schluss die Prozesswerte, die man sammeln kann.

 

Frank, du bist mit deiner Rolle mit vielen Kunden unterwegs. Hättest du von deiner Seite aus weitere Ergänzungen?

Frank

Nur das, was Klaus schon gesagt hat; es geht um den schnelleren Informationsfluss. Wir haben ein paar Zahlen: Die Einführung eines MES-Systems bringt etwa 10 Prozent an besserer Verfügbarkeit. Wir haben auch verschiedene Messungen gemacht, dass die Fehlerhäufigkeit gesenkt wurden kann, bis hin zu 50 Prozent.

 

Robin, ein MES ist eine Vorstufe, die ich brauche, um einen Roll Out werksübergreifend abzuschließen; wie siehst du das Thema »IoT vs. MES«?

Robin

Ich nehme das Thema MES fast schon als Grundstein für das Thema IoT wahr. Im IoT reden wir viel über Vernetzung, intelligente Teilsysteme, die zusammenarbeiten, um in der modernen Produktion einen Mehrwert zu schöpfen. Das MES ist praktisch der Knotenpunkt davon. Es erfasst die Daten, hat Schnittstellen und kann Daten bereitstellen.

Es geht alles um das Thema Flexibilität; auch unsere Ambition ist es, das Thema Schnittstellenintegration so offen wie möglich zu gestalten. Ein moderner Ansatz, welchen wir häufig diskutieren ist ein hybrider Ansatz – ein lokales MES-System, was lokal Daten sammelt und verarbeitet, ergänzt mit einem Cloud-System, das zum Beispiel Visualisierungen oder prozessbegleitende Aufgaben wie Wartungen und Wartungsplanung managt – von der Sensorik bis zu den Systemen.

Du hast gerade von Vernetzung zwischen Werken gesprochen; das ist genau die nächste Ableitung. Ich habe lokale MES-Systeme, die diese Kernprozesse der Produktion steuern, und dann kann ich mit Cloud-Systemen verschiedene Standorte miteinander vergleichen und auch Services bereitstellen, um auch da auf dem Know-how-Austausch zwischen den Standorten zurückgreifen zu können.

 

Mit der Equipment-Cloud seid ihr ein Baustein, womit man Verwaltung standortübergreifend betreiben kann. Es geht auch darum, Daten skalierbar aus jeglichen Systemen, auch in der Zukunft, verfügbar zu machen.

 

Woraus kann man noch lernen? Was sind Erfahrungswerte, die ihr teilen könnt?

Klaus

Aus meiner Sicht gibt es nie die goldene Lösung. Softwareprodukte sprießen aus dem Boden wie Pilze; hier hat man immer die Qual der Wahl. Das hilft nichts; letztendlich muss man sich für etwas entscheiden, sodass man sich nicht in einer Schockstarre aufhält. Partner, welche funktionieren, sind das Fundament hierbei.

Bei uns in der Fertigung haben wir immer bunte und neue Systeme – die Leute, die diese Maschine betreiben, muss man aber immer mitnehmen und fachgerecht schulen.

 

Klaus, wie wichtig ist das Thema Nachhaltigkeit für euch?

Klaus

Bei uns schlägt das Thema Nachhaltigkeit immer mehr von Kundenseite ein. Man muss sich immer fragen, was Nachhaltigkeit mit IoT oder Digitalisierung zu tun? – Ich sage immer: relativ viel. Wenn man über den Lifecycle von so einem Produkt schaut, dann geht es darum Daten zu sammeln, und auch Recyclingfähigkeiten haben einen Einfluss. Unser CBT wurde umbenannt von »Circuit Board Technology« zu »Creating a better Tomorrow«, der Name passt also!

Im Ernst, das ist ein riesiges Thema, jedoch geht es um noch mehr Daten, und wie es mit den Verbrauchsdaten aussieht.

 

Das ist ein super Wort zum Schluss! Vielen Dank, dass ihr teilgenommen habt. Ich lade ein, gerne mit euch in die Diskussion zu gehen.

Ich hoffe euch hat es gefallen und würde mich freuen, wenn wir noch mal zusammenfinden.

Danke, dass wir teilnehmen durften, und auf Wiedersehen!

Für Rückfragen stehe ich Ihnen gern zur Verfügung.

Ing. Madeleine Mickeleit

Host & Geschäftsführerin
IoT Use Case Podcast