Die datenbasierte Entscheidungsfindung und die Nutzung der Vorteile der digitalen Transformation spielen eine entscheidende Rolle bei der Planung und Umsetzung von Produktionsprozessen. Eine grundlegende Voraussetzung dafür ist die Verfügbarkeit der richtigen Daten zur richtigen Zeit und am richtigen Ort, insbesondere im Kontext der Industrie 4.0. Dabei kann das Transparency-Toolkit von ITK eine wertvolle Unterstützung bieten. Es ermöglicht den Zugriff auf Daten aus bestehenden IT-Systemen wie ERP und MES sowie die direkte Erfassung von Maschinendaten. Das Toolkit hat bereits erfolgreich im Werk Lohr von Bosch Rexroth Anwendung gefunden und wertvolle Einblicke in Fertigungsprozesse ermöglicht.
„Wenn Sie Ihre Produktion ankurbeln und wertvolle Einblicke in Ihre Fertigungsprozesse gewinnen wollen, dann ist das Transparency Kit von ITK genau das Richtige für Sie – sehr empfehlenswert!“
Herausforderung: Produktionsprozesse effizient steuern
Der Mehrwert von Industrie 4.0 – Anwendungsfällen muss individuell auf Basis der eigenen Produktion bewertet werden. Für diese Bewertung müssen daher Daten der vorhandenen Maschinen erhoben und analysiert werden. Eine der größten Herausforderung ist, dass diese Daten nicht digital oder nicht in einem passenden Format zur Verfügung stehen.
Einer der gängigsten Anwendungsfälle ist die Beurteilung, wie effizient Ressourcen in der Produktion genutzt werden. Durch die Identifikation der Produktionsleistung können Prozesse gezielt gesteuert und Verbesserungen angestoßen werden. Dabei ist es essentiell, dass die Lösung nahtlos in das bestehende System integriert wird.
Anwendung: Einführung einer Maschinenüberwachung zur Steuerung der Produktion
Das Transparency Toolkit wurde für den Anwendungsfall im Werk in Lohr an einer Fräsmaschine eingesetzt, um die Daten direkt aus der Maschinensteuerung zu erheben.
Die Installation erfolgt hierbei direkt vor Ort an der Maschine. Die Größe des Transparency Toolkits entspricht einer Werkzeugkiste. Hier wurden während der Produktion über 40 Signale gesammelt, die eine Einordnung der Maschinenleistung, anhand der abgestimmten KPIs, zulässt.
Die wichtigsten überwachten Parameter sind aktuelle Materialnummer, aktives Produktionsprogramm, Bauteilzähler, Maschinenzustand (in Produktion, Einrichtung und Wartung), Fehlermeldungen und Qualitätsparameter.
Mit dem Transparenz Toolkit kann die Datenerfassung bedarfsgerecht konfiguriert werden, um ausschließlich notwendige Daten zu erfassen. Zusätzlich zur schnellen und einfachen Installation bietet es größtmögliche Flexibilität, da es mit den meisten Maschinen und Anlagen auf dem Markt kompatibel ist.
Lösung: Ermittlung der Overall Equipment Effectiveness (OEE) als KPI
In der Analyse der Prozesse vor Ort konnte die Overall Equipment Effectiveness (OEE) als zentrale Kennzahl zur Steuerung der Produktion identifiziert werden. Die OEE stellt ein gängiges Framework in der Produktion, das einordnet, wie effektiv Anlagen im Vergleich zu idealen Bedingungen arbeiten und so als Basis für Verbesserungen agiert. Die Berechnung der OEE erfolgt auf der Grundlage der Verfügbarkeit, Leistung und Qualität der Produktionslinie (OEE = Verfügbarkeit x Leistung x Qualität).
Ausgehend von dieser Analyse wurden die notwendigen Daten erfasst, um die OEE berechnen zu können und im Anschluss an diese Überwachung- und Datensammlungsphase wurde die OEE mit den wichtigsten Produktionsparametern (produzierte Teile, aktuelle Teileserie, Ausschuss, Maschinenverfügbarkeit etc.) in Form eines interaktiven Dashboards visualisiert.
Eine der wichtigsten Komponenten zur Berechnung der OEE ist die Realisierung eines Störungssignals. Durch diese kann die Verfügbarkeit erfasst und verbessert werden. Darüber hinaus können die Signale eine Erklärung für eine niedrige OEE geben. Hierbei werden Fehlermeldungen im Dashboard angezeigt oder das System wird so konfiguriert, dass es Warnmeldungen an das zuständige Personal sendet.
„Die Arbeit mit dem Projektteam war ein absolutes Vergnügen – ihre Zusammenarbeit und ihr Fachwissen waren unübertroffen. Das Ergebnis ihrer Arbeit war eine OEE Berechnung und -Visualisierung, die uns unschätzbare Live-Daten lieferte, die es uns ermöglichten, unsere Abläufe zu optimieren und die Effizienz zu steigern. Eine Bereicherung für jeden, der seine Produktion auf die nächste Stufe heben will.“
Basis: Schnelle Datenerfassung und Visualisierung mit dem Transparency Toolkit
Das ITK Transparency Toolkit ist ein portables und einfach einzurichtendes Prototyping-Kit und besteht aus verschiedenen Komponenten, die die Datenerfassung von Maschinen und Geräten verschiedener Hersteller unter Verwendung von Standard- Kommunikationsprotokollen (OPC UA, MQTT, AMQP, DDS) sicherstellen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit das Transparency Toolkit an Ihre Prozesse anzupassen mittels der Integration weiterer externer Sensoren.
So findet das Transparency Toolkit diverse Industrie 4.0 Anwendungsfelder, wie Produktionsüberwachung, Zustandsüberwachung, Vorausschauende Wartung, vorausschauende Qualitätsprüfung, Werkzeugverwaltung oder Energieverbrauchsoptimierung.
Mehrwert des Transparency Toolkits im Überblick:
- Enabler zum Testen von Hypothesen des Kundensystem auf Basis der erfassten Rohdaten
- Kostengünstiges und einfach einzurichtendes Datenerfassungssystem, um eine schnelle Potentialanalyse der Anwendungsfälle in einem kleinen Projektumfang durchzuführen
- Enabler für gesteigertes Systemverständnis durch Transparenz von Ursache-Wirkungs-Beziehungen im System
- Integration in bestehende Systeme, die mit externen Systemen wie SCADA-, MES oder ERP-Systemen integriert werden können
