Fabrik der Zukunft

Es handelt sich dabei um die Verknüpfung der Produktionsprozesse und -abläufe mit Unternehmenssystemen, um mehr Produktivität, Effizienz und neue Kapazitäten aufgrund der Technologie-Nutzung und mit weniger Personaleinsatz zu sichern:

• Ausführung aller manuellen Tätigkeiten mit Hilfe von Robotern, SPS, Fördersystemen, Sensoren, FTS und Maschinen im Allgemeinen. Der Automatisierungsgrad dieser physischen Tätigkeiten hängt von der finanziellen Durchführbarkeit, den Mitarbeiter-Kompetenzen, der technologischen Ambition des Unternehmens, der Risikobereitschaft, der Prozesskomplexität und dergleichen ab.
• Systematische Datenerfassung: automatisch, papierlos, lückenlos.
  • Dashboards und handlungsrelevante Berichte, die auf allen Betriebsebenen in Echtzeit zugänglich sind.
  • Verwendung von Daten zur Generierung von Informationen/Wissen, um Prozesse, ihre Qualität und ihren Ablauf sowie die Integration innerhalb unterschiedlicher Prozesse besser, einfacher, schneller und kostengünstiger zu gestalten.

Welche Bereiche betrifft also Automatisierung und Digitalisierung in der Fertigung?

FERTIGUNGSBEREICH

Hier wird das Produkt hergestellt. Die SPS/PC/PAC bildet dabei den zentralen Punkt (SPS = speicherprogrammierbare Steuerung (engl. PAC); PC = Personalcomputer; PAC = programmierbare Automatisierungssteuerung). All diese Begriffe werden im Folgenden allgemein als SPS bezeichnet.

Die SPS ermöglicht die Steuerung der physischen Welt – beispielsweise Prozessabläufe, Prozesssteuerung im geschlossenen Regelkreis (einschließlich einzelner Prozessschritte: Handling, Inspektion, Formen, Schneiden, Verpacken, Stanzen usw.) – durch logische Steuerung unterschiedlicher Betriebsmitteln/Technologien wie Förderanlagen, Sensoren, Roboter, RFID, optischer Prüfsysteme, mechanischer Systeme, Maschinen etc.

Die SPS stellt außerdem eine Verbindung zum HMI/SCADA-System her, um visuelle Informationen in Echtzeit anzuzeigen – KPIs, Alarmmeldungen, Diagramme, Visualisierungen der Maschinen, Shopfloor-Status, Produktinformationen usw. aus der SPS oder aus den Datenbanken. (HMI/SCADA ist ein äußerst wichtiges Instrument zur Unterstützung von Aufsichtspersonal, Technikern und Maschinenführern in der Produktion. Wie eine Art Fenster bietet dieses Visualisierungstool alle digitalen Informationen, die für die Produktion erforderlich sind.)

Die SPS kann außerdem so programmiert werden, dass Informationen in eine Datenbank geschrieben und Informationen aus einer Datenbank abgerufen werden können. Nicht alle Daten aus der SPS müssen im SCADA angezeigt werden, sie können in einer Datenbank für zukünftige Nutzung gespeichert oder verworfen werden. Sie kann zudem Daten aus verschiedenen Quellen wie Software von Drittanbietern, MES, ERP oder Analytics-Tools beziehen.

FERTIGUNGSDATENBANKEN

Die Fertigungsdatenbanken erfassen anhand von SPS Informationen aus dem Fertigungsbereich, die unter anderem Prozessparameter, Alarme, Maschinenstatus, Sensordaten betreffen. Sie können zudem Informationen sammeln, die durch Bediener in HMI/SCADA-Systeme eingegeben werden. Die meisten dieser Backend-Daten können als ein Informations-Feed für das Frontend, also MES, verwendet werden.

Ferner können Informationen aus den MES- und ERP-Systemen übernommen und in die Produktionsdatenbanksysteme eingegeben werden, die entweder als logische Grundlage für einen Prozess dienen oder im SCADA angezeigt werden.

Diese Datenbanken für die Produktion enthalten alle:

• Prozess- und Produktinformationen – Sensordaten, Bildmaterial, Parameter, Rohstoffe, Rezepte, Routing-Informationen zum Produkt sowie Richtlinien
• Mitarbeiterinformationen bezüglich der ausgeführten Tätigkeit, des Trainingsniveaus, der Login-Berechtigung – Inspektoren, Techniker, Gruppenleiter und Vorgesetzte
• Maschinen- und Systeminformationen – Durchlaufzeiten, Ausfallzeiten, Alarme, Vorfälle, Kapazitätsengpässe, Störungen, Blockierungen, Wartungsverlauf.

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