Werksnahes IT-Doppelpack

MES als Schlüssel zum Industrial Internet of Things

Die rasanten Entwicklungen in der Industrie – ob revolutionär oder evolutionär – bringen eine Fülle neuer Chancen und Wege mit sich. Nach Industrie 4.0 hat sich nun ein weiterer Begriff in den Köpfen festgesetzt – und liefert bereits konkrete Umsetzungsbeispiele. Das industrielle Internet der Dinge, oder Industrial Internet of Things (IIoT) ist auf dem Vormarsch und durch technologische Möglichkeiten reif für die wirtschaftliche Umsetzung.

Als Daten- und Informationsdrehscheibe sorgt ein leistungsstarkes MES mit seinen Digitalisierungs – fähigkeiten im IIOT für Transparent, höhere Qualität und durchgängige Dokumentation in der Fertigung. (Bild: Industrie Informatik GmbH)

Mit mittlerweile etablierten Kommunikationsstandards wie OPC UA wurde bereits eine wichtige Grundlage zur Integration einer IIoT-Anwendung geschaffen. Um die damit erfassten Maschinendaten optimal in einen digitalen Fertigungsprozess einfließen zu lassen, braucht es leistungsstarke Softwaresysteme wie ein Manufacturing Execution System (MES), welches sich um die intelligente Verarbeitung, Interpretation und Aufbereitung der Daten kümmert. Neben dieser Datenerfassung und -aufbereitung spielt deren standardisierte Weitergabe und Verteilung eine essenzielle Rolle bei der Umsetzung eines IIoT.

Webservices stellen hier eine leistungsstarke Möglichkeit zur semantisch korrekten Kommunikation innerhalb der gesamten Systemlandschaft – inklusive Cloudanwendungen – dar. Auch hier kann ein leistungsstarkes MES als zentrale ‚Verwaltungsstelle‘ seine Vorteile voll ausspielen. Vor allem bei der Konsolidierung von verschiedenen, zusammengehörenden Datenpaketen zu validen Informationen, bringen Webservices zahlreiche Vorteile. Auftrags-, Personen-, Prozessinformationen und aktuelle Produktionsstatus an einer Linie können so beispielsweise zu wertvollen Informationen verdichtet werden. So kann beispielsweise mit Cronetwork MES von Industrie Informatik eine homogene Datenbasis geschaffen werden, um eine Anbindung an die Maschinenebene mittels OPC UA zu realisieren. Über eine reine Speicherung der Prozessinformationen hinaus, können diese auch mit BDE-Daten verknüpft, über statistische Funktionen verdichtet und individuell aufbereitet werden. Webservices tun ihr Übriges, um im Sinne einer offenen Kommunikation die neuen Informationen in der gesamten Systemlandschaft bereitzustellen.

Fertigungsprozesse im IIoT

Ein MES kann also Unternehmen schon heute dabei helfen, die Fertigung im IIoT digital zu vernetzen – und zwar unter Berücksichtigung sämtlicher Fertigungsprozesse. Alle Produktionsdaten wie Mess- und Prozessdaten können mit einem leistungsstarken MES erfasst, zusammengeführt, verknüpft, gespeichert und validiert werden. Damit sorgt das MES mit seinen Digitalisierungsfähigkeiten für Transparenz, höhere Qualität und durchgängige Dokumentation in der Fertigung. In diesem Kontext wirkt es sich auch sehr positiv aus, dass kommunikationsfähige Sensoren immer günstiger und deshalb heute vermehrt standardmäßig in den Maschinen und Anlagen verbaut werden, was wiederum den Zugang zu Daten und Informationen enorm erleichtert. Komplette Produktionsanlagen können sich so via M2M-Kommunikation permanent unterhalten, was einen der wichtigsten Erfolgsfaktoren des IIoT darstellt.

Eine effiziente Produktion will gut geplant und überwacht sein

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Wesentlich ist hier, dass Teile der Automatisierungstechnik in das MES wandern. Die Automatisierungswelt muss mit den vorhandenen Softwaresystemen zusammenwachsen. Ein übergeordnetes, mit der Automatisierungsebene vernetztes MES, wird durch die Einhaltung von Standards, redundanzfreier Stammdatenhaltung und einem möglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendreh- und Angelpunkt der Fertigung. MES-Lösungen sind im laufenden Betrieb gegenüber Individuallösungen auf der Automatisierungsebene meist wesentlich flexibler, da man im Sinne des IIoT auf datengetriebene, flexible Prozesse setzen kann. Fix programmierte Funktionen gehören damit der Vergangenheit an. Ein MES ermöglicht eine hochgradig flexible Produktion, in der sich Arbeitsplätze beispielsweise anhand der erkannten Serialnummer und an den Anforderungen des einzelnen Produktes ausrichten – vorausgesetzt, die Maschinenumrüstung erfolgt vollständig automatisch. So kann Losgröße 1 in der digitalisierten Fertigung zur Realität werden.

Prozesswächter MES

Die wahre Stärke eines MES – auch in der IIoT-Welt – liegt aber in der Verbindung und Verknüpfung der Daten aus dem Shopfloor (BDE und MDE) mit dem stammdatenführenden und kaufmännischen ERP-System. Die neu gewonnenen Informationen können verwendet werden, um kaufmännisch relevante Fakten automatisiert zu erfassen. Auf Basis dieser erfassten Detaildaten erhalten Unternehmen valide Informationen direkt aus der Fertigung und decken neue Optimierungspotenziale entlang der gesamten Wertschöpfungskette auf. Generell sollte die Zusammenarbeit von MES- mit ERP- oder Cloud- und Automationslösungen in einer IIoT-Umgebung von Standards und der Offenheit der einzelnen Systeme gegenüber der gesamten Systemlandschaft geprägt sein.

Der ‚Best-of-Breed-Ansatz‘ ist hier eine empfehlenswerte und absolut zukunftsträchtige Möglichkeit. Das bedeutet, dass sich Unternehmen von allen Anbietern und Systemen am Markt eine bestmögliche Lösung nach dem ‚Lego-Prinzip‘ konfigurieren. Verschiedene Industrie 4.0-, Smart Factory- und IIoT-Initiativen zielen schon lange auf solche Entwicklungen ab. Die wichtigste Aufgabe eines MES muss dabei aber immer sein, die gesammelten Daten aus Planung und Fertigung korrekt auszuwerten und so alle Prozesse transparent, effizient und kostengünstig zu halten.

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Fazit und Ausblick

Datensammlung und -aufbereitung aus der Fertigung ist seit jeher Hoheitsaufgabe des MES. Ein zukunftsträchtiges und effizientes IIoT hat die besten Chancen, wenn ein MES-System seine Flexibilität in Datenerfassung und Informationsaufbereitung voll ausspielen kann und gleichzeitig mit dem kaufmännisch führenden ERP-System harmoniert. Eine wichtige Basis dafür liefern Standards wie OPC UA und Webservices. Auch die umfassende Interaktion mit der Automatisierungsebene wird erfolgsentscheidend sein. Auch das MES Cronetwork ist wie gemacht für solche Architekturen, da es den semantischen Hintergrund abbildet und aus schwer verständlichen Daten wertvolle Informationen für die Unternehmen macht und somit zum Erfolg des IIoT beiträgt.

Datum:27. Juni 2019

Autoren:Dipl.-Ing. Bernhard Falkner ist CTO bei der Industrie Informatik GmbH.

Themen: Fertigungsnahe IT

Webseite: www.IndustrieInformatik.com

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