Das mobile Produktionsleitsystem

Smart Devices sind für viele private Nutzer ständig verfügbar. Dies beeinflusst zunehmend die Erwartungen der Nutzer industrieller IT, auch in der Produktion. Die Unternehmen geben diese Anforderungen an ihre Softwarepartner weiter, die ihrerseits ihre Produkte um die angefragten Funktionen erweitern. So steigt die Nachfrage nach mobiler Unterstützung im Produktionsumfeld stetig an. Auch die Bedienung von Software, Maschinen und Anlagen ist im Wandel. Wo früher Expertensysteme und Maschinen komplexe Oberflächen boten, wird heute Bedienbarkeit ohne wochenlange Schulungen der Mitarbeiter vorausgesetzt. In Zukunft ist es durchaus möglich, dass Smart Devices ein weiterer großer IT-Trend in der Produktions-IT werden. Die folgenden Beispiele verdeutlichen das Potenzial der Technologie. Das erste betrifft die Wartung und Instandhaltung.

Wartungsarbeiten sind heute meist mit einem hohen bürokratischen Aufwand verbunden. Zum einen müssen alle nötigen maschinenspezifischen Wartungsunterlagen, die oft nur in Ordnern oder als Ausdruck zur Verfügung stehen, zur Maschine getragen werden. Da die Dokumente sich zwischen Maschinengenerationen und Herstellern unterscheiden, kann das sehr aufwendig sein. Zum anderen müssen ausgedruckte Wartungskarten ausgefüllt, gescannt oder in Excel gepflegt werden. All dies ist fehleranfällig und lenkt von der eigentlichen Arbeit ab. Hier stellen Tablets oder Smartphones eine Alternative dar. Steht eine TPM-Maßnahme an, ist dem MES die betroffene Maschine bekannt. Dem Instandhalter können dadurch vor Ort am Tablet alle nötigen Informationen zur Verfügung gestellt werden. Dies sind zum Beispiel die notwendigen Arbeitsschritte für die geplante Wartung, Unterlagen zur Maschine, verbauten Komponenten sowie der aktuelle Garantiestatus der Maschine. Ebenso lassen sich Rückmeldungen an das MES behandeln. Werden Ersatzteile benötigt, die nicht im Lager verfügbar sind, kann der Instandhalter diese direkt bestellen. Die Rückmeldung ans System, dass eine Wartung nicht abgeschlossen werden konnte, erfolgt auch über das Tablet. Ist die Wartung abgeschlossen, kann der Instandhalter die nächste anstehende Wartung ansehen, auswählen und sich als Verantwortlichen eintragen. Die Arbeit wird nicht mehr von zeitraubenden Zusatzarbeiten unterbrochen.

Instandhaltungsarbeiten sind aufgrund des meist großen Maschinen- und Anlagenparks des Produzenten komplex. Der Instandhalter arbeitet mit vielen unterschiedlichen Maschinen und Herstellern. Bei Wartungen mit großem Intervall muss oft jeder einzelne Arbeitsschritt nachgeschlagen werden. Zusätzlich ist der Einsatz von unerfahrenen Mitarbeitern schwierig und mit einem hohen Kostenrisiko verbunden, da bereits kleine Fehler hohe Investitionssummen gefährden können. Der Einsatz von Augmented Reality auf Smartglasses, zum Beispiel Google Glasses oder Microsoft Hololense, kann hier helfen. Die Technik erlaubt dem Träger, Informationen in das Blickfeld einzublenden. Dadurch bleiben beide Hände frei fürs Arbeiten. Werden so Schritt-für-Schritt-Anleitungen eingeblendet, entfällt das Nachschlagen. Die Anleitungen können automatisiert passend zur aktuell durchgeführten Wartung ausgewählt und angezeigt werden. Einfache Sprachkommandos steuern das System während der Arbeit.

Bei voll- und teilautomatischen Maschinen sind Eingriffe durch Anlagenbediener selten nötig. Aus diesem Grund werden mehrere Maschinen oft von einem Mitarbeiter betreut. Dann müssen etwa zur Kontrolle oder zur Zustandsbegründung alle Anlagen abgegangen werden. Die Kontrolle und Eingaben erfolgen über die lokalen Maschinenterminals. Hat der Anlagenbediener ein entsprechend ausgerüstetes Tablet zur Hand, kann er ortsunabhängig auf Maschinenzustände oder den Auftragsstatus zugreifen. Das kann bei der Mehrmaschinenbedienung das feste Terminal überflüssig machen. Gehen zum Beispiel an einer Maschine Bauteile aus, kann dies IT-gestützt ebenfalls erkannt werden.

Wie die Produktion einer Schicht läuft, ist häufig nicht überall auf einen Blick erkennbar. Kennzahlen wie der OEE oder ob die Sollstückzahl der Schicht erreicht wird, sind meist nur an festen PCs oder an Großbildanzeigen zu erkennen. Hinzu kommt, dass nahezu jeder Mitarbeiter in der Produktion eine andere Sicht auf das System hat. Sei es zum einen der betrachtete Bereich oder zum anderen die Hierarchieebene und damit die notwendige Datenaggregation. Vorkonfigurierte feste Ansichten behindern so zusätzlich die Informationsgewinnung. Hier können Dashboards auf Smartphones eine Lösung sein. Dashboards ermöglichen das persönliche Zusammenstellen von Informationen. Die Aggregationsstufe und der betrachtete Bereich können individuell gewählt werden. In Kombination mit einem Smartphone sind individuelle Kennzahlen von überall abrufbar. Der Unterschied zu statischen Reports etwa als PDF ist, dass eine Analyse der KPIs möglich bleibt. Funktionen wie ein Drilldown in die zugrunde liegenden Daten werden von Smartphones häufig unterstützt.

Oft kooperieren in der Lagerlogistik fahrerlose Transportsysteme (FTS) und menschliche Mitarbeiter. Die korrekte Zusammenstellung von Waren unter Zeitdruck ist hierbei wichtig. Dafür muss die Auftragsreihenfolge, Wegfindung und Auftragsverteilung auf unterschiedliche Mitarbeiter und FTS abgestimmt sein. Um die Mitarbeiter zu unterstützen, könnte eine Kombination aus Tablets und Smartglasses zum Einsatz kommen. Über das Tablet wird dem Mitarbeiter der nächste Auftrag eingeblendet. Nach Annahme des Auftrags zeigt ihm das System die berechnete Route und visualisiert diese wie bei einem Navigationssystem über die Datenbrille. Am Zielort angekommen werden Regal und Fach im Sichtbereich markiert. Die Kamera der Smartglasses scannt vor der Kommissionierung den Barcode der Ware, um Fehler zu vermeiden und eine Rückmeldung an das MES zu geben. Das System kennt so den aktuellen Auftragsstatus und kann bei zeitkritischen Aufträgen mehrere Mitarbeiter oder FTS an einem Auftrag beteiligen.

Diese Szenarien werfen ein Schlaglicht auf das Potenzial von Smart Devices im industriellen Alltag. Vor dem Roll-out muss geprüft werden, ob die eingesetzten Datenknoten wie die Manufacturing-Execution-Systeme auch die erforderlichen Daten liefern können. Durch eine sehr gute Integration von VPN in verfügbare Smart Devices ist es möglich, über die Funkstandards LTE/3G anstatt über WLAN auf das Unternehmensnetz zuzugreifen. Ganz nebenbei lassen sich Produktionszahlen so auch von unterwegs einsehen.

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Stellvertretender Entwicklungsleiter, Gefasoft