Digitale Anlagensteuerung leistet heute mehr als die Kontrolle und Führung von Maschinen und Anlagen. Die Systeme entwickeln sich hin zu Werkzeugen, die detaillierte Informationen und Analysen zu Automatisierungsprozessen liefern. HMI/Scada-Software schafft damit eine stabile Planungs- und Optimierungsgrundlage, bietet einen bedeutenden Mehrwert und sichert die Zukunftsfähigkeit von Unternehmen.

Bild: Copa-Data

Systeme für die Anlagensteuerung – seit mehr als 20 Jahren etabliert – müssen heute mehr denn je durchdachte Funktionen und essenzielle Werkzeuge bieten, um eine konsistente Informationsbasis über den gesamten Automatisierungsprozess hinweg zu schaffen – vom Human Machine Interface (HMI) bis hin zur überlagerten Prozessleittechnik in der Supervisory Control and Data Acquisition-Oberfläche (Scada). Unternehmen fordern zunehmend sowohl für ihre Produktion als auch für ihre Gebäudeautomation, dass Kennzahlen nicht mehr ausschließlich dem Management vorbehalten sind. Vielmehr sollen auch Mitarbeiter neben den klassischen, maschinennahen Statusanzeigen kennzahlenorientierte Darstellungen des Produktions- oder Automatisierungsprozesses erhalten.

Mehr Durchblick am HMI: produktionsnahe Kennzahlen

Ausgehend von der HMI-Ebene müssen moderne Scada-Lösungen neben den maschinennahen Informationen daher Kennzahlen liefern, die ein aufgaben- und zielorientiertes Arbeiten am Display in der Feldebene ermöglichen, denn hier müssen sie die Vorgaben des Managements umsetzen. Neben Störstatistiken sollten beispielsweise auch Produktionskennzahlen und Leistungszähler wie Stückzahlen, Taktzeiten, Maschinengeschwindigkeiten, Pufferstände, Nachbearbeitungsvorgaben, Anlagenverfügbarkeit oder Overall Equipment Effectiveness (OEE) ersichtlich sein. Ein produktionsnahes, auf die jeweiligen Funktions- beziehungsweise Fertigungsgruppen bezogenes Reporting verschafft so umfassenden Überblick. „Ist ein Kennzahlensystem oder Frühwarnsystem implementiert, können Mitarbeiter frühzeitig agieren, analytischer und vorausschauender arbeiten und korrigierend in Prozesse eingreifen: Materialdefizite feststellen, Engpässe erkennen, Maschinenlaufzeiten erhöhen“, erklärt Jürgen Schrödel, Managing Director bei der Copa-Data GmbH in Ottobrunn, „Dabei wünschen sich Kunden heute zunehmend, dass diese Kennzahlenberechnung und Reports bereits als vordefinierte Tools und Auswertungsmöglichkeiten in die Lösung integriert sind und diese nicht individuell entwickelt, sondern lediglich angepasst werden müssen.“ Eine weitere Tendenz sei es, Qualitätsdaten zu erfassen. Dabei geht es um Daten, die sich auf die Produktqualität beziehen und nicht auf reine Mengenangaben wie Verbräuche oder Stückzahlen. Damit ist es möglich, branchenspezifische, gesetzliche Vorgaben und Compliance-Richtlinien zu erfüllen.

Konsistente Daten und effizientes Engineering

Basis für eine zukunftsorientierte und durchgängige IT-Infrastruktur im Unternehmen ist eine durchgängige Betriebsdatenerfassung von der Feldebene bis hin zur Enterprise Resource Planning-Software (ERP). Die Datenmigration von der SPS auf das HMI sollte mittels eines automatisierten Import erfolgen können, so dass alle relevanten Informationen per einfachem Browsing genutzt werden können. Ebenso essenziell ist es, alle relevanten Informationen in die Scada-Welt zu übertragen und dann an Manufacuring Execution-Systeme (MES) oder ERP-Anwendung für die Weiterverarbeitung zu übermitteln. Um den Aufwand und die Kosten bei der Entwicklung einer Applikation möglichst gering zu halten, ist es wichtig, dass eine HMI/Scada-Lösung Werkzeuge für ein effizientes Engineering bietet. Dies umfasst beispielsweise Funktionen für den automatisierten Import der Daten, aber ebenso Werkzeuge, um einzelne Projekte – beispielsweise eine Fertigungszelle – logisch miteinander zu verknüpfen, hierarchisch anzuordnen und Übersichtsbilder oder auch ganze Fabriklayouts einfach und effizient zu erstellen. Idealerweise lassen sich diese Projekte und Anwendungen dann effizient in eine bereits bestehende Infrastruktur integrieren. Diese Durchgängigkeit in der Projektierung einer Anwendung, die Integrationsfähigkeit in die existierende Infrastruktur sowie die Konsistenz in der Verarbeitung der Daten können zu höherer Leistung und effizienteren Strukturen und Prozessen führen: Produktionsressourcen lassen sich langfristig einsparen, die Wartung der Anlagen kann rückwirkungsfrei, einfach und kostengünstig von statten gehen.

Abhängigkeiten von Herstellerstandards vermeiden

Dabei muss es unerheblich sein, welche Hardware-Plattform eingesetzt wird. Ein System zur Anlagensteuerung sollte die Produkte und Komponenten aller führenden Anlagenerstausrüster und SPS-Anbieter unterstützen. Damit ist sicher gestellt, dass eine Lösung weltweit zum Einsatz kommen kann – ohne Einschränkungen bei der Entwicklung der Applikation. „Als Unternehmen, das für weltweit tätige Konzerne in den Branchen Automobil, Food & Beverge oder Pharma tätig ist, stellen wir immer wieder fest, dass Hardware- und Plattformunabhängigkeit sowie Treibervielfalt bedeutende Evaluierungskriterien bei der Auswahl einer HMI/Scada-Lösung sind“, erklärt Copa-Data-Geschäftsführer Jürgen Schrödel.

Integration in die gesamte Wertschöpfungskette

Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz eines solchen Systems ist die durchgängige Integration in die Wertschöpfungskette des Unternehmens – von der vollständigen Erfassung der Daten im Prozess über die Weiterverarbeitung bis hin zu Auswertung und Analyse. Dabei muss stets gewährleistet sein, dass die Daten im ERP-System weiterverarbeitet werden können und – im umgekehrten Fall – Produktionsvorgaben wie beispielsweise Sollwertvorgaben aus dem ERP-System an die Produktionszellen gegeben werden. In Kombination mit einem effizienten Energie- und Ressourcenmanagement schafft eine HMI/Scada-Lösung die optimale Basis für ein Unternehmen, das nachhaltig wirtschaftet, richtlinienkonform arbeitet und wettbewerbsfähig agiert.

 

Anforderungen an die Produktionssteurung unterscheiden sich von Branche zu Branche

Bild: Copa-Data

Die Ziele produzierender Unternehmen ähneln sich: Globale Wettbewerbsfähigkeit, optimale Ressourcennutzung und Flexibilität in der Fertigung. Dennoch bestehen bezüglich Aufbau, Leistungsspektrum und Reports der Produktionssteuerung individuelle Anforderungen in einzelnen Branchen.

Automotive

Die Automobilbrache legt beispielsweise besonderen Wert darauf, dass eine HMI/Scada-Lösung dem Anwender ein Maximum an Kennzahlen im HMI-Umfeld bietet und in höchstem Maß benutzerfreundlich und selbsterklärend ist. Dies stellt sicher, dass die Mitarbeiter in der Produktion flexibel in verschiedenen Fertigungsabschnitten und an verschiedenen Anlagen eingesetzt werden können – auch ohne tiefe Systemkenntnisse.

Pharma

Die Pharmabranche ist heute einem besonders starkem Wandel unterworfen: Die Globalisierung, die Wettbewerbsintensität aufgrund auslaufender Patente, die kurze Time-to-market sowie die steigenden Anforderungen der Zulassungsbehörden beeinflussen in zunehmendem Maße auch die Produktion. In der Pharmabranche suchen Hersteller deshalb vor allem eine durchgängige Lösung, die HMI und Scada in einem System vereint. Dies kann in Konsequenz zu effizienteren Produktionsprozessen, Einsparungen in der Validierung, der Qualifizierung sowie in der Dokumentation sowie kürzeren Zyklen bis zur Markteinführung führen. Prozesssicherheit ist vor allem – aufgrund gesetzlicher Vorgaben und Richtlinien der Zulassungsbehörden – für die herstellenden Unternehmen dieser Branche von größter Bedeutung.

Food & Beverage

Für die Branche Food & Beverage wiederum gelten andere Prioritäten. Hier spielt die Produktvielfalt eine wichtige Rolle im Produktionsprozess. Ein Produktwechsel sowie die Reinigung der verschiedenen Maschinen müssen binnen kürzester Zeit erfolgen können. Dies bedingt, dass die Software alle sensorischen Signale und Daten lückenlos erfasst, konsequent überwacht, Grenzwertüberschreitungen oder -unterschreitungen und Mitarbeiter auf Basis dieser Informationen sofort Maßnahmen einleiten können.

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