Beim Thema Industrie 4.0 steht oft die Fertigungsindustrie im Fokus. Herr Lindel, wie sehen Sie das Thema in der Milchverarbeitung, die ja ein klassischer Zweig der Prozessindustrie ist?
Michael Lindel: Bei uns ist das Thema genauso aktuell wie in nahezu jeder Industrie. In den letzten Jahren haben wir einen hohen Automatisierungsgrad in unseren Prozessen erreicht. Gerade das scheint uns sogar ein Vorsprung gegenüber anderen Industrien zu sein. Unsere Prozesse werden durch zentrale Steuerungen automatisiert, die oft mehrere Anlagen steuern. Dadurch waren wir schon gut gerüstet und konnten allein durch die Anbindung dieser Steuerungen viele Daten gewinnen und Prozesse verbessern. Erst im Bereich der Verpackung haben wir eine ähnliche Situation wie in der Fertigungsindustrie, da wir hier über viele Einzelmaschinen sprechen.
Herr Rose, welches sind aus Ihrer Sicht die wichtigsten Ziele von Industrie 4.0 in der Prozessindustrie?
Sören Rose: Wir sehen vor allem die Selbststeuerung und Selbstoptimierung der Produktion als ein wichtiges Ziel. Die Verfahren der Prozessindustrie eignen sich dafür gut, da sie oft schon hochautomatisiert ablaufen. Über die Vernetzung und Kopplung der Anlagen können effektive Regelkreise aufgebaut werden. Ebenfalls interessant ist das Thema Predictive Maintenance, da die Anlagen auf 24/7 ausgerichtet sind und jeder Stillstand kostet. Durch die hohe Automatisierung stehen bereits viele wertvolle Daten zur Verfügung, die dafür genutzt werden können. Beim Thema Losgröße 1 werden wir sicher nicht bei 1 landen, aber auch in der Milchindustrie sehen wir höhere Variantenvielfalt durch spezielle Kundenanforderungen.
Herr Lindel, wann und wie haben Sie im DMK-Konzern die ersten Schritte in Richtung Industrie 4.0 gemacht?
Lindel: Das ist schwer auf ein Jahr festzumachen. Klar ist aber, dass es mit der Vernetzung der Steuerungen und deren Anbindung an übergeordnete Systeme begonnen hat. Dabei spielt die Einführung unseres MES-Portals als Fertigungsleitsystem in den Produktionswerken eine wichtige Rolle. Vor etwa zehn Jahren hat DMK, damals noch Nordmilch und Humana, begonnen, Daten statt auf Papier mit dem OPC-Router von Inray automatisch in Datenbanken zu schreiben. Wir haben verschiedene Systeme angebunden, um eine möglichst umfassende Dokumentation der Produktion zu bekommen. Sehr schnell haben wir dann auch begonnen, Daten in die Steuerungen zu senden, um die Produktion automatisch mit Auftragsdaten und Rezepten aus überlagerten Systemen zu versorgen. Wir haben für uns erkannt, dass wir mit dem OPC-Router und dem Kepware-OPC-Server eine einfache und flexible Lösung für alle Arten von Anbindungen haben. Damit können wir in Projekten sicherstellen, dass es fast nichts gibt, was wir nicht anbinden können. Dabei sind wir noch lange nicht am Ziel angelangt. Es gilt für uns, weiter Grundlagen zu schaffen wie Vereinheitlichung der MES-Systeme inklusive Schnittstellen zu weiteren Werksystemen wie Logistiksystemen, um für die künftigen Herausforderungen gerüstet zu sein.
Herr Rose, was machen der OPC-Router und der Kepware-OPC- Server genau?
Rose: Der OPC-Router ist unsere Datendrehscheibe, mit der wir die Systemintegration verschiedenster Systeme über Plug-ins ermöglichen. Über eine grafische Konfiguration werden hier die Verbindungen zwischen ERP/SAP-Systemen, Datenbanken, Steuerungen, Druckern und allen anderen Produktionssystemen hergestellt. Für die Industrie 4.0 ist es essenziell, dass Daten schnell zwischen den beteiligten Systemen ausgetauscht werden. Selbststeuerung und Selbstoptimierung der Produktion werden dadurch erst möglich. Der Kepware-OPC-Server ist ein OPC-UA-Server, der mit über 160 Treibern die Anbindung der Steuerungsebene realisiert. OPC UA gilt als eines der wichtigsten Industrie-4.0- und IoT-Protokolle. Neben diesen beiden Produkten kommt auch unser FAS (Factory-Application-Server) zum Einsatz, der die flexible Erstellung von Benutzeroberflächen ermöglicht.
Herr Lindel, welche Rolle spielt der Bediener in Ihrem Konzept?
Lindel: Die Milchindustrie produziert große Mengen mit wenig Personal. Wir versuchen daher immer, den Bediener zu entlasten und ihm möglichst alle wichtigen Informationen für seine tägliche Arbeit auf einfachem Weg zur Verfügung zu stellen. Dafür haben wir mit Inray und dem FAS ein MES-Portal erstellt. Hier bekommt der Bediener einen einfachen und schnellen Überblick und trifft wichtige Entscheidungen, die dann die Produktion steuern. Alle notwendigen Datenkommunikationen übernimmt der OPC-Router im Hintergrund. Die MES-Lösung wird gemeinsam für alle Werke entwickelt, sodass der Datenaustausch mit dem zentralen SAP-System überall gleich gestaltet ist. Das zum Teil schon realisierte Ziel ist eine effiziente Auftragsabarbeitung und eine automatisierte Rückmeldung, die einfach auf alle Werke übertragen werden kann. Ebenso wurden Konzepte wie betriebs- und zählerstandsabhängige Wartung und Leistungserfassung zentral entwickelt und als Vorgabe ausgerollt.
Welche besonderen Herausforderungen bei der Umsetzung in der Milchindustrie gab und gibt es, Herr Rose?
Rose: In der zentralen Milchverarbeitung sind die Anlagen mit modernen Steuerungen ausgerüstet, sodass die Anbindung ans Netzwerk fast immer schon gewährleistet war. Hier musste teils noch an der Netzwerktrennung gearbeitet werden, aber im Grunde war die Umsetzung hier deutlich einfacher als in vergleichbaren Projekten der Fertigungsindustrie. In den vor- und nachgelagerten Produktionsbereichen trafen wir dann allerdings oft auf die gleichen Herausforderungen wie woanders auch. Oft mussten Netzwerk-Verkabelungen erst geschaffen und die Maschinen und Komponenten um Netzwerkanbindungen erweitert werden.
Herr Lindel, Warum fiel die Wahl beim DMK auf Inray als Partner?
Lindel: Wir haben Inray als flexiblen und pragmatischen Partner kennengelernt, der schnell spürbare Ergebnisse geschaffen hat. Zudem sind die Software-Komponenten einfach und verständlich, wodurch die Verantwortlichen schnell ins Thema gekommen sind und selbst die Anwendungen betreut und erweitert haben. Inray hat von Anfang an auf die richtigen Basistechnologien gesetzt. Die SPS-Anbindung machen wir daher seit langem über OPC. Bei der Datenspeicherung setzen wir auf offene SQL-Server und haben dadurch volle Unterstützung von unserer IT. Bei der Bedienerführung nutzen wir mit dem FAS die HTML5-Web-Seiten-Anwendung von Inray, sodass alle Anwendungen nur einen Browser benötigen. Das bedeutet maximale Flexibilität in der Verteilung der Anwendungen.
Haben Sie in Ihren Werken bereits messbare Erfolge erzielt?
Lindel: Ja, an verschiedenen Stellen. Schon in den kleineren Projekten wurde sehr schnell klar, wie viel Potenzial in den MES-Anwendungen steckt, wenn plötzlich handgeschriebene Protokolle entfallen und automatisiert als Report nach Produktion, Reinigung und anderen Prozessen im E-Mail-Postfach liegen. Durch den durchgängigen Auftragsfluss können wir viel Arbeitszeit, Material und Ausschuss einsparen. Aufträge werden jetzt elektronisch vom ERP an das MES und dann an die Steuerung und andere Subsysteme wie Etikettierer und Palettierer gesendet. Wir haben dadurch Rüstzeiten minimiert, falsch verpackte Ware durch Prüfung der Einsatzstoffe vermieden und manuelle Eingabefehler zum Beispiel beim MHD verhindert. Außerdem werden Rückmeldungen von Fertigware und Komponentenverbräuchen automatisch mit den exakten Werten ins SAP gesendet. Durch die erhöhte Genauigkeit ergeben sich sogar Einsparungen in der Lagerhaltung, da die Bedarfsermittlung genauer wird und damit teure Überkapazitäten vermieden werden.
Inray Industriesoftware GmbH, Schenefeld
„Schon in den kleineren Projekten wurde sehr schnell klar, wie viel Potenzial in den MES-Anwendungen steckt, wenn plötzlich handgeschriebene Protokolle entfallen.“
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