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Smart Factories

IT für die vernetzte Fabrik

International fertigende Maschinen- und Anlagenbauer können ihre Produktivität mit Smart Factory-Technologie durchaus um bis zu 30 Prozent steigern. Dazu muss das Unternehmen in der Lage sein, seine Fabriken auch über Ländergrenzen hinweg in Echtzeit zu steuern. Von dieser Anforderung ließ sich Software-Anbieter Forcam bei dem neuen Release 5 seiner Shop Floor-Technologie leiten.

Bild: Forcam

Mit der vierten industriellen Revolution vollzieht sich eine Digitalisierung der Produktion. Die Fabrikhalle wird zur Smart Factory: Menschen können Anlagen webbasiert in Echtzeit mit Touchscreen, Tablet und Smartphone steuern. Komponenten, Maschinen und Produkte kommunizieren via eingebetteter IT-Systeme miteinander. Größen wie Planvorgaben, Beschaffung, Störungen oder Personalkapazitäten werden für die Nutzer auf einheitlichen Oberflächen auf allen Endgeräten in Echtzeit dargestellt, auch über Ländergrenzen hinweg. Damit immer größere Datenvolumina auf mobilen Geräten nutzerfreundlich in Echtzeit visualisiert werden können, wird eine neue IT-Generation für High-Speed-Computing benötigt. Die kürzlich vorgestellte Shop Floor-Lösung ‚Factory Framework Release 5´‘ bietet diese Hochgeschwindigkeit und erfüllt weitere zentrale Anforderungen der Industrie 4.0. Mit ihr können Unternehmen internationale Standorte synchron in Echtzeit steuern.

Weltweiter Datenzugriff

Die Technologie hinter dem System arbeitet webbasiert. Anwender und Anlagen können über das Internet weltweit kommunizieren. Daten und Anwendungen lassen sich auf einem virtuellen Server in einer Private- oder Service-Cloud zentral vorhalten. Im ersten Fall steht der Server im Unternehmen, im zweiten Fall laufen Daten und Programme auf dem Server eines IT-Dienstleisters. Letzteres erlaubt den Unternehmen, auf ausgelagerte IT-Architekturen zurückzugreifen und eigene Unterhalts-Kosten zu reduzieren.Mithilfe cyber-physikalischer Systeme (CPS) kann eine physische Produktionswelt in Echtzeit virtuell abgebildet werden. Mit solchen Spiegelbildern können Unternehmen Abläufe virtuell analysieren und real optimieren. Daraus resultieren ein verbesserter Einsatz der Betriebsmittel und eine höhere Produktivität. Der Ravensburger Software-Hersteller setzt bei seiner Shop Floor-Lösung als erster auf die Kombination von hauptspeicherbasierter In-Memory-Technologie und Complex Event Processing (CEP). In-Memory-Technologie kann Daten aus den vier Hauptquellen Nutzer, Komponenten, Maschinen und Enterprise Resource Planning (ERP) auf einem zentralen Hauptspeicher verarbeiten, statt in diversen Datenbanken. Die Technologie CEP ermöglicht Ereignismessungen mit Latenzen im Millisekunden-Bereich mit einem sehr hohen Durchsatz. Für internationale Fertigungsnetzwerke bietet das System die Möglichkeit, etwa aus Sicherheits- und Kapazitätsgründen Standorte zum Beispiel in Übersee mit einem eigenen Server auszustatten.

Heterogene Maschinenparks

Zur Anbindung heterogener Maschinenparks ist die Software in der Lage, Signale aus Anlagen von Herstellern wie Siemens, Mazak, Fanuc oder Allen Bradley via Sensoren und zertifizierte SAP-Adapter in eine elektronische Einheitssprache zu übersetzen. Die Ergebnisse lassen sich in das weltweit zentrale Shop Floor Management-System einspeisen. Zur Anbindung der Maschinen an die Cloud verwendet die Lösung den internationalen Schnittstellen-Standard MTConnect. Das Release 5 kann Stamm- und Bewegungsdaten für Endgeräte in sämtlichen Sprachen via Unicode darstellen und visualisieren. Dabei reagiert die Software automatisch und ohne Neustart auf benötigte Sprachwechsel. Im Vorfeld werden dazu Texte in Datenbanken zur Übersetzung abgelegt. Zudem werden Zustände wie ‚Stillstand‘, ‚Störung‘ oder ‚Wartung‘ sowie notwendige Funktionen wie ‚Lokaler Support‘ oder ‚interne Ansprechpartner‘ definiert.

Der Faktor Zeit

Schon eine Sekunde Zeitdifferenz zwischen Top Floor und Shop Floor kann dazu führen, dass ein Auftrag abgelehnt wird, weil er in der Zukunft oder Vergangenheit liegt. Damit das nicht geschieht, unterstützt die Lösung der Ravensburger Zeitzonen-Anpassung via UTC-Timecode-Funktion. Alle voreingestellten Rechner-Uhren in den Software-Tools – in Teilen, Maschinen, Produkten – werden synchronisiert. Um sich einer Smart Factory bestmöglich anzunähern, sind möglichst viele Unternehmensbereiche wie IT, Produktion, Einkauf, Verkauf, Marketing und Personalplanung einzubeziehen. Und es gilt, die Belegschaft früh einzubinden, damit die neue Technologie auch mit Überzeugung angewendet wird.


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