Steigern den Wirkungsgrad

Bereits vor über zehn Jahren stattete Heuft Systemtechnik seine Inspektions-, Kontroll-, Sortier-, Transport- und Etikettiersysteme der Spectrum-TX-Reihe mit netzwerkfähigen Ethernet-Schnittstellen aus. Das Ergebnis: Deutlich schnellere und einfachere Arbeitsabläufe für ein optimales Effizienz- und Qualitätsmanagement. Online-Ersatzteilverwaltung und Fernwartung wurden damit ebenso möglich wie die Betriebsdatenerfassung (BDE) und die Analyse der Performance ganzer Linien. Gemeinsam mit dem Wissenschaftszentrum Weihenstephan der Technischen Universität München, Brauereien und anderen Maschinenherstellern war Heuft zudem an der Entwicklung der Weihenstephaner Standards für die Betriebsdatenerfassung bei Getränkeabfüll- und Verpackungsanlagen beteiligt. Diese bilden die Basis für die branchenweite Umsetzung eines einheitlichen Standards, der den unkomplizierten Einsatz von BDE-Systemen in der Getränke- und Foodindustrie ermöglicht.

Die physikalische Schnittstelle, also das Ethernet-Netzwerk und die auf TCP/IP basierenden Protokolle, über die Maschinen und Kontrollgeräte an ein IT-System angeschlossen werden, wie auch die inhaltliche Schnittstelle, d. h. die konkreten Daten, die diese bereitstellen müssen, sind in den ersten beiden Teilen der Weihenstephaner Standards eindeutig spezifiziert. Maschinen lassen sich damit unkompliziert und ohne aufwendige Projektierungskosten vernetzen. Kostspielige Anpassungen, wie sie bei Insellösungen mit individuellen Schnittstellendefinitionen notwendig sind, entfallen komplett. Auch die Integration neuer Geräte oder Maschinen in die BDE sowie Upgrades gelingen mit einer für jede Anwendung klar definierten XML-Gerätebeschreibungsdatei ganz einfach per „Plug and Play“.

Teil 3 der Richtlinie bestimmt grundsätzliche Auswertungsfunktionen, die eine Weihenstephan-konforme BDE-Software bieten muss, beispielsweise eine Maschinenbewertung nach vergleichbaren Kennzahlen, Schwachstellenanalyse und Prozessvisualisierung. Wie der Betrieb von BDE-Systemen zu überprüfen, zu sichern und zu dokumentieren ist, ist im vierten Teil der Weihenstephaner Standards vorgegeben.

Große Hürden, die die Implementierung von BDE-Systemen in der Ernährungsindustrie zeitaufwendig und teuer machten, sind damit abgebaut. „Plug and Acquire“ ist dank einheitlicher Ethernet-Verkabelungstechnik und standardisierter Gerätebeschreibungsdateien inzwischen Realität geworden: Weihenstephan-konforme Neugeräte lassen sich problemlos und ohne hohe Projektierungskosten in BDE-Systeme integrieren. Über Schnittstellenmodule wie den mit 22 Digital- und fünf Analogeingängen ausgestatteten xio von Heuft ist zusätzlich die Anbindung von Fremd- und Altgeräten möglich. So lassen sich die Kennzahlen sämtlicher Maschinen und Geräte einer Abfülllinie gezielt erfassen und auswerten.

Die erste Linie, in der BDE nach diesen einheitlichen Standards realisiert wurde, hat Heuft im Jahr 2007 im Hutthurmer Getränkeabfüllcenter der Privatbrauerei Hacklberg in Betrieb genommen. Nicht nur die dort installierten Heuft-Geräte zur Leergebinde- und Leerflascheninspektion sowie zur Etikettierung wurden miteinander vernetzt, sondern alle Maschinen im gesamten Flaschenkeller. Das Resultat: Vergleichbare Daten für ein nachhaltiges Qualitäts- und Effizienzmanagement. Ein LED-Großdisplay informiert in Echtzeit über Produktionskennzahlen und den aktuellen Gerätestatus. Störungen werden dadurch direkt erkannt. Auch außerhalb der Abfüllhalle ist die optimale Zugänglichkeit der ermittelten Daten gewährleistet; über das Netzwerk sind sie sowohl in Hutthurm als auch im Passauer Hacklberg-Sitz von allen angeschlossenen Büro-PCs aus abrufbar. Zahlreiche weitere Netzwerkprojekte folgten. Vor allem im Food-Bereich steigt in letzter Zeit die Nachfrage nach Weihenstephan-konformen BDE-Systemen rasant an.

Abhängig von den jeweiligen Anforderungen vor Ort sind unterschiedliche Lösungen möglich: Wer lediglich die elementaren Betriebsdaten von Maschinen ein und desselben Herstellers erfassen möchte, kommt schon mit einem Softwareprodukt aus. So stellt der Profiler elemental von Heuft die Produktionszähler aller Geräte der Reihe Spectrum TX, ebenfalls von Heuft, netzwerkweit per Web-Browser zur Verfügung. Sie lassen sich gezielt auswerten, tabellarisch und grafisch aufbereiten und beliebig lange abspeichern.

Zur umfassenden Erfassung sämtlicher Betriebsdaten der Geräte eines Herstellers stehen serverbasierte Tools wie der Profiler TX mit integrierter SQL-Datenbank zur automatischen Datenabspeicherung zur Verfügung. Er bietet umfangreiche, frei konfigurierbare Protokollierungs- und Auswertungsfunktionen sowie kundenspezifische Reports mit automatischer Druck- und Mailausgabe.

Die umfassende Performance-Analyse einer kompletten Linie machen Systeme möglich, in die sich auch Fremdgeräte einbinden lassen. Bestes Beispiel: der Profiler. Er ist ebenfalls serverbasiert und bietet die gleichen Grundfunktionen wie der Profiler TX. Zusatzfeatures wie Logicanalyzer, Verbrauchszähler, Pufferanalyse, chargenspezifische Kennzahlen und HACCP-Grenzwertüberwachung machen ihn zu einem wirkungsvollen, Weihenstephan-konformen Werkzeug, das Schwachstellen gezielt aufdeckt. Die erwähnte Großanzeige informiert direkt über Störungen und reduziert so kostspielige Stillstände auf ein Minimum. In einem Panoramabild visualisiert der Prozessdesigner des Profilers zudem die komplette Linie mit den aktuellen Zählerständen der einzelnen Maschinen und Geräte.

Derart umfassende Werkzeuge zur Linienanalyse erfüllen gleich zwei wichtige Funktionen auf einmal: Zum einen tragen sie zur Effizienzsicherung bei, zum anderen ermöglichen sie ein nachhaltiges Qualitätsmanagement. Letzteres gelingt mit Testflaschenprotokollen zur Überprüfung der Erkennungsleistung der angeschlossenen Inspektionsgeräte und der integrierten HACCP-Grenzwertüberwachung, die zuvor festgelegte kritische Kontrollpunkte automatisch untersucht. Typische Kontrollpunkte eines HACCP-Konzepts, das zur Zertifizierung nach dem International Food Standard (IFS) nachzuweisen ist, sind z. B. Laugentemperaturen in der Waschmaschine einer Mehrweganlage, Temperaturen und Durchlaufzeiten im Pasteur oder auch Geräte zur Kontrolle der Produktqualität.

Um Aussagen über die Verfügbarkeit, Leistungsfähigkeit und Wertschöpfung einzelner Maschinen und kompletter Anlagen zu generieren, berechnen Linienanalyse-Tools anhand der in Teil 2 der Weihenstephaner Standards fixierten Datenpunkte die in der Abfüll- und Verpackungsbranche üblichen Kennzahlen nach DIN 8782, DIN 8743 und OEE (Overall Equipment Effectiveness). Abhängig davon, wie es um diese Werte bestellt ist, können konkrete Maßnahmen zur Wirkungsgradsteigerung die Folge sein.

Die Schwachstellen-Analyse zur Optimierung einer ineffizienten Altanlage zählt damit zu den typischen Einsatzbereichen von IT-Systemen zur Linienanalyse. Wirkungsgradsteigerungen im zweistelligen Prozentbereich sind in solchen Fällen keine Seltenheit. Auch bei der Überwachung und Dokumentation der Inbetriebnahme von Neuanlagen leisten Lösungen wie der Profiler von Heuft wertvolle Dienste. Ein weiteres Anwendungsgebiet stellen Produktionsstätten dar, die an der Kapazitätsgrenze laufen. Der Einsatz einer Linienanalyse kann in diesen Fällen den Output erhöhen, ohne dass ein kostspieliger Neubau notwendig wird. Denn selbst eine Wirkungsgradsteigerung im unteren Prozentbereich hat über die Zeit betrachtet ein deutliches Plus an Wertschöpfung zur Folge.

Online-Info www.dei.de/0809403