Überwachung von Produktionslinien

Fertigungsprozess fernoptimiert

In Märkten mit geringen Margen ist die Prozesseffizienz besonders wichtig. Das gilt auch für einen europäischen Anbieter von mobilen Kartenterminals. Mit Systemen von WrxFlo und Advantech gelingt es dem Hersteller heute, seine Produktionslinien in China von Deutschland aus in Echtzeit zu kontrollieren und zu optimieren.

Die industrielle IoT-Cloud-Plattform DeviceOn von Advantech verbindet die Hardware an der Edge mit der Cloud und übernimmt dabei das Daten- und Gerätemanagement. (Bild: Advantech)
Die industrielle IoT-Cloud-Plattform DeviceOn von Advantech verbindet die Hardware an der Edge mit der Cloud und übernimmt dabei das Daten- und Gerätemanagement. (Bild: Advantech)

Der Anbieter der Kartenterminals fertigt die Geräte an mehreren Standorten. Einige der Produktionslinien befinden sich im Werk eines Vertragsherstellers in China. Das Team in Deutschland erhielt jeden Morgen nach Abschluss eines Produktionslaufs den Fertigungsbericht aus China. Damit hatte es jedoch nur mangelhafte Einblicke in die Vorgänge der chinesischen Fabrik und keine Möglichkeit, sich in Echtzeit um Probleme zu kümmern, diese schnell zu beheben oder die Prozesse zu beeinflussen. Um einen direkteren Einfluss auf Effizienz und Ertrag der Produktionsstätte zu erlangen, sollten Live-Daten aus den Produktionslinien nach Deutschland übertragen werden und für detaillierte Analysen zur Verfügung stehen. Mit dieser Aufgabenstellung wand sich das Unternehmen an Advantech, einem Technologieanbieter mit weitreichendem IIoT-Portfolio. Nach der Analyse der Gegebenheiten schlug der Dienstleister vor, für die Aufgabe eine Plattform von WrxFlo auf Basis von Hard- und Software von Advantech einzurichten. „Die Anforderungen sind typisch für jeden Hersteller, unabhängig von der Branche“, sagt Tim Crowe, CEO und Mitbegründer von WrxFlo. Das Unternehmen hat sich darauf spezialisiert, Daten automatisiert zu erfassen, zu analysieren und zu verwalten.

Zuverlässigkeit entscheidend

Gemeinsam mit dem Fertigungsunternehmen wurden zuerst wichtige Leistungsindikatoren (KPIs) identifiziert, um dann relevante Daten aus verschiedenen Quellen zu erfassen. Zu den Kennzahlen gehören die Zykluszeit oder die Ergebnisse der Qualitätstests. Die Produktionslinien und Ausrüstung im chinesischen Werk wurden an ein IoT-Gateway angebunden, das die Daten sammelt und von verschiedenen Datenformaten und Protokollen in eine einheitliche IP-fähige Sprache übersetzt. Hierfür kommt ein Modell aus der Wise-Agent-Serie von Advantech zum Einsatz. „Früher hatten wir Probleme mit IoT-Hardware von anderen Anbietern. Die Hard- und Software von Advantech ist zuverlässig und wir brauchen uns keinerlei Gedanken zu machen, ob sie funktioniert,“ sagt Crowe. Für den Kunden wurde ein IoT-Gateway der UTX-Serie gewählt. Es basiert auf den Intel-Prozessorserien Atom E3900, Celeron N3350 und Pentium N4200 und unterstützt Microsoft Windows 10 IoT Enterprise sowie Linux OS. Drei unabhängige HF-Module inklusive m.2 für Wi-Fi und mPCIe für 3G/LTE, Zigbee oder LoRa sorgen für Datendurchsatz. Außerdem verfügt das Gateway über die Konnektivitätsmöglichkeiten COM, HDMI, USB3.0, TPM, Display-Port und einen Spannungswandler DCIN 12 zu 24V. Den Temperaturbereich gibt der Hersteller von minus 20 bis 60°C an, bei lüfterloser Kühlung.

Mit den WrxFlo Dashboards hat das Team in Deutschland detaillierte Echtzeit-Einsichten in die Produktion in China. (Bild: WrxFlo)
Mit den WrxFlo Dashboards hat das Team in Deutschland detaillierte Echtzeit-Einsichten in die Produktion in China. (Bild: WrxFlo)

Integrierte Software

In die Gateways integriert ist Advantechs IIoT-Cloud-Plattform DeviceOn. Sie übernimmt das Daten- und Gerätemanagement und unterstützt gängige Schnittstellen, Datenformate und Kommunikationsprotokolle. Die Funktionalität namens Zero-Touch Onboarding soll die Anbindung von Geräten und Maschinen erleichtern. Kommen Sensoren hinzu oder soll die Rechenpower erhöht werden, kann Hardware des Anbieters hinzugefügt oder getauscht werden, da auf allen Geräten dieselbe Software läuft. DeviceOn konvertiert gesammelte Daten in ein Format und Protokoll und überträgt sie an einen On-Premise Server oder eine Cloud. Bei dem Kartenterminal-Anbieter ist Microsoft Azure im Einsatz. Hier setzt die WrxFlo-Plattform auf, um die vorverarbeiteten Rohdaten zu analysieren und visualisieren. Durch ein Geräte-Monitoring und Diagnosen sichert die IIoT-Plattform ab, dass die angeschlossene Hard- und Software einwandfrei läuft. Eine Regelmaschine erkennt Anomalien, zudem lassen sich Grenzwerte definieren, bei deren Überschreiten die Software eine Benachrichtigung versendet. So ermöglicht das System ein Troubleshooting von Deutschland aus. Software- und Firmware-Updates sowie Konfigurationen lassen sich Over-the-Air (OTA) entweder vor Ort oder aus der Ferne durchführen, auch in großem Umfang.

Zusammenarbeit ohne Grenze

Das Team des Terminalherstellers kann heute in Deutschland detailliert und in Echtzeit beobachten, was in der chinesischen Produktionslinie abläuft, beispielsweise die Zykluszeit, die Testergebnisse und weitere wichtigen Messgrößen. Dadurch können Probleme schneller behoben werden, was Verzögerungen und Ausschuss reduziert. Der Auftragsfertiger in China sieht zur selben Zeit exakt dieselben Informationen, so dass beide Teams gemeinsam an Optimierungen arbeiten können. Die Erfahrungen von WrxFlo zeigen, dass Unternehmen auf diese Art typischerweise Verbesserungen der Linienkapazität von bis zu 30 Prozent, Qualitätsverbesserungen von bis zu 20 Prozent sowie Steigerungen der Testergebnisse beim ersten Durchlauf von 40 Prozent erzielen können. „Wo anfänglich Frust herrschte über den Mangel an Daten, haben die Verantwortlichen jetzt alles, was sie brauchen, sofort zur Hand“, beschreibt Tim Crowe von WrxFlo die Situation beim Kunden. „Das hat die Dynamik völlig verändert.“ Auch der Kartenterminal-Anbieter sieht das System als vollen Erfolg und plant bereits, es auf zwei weitere Produktionsstandorte in anderen Ländern auszurollen.