Ob Lebensmittel, Kosmetik, chemische oder pharmazeutische Produkte hergestellt werden – im Zuge der Digitalisierung kommt dem Datenmanagement eine herausragende Rolle zu. Die Software Opal von Optima verbindet die Daten der ERP- und Fertigungsebene perfekt miteinander. Zudem werden Herstellprozesse analysiert und optimiert.
Die Digitalisierung und fortschreitende Vernetzung von Prozessen bietet vielfältige Potenziale. Die Informationsvielfalt in ihrer uneinheitlichen Struktur ist jedoch Fluch und Segen zugleich. Der Experte Günther Stürner (Vice President Sales Consulting beim ERP-Anbieter Oracle Deutschland) schreibt dazu in der FAZ: „Das Gros der heute gespeicherten Informationen wird in mehr oder weniger ungeplanter, unstrukturierter Weise abgelegt. Nach der Speicherung dieser Datenmengen für Ordnung zu sorgen ist eine der komplexesten Aufgaben, wenn man von Big Data spricht“ (http://www.faz.net/asv/digitale-wirtschaft/).
Praktische Lösungen sind gefragt
Bereits die Datenstrukturen der ERP- und der Fertigungsebene harmonieren in Unternehmen meist nicht miteinander. Für sich genommen sind ERP-Daten konsistent, genauso die Daten der Fertigungsebene. ERP-Daten sind jedoch zu abstrakt für die Fertigungsebene, um dort damit arbeiten zu können.
Es gibt eine Lösung. Opal erschließt die abstrakten Daten aus der ERP-Ebene und transferiert diese in verwertbarer Form in die Fertigungsebene. Die richtigen Daten zur richtigen Zeit am richtigen Ort: Was bisher noch Hand- und Kopfarbeit war, erledigt Opal automatisch. Ein Beispiel verdeutlicht die komplexe Aufgabe: Das ERP-System des Herstellers Milkpowder & Co. übermittelt einen Produktionsauftrag in die Fertigung. 100 000 Dosen „Babyfood“ sind zu produzieren. Diese werden in zwei Verpackungsgrößen angeboten, mit 400 g und 900 g Inhalt. Die Dosen werden in 23 Länder exportiert. Das erfordert vielfältige Primärverpackungen mit diversen Bedruckungen in unterschiedlichen Stückzahlen.
An der Produktionsanlage für das Milchpulver ist ein HMI (Human Machine Interface) installiert, in dem die Rezepte für die einzelnen Länder hinterlegt sind. Weitere HMIs befinden sich am Drucker, an einem Sammelpacker und auch am Palettierer. Die Kamerasysteme verfügen über ein weiteres HMI. An den insgesamt fünf HMIs (mit jeweils unterschiedlicher Benutzerführung) muss der Anlagenbediener händisch die korrekten Rezepturen und Stückzahlen auswählen. Dann erst startet die Produktion.
Der Arbeitsaufwand ist hoch – die Anfälligkeit für Fehler ebenfalls. Doch damit ist erst eine Produktionslinie im Werk in Betrieb gesetzt. Eine zweite Linie wird für den gleichen Auftrag herangezogen und muss wie die erste Linie vorbereitet werden. Der Auftrag wird gesplittet, die Kombinatorik ist in der Umsetzung sehr anspruchsvoll.
Ein direkter Datenaustausch zwischen ERP und Fertigung funktioniert in diesem Beispiel nicht. Denn die lokalen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) der Einzelmaschinen sind darauf spezialisiert, mittels Parameter ein Produkt mit bestimmten Eigenschaften herzustellen. Eine Eingabe übergeordneter Anforderungen, wie etwa Sprachversionen, oder eine direkte Ansteuerung der Parameter nachfolgender Maschinen in einer Linie ist nicht vorgesehen.
Von einer sich selbst organisierenden, durchdigitalisierten Fabrik ist man hier weit entfernt – obwohl es sich in diesem Beispiel um eine überschaubare Datenmenge handelt.
Perfektes Linienmanagement
Opal transferiert Daten aus der ERP-Ebene. Alle Aggregate, vom Drucker bis hin zur Milchpulver-Herstellanlage, erhalten über die Software alle relevanten Daten zugespielt. Alle Parameter einer Linie bis hin zu allen Linien eines Werks werden mit der Software zentral an einem Rechner zusammengeführt und verwaltet. Aus Opal heraus erhalten die Linien alle erforderlichen Datensätze bzw. Parameter, um die Batches nach den spezifischen Vorgaben produzieren zu können. Verbleibende manuelle Einstellungen unterstützt Opal ebenfalls.
Kommt ein Fertigungsauftrag aus dem ERP in die Produktion, sorgt Opal dafür, dass sich die Anlagen in einem dazu konsistenten Zustand befinden. Bis ins Detail reichen die Vorgaben. So lässt sich beispielsweise festlegen, wie häufig Prüfmuster – beispielsweise nach Behördenvorgaben – automatisch auszuschleusen sind.
Die Vorteile liegen damit auf der Hand:
- Nutzereingriffe werden minimiert. Fehlerquellen durch Fehleingabe scheiden aus.
- Die Produktivität steigt.
Mit der Einführung der Software Opal gelingt die vertikale Integration des ERP und der speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS). Opal leistet Data Mining im abgesteckten Feld. Das Besondere: Dies funktioniert unabhängig davon, ob die Maschinen und Aggregate von Optima oder von anderen Herstellern stammen.
Optimierung in der gläsernen Produktion
Wenn es in der Fertigung nicht wie gewünscht läuft, können die Ursachen vielfältig sein. Fehlerquellen objektiv zu ermitteln ist die zweite zentrale Aufgabe von Opal. Über statistische Auswertungen werden beispielsweise Fehlerstände und Alarmzustände an den Anlagen statistisch ausgewertet. Sogar wenn Kontrollsysteme Fehler erkennen, die der Mensch nicht als solche wahrnimmt, hilft Opal. Handelt es sich etwa doch um minimale Maßabweichungen oder Verschmutzungen? Oder ist das Kamerasystem zu sensibel eingestellt? Der Ausschuss ist zunächst nicht erklärbar. Über einen Batchnummern-Abgleich und Fehleranalysen gelingt es mit Opal, auch solche Fragen zu lösen.
Die Software von Optima kommt Fehlerkombinationen auf die Schliche: Wenn zwei für sich genommen harmlose Umstände zusammentreffen und gemeinsam eine ungünstige Konstellation in einer Maschine ergeben. Doch nicht immer sind die Fehlerursachen so komplex. Mitunter handelt es sich schlicht um Bedienfehler. Erkenntlich daran, dass beispielsweise eine Schicht signifikant weniger Ausschuss produziert als eine andere. Eine Best-practice-Vorgehensweise, die auf den mit Opal gewonnenen Erkenntnissen basiert, schafft Abhilfe.
Fehlerursachen selbst erkannt
Auch in den Unternehmensbereichen von Optima hat Opal bereits dazu beigetragen, Fehlerursachen zu erkennen. Beispielsweise führte das Wiederanfahren nach einem Anlagenstillstand häufig zu übermäßigem Produktausschuss. Es zeigte sich, dass der entstehende Temperaturanstieg das Folien-Verpackungsmaterial unbrauchbar machte. Eine Luftkühlung sorgt hier inzwischen für konstante Verhältnisse.
Und nicht zuletzt: Die Fertigungs- und Verpackungsprozesse sind optimiert und der Ausschuss minimiert. Welche Mengen an Rohmaterial sind nun für den geplanten Output erforderlich? Erst stabile und bekannte Größenordnungen sorgen für solide Wirtschaftlichkeitsberechnungen. Es besteht damit eine klare kalkulatorische Grundlage.
Die Digitalisierung und der Datenfluss
Kommen wir nochmals auf Industrie 4.0 und den eingangs zitierten Günther Stürner zurück. Er beschreibt in seinem Beitrag auch die Vorteile von Big Data Mining: „Eine detaillierte Analyse aller relevanten Informationen – aus firmeneigenen und fremden Quellen – verschafft heute in jeder Branche Wettbewerbsvorteile, die mit konventionellen Mitteln schlichtweg nicht realisierbar sind.“ Mit Opal steht heute ein Werkzeug zur Verfügung, das große Datenpotenziale erschließt.
Optima
Halle 16, Stand F25
Opal besteht aus zwei Funktionsmodulen
Kurz und Bündig
Opal steht für „Optima Process Automation Library” und besteht aus zwei Funktionsmodulen:
- Opal-Monitor ist ein vorkonfiguriertes System, das Produktionsdaten aufzeichnet, weiterverarbeitet und diese in Form von Reports direkt zur Verfügung stellt (OEE Berechnungen, Alarm-Meldungen etc.)
- Opal-Manage ist ein individuell konfigurierbares Line-Management-System, das die tatsächliche Anlagenstruktur abbildet, deren Abläufe erfasst und steuert. Wesentlich für Opal-Manage ist der modulare Aufbau der Software in Form einer Bibliothek. Für den Anwender heißt das, es werden nur die tatsächlich erforderlichen, vorgefertigten Bausteine eingesetzt. Die Software lässt sich jederzeit anpassen: Beispielsweise auf eine Umgebung, in der bereits ein MES-System vorhanden ist. Genauso unkompliziert arbeitet die Software direkt mit einem ERP-System zusammen. Ist der Funktionsumfang später zu erweitern oder sind weitere Linien zu integrieren – Opal ist auch darauf vorbereitet.
Sabine Gauger
Marketing Director,
Optima packaging group
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