Neue Herausforderungen an Feinplanungssysteme
Karl Tröger, Leiter Produktmanagement Psipenta GmbH (Bild: Psipenta)
Das vom gleichen Institut geleitete Forschungsvorhaben ‚Prosense‘ hat das Ziel, eine hochauflösende und adaptive Produktionssteuerung auf der Basis kybernetischer Systeme und intelligenter Sensorik zu entwickeln. Die Durchgängigkeit der Produktionssteuerung und der Grad der Vernetzung in den sogenannten Cyber-Physical Systems (CPS) von der Maschinenebene über das Fertigungs- und Montagesystem bis hin zu einem vollständigen Produktionsnetzwerk wird damit ein hohes Niveau erreichen müssen. Dazu sollen die in Smart Factories produzierten Erzeugnisse schrittweise in die Kommunikation mit den zunehmend autonomen und dezentralisierten Systemen übernehmen. Da damit zu rechnen ist, dass die Datenmengen rasant wachsen, werden neue Methoden der Filterung und Auswertung dieser Informationen benötigt.
Die Modelle zur Steuerung der Produktion werden dazu auf Basis von Echtzeitdaten dynamisch an die Ereignisse in der Werkhalle angepasst. Die Anforderungen an die Verbindung zwischen Planungs- und Leitebene, somit an die Schnittstelle zwischen ERP-Systemen und MES, erhöhen sich damit erheblich: Die klassischen Funktionsbereiche der Feinplanung in der produktionsnahen IT müssen um Fähigkeiten zur Simulation und Selbstoptimierung erweitert werden. Die Rückkopplung des Produktionsstatus in die Prozess-Steuerung liefert die Ausgangsdaten für diese Simulationen sowie die Bewertung der Effizienz und den Grad der Zielerreichung. Schwachstellen und Verbesserungspotenziale können so in die Konfiguration und laufende Optimierung der Produktion eingehen.
Energie als Planungsgegenstand für Produktionsverantwortliche
Zusammen mit dem schonenden Umgang mit natürlichen Ressourcen rückt auch Energie in jedweder Form mehr und mehr in den Fokus. Energieeffiziente Maschinen und Anlagen sind nur ein Bestandteil der Betrachtung. Die Steuerung und Vorhersage des Energieverbrauchs von Produktionsprozessen unter Einkaufs- und Kostenaspekten ist ein wichtiger Themenbereich und eines der Trendthemen der jüngeren Vergangenheit. Das steigende Angebot an erneuerbaren Energien und das zunehmende ökologische Bewusstsein sind weitere Dimensionen zukünftiger Herausforderungen bei der Steuerung der Produktionsprozesse. Die Reihenfolgeplanung von Produktionsprozessen in MES-Systemen sollte zukünftig neben den Ressourcen wie Material und Fertigungskapazität daher auch Aspekte der Verfügbarkeit von Energie berücksichtigen. Wesentliche Aspekte hierbei umfassen: Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
- Einplanung von energieintensiven Arbeitsfolgen in Zeiten günstigerer Energiekosten
- Forecasting des Energieverbrauchs und Unterstützung beim saisonalen Einkauf von Energie
- Berücksichtigung schwankender Energiepreise bei der termingerechten Einplanung von Aufträgen
- Vermeidung teurer Überlastszenarien durch eine gezielte Führung der Lastgänge
Von der Datenerfassung zum integrierten Produktionssystem
Hochauflösende Produktionsmanagementsysteme benötigen zukünftig in Echtzeit eine große Menge an Informationen aus dem Fertigungsprozess. Die ständige Nachführung der Steuerungsparameter des Prozesses und die laufende Bewertung der Effizienz stellen hohe Anforderungen an die Datenerfassung: Automatisierte Rückmeldungen zu Mengen oder Prozessparametern können konkreten Aufträgen und Erzeugnissen zugeordnet werden, Statusinformationen der Produktionstechnik helfen bei der Aufrechterhaltung der ordnungsgemäßen Funktionsweise von Maschinen und Anlagen. Im Zusammenhang mit ‚intelligenten Produkten‘ wird auch die gezielte Beeinflussung der Fertigungsprozesse durch Informationstechnologie stärker in den Mittepunkt rücken. Das Manufacturing Execution System (MES) HYDRA optimiert Produktionsprozesse für Fertigungsunternehmen, um Wettbewerbsvorteile zu erzielen. ‣ weiterlesen
MES-Integrator und 360-Grad-Partner für optimierte Fertigung
Standardisierte Kennzahlen zur Effizienzbewertung erlauben bereits heute vergleichbare Benchmarks und zeigen Verbesserungspotenzial in Produktionsabläufen auf. Dazu können eindeutig beschriebenen Ableitungen und Berechnungsvorschriften, wie die aus dem VDMA-Einheitsblatt 66412 hervorgegangenen und in der ISO 22400 standardisierten Produktionskennzahlen, als Basis genutzt werden. Es steht zu erwarten, dass derartige Kennzahlen zukünftig auch für die Steuerung der Produktionsprozesse herangezogen werden. Abweichungen von der Norm müssen zeitnah oder sogar in Echtzeit erkannt und behoben werden.
Auch auf diesem Gebiet wird sich das Leistungsportfolio von MES-Systemen als prozessnahes Steuerungssystem verändern: Die Beeinflussung der Produktionsprozesse durch MES-Systeme und die gezielte Beeinflussung der Automatisierungstechnik sind zukünftige Anforderungen an die Steuerungssysteme. Im Zusammenspiel mit neuen Konzepten für die Maschinen sowie einem zunehmenden Leistungsumfang von MES wird dann eine Standardisierung der Daten und Kommunikationswege etwa auf Basis von Webdiensten unumgänglich. Denn zur Herstellung der Kompatibilität unterschiedlicher Produktionssysteme ist eine Vielfalt an Protokollen und Kopplungsmechanismen nicht länger sinnvoll.
