Standardsoftware flexibel angepasst

Dipl.-Ing. Dietmar Schedler, Dipl.-Ing. Michael Morosoff

MES ist ein Sammelbegriff für spezielle Software- und DV-Systeme im produzierenden Gewerbe. Hierarchisch liegen diese Systeme zwischen der Planungs- (ERP-System) und der Steuerungsebene. Auf der MES-Ebene laufen die produktionswichtigen und qualitätsrelevanten Funktionen ab. Die Kommunikation zum ERP-System und zur unterlagerten Ebene muss reibungslos funktionieren.

Mit dem zu realisierenden MES-Projekt forderte Rügenfisch zum einen die Erfüllung des HACCP-Konzepts (Hazard Analysis and Critical Control Point) zur Qualitätssicherung, d. h.

• Realisierung der nötigen Messstellen für die Datengewinnung

• Archivierung und Dokumentation von Abläufen und von relevanten Produktionsdaten

• Darstellung der Daten zur Qualitätssicherung

Die zweite Hauptforderung war eine Auswertung der Echtzeitdaten unter Controlling-Aspekten, unter anderem:

• Aufbereitung und Visualisierung der Daten für die Produktionsplanung und Aufbau eines Datenbanksystems zur Sicherung der Vor- und Nachkalkulation von Produkten und Zwischenprodukten

• Erfassung und Darstellung der Produktionsleistung und der Verluste

• Bereitstellung der Daten für eine Kostenträgerrechnung im ERP-System.

Generell wünschte man sich eine MES-Lösung, die auf modernen Standards aufsetzt, aber auch auf individuelle Belange zugeschnitten ist. Eine fertige Lösung konnte es somit nicht geben. Eine Marktanalyse der Marine- und Automatisierungstechnik GmbH Rostock (MAR) ergab, dass Wonderwares FactorySuite eine geeignete Basis für das geforderte System darstellt. FactorySuite kann alle Standardschnittstellen bedienen und ist zudem individuell anpassbar und erweiterbar.

In der Folge erarbeitete MAR in Abstimmung mit dem Anwender das später auch umgesetzte MES-Konzept. Im Mittelpunkt des Systems steht eine SQL-Datenbank, in der alle Echtzeitdaten der Prozessebene über speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) akquiriert und archiviert werden. Darüber hinaus werden in der Datenbank auch alle anderen relevanten Daten des Gesamtprozesses zur Auswertung abgelegt. Ein geeignetes Datenbankmodell des Produktionsprozesses wurde mit Hilfe der Tracking-Software InTrack erstellt und wird auch über InTrack gepflegt. Damit stehen alle nötigen Informationen für die Produktionssteuerung, die HACCP-Auswertung sowie das Controlling zur Verfügung.

Darüber hinaus dient die SQL-Datenbank als genormte Schnittstelle zu den Fremdsys-temen (ERP, Lager, Verpackung). Hierzu werden im Datenbankserver mehrere Datentabellen angelegt.

InTrack kontrolliert den Informationsfluss, nimmt die Daten der Fremdsysteme entgegen, bearbeitet sie und meldet Daten zurück. Über diesen Weg wird sichergestellt, dass in allen Systemen die gleichen Daten zur Verfügung stehen.

Hardwaretechnisch ist die Datenbank auf einen zentralen Server aufgesetzt. Da auf diesem Server alle relevanten Daten des Unternehmens abgelegt sind, wurden hier Komponenten mit einer erhöhten Verfügbarkeit eingesetzt. Die Vernetzung der Komponenten dieser Ebene erfolgt durch einen Ethernet-Bus mit TCP/IP-Protokoll. Der zweite verwendete Systembus ist ein Profibus DP. Über ihn sind neben den dezentralen SPS-Unterstationen des MES Steuerungen anderer Lieferanten, beispielsweise die Steuerung der Soßenküche, die Leseeinheiten des Identifikationssystems und die Kältesteuerung angeschlossen. Die Daten aller anderen intelligenten Einheiten werden direkt über den Ethernet-Bus erfasst. Dies erfolgt zum einen über eine DDE-Schnittstelle oder über einen entsprechenden Wonderware TCP/IP-I/O-Treiber.

Das System ist so ausgelegt, dass die Produktion bei Störungen auch autark weiterarbeiten kann.

Unter Verwendung der FactorySuite-Komponenten InTouch, InTrack und IndustrialSQL Server in der Version 7.1 sowie selbst entwickelter Visual-Basic-Programme wurde das MES-Konzept umgesetzt. Hierbei wurde darauf geachtet, dass eine umfassende Lösung für das gesamte Projekt entstand. Das Ergebnis ist Mesmar 5.2, eine branchenunabhängige MES-Lösung, die leicht an andere Projekte angepasst werden kann.

Hierbei übernimmt InTouch die Funktion des Bediener-Frontends. Die Oberflächen werden automatisch mit den jeweiligen Informationen aus der Datenbank gefüllt. In Abhängigkeit vom angemeldeten Bediener und seinen Zugriffsrechten werden Oberflächen zur Verfügung gestellt, mit denen vom Beobachten bis zur Administration der Fertigungsaufträge alle Belange der unterschiedlichen Ebenen des Unternehmens und der damit verbundenen Interessenlage erfüllt werden können.

Der IndustrialSQL-Server archiviert kontinuierlich die bei der Produktion anfallenden Daten und stellt diese in entsprechender Form (Trenddarstellung, Report, Excel, Word) z.B. für die Qualitätssicherung wieder zur Verfügung.

Zentrales Werkzeug ist die Komponente InTrack. Die Rügenfisch Produktions- und Vertriebsgesellschaft betreibt eine so genannte Lagerfertigung, d.h. das ERP-System gibt keine Aufträge direkt an die Fertigung. Stattdessen müssen in Abhängigkeit von definierten minimalen Lagerbeständen Fertigungsaufträge generiert werden. Stellt InTrack die Unterschreitung einer Minimal-Grenze innerhalb der nächsten Tage fest, so werden automatisch alle notwendigen Fertigungsaufträge für die verschiedenen Bereiche der Produktion aufgezeigt und können zur Freigabe eingestellt werden. Die Aufträge werden durch die Produktionsleitung als Wochenplan bestätigt. InTrack erstellt die Auslieferungsaufträge für das benötigte Material bei der Lagerwirtschaft sowie die einzelnen Fertigungsaufträge an den Anlagen und zeigt der Lagerwirtschaft einen Wareneingang an, der mit dem erwarteten Produktionsdatum terminiert wird.

Die nötige Kommunikation mit dem ERP-System und der Lagerwirtschaft erfolgt über Schnittstellentabellen in der Datenbank. Der Produktionsleitung stehen für eine Feinplanung alle Informationen zur Verfügung, um eine termingerechte Lieferung der Fertigwaren zu gewährleisten. Alle Bewegungen der Produktionsressourcen, der Auftrags- und Materialdaten sowie relevanter Bedienfunktionen werden in der Datenbank festgehalten. Damit ist eine Rückverfolgung aller Aufträge und Materialien bis auf Stückebene möglich. Durch die Korrelation der Prozessdaten mit dem erzielten Ergebnis ist eine gleichbleibende Qualität der Produkte gewährleistet.

Dem Controlling (ERP-System) werden zur Kostenkalkulation alle notwendigen Zahlen durch das MES zur Verfügung gestellt, und zwar von den exakt verbrauchten Rohwaren über die verwendeten Anlagen bis hin zu den Arbeitszeiten der Mitarbeiter.

Das Management ist jederzeit und über Einwahlverbindung auch von jedem Ort in der Lage, sich einen Überblick über den aktuellen Status zu verschaffen.

Bei Rügenfisch sind ausschließlich Standard-Rechner Compaq im Einsatz. Der Server ist eine Doppelprozessormaschine mit Windows NT 4.0 als Betriebssystem. Die Clients sind Desktop-Rechner mit Windows 2000 Professional als Betriebssys-tem. Die Rechner sind über eine zentrale SPS und einen Profibus DP mit ca. 50 Busteilnehmern mit dem Prozess verbunden. Für die rechnerseitige Vernetzung ist ein Standard-Ethernet mit TCP/IP-Protokoll installiert.

Durch die Online-Verbindung von Prozess- und Planungsebene, SPS und ERP-System, ist Rügenfisch in der Lage, auf die Anforderungen von Kunden, Lieferanten und Behörden flexibel zu reagieren. Mit dem Mesmar 5.2 steht dem Unternehmen neben dem Planungswerkzeug eine detaillierte Dokumentation seiner Produktion zur Verfügung. Über die Auswertung der Daten kann die Qualität der Produkte gewährleistet bzw. verbessert werden. Die vorhandenen Produktionsressourcen können effektiver genutzt werden, eine Rückverfolgbarkeit der Produkte ist gegeben und die Kosten werden für das Controlling transparent.

Heringsfilet in Tomatensauce, Scomber-Mix, Sardinen in Öl und viele andere Fischkonserven gehören zum Produktportfolio der Rügenfisch Produktions- und Vertriebsgesellschaft mbH, die 1949 in Saßnitz auf der Insel Rügen gegründet wurde. In den neuen Bundesländern sind die Rügener mit 28,9% Marktanteil Marktführer und behaupten auf dem bundesweiten Markt mit ca. 12% Marktanteil den dritten Platz. Im Jahr 2000 wurden ca. 60 Millionen 200-Gramm-Konserven der verschiedensten Sorten produziert. Der Umsatz verdoppelte sich seit 1991 von 33 auf 69,5 Millionen DM.