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Schnittstellenlösungen

Maschinen mit dem MES verbunden

Viele mittelständische Fertigungsunternehmen stehen vor der großen Herausforderung, ihren Maschinen- und Anlagenpark in bereits digitalisierte Businessprozesse zu integrieren. Zwar erfassen und speichern heutzutage bereits viele Maschinen, Anlagen und sonstige periphere Einrichtungen auf dem Shop Floor Betriebs- und Prozessdaten automatisch, jedoch fehlt es an einer einheitlichen Kommunikationssprache. Allerdings existieren praxistaugliche Lösungen zur einfachen und nahtlosen Integration von Maschinen und Anlagen.

Bild: ©Goran Bogicevic/Shutterstock.com

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Schnittstellen verbinden Systeme, die ansonsten nicht einheitlich kommunizieren. Doch Maschinenhersteller konfigurieren ihre Schnittstellen häufig proprietär, so dass Fertigungsunternehmen in ein Abhängigkeitsverhältnis zum jeweiligen Hersteller geraten. Kompliziert wird es, wenn Maschinen unterschiedlicher Hersteller integriert werden müssen. Das verlangt von der IT, die Schnittstellen nach jeder Veränderung im Shop Floor von Hand anzupassen. Nicht selten bündelt sich dabei das Know-how bei wenigen oder nur einem Mitarbeiter. Fällt er aus, drohen Kosten für die Schulung von IT-Mitarbeitern, den Aufwand für die Neukonfiguration von Schnittstellen oder sogar Produktionsausfälle. Alternativ bleibt den Unternehmen die Beauftragung externer Dienstleister, was auch mit Kosten verbunden ist.

Übergreifender Standard fehlt

Die vertikale Integration von Maschinen und Anlagen ist somit ein zentraler Faktor für die Effizienz, Ergonomie und vor allem die Akzeptanz von MES-Lösungen. Gerade aufgrund des hohen Kostendrucks muss der Mittelstand effektiv produzieren. Dementsprechend groß ist die Sorge vor Fehlinvestitionen in IT-gestützte Systeme, die die ohnehin schon enorme Komplexität von Business- und Fertigungsprozessen im schlimmsten Fall noch erhöhen, statt sie zu reduzieren. Viele produzierende Mittelständler nehmen eine abwartende Haltung ein, wenn Begriffe wie Industrie 4.0 oder Smart Factory fallen. Dieses Dilemma hat die Industrie inzwischen erkannt. Verbände und Initiativen arbeiten an einem Standard für eine einheitliche Schnittstellenkommunikation zwischen Maschinen und MES-Lösungen. Beispielhaft seien an dieser Stelle die Verbände Mesa, Namur, ISA, VDI oder VDMA genannt. Des Weiteren werden branchenspezifische Standards genutzt wie der Weihenstephaner Standard in der Getränkeindustrie. Einen branchen- und herstellerübergreifende Kommunikationsstandard gibt es noch nicht.

Anbindung älterer Maschinen

Michael Möller ist Geschäftsführer der GBO Datacomp GmbH.

Michael Möller ist Geschäftsführer der GBO Datacomp GmbH.

Auf dem Markt sind durchaus Werkzeuge verfügbar, die im Sinn von vertikalen Integratoren die Anbindung von Maschinen und Anlagen erleichtern. Je nach Lösung ist die Integration mit einem unterschiedlich hohen Aufwand verbunden. Einige Tools sind so weit entwickelt, dass sie eine breite Palette an Maschinenparks mit geringem Aufwand – selbst ohne Programmierkenntnisse – integrieren helfen. Solche Verbinder fungieren als Transportebene zwischen Maschinen, peripheren Einrichtungen, Produktionseinheiten und der IT. Dies gilt für Daten wie Zeitstempel, Produktionsfortschritte und -zustände, Prozesswerte sowie Materialinformationen, technische Maschinendaten, Alarmmeldungen oder Messdaten. Einige Tools können darüber hinaus unterschiedliche Datenvolumina verarbeiten, die je nach Dateninhalt auftreten. Dies kann von zyklischen Einzelwerten bis hin zu Massendaten in der Messdatenerfassung reichen. Hohe Datenvolumen treten meist bei der Erfassung von Temperaturverläufen oder anderen qualitätsrelevanten Daten auf. In diesen Fällen ist es wichtig, dass keine Daten auf dem Transportweg verloren gehen, sonst würden Lücken in der Dokumentation entstehen. Diese Anwendungen sorgen im Bedarfsfall für eine temporäre Abkopplung der betroffenen Maschinen vom System, um eine störungsfreie Fertigung und nahtlose Dokumentation sicherzustellen. Verantwortlich hierfür ist ein Automatismus in den Steuerungen, die Funktionen der Produktionseinheiten haben eine höhere Priorität, als die Übertragung der Daten ins MES. Derartige Plattformlösungen integrieren sowohl den Transportweg als auch die Anwendungsebene sowie den entsprechenden logischen Aufbau. An entsprechenden Lösungen interessierte Produzenten sollten darauf achten, dass die benötigten Protokolle OPC, OPC UA oder MTConnect unterstützt werden. Zudem müssen die Systeme zur Automatisierungslandschaft passen und gegebenfalls Schnittstellen zu den eingesetzten Steuerungen mitbringen. So lassen sich auch ältere Maschinen, Sensoren und Analogdaten einbinden. Die meisten solcher Module arbeiten branchenunabhängig und werden für die automatisierte und manipulierungsfreie Erfassung von Maschinen- und Anlagendaten eingesetzt.

Kürzere Projektlaufzeiten

Der Einsatz von Schnittstellenlösungen kann sich schnell lohnen, wenn etwa Projektlaufzeiten und -kosten geringer ausfallen oder sich mit der soliden Datenbasis sogar ein Produktionsausfall verhindern lässt. Falls die Anbindung ohne die Mitarbeit von IT-Spezialisten möglich ist, sinken zudem die Nachfolgekosten für Softwarepflege und -sanierung. Richtig ausgewählt und eingesetzt, können die Plattformtools die IT-Landschaft in der Fertigung sinnvoll ergänzen. Denn um die Integration von Maschinen und Anlagen in die produktionsnahen Systeme kommen Firmen auf dem Weg zur Smart Factory kaum herum.


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