Mit geringem Aufwand zur intelligenten Fabrik. Datenerfassungs- und Analysewerkzeug optimiert Bestandsanlagen - prozesstechnik online

Datenerfassungs- und Analysewerkzeug optimiert Bestandsanlagen

Mit geringem Aufwand zur intelligenten Fabrik

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Mit der Orange Box bietet B&R ein Datenerfassungs- und Analysetool für Bestandsanlagen. Wie mit ihr die Transformation zu Smart Factories aussehen kann, erläutern Ralf Hagen, Engineering Manager E&A/MES bei Nestlé Deutschland, und Thomas Rienessl, Head of Business Development Industries bei B&R, im Gespräch mit dei.

Herr Hagen, was zeichnet in Ihren Augen eine Smart Factory aus?

Ralf Hagen: Bei einer Kundenbestellung soll der gesamte Prozessauftrag in einer Smart Factory von Anfang bis Ende in einer logischen Linie verbunden sein und automatisch ablaufen können. Eine Maschine soll also selbst wissen, wann sie langsamer oder schneller fahren muss, Material anfordert oder ablehnt. Im Moment wird das durch die Mitarbeiter und deren Erfahrung bewerkstelligt. In Zukunft sollen Maschinen autonom arbeiten können.

Welche Merkmale hat eine Smart Factory aus Sicht eines Automatisierungstechnikers, Herr Rienessl?

Thomas Rienessl: Zweifellos die Ressourceneffizienz, etwa ein geringer Energieeinsatz und eine damit verbundene Reduzierung von Kosten. Prinzipiell sind heute sämtliche Maschinen und Anlagen automatisiert. Die Automatisierungskomponenten sind intelligent und die Anlagen produzieren sehr viele Daten. Bei der Auswertung dieser Daten geht es industriellen Produzenten darum, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und zu verbessern – etwa durch eine flexiblere Fertigung, eine höhere Anlagenverfügbarkeit oder um ungeplante Stillstandszeiten zu verhindern.

Sind alle Nestlé-Fabriken bereits smart, Herr Hagen?

Hagen: Nein. Das liegt vor allem an der Unternehmensgröße, da kleinere Fabriken eine geringere Durchschlagskraft haben, wenn es um Innovationen, Marktdurchdringung und Investment geht. Außerdem gibt es eine Diversifizierung der Fabriken hinsichtlich ihrer Branche und Größe. Dementsprechend groß ist die Bandbreite an Möglichkeiten, die es gibt.

Hat sich Nestlé bereits konkrete Ziele gesetzt, was die Fertigung betrifft?

Hagen: Bezogen auf die Kennzahlen, ja. Diese können hinsichtlich der Overall Equipment Effectiveness (OEE) am einfachsten definiert werden. Das Ziel ist, den OEE-Wert über einen bestimmten Zeitraum auf ein bestimmtes Level zu bringen. Dieses definierte Level wollen wir erreichen.

Das ist also eine der größten Herausforderungen, aber hier gibt es sicher noch weitere.

Hagen: Definitiv, weil es Korrelationen gibt. Wenn es bei einer Maschine zum Beispiel viele Probleme mit ungeplanten Stillständen gibt, leidet darunter auch die Sicherheit der Mitarbeiter. Es kommt zu häufigeren Mensch-Maschine-Interaktionen, die zu Unfällen führen können. Ein wesentlicher Aspekt ist auch der Energieverbrauch: Wenn eine Anlage steht, anläuft, steht und dann wieder anläuft, erhöht sich der Verbrauch enorm. Zugleich sinkt die Qualität, weil sie im Anlauf- und Abstoppverhalten oft Ausschuss produziert.

Sicherheit, Energie und Produktqualität sind also die wesentlichen Anforderungen, die Nestlé stellt?

Hagen: Ja, das sind auch die Anforderungen, die global am besten quantifizierbar sind.

Kennt B&R diese Anforderungen auch von anderen Anwendern?

Rienessl: Auf jeden Fall, allerdings sind die Anwenderanforderungen sehr heterogen. Sie hängen stark von der Branche ab, ob diese etwa sehr prozessnah oder eher diskret sind, und auch davon, wie hoch der Automatisierungsgrad prinzipiell ist. Es ist immer eine Herausforderung, die Produktion mit den gegebenen Mitteln zu verbessern. Das RAMI-Referenzmodell geht davon aus, dass überall und uneingeschränkt die beste Technologie angewendet werden kann – nur wie viele Neuanlagen im Gegensatz zu wie vielen Bestandsanlagen gibt es? Die eigentliche Herausforderung besteht also darin, aus bereits Vorhandenem mehr herauszuholen, damit die Produktivität gesteigert wird.

Herr Hagen, warum hat Nestlé sich für die Lösung von B&R entschieden?

Hagen: Wir haben mit vielen potenziellen Anbietern über unsere Anforderungen gesprochen. B&R war in der Lage uns den Ansatz von Struktur, Framework, Applikationen und Modularität zu bieten, den wir gesucht haben. Konkret mussten fünf Aufgaben erfüllt werden. Wir wollten jemanden, der ein Framework hat, das Informationen erstellt, bündelt, evaluiert, testet und in Betrieb setzt. Es sollte also ein fertiges Paket sein, das auf Tastendruck so einfach funktioniert wie eine App.

Wie sieht die Lösung aus, die sie mit B&R entwickelt haben?

Hagen: Einzelne bestehende Maschinen und Anlagen in die intelligente Fabrik aufzunehmen, war bisher nur schwer möglich. Mit der Orange Box ist der Aufwand geringer geworden. Sie ermöglicht es uns, Daten isolierter Maschinen und Anlagen auszulesen und zu analysieren. Ein Controller sammelt Daten im laufenden Betrieb. Diese werden durch intelligente Softwarebausteine verarbeitet.

Was genau ist die Orange Box?

Rienessl: Sie ist ein offenes, flexibles Konzept, das Daten in Echtzeit aufnimmt, vereinheitlicht und auswertet. Bei neuen Anforderungen entwickelt sie sich einfach mit. Das Framework besteht aus Mapp Technology und Scalability+. Die Orange Box ermöglicht es dem Maschinenbediener, die relevanten Kennzahlen vor Ort zu prüfen und einzugreifen. Wenn von einer hohen Anlagenverfügbarkeit gesprochen wird, muss die Abweichung sehr rasch erkannt und sofort das Richtige getan werden. Genau das ist mit unserer Lösung möglich.

Für wen eignet sich die Orange Box?

Rienessl: Sie ist branchenübergreifend einsetzbar. Optimal geeignet ist sie aber für Fertigungen, wo viele Maschinen am Produktionsprozess beteiligt sind. Grundsätzlich sprechen wir mit der Orange Box zwei Anwendertypen an: große industrielle Produzenten und Maschinenhersteller.

Sind Sie mit dem Einsatz der Orange Box im Nestlé-Werk in Osthofen bisher zufrieden?

Hagen: Unsere Erwartungen bei der Installation und Konfiguration des Prototyps wurden, was Geschwindigkeit und Einfachheit betrifft, übertroffen. Aktuell arbeiten wir an einer Verbesserung der Analyse und den damit verbundenen täglich neuen Informationen, die etwa bei der Schichtübergabe wichtig sind.

Welche Ziele verfolgen Sie in Zukunft mit dem Einsatz der Orange Box?

Hagen: In den nächsten vier Jahren wollen wir erreichen, dass uns Maschinen beispielsweise vor einem Maschinenstillstand warnen. Wir wollen nicht bloß im Nachhinein Fehleranalysen durchführen, wie es bisher der Fall ist. Es soll in Zukunft also keine Maschinenstillstände mehr geben. Mithilfe der Orange Box wollen wir die Laufzeit von Maschinen und den Output erhöhen.

www.prozesstechnik-online.de Suchwort: dei0817bur  
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