Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau,...

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6/16 www.digital-manufacturing-magazin.de D, A, CH: 6,50 Euro, weitere EU-Länder: 8,70 Euro AUFBAU UND OPTIMIERUNG IT-GESTÜTZTER PRODUKTIONSPROZESSE Industrie 4.0 | Internet der Dinge Fertigungsnetzwerk transparent und sicher Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion MIT SONDERTEIL VERNETZUNG VON MASCHINEN UND SENSOREN

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Page 1: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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AUFBAU UND OPTIMIERUNG IT-GESTUumlTZTER PRODUK TIONSPROZESSE Industrie 40 | Internet der Dinge

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Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion

MIT SONDERTEIL VERNETZUNG

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UND SENSOREN

Liebe LeserIndustrie 40 und das Internet der Dinge (IoT) sind allgegenwaumlrtig bei den Anbietern von Automatisierungstechnologie und indusshytriellen Softwareloumlsungen Man findet kaum eine Veranstaltung Messe Produktpraumlsenshytation oder Pressekonferenz bei der nicht Industrie 40 eine wichtige Rolle spielt Dabei geht es um viel mehr als nur um einen kurzshyfristigen MarketingshyHype bei dem bereits existierende Produkte lediglich mit einem bdquoIndustrieshy40shyStempelldquo versehen werden Vielmehr geht es bei den flexiblen intelligenshyten und sich selbstorganisierenden kuumlnftishygen Fabriken um die Vernetzung von Maschishynen Anlagen und Produkten damit diese miteinander kommunizieren koumlnnen Ziel ist dass Industrieunternehmen dadurch effizienshyter produzieren schneller auf Marktschwanshykungen reagieren und gleichzeitig den steishygenden Bedarf an individuellen Produkten decken koumlnnen

Industrie 40 und das Internet der Dinge spielen auch auf der Nuumlrnberger Fachmesse SPS IPC Drives eine wichtige Rolle So bietet die bdquoIndustrie 40 Arealdquo in Halle 3A den Besushychern vielfaumlltige Moumlglichkeiten sich fokusshysiert uumlber die Digitalisierung und intelligenshyte Vernetzung der Produktion zu informieren Die Anwendungsbeispiele wurden so geshywaumlhlt dass kleine Schritte erkennbar sind mit denen man sich peu agrave peu in Richtung Industrie 40 entwickeln kann Davon koumlnnen

Vernetzung mit Intelligenz

E D I T O R I A L

auch mittelstaumlndische Unternehmen in der Fertigungsindustrie profitieren

Die Vernetzung von Maschinen und Senshysoren spielt auch in dieser Ausgabe eine wichtige Rolle auf den Seiten 25 bis 35 finden Sie dazu interessante Beispiele aus der Praxis sowie Ansatzpunkte wohin die Reise gehen kann Der Artikel bdquoDaten ndash der neue Rohstoff fuumlr die Produktionldquo auf Seishyte 34 und 35 zeigt wie sich mit den Daten die entlang der Produktionskette gesamshymelt werden Prozesse optimieren lassen Beispiels weise lassen sich damit Maschinen vorausschauend warten

Es muss aber nicht immer gleich um Big Data gehen Auch andere Beispiele zeigen wie sich in der Produktion Zeit und damit Kosshyten einsparen lassen ndash etwa im Fachbeitrag auf den Seiten 16 und 17 wo es um eine innoshyvative Werkerfuumlhrung geht Bei der Montage von Kurbelgehaumlusen uumlbernimmt die gesteushyerte Schraubtechnik sogar Teile der Qualitaumltsshyuumlberwachung waumlhrend des Zusammenbaus Die Schraubsteuerung gibt die Anziehreihenshyfolge vor und zeigt sie auf einem Touchscreen an Wird der Schrauber auf eine fasche Schraushybe gesetzt erkennen die Positionssensoren den Fehler und geben das Werkzeug nicht frei

Weitere Loumlsungen fuumlr ITshy gestuumltzte Produkshytionsprozesse finden Sie in diesem Heft

Rainer Trummer Chefredakteur

COMPOSITES EUROPE11 Europaumlische Fachmesse amp Forum fuumlr

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29 Nov ndash 1 Dez 2016

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Visions become reality

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I N H A LT

NewsAktuelles aus der Branche 6

Titel NetzwerktechnikEin Hersteller von Aluminiumprofilen erreicht einen horizontal und vertikal durchgaumlngigen Datenfluss in seiner Produktion 8

AutomatisierungCloudshybasierte Plattform fuumlr die Fernwartung umgesetzt 10

Laptops ndash kollaborierend produziertMit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter bringen die gewuumlnschte Flexi bilitaumlt in die Fertigung 12

Alles flieszligt und greift ineinanderEin Hersteller von Zahnraumldern und Getrieben setzt auf ein neues Montageshy Transfershy und Pruumlfsystem und erreicht hohe Taktzahlen 14

Werkerfuumlhrung verhindert FehlerAutomobilzulieferer HPP nutzt bei der Montage von Kurbelgehaumlusen gesteuerte Schraubtechnik die die Qualitaumlt waumlhrend des Zusammenbaus pruumlft 16

Erst mal die Hausaufgaben machenExpertengespraumlch zum Thema Industrie 40 nach drei Jahren treffen sich DrshyIng Olaf Sauer vom Fraunhofer IOSB und Prof DrshyIng Juumlrgen Kletti von MPDV wieder 18

MES als Kernkompetenz In der Smart Factory ruumlcken MESshySysteme immer oumlfter in den Mittelpunkt und die Einsatzgebiete werden vielfaumlltiger 20

Komplexe Prozesse sicher geplantMit der Einfuumlhrung einer Fertigungsplanung hat Obrist Closures Switzerland eine Liefershytermintreue von uumlber 90 Prozent erreicht 22

SONDERTEIL VERNETZUNG VON MASCHINEN UND SENSORENDie Vernetzung bis zur globalen Zusammenfuumlhrung und Analyse von Produktionsdaten mittels IoT ist im vollen Gange ndash wir beleuchten das Thema 25

Maschinen ins IoTTrumpf shyTochter Axoom hat eine IoTshyPlattform entwickelt mit der sich Maschinen Komponenten und Sensoren vernetzen lassen 26

Tradition Mut und smarte Fabriken Der deutsche Mittelstand tut sich schwer mit tiefgreifenden Veraumlnderunshygen und laumluft Gefahr den Anschluss zu verlieren 28

Innovationen aus DatenUumlber zwei Projekte die daran forschen aus Big Data bdquoSmart Dataldquo zu machen 30

Bruumlckenbauer OPC UAMit OPC UA setzt die AutoshyIDshyBranche auf einen etablierten Standard damit jeder mit jedem sprechen kann ndash mit Vorteilen fuumlr die Praxis 32

Predictive AnalyticsWie Sensorshy und MaschinenshyDaten zum Rohstoff fuumlr die Produktion werden 34

8D-Report ndash aber bitte richtig8DshyReports kommen oft zum Einsatz Doch deren Qualitaumlt ist haumlufig unzushy reichend Ein neues Bewertungssystem pruumlft die Reports automatisiert 36

Angebote richtig rechnenAutobauer erwarten verbindliche Anshy gebote innerhalb weniger Tage Wie ein neuer Algorithmus auch kleinen Zuliefershy ern Sicherheit geben kann 38

Die optimale Auto-ID-LoumlsungIn komplexen Produktionen reicht meist nicht ein einziger Ansatz oder eine Technologie Wie man trotzdem zu einem einheitlichen System kommt 40

RFID fuumlr hohe TemperaturenFuumlr hohe Umgebungstemperaturen bietet der Sensorikhersteller Contrinex spezielle HochfrequenzshyRFIDshySysteme 42

Smart Cameras ndash Industrie 40 im BlickDie Smart Cameras sind in der Lage vielfaumlltige und anspruchsvolle Aufgaben schnell und flexibel zu loumlsen 44

Vorschau Impressum 47

In unserem Sonderteil bdquoVernetzung von Maschinen und Sensorenldquo fokussieren wir auf die Anbindung der Maschinen ans Netzwerk bis hin zur smarten und globalen Nutzung der gesammelten Daten uumlbers IoT Bild zapp2photoFotolia

Mit Industrie 40 und Smart Factories ruumlcken MES-Systeme zunehmend in den Mittelpunkt Mit steigender Verbreitung wachsen auch die Anforde-rungen und Aufgaben Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen Bild PDLDesigniStock

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Titelanzeige Siemens AG

Fertigungsnetzwerk transparent und sicher Skalierbare Netzwerktechnik fuumlr transparente zu-griffs- und fehlersichere Produktion von Alu-Profilen

Seit 1958 werden in Rackwitz bei Leipzig Strangpressproshyfile (Halbzeuge) aus Aluminium hergestellt veredelt und weiterbearbeitet Das traditionsreiche Presswerk ist heushyte eines der leistungsstaumlrksten der weltweit agierenden

Sapa Group einem JointshyVenture der Marktfuumlhrer Sapa und Hydro Extruded Products Am Standort Rackwitz produziert die Sapa Extrusion Deutschland GmbH auf zwei vollautomatisierten Presslinien (8 Zoll und 10 Zoll) hochshywertige Aluprofile fuumlr unterschiedlichste Anwendungen Anders als in der Buumlrowelt stellt Netzwerktechnik fuumlr die Produktion deutlich houmlhere Anfordeshyrungen hinsichtlich Performance Zuverlaumlssigkeit und auch Verfuumlgbarkeit Mit industriell zertifizierter skalierbarer Netzwerktechnik von Siemens realisiert Sapa einen performanten horizontal und vertikal durchgaumlngigen Datenshyfluss und damit hohe Transparenz in der Produktion Darauf abgestimmte ITshySecurityshyBaugruppen bieten zudem wirksamen Schutz vor unautorisierten Zugriffen von innen und auszligen

Siemens AGProcess Industries and Drives DivisionGleiwitzer Str 55590475 NuumlrnbergTelefon +49 (0)911895shy0EshyMail contactsiemenscomInternet wwwsiemensdeindustrielleshykommunikation

Redaktionell erwaumlhnte Firmen und InstitutionenAtlas Copco Tools [S 17] Axoom [S 26] Balluff [S 44] Bechtle Gruppe [S 6] CshyCAM [S 6] Dualis [S 6] Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Enregie (BMWi) [S 30] Cancom Didas [S 34] Contriex [S 42] Evo Informationssysteme [S 7] Expertshyplace Network Group [S 28] Felss Systems [S 26] Fraunhofer IOSB [S 18] Gesellshyschaft zur Foumlrderung angewandter Informatik e V [S 36] Haas Foundation [S 6] Harting [S 32] Hoffmann Group [S 6] HPP GmbH [S 17] IEFshyWerner [S 14] Inshydustrie Informatik [S 20] IPH Institut fuumlr Integrierte Produktion Hannover [S 36] Kaspersky Lab [S 6] Kreatize [S 38] MPDV Mikrolab [S 6 18] Phoenix Contact [S 10] Proxia [S 22] Oberist Closures Switzerland [S 22] Open Mind Technologies [S 7] Rittal [S 26] Sapa Group [S 8] Sick [S 40] Siemens AG [S 6 8] Smart Electshyronic eV [S 6] Universal Robots [S 12] Visam [S 7] Wistron [S 12]

I N H A LT

Die klassischen Roboterarme waren in Sachen Programmierung und Schutzverhausung aufwaumlndig ndash einfach einzurichtende kollaborie-rende Leichtbauroboter bringen Flexibilitaumlt in die Laptopfertigung Bild VectorfusionartFotolia

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bull Uumlber 3300 mittelstaumlndische Kunden

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S I E M E N S

Energiefressern mit neuer Version auf der SpurSiemens hat seine EnergiemanagementshySoftware zur standortuumlbergreifenden und unternehmensweiten Energieanalyse in der aktuellen Version um neue Funktionen ershyweitert Simatic Energy Manager PRO V70 nutzen Unternehmen vom EnergieeffizienzshyControlling etwa der Kostenstellenabrechshynung bis zur Prognose um zum Beispiel die Energiebeschaffung zu optimieren Mit der TUumlVshyzertifizierten Software halten diese die gesetzlichen ISOshy50001shyVorgaben fuumlr eishynen energieeffizienten Betrieb ein und spashyren zudem Betriebskosten Die skalierbare EnergiemanagementshySoftware laumlsst sich mit

ihren flexiblen Darstellungsshy und Analyseshymoumlglichkeiten etwa Berichten Dashboards oder ManagementshyKPIs (Key Performance Indikatoren) individuell auf die jeweiligen UnternehmensshySpezifika zuschneiden Neu ist unter anderem die nahtlose Anbindung an die Simatic Energy Suite in der die Dashyten der produktionsnahen Energiemesstechshynik hinterlegt sind Zudem bieten die neuen dynamischen StatistikshyFunktionen flexible EnergieshyAnalysen im Web Dashboard und Desktop Chart und die Funktion VerbraushychershyEffizienz dient der kennzahlenbasierten Bewertung der Effizienz von Verbrauchern

M P D V M I K R O L A B

Die dynamische Fertigung

MPDV erweitert das Manufacturing Execushytion System (MES) Hydra um Funktionen zur Abbildung von flexiblen und schnell geshytakteten Prozessen fuumlr die variantenreiche Sequenzfertigung Die neue Produktgrupshype heiszligt bdquoDynamic Manufacturing Controlldquo (DMC) und ist seit Mitte Oktober 2016 vershyfuumlgbar Wie eine Produktvariante konkret gefertigt wird soll sich damit flexibel abbilshyden lassen Dazu wird unter Beruumlcksichtishygung der vorhandenen Informationen zur Auspraumlgung der Produkte das digitale Abshybild des Entstehungsprozesses inklusive der jeweiligen Arbeitsschritte hinterlegt Die dafuumlr individuell gestalteten Dynamic Line

Panels (DLP) fuumlhren den Werker bedarfsshygerecht durch den vorgegeben Ablauf Die dezentral vorgehaltene Prozesslogik stelle sicher dass die Fertigungslinie auch weiter produzieren kann wenn es im Netzwerk einmal Probleme geben sollte Hierzu geshyhoumlren neben Arbeitsanweisungen in elektshyronischer Form auch Steuerkommandos fuumlr angeschlossene Peripherie wie Werkzeuge Schrauber oder PickshybyshyLightshySysteme Bisshyher organisierten meist Kopfsteuerungen die filigranen und verzweigten Ablaumlufe Im Zeitalter von Industrie 40 fordern Untershynehmen jedoch deutlich mehr Flexibilitaumlt als mit SPSshybasierten Systemen moumlglich ist

H O F F M A N N G R O U P

Vollnutfraumlsen mit hohem VorschubHohe Vorschuumlbe bei der Stahlbearbeitung in der Vollnut das soll der neue VHMshySchruppshyfraumlser Garant Mastersteel Slotmachine der Hoffmann Group ermoumlglichen Ein neues Korshydelprofil erzeugt dabei besonders kompakte Spaumlne Deshalb konnte die Hoffmann Group den Fraumlser als Fuumlnfschneider konstruieren Infolgedessen wird bei konstantem Vorschub pro Zahn eine um 25 Prozent houmlhere Prozesshyseffizienz im Vergleich zu einem klassischen Vierschneider erreicht Dank des Kordelprofils ist der Schnittdruck geringer und es koumlnnen bei konstanter Belastung houmlhere Vorschubshywerte erzielt werden Durch die kompakten Spaumlne und die niedrigeren Schnittkraumlfte eigshy

net sich der Hochleistungsshyfraumlser insbeshysondere fuumlr das Fraumlsen tiefer Vollnuten sowie fuumlr die Bearbeitung graziler Bauteile Zudem ermoumlglicht er einen Eintauchwinkel von bis zu zehn Grad Seine gezielt verrundeten Schneidkanten minimieren die Gefahr von Ausbruumlchen Durch das Ultrafeinkornsubsshytrat wird die Biegebruchfestigkeit deutlich erhoumlht die weiter entwickelte Beschichtung optimiert zusaumltzlich das Verschleiszligverhalshyten und vermindert den Waumlrmeeintrag Eine deutliche Verbesserung der Laufruhe wird durch die Ungleichteilung erzielt

Fertigungsplanungsspezialist Dualis laumldt Partner und Anshywender am 10 November zum Anwendertag bdquoIndustrie 40 ndash von der Vision zur Realitaumltldquo nach Dresden Im Fokus steshyhen dabei intelligente Loumlsunshygen zur optimierten Produktishyonsplanung und shysimulation in der Produktion 40 Neben dem Dualis mit dem APS Gantshytplan beleuchtet unter andeshyrem der MESshyAnbieter Itac das Thema Beide Unternehmen sind Mitglieder des Smart Elecshytronic Factory eV

Die Bechtle Gruppe uumlbershynimmt die CshyCAM GmbH in Chemnitz und verstaumlrkt damit seinen Bereich fertigungsnashyher Anwendungsloumlsungen Das weiterhin unter gleichem Namen firmierende Unternehshymen wird Teil der Solidline AG die seit 2011 zu Bechtle gehoumlrt Auch Christian Popp bleibt Geshyschaumlftsfuumlhrer von CshyCAM Uumlber den Kaufpreis haben beide Seishyten Stillschweigen vereinbart

Kaspersky Lab hat das nach eigenen Angaben nichtshykomshymerzielle Kaspersky Lab ICSshyCERT gegruumlndet ein Comshyputer Emergency Response Team fuumlr die Industrie Das Unternehmen laumldt weltweit Betreiber kritischer Infrastrukshyturen Sicherheitsanbieter soshywie staatliche Einrichtungen zur Zusammenarbeit ein Als nichtshykommerzielles Projekt moumlchte das ICSshyCERT Informashytionen und Expertise kostenlos mit den Mitgliedern teilen

Die Gene Haas Foundation moumlchte weitere 500000 USshyDollar an 38 Schulen in 15 europaumlischen Laumlndern spenshyden Das Geld soll als Stipenshydium fuumlr die Ausbildung in der CNCshyZerspanungstechnik verwendet werden Insgeshysamt belaufen sich die Spenshyden der GHF in Europa seit 2015 damit auf nahezu eine Million USshyDollar

KURZ

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V I S A M

MES inklusiveVisam integriert in der neushyesten Version des branchenshy und herstellerunabhaumlngishygen HMISCADAshySystems Vbase Funktionen eines MESshySystems Durch den modularen Aufbau lassen sich die Funktionen fuumlr den Produktionsbetrieb per Funktionsbaustein in das Automatisierungsprojekt einbauen Dazu hat VBASE von Haus aus eine Bibliothek mit rund 100 Funktionsbaushysteinen die wichtige MESshyFunktionen abbilden und bedarfsweise eingebunden werden koumlnnen Darunter finden sich Module fuumlr Anshylageneffektivitaumlt (OEE) Proshyduktionsshy und Betriebsdashytenerfassung (PDE BDE) Smart Metering Schichtshy und Produktionsplanung und die Ruumlckverfolgbarkeit

von Erzeugnissen (Traceashybility) Zudem verfuumlgt Vbashyse uumlber viele Schnittstellen sowohl zur Prozessebene als auch zu uumlbergeordneshyten Systemen wie ERPshySysshyteme Um die Wirtschaftshylichkeit von Maschinen zu verbessern und eine unmitshytelbare Reaktion auf Fehlshyentwicklungen zu ermoumlglishychen werden zum Beispiel OEEshyKennzahlen in Echtzeit berechnet und zusammen mit weiteren Produktionsshydaten direkt als Dashboard in der HMI angezeigt Der Hersteller praumlsentiert die neue Softwareversion und entsprechende Beispiele der MESshyFunktionen vom 22 Bis 24 November auf der Fachshymesse SPS IPC Drives

E V O U N D O P E N M I N D

Werkzeugverwaltung und CAM verknuumlpftWerkzeugverwaltungspezialist Evo Informationssysteme und CAMCADshyHersteller Open Mind Technologies kooperiershyten um Anwendern eine Loumlshysung zur Verfuumlgung zu stellen mit der sich Werkzeugdaten dynamisch aus der Werkzeugshydatenbank direkt in das CAMshySystem Hypermill einlesen lassen In der Werkzeugdatenshybank Evotools steht dem CAMshyProgrammierer das gesamte WerkzeugshyKnowshyhow bei der Auswahl geeigneter Komplettshywerkzeuge zur Verfuumlgung Die schnelle und einfache Werkshyzeugauswahl reicht dabei bis hin zur Verfuumlgbarkeitspruumlfung an der Maschine oder einem Lagerort Der Anwender kann somit einfacher und schneller entscheiden welches Werkshy

zeug er fuumlr die Bearbeitungsshyaufgabe einsetzt Nach der Werkzeugauswahl in der Werkshyzeugdatenbank werden die Daten uumlber ein neutrales Ausshytauschformat exportiert und in das CAMshySystem Hypermill importiert Nach dem autoshymatischen Einlesen stehen fuumlr den Anwender alle Werkzeushyginformationen zur CAMshyProshygrammierung bereit Damit haben die Partner eine schnelshyle Datenverbindung zwischen den beiden Softwareloumlsungen geschaffen Durch die zentshyrale Werkzeugdatenbank ist die Erfassung und Pflege der Werkzeugdaten lediglich an einer Stelle erforderlich woshydurch Aufwand und Fehler beim mehrfachen Erfassen der Werkzeugmerkmale entfallen

MES-Funktionen direkt in die Software des HMISCADA-Sys-tems integriert Bild Visam

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I N C H I N A steht die verarbeitende Inshydustrie vor schwierigen Herausforderunshygen Im Zuge des globalen Wettbewerbs und der Notwendigkeit Produktionsvershyfahren zu verbessern haben namhafte Hersteller Strukturanpassungsprogramshyme durchgefuumlhrt um die Fertigungsaushytomatisierung stark zu foumlrdern

Ein Beispiel ist der PCshyHersteller Wisshytron der als erster bekannter taiwaneshysischer ODMshyHersteller kollaborierende Roboterarme von Universal Robots (UR) in seiner Laptop Montagelinie am chishynesischen Produktionsstandort einsetzt Insgesamt sorgen 60 Roboter vom Typ UR3 und UR5 fuumlr eine effiziente und fleshyxible Produktion

Neugestaltung der ProduktionsstraszligeWistron begann im Jahr 2013 mit der Aushytomatisierung der Produktion Zunaumlchst setzte das Unternehmen auf Viershy und

SechsshyAchsshyRoboterarme die jedoch die Einrichtung von platzraubenden Sichershyheitsumhausungen und Schutzvorrichshytungen erforderten Die Roboter waren zudem nur fuumlr anspruchslose Aufgaben wie das Produkthandling konzipiert was dem Fertigungskonzept von Wistron bdquoEfshyfizienz Flexibilitaumlt und Sicherheitldquo nicht gerecht wurde

Die Loumlsung bdquoURshyRoboter brauchen wenig Platz und gewaumlhrleisten houmlchsshyte Sicherheitldquo kommentiert Congyao Zhang Manufacturing Technology Direcshytor bei Wistron bdquoSie verfuumlgen uumlber eine 360shyGradshyRotation an allen Drehgelenshyken und es gibt keine toten Winkel in ihshyrem Bewegungsradius Zusaumltzlich lassen sich die verschiedensten Taumltigkeiten mit ihnen ausuumlben Aufgrund dessen sind wir in der Lage eine hochflexible Fertishygung zu realisieren Gleichzeitig koumlnnen wir eine kontinuierliche und stabile Proshyduktion garantierenldquo

Seit Februar 2015 sind nun 60 Roboter von UR bei Wistron im Einsatz und automatishysieren Aufgaben wie die Kommissionieshyrung und Platzierung von Laptoptaschen oder die Teilmontage von Sets in Anwenshydungen mit einer Heiszligschmelzmaschine oder Bildverarbeitungssystemen Die UR3shyRoboter fuumlgen dabei mithilfe eines monshytierten Handgriffs am elektrischen Schraushybenzieher die Schrauben selbst ein

Plus an Flexibilitaumlt Durch den Einsatz der Roboterarme hat das Unternehmen mehr Flexibilitaumlt in das kuumlnftige Layout der Produktionsanlage gebracht die Verantwortlichen konnten die Produktausbeute effektiv verbessern und den Personaleinsatz optimieren Gleichzeitig erwarten sie langfristig reshyduzierte Betriebskosten und eine verbesshyserte Profitabilitaumlt

Aufgrund der speziellen Betriebsart koumlnnen sie die Produktion der Laptops bei Wistron jedoch nicht vollstaumlndig autoshymatisieren ndash Mitarbeiter die direkt neben den Robotern arbeiten sind weiter erforshyderlich Darum wurde der Bewegungsrashydius der Roboterarme so begrenzt das die Sicherheit der Arbeitnehmer gewaumlhrleisshytet ist Die Roboter von UR koumlnnen nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyshyse ohne oder nur mit minimalen Schutzshyvorrichtungen betrieben werden Grund dafuumlr sind hochsichere Einstellungen des Roboters Diese erfuumlllen die Sicherheitsshyanforderungen von Wistron ohne dashybei an Arbeitsgeschwindigkeit anderen Funktionalitaumlten oder gar der Sicherheit der Arbeitnehmer einzubuumlszligen auch nicht in engen Umgebungen

Ressourcen optimiertWistron hatte immer mit einer hohen Flukshytuationsrate zu kaumlmpfen Die Mitarbeiter waren aufgrund einfacher sich wiederhoshy

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Laptops ndash kollaborierend produziertZunaumlchst setzten sie auf klassische Roboterarme ndash jedoch war der Aufwand in Sachen Programmierung und

Schutzverhausung zu groszlig ndash einfach einzurichtende und mit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter

bringen heute die gewuumlnschte Flexibilitaumlt in der Laptopfertigung

V O N H E L M U T S C H M I D

Benutzerfreundlich und einfach zu programmieren Von ihrem Set-up bis hin zur vollen Einsatzfaumlhigkeit ndash die Roboterarme von Universal Robots lassen sich innerhalb kuumlrzester Zeit in Betrieb nehmenBilder Universal Robots

K O L L A B O R I E R E N D E R O B O T E R

lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

V O N H A R A L D H O R N E R

Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

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Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 2: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

Liebe LeserIndustrie 40 und das Internet der Dinge (IoT) sind allgegenwaumlrtig bei den Anbietern von Automatisierungstechnologie und indusshytriellen Softwareloumlsungen Man findet kaum eine Veranstaltung Messe Produktpraumlsenshytation oder Pressekonferenz bei der nicht Industrie 40 eine wichtige Rolle spielt Dabei geht es um viel mehr als nur um einen kurzshyfristigen MarketingshyHype bei dem bereits existierende Produkte lediglich mit einem bdquoIndustrieshy40shyStempelldquo versehen werden Vielmehr geht es bei den flexiblen intelligenshyten und sich selbstorganisierenden kuumlnftishygen Fabriken um die Vernetzung von Maschishynen Anlagen und Produkten damit diese miteinander kommunizieren koumlnnen Ziel ist dass Industrieunternehmen dadurch effizienshyter produzieren schneller auf Marktschwanshykungen reagieren und gleichzeitig den steishygenden Bedarf an individuellen Produkten decken koumlnnen

Industrie 40 und das Internet der Dinge spielen auch auf der Nuumlrnberger Fachmesse SPS IPC Drives eine wichtige Rolle So bietet die bdquoIndustrie 40 Arealdquo in Halle 3A den Besushychern vielfaumlltige Moumlglichkeiten sich fokusshysiert uumlber die Digitalisierung und intelligenshyte Vernetzung der Produktion zu informieren Die Anwendungsbeispiele wurden so geshywaumlhlt dass kleine Schritte erkennbar sind mit denen man sich peu agrave peu in Richtung Industrie 40 entwickeln kann Davon koumlnnen

Vernetzung mit Intelligenz

E D I T O R I A L

auch mittelstaumlndische Unternehmen in der Fertigungsindustrie profitieren

Die Vernetzung von Maschinen und Senshysoren spielt auch in dieser Ausgabe eine wichtige Rolle auf den Seiten 25 bis 35 finden Sie dazu interessante Beispiele aus der Praxis sowie Ansatzpunkte wohin die Reise gehen kann Der Artikel bdquoDaten ndash der neue Rohstoff fuumlr die Produktionldquo auf Seishyte 34 und 35 zeigt wie sich mit den Daten die entlang der Produktionskette gesamshymelt werden Prozesse optimieren lassen Beispiels weise lassen sich damit Maschinen vorausschauend warten

Es muss aber nicht immer gleich um Big Data gehen Auch andere Beispiele zeigen wie sich in der Produktion Zeit und damit Kosshyten einsparen lassen ndash etwa im Fachbeitrag auf den Seiten 16 und 17 wo es um eine innoshyvative Werkerfuumlhrung geht Bei der Montage von Kurbelgehaumlusen uumlbernimmt die gesteushyerte Schraubtechnik sogar Teile der Qualitaumltsshyuumlberwachung waumlhrend des Zusammenbaus Die Schraubsteuerung gibt die Anziehreihenshyfolge vor und zeigt sie auf einem Touchscreen an Wird der Schrauber auf eine fasche Schraushybe gesetzt erkennen die Positionssensoren den Fehler und geben das Werkzeug nicht frei

Weitere Loumlsungen fuumlr ITshy gestuumltzte Produkshytionsprozesse finden Sie in diesem Heft

Rainer Trummer Chefredakteur

COMPOSITES EUROPE11 Europaumlische Fachmesse amp Forum fuumlr

Verbundwerkstoffe Technologie und Anwendungen

29 Nov ndash 1 Dez 2016

Messe Duumlsseldorf

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Visions become reality

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I N H A LT

NewsAktuelles aus der Branche 6

Titel NetzwerktechnikEin Hersteller von Aluminiumprofilen erreicht einen horizontal und vertikal durchgaumlngigen Datenfluss in seiner Produktion 8

AutomatisierungCloudshybasierte Plattform fuumlr die Fernwartung umgesetzt 10

Laptops ndash kollaborierend produziertMit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter bringen die gewuumlnschte Flexi bilitaumlt in die Fertigung 12

Alles flieszligt und greift ineinanderEin Hersteller von Zahnraumldern und Getrieben setzt auf ein neues Montageshy Transfershy und Pruumlfsystem und erreicht hohe Taktzahlen 14

Werkerfuumlhrung verhindert FehlerAutomobilzulieferer HPP nutzt bei der Montage von Kurbelgehaumlusen gesteuerte Schraubtechnik die die Qualitaumlt waumlhrend des Zusammenbaus pruumlft 16

Erst mal die Hausaufgaben machenExpertengespraumlch zum Thema Industrie 40 nach drei Jahren treffen sich DrshyIng Olaf Sauer vom Fraunhofer IOSB und Prof DrshyIng Juumlrgen Kletti von MPDV wieder 18

MES als Kernkompetenz In der Smart Factory ruumlcken MESshySysteme immer oumlfter in den Mittelpunkt und die Einsatzgebiete werden vielfaumlltiger 20

Komplexe Prozesse sicher geplantMit der Einfuumlhrung einer Fertigungsplanung hat Obrist Closures Switzerland eine Liefershytermintreue von uumlber 90 Prozent erreicht 22

SONDERTEIL VERNETZUNG VON MASCHINEN UND SENSORENDie Vernetzung bis zur globalen Zusammenfuumlhrung und Analyse von Produktionsdaten mittels IoT ist im vollen Gange ndash wir beleuchten das Thema 25

Maschinen ins IoTTrumpf shyTochter Axoom hat eine IoTshyPlattform entwickelt mit der sich Maschinen Komponenten und Sensoren vernetzen lassen 26

Tradition Mut und smarte Fabriken Der deutsche Mittelstand tut sich schwer mit tiefgreifenden Veraumlnderunshygen und laumluft Gefahr den Anschluss zu verlieren 28

Innovationen aus DatenUumlber zwei Projekte die daran forschen aus Big Data bdquoSmart Dataldquo zu machen 30

Bruumlckenbauer OPC UAMit OPC UA setzt die AutoshyIDshyBranche auf einen etablierten Standard damit jeder mit jedem sprechen kann ndash mit Vorteilen fuumlr die Praxis 32

Predictive AnalyticsWie Sensorshy und MaschinenshyDaten zum Rohstoff fuumlr die Produktion werden 34

8D-Report ndash aber bitte richtig8DshyReports kommen oft zum Einsatz Doch deren Qualitaumlt ist haumlufig unzushy reichend Ein neues Bewertungssystem pruumlft die Reports automatisiert 36

Angebote richtig rechnenAutobauer erwarten verbindliche Anshy gebote innerhalb weniger Tage Wie ein neuer Algorithmus auch kleinen Zuliefershy ern Sicherheit geben kann 38

Die optimale Auto-ID-LoumlsungIn komplexen Produktionen reicht meist nicht ein einziger Ansatz oder eine Technologie Wie man trotzdem zu einem einheitlichen System kommt 40

RFID fuumlr hohe TemperaturenFuumlr hohe Umgebungstemperaturen bietet der Sensorikhersteller Contrinex spezielle HochfrequenzshyRFIDshySysteme 42

Smart Cameras ndash Industrie 40 im BlickDie Smart Cameras sind in der Lage vielfaumlltige und anspruchsvolle Aufgaben schnell und flexibel zu loumlsen 44

Vorschau Impressum 47

In unserem Sonderteil bdquoVernetzung von Maschinen und Sensorenldquo fokussieren wir auf die Anbindung der Maschinen ans Netzwerk bis hin zur smarten und globalen Nutzung der gesammelten Daten uumlbers IoT Bild zapp2photoFotolia

Mit Industrie 40 und Smart Factories ruumlcken MES-Systeme zunehmend in den Mittelpunkt Mit steigender Verbreitung wachsen auch die Anforde-rungen und Aufgaben Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen Bild PDLDesigniStock

25 - 35 20

Titelanzeige Siemens AG

Fertigungsnetzwerk transparent und sicher Skalierbare Netzwerktechnik fuumlr transparente zu-griffs- und fehlersichere Produktion von Alu-Profilen

Seit 1958 werden in Rackwitz bei Leipzig Strangpressproshyfile (Halbzeuge) aus Aluminium hergestellt veredelt und weiterbearbeitet Das traditionsreiche Presswerk ist heushyte eines der leistungsstaumlrksten der weltweit agierenden

Sapa Group einem JointshyVenture der Marktfuumlhrer Sapa und Hydro Extruded Products Am Standort Rackwitz produziert die Sapa Extrusion Deutschland GmbH auf zwei vollautomatisierten Presslinien (8 Zoll und 10 Zoll) hochshywertige Aluprofile fuumlr unterschiedlichste Anwendungen Anders als in der Buumlrowelt stellt Netzwerktechnik fuumlr die Produktion deutlich houmlhere Anfordeshyrungen hinsichtlich Performance Zuverlaumlssigkeit und auch Verfuumlgbarkeit Mit industriell zertifizierter skalierbarer Netzwerktechnik von Siemens realisiert Sapa einen performanten horizontal und vertikal durchgaumlngigen Datenshyfluss und damit hohe Transparenz in der Produktion Darauf abgestimmte ITshySecurityshyBaugruppen bieten zudem wirksamen Schutz vor unautorisierten Zugriffen von innen und auszligen

Siemens AGProcess Industries and Drives DivisionGleiwitzer Str 55590475 NuumlrnbergTelefon +49 (0)911895shy0EshyMail contactsiemenscomInternet wwwsiemensdeindustrielleshykommunikation

Redaktionell erwaumlhnte Firmen und InstitutionenAtlas Copco Tools [S 17] Axoom [S 26] Balluff [S 44] Bechtle Gruppe [S 6] CshyCAM [S 6] Dualis [S 6] Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Enregie (BMWi) [S 30] Cancom Didas [S 34] Contriex [S 42] Evo Informationssysteme [S 7] Expertshyplace Network Group [S 28] Felss Systems [S 26] Fraunhofer IOSB [S 18] Gesellshyschaft zur Foumlrderung angewandter Informatik e V [S 36] Haas Foundation [S 6] Harting [S 32] Hoffmann Group [S 6] HPP GmbH [S 17] IEFshyWerner [S 14] Inshydustrie Informatik [S 20] IPH Institut fuumlr Integrierte Produktion Hannover [S 36] Kaspersky Lab [S 6] Kreatize [S 38] MPDV Mikrolab [S 6 18] Phoenix Contact [S 10] Proxia [S 22] Oberist Closures Switzerland [S 22] Open Mind Technologies [S 7] Rittal [S 26] Sapa Group [S 8] Sick [S 40] Siemens AG [S 6 8] Smart Electshyronic eV [S 6] Universal Robots [S 12] Visam [S 7] Wistron [S 12]

I N H A LT

Die klassischen Roboterarme waren in Sachen Programmierung und Schutzverhausung aufwaumlndig ndash einfach einzurichtende kollaborie-rende Leichtbauroboter bringen Flexibilitaumlt in die Laptopfertigung Bild VectorfusionartFotolia

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bull Uumlber 3300 mittelstaumlndische Kunden

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S I E M E N S

Energiefressern mit neuer Version auf der SpurSiemens hat seine EnergiemanagementshySoftware zur standortuumlbergreifenden und unternehmensweiten Energieanalyse in der aktuellen Version um neue Funktionen ershyweitert Simatic Energy Manager PRO V70 nutzen Unternehmen vom EnergieeffizienzshyControlling etwa der Kostenstellenabrechshynung bis zur Prognose um zum Beispiel die Energiebeschaffung zu optimieren Mit der TUumlVshyzertifizierten Software halten diese die gesetzlichen ISOshy50001shyVorgaben fuumlr eishynen energieeffizienten Betrieb ein und spashyren zudem Betriebskosten Die skalierbare EnergiemanagementshySoftware laumlsst sich mit

ihren flexiblen Darstellungsshy und Analyseshymoumlglichkeiten etwa Berichten Dashboards oder ManagementshyKPIs (Key Performance Indikatoren) individuell auf die jeweiligen UnternehmensshySpezifika zuschneiden Neu ist unter anderem die nahtlose Anbindung an die Simatic Energy Suite in der die Dashyten der produktionsnahen Energiemesstechshynik hinterlegt sind Zudem bieten die neuen dynamischen StatistikshyFunktionen flexible EnergieshyAnalysen im Web Dashboard und Desktop Chart und die Funktion VerbraushychershyEffizienz dient der kennzahlenbasierten Bewertung der Effizienz von Verbrauchern

M P D V M I K R O L A B

Die dynamische Fertigung

MPDV erweitert das Manufacturing Execushytion System (MES) Hydra um Funktionen zur Abbildung von flexiblen und schnell geshytakteten Prozessen fuumlr die variantenreiche Sequenzfertigung Die neue Produktgrupshype heiszligt bdquoDynamic Manufacturing Controlldquo (DMC) und ist seit Mitte Oktober 2016 vershyfuumlgbar Wie eine Produktvariante konkret gefertigt wird soll sich damit flexibel abbilshyden lassen Dazu wird unter Beruumlcksichtishygung der vorhandenen Informationen zur Auspraumlgung der Produkte das digitale Abshybild des Entstehungsprozesses inklusive der jeweiligen Arbeitsschritte hinterlegt Die dafuumlr individuell gestalteten Dynamic Line

Panels (DLP) fuumlhren den Werker bedarfsshygerecht durch den vorgegeben Ablauf Die dezentral vorgehaltene Prozesslogik stelle sicher dass die Fertigungslinie auch weiter produzieren kann wenn es im Netzwerk einmal Probleme geben sollte Hierzu geshyhoumlren neben Arbeitsanweisungen in elektshyronischer Form auch Steuerkommandos fuumlr angeschlossene Peripherie wie Werkzeuge Schrauber oder PickshybyshyLightshySysteme Bisshyher organisierten meist Kopfsteuerungen die filigranen und verzweigten Ablaumlufe Im Zeitalter von Industrie 40 fordern Untershynehmen jedoch deutlich mehr Flexibilitaumlt als mit SPSshybasierten Systemen moumlglich ist

H O F F M A N N G R O U P

Vollnutfraumlsen mit hohem VorschubHohe Vorschuumlbe bei der Stahlbearbeitung in der Vollnut das soll der neue VHMshySchruppshyfraumlser Garant Mastersteel Slotmachine der Hoffmann Group ermoumlglichen Ein neues Korshydelprofil erzeugt dabei besonders kompakte Spaumlne Deshalb konnte die Hoffmann Group den Fraumlser als Fuumlnfschneider konstruieren Infolgedessen wird bei konstantem Vorschub pro Zahn eine um 25 Prozent houmlhere Prozesshyseffizienz im Vergleich zu einem klassischen Vierschneider erreicht Dank des Kordelprofils ist der Schnittdruck geringer und es koumlnnen bei konstanter Belastung houmlhere Vorschubshywerte erzielt werden Durch die kompakten Spaumlne und die niedrigeren Schnittkraumlfte eigshy

net sich der Hochleistungsshyfraumlser insbeshysondere fuumlr das Fraumlsen tiefer Vollnuten sowie fuumlr die Bearbeitung graziler Bauteile Zudem ermoumlglicht er einen Eintauchwinkel von bis zu zehn Grad Seine gezielt verrundeten Schneidkanten minimieren die Gefahr von Ausbruumlchen Durch das Ultrafeinkornsubsshytrat wird die Biegebruchfestigkeit deutlich erhoumlht die weiter entwickelte Beschichtung optimiert zusaumltzlich das Verschleiszligverhalshyten und vermindert den Waumlrmeeintrag Eine deutliche Verbesserung der Laufruhe wird durch die Ungleichteilung erzielt

Fertigungsplanungsspezialist Dualis laumldt Partner und Anshywender am 10 November zum Anwendertag bdquoIndustrie 40 ndash von der Vision zur Realitaumltldquo nach Dresden Im Fokus steshyhen dabei intelligente Loumlsunshygen zur optimierten Produktishyonsplanung und shysimulation in der Produktion 40 Neben dem Dualis mit dem APS Gantshytplan beleuchtet unter andeshyrem der MESshyAnbieter Itac das Thema Beide Unternehmen sind Mitglieder des Smart Elecshytronic Factory eV

Die Bechtle Gruppe uumlbershynimmt die CshyCAM GmbH in Chemnitz und verstaumlrkt damit seinen Bereich fertigungsnashyher Anwendungsloumlsungen Das weiterhin unter gleichem Namen firmierende Unternehshymen wird Teil der Solidline AG die seit 2011 zu Bechtle gehoumlrt Auch Christian Popp bleibt Geshyschaumlftsfuumlhrer von CshyCAM Uumlber den Kaufpreis haben beide Seishyten Stillschweigen vereinbart

Kaspersky Lab hat das nach eigenen Angaben nichtshykomshymerzielle Kaspersky Lab ICSshyCERT gegruumlndet ein Comshyputer Emergency Response Team fuumlr die Industrie Das Unternehmen laumldt weltweit Betreiber kritischer Infrastrukshyturen Sicherheitsanbieter soshywie staatliche Einrichtungen zur Zusammenarbeit ein Als nichtshykommerzielles Projekt moumlchte das ICSshyCERT Informashytionen und Expertise kostenlos mit den Mitgliedern teilen

Die Gene Haas Foundation moumlchte weitere 500000 USshyDollar an 38 Schulen in 15 europaumlischen Laumlndern spenshyden Das Geld soll als Stipenshydium fuumlr die Ausbildung in der CNCshyZerspanungstechnik verwendet werden Insgeshysamt belaufen sich die Spenshyden der GHF in Europa seit 2015 damit auf nahezu eine Million USshyDollar

KURZ

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V I S A M

MES inklusiveVisam integriert in der neushyesten Version des branchenshy und herstellerunabhaumlngishygen HMISCADAshySystems Vbase Funktionen eines MESshySystems Durch den modularen Aufbau lassen sich die Funktionen fuumlr den Produktionsbetrieb per Funktionsbaustein in das Automatisierungsprojekt einbauen Dazu hat VBASE von Haus aus eine Bibliothek mit rund 100 Funktionsbaushysteinen die wichtige MESshyFunktionen abbilden und bedarfsweise eingebunden werden koumlnnen Darunter finden sich Module fuumlr Anshylageneffektivitaumlt (OEE) Proshyduktionsshy und Betriebsdashytenerfassung (PDE BDE) Smart Metering Schichtshy und Produktionsplanung und die Ruumlckverfolgbarkeit

von Erzeugnissen (Traceashybility) Zudem verfuumlgt Vbashyse uumlber viele Schnittstellen sowohl zur Prozessebene als auch zu uumlbergeordneshyten Systemen wie ERPshySysshyteme Um die Wirtschaftshylichkeit von Maschinen zu verbessern und eine unmitshytelbare Reaktion auf Fehlshyentwicklungen zu ermoumlglishychen werden zum Beispiel OEEshyKennzahlen in Echtzeit berechnet und zusammen mit weiteren Produktionsshydaten direkt als Dashboard in der HMI angezeigt Der Hersteller praumlsentiert die neue Softwareversion und entsprechende Beispiele der MESshyFunktionen vom 22 Bis 24 November auf der Fachshymesse SPS IPC Drives

E V O U N D O P E N M I N D

Werkzeugverwaltung und CAM verknuumlpftWerkzeugverwaltungspezialist Evo Informationssysteme und CAMCADshyHersteller Open Mind Technologies kooperiershyten um Anwendern eine Loumlshysung zur Verfuumlgung zu stellen mit der sich Werkzeugdaten dynamisch aus der Werkzeugshydatenbank direkt in das CAMshySystem Hypermill einlesen lassen In der Werkzeugdatenshybank Evotools steht dem CAMshyProgrammierer das gesamte WerkzeugshyKnowshyhow bei der Auswahl geeigneter Komplettshywerkzeuge zur Verfuumlgung Die schnelle und einfache Werkshyzeugauswahl reicht dabei bis hin zur Verfuumlgbarkeitspruumlfung an der Maschine oder einem Lagerort Der Anwender kann somit einfacher und schneller entscheiden welches Werkshy

zeug er fuumlr die Bearbeitungsshyaufgabe einsetzt Nach der Werkzeugauswahl in der Werkshyzeugdatenbank werden die Daten uumlber ein neutrales Ausshytauschformat exportiert und in das CAMshySystem Hypermill importiert Nach dem autoshymatischen Einlesen stehen fuumlr den Anwender alle Werkzeushyginformationen zur CAMshyProshygrammierung bereit Damit haben die Partner eine schnelshyle Datenverbindung zwischen den beiden Softwareloumlsungen geschaffen Durch die zentshyrale Werkzeugdatenbank ist die Erfassung und Pflege der Werkzeugdaten lediglich an einer Stelle erforderlich woshydurch Aufwand und Fehler beim mehrfachen Erfassen der Werkzeugmerkmale entfallen

MES-Funktionen direkt in die Software des HMISCADA-Sys-tems integriert Bild Visam

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I N C H I N A steht die verarbeitende Inshydustrie vor schwierigen Herausforderunshygen Im Zuge des globalen Wettbewerbs und der Notwendigkeit Produktionsvershyfahren zu verbessern haben namhafte Hersteller Strukturanpassungsprogramshyme durchgefuumlhrt um die Fertigungsaushytomatisierung stark zu foumlrdern

Ein Beispiel ist der PCshyHersteller Wisshytron der als erster bekannter taiwaneshysischer ODMshyHersteller kollaborierende Roboterarme von Universal Robots (UR) in seiner Laptop Montagelinie am chishynesischen Produktionsstandort einsetzt Insgesamt sorgen 60 Roboter vom Typ UR3 und UR5 fuumlr eine effiziente und fleshyxible Produktion

Neugestaltung der ProduktionsstraszligeWistron begann im Jahr 2013 mit der Aushytomatisierung der Produktion Zunaumlchst setzte das Unternehmen auf Viershy und

SechsshyAchsshyRoboterarme die jedoch die Einrichtung von platzraubenden Sichershyheitsumhausungen und Schutzvorrichshytungen erforderten Die Roboter waren zudem nur fuumlr anspruchslose Aufgaben wie das Produkthandling konzipiert was dem Fertigungskonzept von Wistron bdquoEfshyfizienz Flexibilitaumlt und Sicherheitldquo nicht gerecht wurde

Die Loumlsung bdquoURshyRoboter brauchen wenig Platz und gewaumlhrleisten houmlchsshyte Sicherheitldquo kommentiert Congyao Zhang Manufacturing Technology Direcshytor bei Wistron bdquoSie verfuumlgen uumlber eine 360shyGradshyRotation an allen Drehgelenshyken und es gibt keine toten Winkel in ihshyrem Bewegungsradius Zusaumltzlich lassen sich die verschiedensten Taumltigkeiten mit ihnen ausuumlben Aufgrund dessen sind wir in der Lage eine hochflexible Fertishygung zu realisieren Gleichzeitig koumlnnen wir eine kontinuierliche und stabile Proshyduktion garantierenldquo

Seit Februar 2015 sind nun 60 Roboter von UR bei Wistron im Einsatz und automatishysieren Aufgaben wie die Kommissionieshyrung und Platzierung von Laptoptaschen oder die Teilmontage von Sets in Anwenshydungen mit einer Heiszligschmelzmaschine oder Bildverarbeitungssystemen Die UR3shyRoboter fuumlgen dabei mithilfe eines monshytierten Handgriffs am elektrischen Schraushybenzieher die Schrauben selbst ein

Plus an Flexibilitaumlt Durch den Einsatz der Roboterarme hat das Unternehmen mehr Flexibilitaumlt in das kuumlnftige Layout der Produktionsanlage gebracht die Verantwortlichen konnten die Produktausbeute effektiv verbessern und den Personaleinsatz optimieren Gleichzeitig erwarten sie langfristig reshyduzierte Betriebskosten und eine verbesshyserte Profitabilitaumlt

Aufgrund der speziellen Betriebsart koumlnnen sie die Produktion der Laptops bei Wistron jedoch nicht vollstaumlndig autoshymatisieren ndash Mitarbeiter die direkt neben den Robotern arbeiten sind weiter erforshyderlich Darum wurde der Bewegungsrashydius der Roboterarme so begrenzt das die Sicherheit der Arbeitnehmer gewaumlhrleisshytet ist Die Roboter von UR koumlnnen nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyshyse ohne oder nur mit minimalen Schutzshyvorrichtungen betrieben werden Grund dafuumlr sind hochsichere Einstellungen des Roboters Diese erfuumlllen die Sicherheitsshyanforderungen von Wistron ohne dashybei an Arbeitsgeschwindigkeit anderen Funktionalitaumlten oder gar der Sicherheit der Arbeitnehmer einzubuumlszligen auch nicht in engen Umgebungen

Ressourcen optimiertWistron hatte immer mit einer hohen Flukshytuationsrate zu kaumlmpfen Die Mitarbeiter waren aufgrund einfacher sich wiederhoshy

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Laptops ndash kollaborierend produziertZunaumlchst setzten sie auf klassische Roboterarme ndash jedoch war der Aufwand in Sachen Programmierung und

Schutzverhausung zu groszlig ndash einfach einzurichtende und mit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter

bringen heute die gewuumlnschte Flexibilitaumlt in der Laptopfertigung

V O N H E L M U T S C H M I D

Benutzerfreundlich und einfach zu programmieren Von ihrem Set-up bis hin zur vollen Einsatzfaumlhigkeit ndash die Roboterarme von Universal Robots lassen sich innerhalb kuumlrzester Zeit in Betrieb nehmenBilder Universal Robots

K O L L A B O R I E R E N D E R O B O T E R

lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

V O N H A R A L D H O R N E R

Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

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RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

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Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 3: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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NewsAktuelles aus der Branche 6

Titel NetzwerktechnikEin Hersteller von Aluminiumprofilen erreicht einen horizontal und vertikal durchgaumlngigen Datenfluss in seiner Produktion 8

AutomatisierungCloudshybasierte Plattform fuumlr die Fernwartung umgesetzt 10

Laptops ndash kollaborierend produziertMit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter bringen die gewuumlnschte Flexi bilitaumlt in die Fertigung 12

Alles flieszligt und greift ineinanderEin Hersteller von Zahnraumldern und Getrieben setzt auf ein neues Montageshy Transfershy und Pruumlfsystem und erreicht hohe Taktzahlen 14

Werkerfuumlhrung verhindert FehlerAutomobilzulieferer HPP nutzt bei der Montage von Kurbelgehaumlusen gesteuerte Schraubtechnik die die Qualitaumlt waumlhrend des Zusammenbaus pruumlft 16

Erst mal die Hausaufgaben machenExpertengespraumlch zum Thema Industrie 40 nach drei Jahren treffen sich DrshyIng Olaf Sauer vom Fraunhofer IOSB und Prof DrshyIng Juumlrgen Kletti von MPDV wieder 18

MES als Kernkompetenz In der Smart Factory ruumlcken MESshySysteme immer oumlfter in den Mittelpunkt und die Einsatzgebiete werden vielfaumlltiger 20

Komplexe Prozesse sicher geplantMit der Einfuumlhrung einer Fertigungsplanung hat Obrist Closures Switzerland eine Liefershytermintreue von uumlber 90 Prozent erreicht 22

SONDERTEIL VERNETZUNG VON MASCHINEN UND SENSORENDie Vernetzung bis zur globalen Zusammenfuumlhrung und Analyse von Produktionsdaten mittels IoT ist im vollen Gange ndash wir beleuchten das Thema 25

Maschinen ins IoTTrumpf shyTochter Axoom hat eine IoTshyPlattform entwickelt mit der sich Maschinen Komponenten und Sensoren vernetzen lassen 26

Tradition Mut und smarte Fabriken Der deutsche Mittelstand tut sich schwer mit tiefgreifenden Veraumlnderunshygen und laumluft Gefahr den Anschluss zu verlieren 28

Innovationen aus DatenUumlber zwei Projekte die daran forschen aus Big Data bdquoSmart Dataldquo zu machen 30

Bruumlckenbauer OPC UAMit OPC UA setzt die AutoshyIDshyBranche auf einen etablierten Standard damit jeder mit jedem sprechen kann ndash mit Vorteilen fuumlr die Praxis 32

Predictive AnalyticsWie Sensorshy und MaschinenshyDaten zum Rohstoff fuumlr die Produktion werden 34

8D-Report ndash aber bitte richtig8DshyReports kommen oft zum Einsatz Doch deren Qualitaumlt ist haumlufig unzushy reichend Ein neues Bewertungssystem pruumlft die Reports automatisiert 36

Angebote richtig rechnenAutobauer erwarten verbindliche Anshy gebote innerhalb weniger Tage Wie ein neuer Algorithmus auch kleinen Zuliefershy ern Sicherheit geben kann 38

Die optimale Auto-ID-LoumlsungIn komplexen Produktionen reicht meist nicht ein einziger Ansatz oder eine Technologie Wie man trotzdem zu einem einheitlichen System kommt 40

RFID fuumlr hohe TemperaturenFuumlr hohe Umgebungstemperaturen bietet der Sensorikhersteller Contrinex spezielle HochfrequenzshyRFIDshySysteme 42

Smart Cameras ndash Industrie 40 im BlickDie Smart Cameras sind in der Lage vielfaumlltige und anspruchsvolle Aufgaben schnell und flexibel zu loumlsen 44

Vorschau Impressum 47

In unserem Sonderteil bdquoVernetzung von Maschinen und Sensorenldquo fokussieren wir auf die Anbindung der Maschinen ans Netzwerk bis hin zur smarten und globalen Nutzung der gesammelten Daten uumlbers IoT Bild zapp2photoFotolia

Mit Industrie 40 und Smart Factories ruumlcken MES-Systeme zunehmend in den Mittelpunkt Mit steigender Verbreitung wachsen auch die Anforde-rungen und Aufgaben Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen Bild PDLDesigniStock

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Titelanzeige Siemens AG

Fertigungsnetzwerk transparent und sicher Skalierbare Netzwerktechnik fuumlr transparente zu-griffs- und fehlersichere Produktion von Alu-Profilen

Seit 1958 werden in Rackwitz bei Leipzig Strangpressproshyfile (Halbzeuge) aus Aluminium hergestellt veredelt und weiterbearbeitet Das traditionsreiche Presswerk ist heushyte eines der leistungsstaumlrksten der weltweit agierenden

Sapa Group einem JointshyVenture der Marktfuumlhrer Sapa und Hydro Extruded Products Am Standort Rackwitz produziert die Sapa Extrusion Deutschland GmbH auf zwei vollautomatisierten Presslinien (8 Zoll und 10 Zoll) hochshywertige Aluprofile fuumlr unterschiedlichste Anwendungen Anders als in der Buumlrowelt stellt Netzwerktechnik fuumlr die Produktion deutlich houmlhere Anfordeshyrungen hinsichtlich Performance Zuverlaumlssigkeit und auch Verfuumlgbarkeit Mit industriell zertifizierter skalierbarer Netzwerktechnik von Siemens realisiert Sapa einen performanten horizontal und vertikal durchgaumlngigen Datenshyfluss und damit hohe Transparenz in der Produktion Darauf abgestimmte ITshySecurityshyBaugruppen bieten zudem wirksamen Schutz vor unautorisierten Zugriffen von innen und auszligen

Siemens AGProcess Industries and Drives DivisionGleiwitzer Str 55590475 NuumlrnbergTelefon +49 (0)911895shy0EshyMail contactsiemenscomInternet wwwsiemensdeindustrielleshykommunikation

Redaktionell erwaumlhnte Firmen und InstitutionenAtlas Copco Tools [S 17] Axoom [S 26] Balluff [S 44] Bechtle Gruppe [S 6] CshyCAM [S 6] Dualis [S 6] Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Enregie (BMWi) [S 30] Cancom Didas [S 34] Contriex [S 42] Evo Informationssysteme [S 7] Expertshyplace Network Group [S 28] Felss Systems [S 26] Fraunhofer IOSB [S 18] Gesellshyschaft zur Foumlrderung angewandter Informatik e V [S 36] Haas Foundation [S 6] Harting [S 32] Hoffmann Group [S 6] HPP GmbH [S 17] IEFshyWerner [S 14] Inshydustrie Informatik [S 20] IPH Institut fuumlr Integrierte Produktion Hannover [S 36] Kaspersky Lab [S 6] Kreatize [S 38] MPDV Mikrolab [S 6 18] Phoenix Contact [S 10] Proxia [S 22] Oberist Closures Switzerland [S 22] Open Mind Technologies [S 7] Rittal [S 26] Sapa Group [S 8] Sick [S 40] Siemens AG [S 6 8] Smart Electshyronic eV [S 6] Universal Robots [S 12] Visam [S 7] Wistron [S 12]

I N H A LT

Die klassischen Roboterarme waren in Sachen Programmierung und Schutzverhausung aufwaumlndig ndash einfach einzurichtende kollaborie-rende Leichtbauroboter bringen Flexibilitaumlt in die Laptopfertigung Bild VectorfusionartFotolia

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bull Uumlber 3300 mittelstaumlndische Kunden

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S I E M E N S

Energiefressern mit neuer Version auf der SpurSiemens hat seine EnergiemanagementshySoftware zur standortuumlbergreifenden und unternehmensweiten Energieanalyse in der aktuellen Version um neue Funktionen ershyweitert Simatic Energy Manager PRO V70 nutzen Unternehmen vom EnergieeffizienzshyControlling etwa der Kostenstellenabrechshynung bis zur Prognose um zum Beispiel die Energiebeschaffung zu optimieren Mit der TUumlVshyzertifizierten Software halten diese die gesetzlichen ISOshy50001shyVorgaben fuumlr eishynen energieeffizienten Betrieb ein und spashyren zudem Betriebskosten Die skalierbare EnergiemanagementshySoftware laumlsst sich mit

ihren flexiblen Darstellungsshy und Analyseshymoumlglichkeiten etwa Berichten Dashboards oder ManagementshyKPIs (Key Performance Indikatoren) individuell auf die jeweiligen UnternehmensshySpezifika zuschneiden Neu ist unter anderem die nahtlose Anbindung an die Simatic Energy Suite in der die Dashyten der produktionsnahen Energiemesstechshynik hinterlegt sind Zudem bieten die neuen dynamischen StatistikshyFunktionen flexible EnergieshyAnalysen im Web Dashboard und Desktop Chart und die Funktion VerbraushychershyEffizienz dient der kennzahlenbasierten Bewertung der Effizienz von Verbrauchern

M P D V M I K R O L A B

Die dynamische Fertigung

MPDV erweitert das Manufacturing Execushytion System (MES) Hydra um Funktionen zur Abbildung von flexiblen und schnell geshytakteten Prozessen fuumlr die variantenreiche Sequenzfertigung Die neue Produktgrupshype heiszligt bdquoDynamic Manufacturing Controlldquo (DMC) und ist seit Mitte Oktober 2016 vershyfuumlgbar Wie eine Produktvariante konkret gefertigt wird soll sich damit flexibel abbilshyden lassen Dazu wird unter Beruumlcksichtishygung der vorhandenen Informationen zur Auspraumlgung der Produkte das digitale Abshybild des Entstehungsprozesses inklusive der jeweiligen Arbeitsschritte hinterlegt Die dafuumlr individuell gestalteten Dynamic Line

Panels (DLP) fuumlhren den Werker bedarfsshygerecht durch den vorgegeben Ablauf Die dezentral vorgehaltene Prozesslogik stelle sicher dass die Fertigungslinie auch weiter produzieren kann wenn es im Netzwerk einmal Probleme geben sollte Hierzu geshyhoumlren neben Arbeitsanweisungen in elektshyronischer Form auch Steuerkommandos fuumlr angeschlossene Peripherie wie Werkzeuge Schrauber oder PickshybyshyLightshySysteme Bisshyher organisierten meist Kopfsteuerungen die filigranen und verzweigten Ablaumlufe Im Zeitalter von Industrie 40 fordern Untershynehmen jedoch deutlich mehr Flexibilitaumlt als mit SPSshybasierten Systemen moumlglich ist

H O F F M A N N G R O U P

Vollnutfraumlsen mit hohem VorschubHohe Vorschuumlbe bei der Stahlbearbeitung in der Vollnut das soll der neue VHMshySchruppshyfraumlser Garant Mastersteel Slotmachine der Hoffmann Group ermoumlglichen Ein neues Korshydelprofil erzeugt dabei besonders kompakte Spaumlne Deshalb konnte die Hoffmann Group den Fraumlser als Fuumlnfschneider konstruieren Infolgedessen wird bei konstantem Vorschub pro Zahn eine um 25 Prozent houmlhere Prozesshyseffizienz im Vergleich zu einem klassischen Vierschneider erreicht Dank des Kordelprofils ist der Schnittdruck geringer und es koumlnnen bei konstanter Belastung houmlhere Vorschubshywerte erzielt werden Durch die kompakten Spaumlne und die niedrigeren Schnittkraumlfte eigshy

net sich der Hochleistungsshyfraumlser insbeshysondere fuumlr das Fraumlsen tiefer Vollnuten sowie fuumlr die Bearbeitung graziler Bauteile Zudem ermoumlglicht er einen Eintauchwinkel von bis zu zehn Grad Seine gezielt verrundeten Schneidkanten minimieren die Gefahr von Ausbruumlchen Durch das Ultrafeinkornsubsshytrat wird die Biegebruchfestigkeit deutlich erhoumlht die weiter entwickelte Beschichtung optimiert zusaumltzlich das Verschleiszligverhalshyten und vermindert den Waumlrmeeintrag Eine deutliche Verbesserung der Laufruhe wird durch die Ungleichteilung erzielt

Fertigungsplanungsspezialist Dualis laumldt Partner und Anshywender am 10 November zum Anwendertag bdquoIndustrie 40 ndash von der Vision zur Realitaumltldquo nach Dresden Im Fokus steshyhen dabei intelligente Loumlsunshygen zur optimierten Produktishyonsplanung und shysimulation in der Produktion 40 Neben dem Dualis mit dem APS Gantshytplan beleuchtet unter andeshyrem der MESshyAnbieter Itac das Thema Beide Unternehmen sind Mitglieder des Smart Elecshytronic Factory eV

Die Bechtle Gruppe uumlbershynimmt die CshyCAM GmbH in Chemnitz und verstaumlrkt damit seinen Bereich fertigungsnashyher Anwendungsloumlsungen Das weiterhin unter gleichem Namen firmierende Unternehshymen wird Teil der Solidline AG die seit 2011 zu Bechtle gehoumlrt Auch Christian Popp bleibt Geshyschaumlftsfuumlhrer von CshyCAM Uumlber den Kaufpreis haben beide Seishyten Stillschweigen vereinbart

Kaspersky Lab hat das nach eigenen Angaben nichtshykomshymerzielle Kaspersky Lab ICSshyCERT gegruumlndet ein Comshyputer Emergency Response Team fuumlr die Industrie Das Unternehmen laumldt weltweit Betreiber kritischer Infrastrukshyturen Sicherheitsanbieter soshywie staatliche Einrichtungen zur Zusammenarbeit ein Als nichtshykommerzielles Projekt moumlchte das ICSshyCERT Informashytionen und Expertise kostenlos mit den Mitgliedern teilen

Die Gene Haas Foundation moumlchte weitere 500000 USshyDollar an 38 Schulen in 15 europaumlischen Laumlndern spenshyden Das Geld soll als Stipenshydium fuumlr die Ausbildung in der CNCshyZerspanungstechnik verwendet werden Insgeshysamt belaufen sich die Spenshyden der GHF in Europa seit 2015 damit auf nahezu eine Million USshyDollar

KURZ

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V I S A M

MES inklusiveVisam integriert in der neushyesten Version des branchenshy und herstellerunabhaumlngishygen HMISCADAshySystems Vbase Funktionen eines MESshySystems Durch den modularen Aufbau lassen sich die Funktionen fuumlr den Produktionsbetrieb per Funktionsbaustein in das Automatisierungsprojekt einbauen Dazu hat VBASE von Haus aus eine Bibliothek mit rund 100 Funktionsbaushysteinen die wichtige MESshyFunktionen abbilden und bedarfsweise eingebunden werden koumlnnen Darunter finden sich Module fuumlr Anshylageneffektivitaumlt (OEE) Proshyduktionsshy und Betriebsdashytenerfassung (PDE BDE) Smart Metering Schichtshy und Produktionsplanung und die Ruumlckverfolgbarkeit

von Erzeugnissen (Traceashybility) Zudem verfuumlgt Vbashyse uumlber viele Schnittstellen sowohl zur Prozessebene als auch zu uumlbergeordneshyten Systemen wie ERPshySysshyteme Um die Wirtschaftshylichkeit von Maschinen zu verbessern und eine unmitshytelbare Reaktion auf Fehlshyentwicklungen zu ermoumlglishychen werden zum Beispiel OEEshyKennzahlen in Echtzeit berechnet und zusammen mit weiteren Produktionsshydaten direkt als Dashboard in der HMI angezeigt Der Hersteller praumlsentiert die neue Softwareversion und entsprechende Beispiele der MESshyFunktionen vom 22 Bis 24 November auf der Fachshymesse SPS IPC Drives

E V O U N D O P E N M I N D

Werkzeugverwaltung und CAM verknuumlpftWerkzeugverwaltungspezialist Evo Informationssysteme und CAMCADshyHersteller Open Mind Technologies kooperiershyten um Anwendern eine Loumlshysung zur Verfuumlgung zu stellen mit der sich Werkzeugdaten dynamisch aus der Werkzeugshydatenbank direkt in das CAMshySystem Hypermill einlesen lassen In der Werkzeugdatenshybank Evotools steht dem CAMshyProgrammierer das gesamte WerkzeugshyKnowshyhow bei der Auswahl geeigneter Komplettshywerkzeuge zur Verfuumlgung Die schnelle und einfache Werkshyzeugauswahl reicht dabei bis hin zur Verfuumlgbarkeitspruumlfung an der Maschine oder einem Lagerort Der Anwender kann somit einfacher und schneller entscheiden welches Werkshy

zeug er fuumlr die Bearbeitungsshyaufgabe einsetzt Nach der Werkzeugauswahl in der Werkshyzeugdatenbank werden die Daten uumlber ein neutrales Ausshytauschformat exportiert und in das CAMshySystem Hypermill importiert Nach dem autoshymatischen Einlesen stehen fuumlr den Anwender alle Werkzeushyginformationen zur CAMshyProshygrammierung bereit Damit haben die Partner eine schnelshyle Datenverbindung zwischen den beiden Softwareloumlsungen geschaffen Durch die zentshyrale Werkzeugdatenbank ist die Erfassung und Pflege der Werkzeugdaten lediglich an einer Stelle erforderlich woshydurch Aufwand und Fehler beim mehrfachen Erfassen der Werkzeugmerkmale entfallen

MES-Funktionen direkt in die Software des HMISCADA-Sys-tems integriert Bild Visam

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I N C H I N A steht die verarbeitende Inshydustrie vor schwierigen Herausforderunshygen Im Zuge des globalen Wettbewerbs und der Notwendigkeit Produktionsvershyfahren zu verbessern haben namhafte Hersteller Strukturanpassungsprogramshyme durchgefuumlhrt um die Fertigungsaushytomatisierung stark zu foumlrdern

Ein Beispiel ist der PCshyHersteller Wisshytron der als erster bekannter taiwaneshysischer ODMshyHersteller kollaborierende Roboterarme von Universal Robots (UR) in seiner Laptop Montagelinie am chishynesischen Produktionsstandort einsetzt Insgesamt sorgen 60 Roboter vom Typ UR3 und UR5 fuumlr eine effiziente und fleshyxible Produktion

Neugestaltung der ProduktionsstraszligeWistron begann im Jahr 2013 mit der Aushytomatisierung der Produktion Zunaumlchst setzte das Unternehmen auf Viershy und

SechsshyAchsshyRoboterarme die jedoch die Einrichtung von platzraubenden Sichershyheitsumhausungen und Schutzvorrichshytungen erforderten Die Roboter waren zudem nur fuumlr anspruchslose Aufgaben wie das Produkthandling konzipiert was dem Fertigungskonzept von Wistron bdquoEfshyfizienz Flexibilitaumlt und Sicherheitldquo nicht gerecht wurde

Die Loumlsung bdquoURshyRoboter brauchen wenig Platz und gewaumlhrleisten houmlchsshyte Sicherheitldquo kommentiert Congyao Zhang Manufacturing Technology Direcshytor bei Wistron bdquoSie verfuumlgen uumlber eine 360shyGradshyRotation an allen Drehgelenshyken und es gibt keine toten Winkel in ihshyrem Bewegungsradius Zusaumltzlich lassen sich die verschiedensten Taumltigkeiten mit ihnen ausuumlben Aufgrund dessen sind wir in der Lage eine hochflexible Fertishygung zu realisieren Gleichzeitig koumlnnen wir eine kontinuierliche und stabile Proshyduktion garantierenldquo

Seit Februar 2015 sind nun 60 Roboter von UR bei Wistron im Einsatz und automatishysieren Aufgaben wie die Kommissionieshyrung und Platzierung von Laptoptaschen oder die Teilmontage von Sets in Anwenshydungen mit einer Heiszligschmelzmaschine oder Bildverarbeitungssystemen Die UR3shyRoboter fuumlgen dabei mithilfe eines monshytierten Handgriffs am elektrischen Schraushybenzieher die Schrauben selbst ein

Plus an Flexibilitaumlt Durch den Einsatz der Roboterarme hat das Unternehmen mehr Flexibilitaumlt in das kuumlnftige Layout der Produktionsanlage gebracht die Verantwortlichen konnten die Produktausbeute effektiv verbessern und den Personaleinsatz optimieren Gleichzeitig erwarten sie langfristig reshyduzierte Betriebskosten und eine verbesshyserte Profitabilitaumlt

Aufgrund der speziellen Betriebsart koumlnnen sie die Produktion der Laptops bei Wistron jedoch nicht vollstaumlndig autoshymatisieren ndash Mitarbeiter die direkt neben den Robotern arbeiten sind weiter erforshyderlich Darum wurde der Bewegungsrashydius der Roboterarme so begrenzt das die Sicherheit der Arbeitnehmer gewaumlhrleisshytet ist Die Roboter von UR koumlnnen nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyshyse ohne oder nur mit minimalen Schutzshyvorrichtungen betrieben werden Grund dafuumlr sind hochsichere Einstellungen des Roboters Diese erfuumlllen die Sicherheitsshyanforderungen von Wistron ohne dashybei an Arbeitsgeschwindigkeit anderen Funktionalitaumlten oder gar der Sicherheit der Arbeitnehmer einzubuumlszligen auch nicht in engen Umgebungen

Ressourcen optimiertWistron hatte immer mit einer hohen Flukshytuationsrate zu kaumlmpfen Die Mitarbeiter waren aufgrund einfacher sich wiederhoshy

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Mehr Perfomance in unserer FertigungMehr Perfomance in unserer FertigungbdquoMit PROXIA MES koumlnnen wir unsere Arbeitsplanung und -vorbereitung viel praumlziser durchfuumlhren sowie Produktionskapazitaumlten besser nutzen Dank der BDE-Erfassung haben wir jetzt mit wenig Aufwand transparente Zahlen Maschinen- und Ruumlstzeiten lassen sich nun genau ermittelnldquo

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Laptops ndash kollaborierend produziertZunaumlchst setzten sie auf klassische Roboterarme ndash jedoch war der Aufwand in Sachen Programmierung und

Schutzverhausung zu groszlig ndash einfach einzurichtende und mit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter

bringen heute die gewuumlnschte Flexibilitaumlt in der Laptopfertigung

V O N H E L M U T S C H M I D

Benutzerfreundlich und einfach zu programmieren Von ihrem Set-up bis hin zur vollen Einsatzfaumlhigkeit ndash die Roboterarme von Universal Robots lassen sich innerhalb kuumlrzester Zeit in Betrieb nehmenBilder Universal Robots

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lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

V O N H A R A L D H O R N E R

Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

V O N P I E R R E - Y V E S D Eacute N E R V A U D

Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

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BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 4: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

Titelanzeige Siemens AG

Fertigungsnetzwerk transparent und sicher Skalierbare Netzwerktechnik fuumlr transparente zu-griffs- und fehlersichere Produktion von Alu-Profilen

Seit 1958 werden in Rackwitz bei Leipzig Strangpressproshyfile (Halbzeuge) aus Aluminium hergestellt veredelt und weiterbearbeitet Das traditionsreiche Presswerk ist heushyte eines der leistungsstaumlrksten der weltweit agierenden

Sapa Group einem JointshyVenture der Marktfuumlhrer Sapa und Hydro Extruded Products Am Standort Rackwitz produziert die Sapa Extrusion Deutschland GmbH auf zwei vollautomatisierten Presslinien (8 Zoll und 10 Zoll) hochshywertige Aluprofile fuumlr unterschiedlichste Anwendungen Anders als in der Buumlrowelt stellt Netzwerktechnik fuumlr die Produktion deutlich houmlhere Anfordeshyrungen hinsichtlich Performance Zuverlaumlssigkeit und auch Verfuumlgbarkeit Mit industriell zertifizierter skalierbarer Netzwerktechnik von Siemens realisiert Sapa einen performanten horizontal und vertikal durchgaumlngigen Datenshyfluss und damit hohe Transparenz in der Produktion Darauf abgestimmte ITshySecurityshyBaugruppen bieten zudem wirksamen Schutz vor unautorisierten Zugriffen von innen und auszligen

Siemens AGProcess Industries and Drives DivisionGleiwitzer Str 55590475 NuumlrnbergTelefon +49 (0)911895shy0EshyMail contactsiemenscomInternet wwwsiemensdeindustrielleshykommunikation

Redaktionell erwaumlhnte Firmen und InstitutionenAtlas Copco Tools [S 17] Axoom [S 26] Balluff [S 44] Bechtle Gruppe [S 6] CshyCAM [S 6] Dualis [S 6] Bundesministerium fuumlr Wirtschaft und Enregie (BMWi) [S 30] Cancom Didas [S 34] Contriex [S 42] Evo Informationssysteme [S 7] Expertshyplace Network Group [S 28] Felss Systems [S 26] Fraunhofer IOSB [S 18] Gesellshyschaft zur Foumlrderung angewandter Informatik e V [S 36] Haas Foundation [S 6] Harting [S 32] Hoffmann Group [S 6] HPP GmbH [S 17] IEFshyWerner [S 14] Inshydustrie Informatik [S 20] IPH Institut fuumlr Integrierte Produktion Hannover [S 36] Kaspersky Lab [S 6] Kreatize [S 38] MPDV Mikrolab [S 6 18] Phoenix Contact [S 10] Proxia [S 22] Oberist Closures Switzerland [S 22] Open Mind Technologies [S 7] Rittal [S 26] Sapa Group [S 8] Sick [S 40] Siemens AG [S 6 8] Smart Electshyronic eV [S 6] Universal Robots [S 12] Visam [S 7] Wistron [S 12]

I N H A LT

Die klassischen Roboterarme waren in Sachen Programmierung und Schutzverhausung aufwaumlndig ndash einfach einzurichtende kollaborie-rende Leichtbauroboter bringen Flexibilitaumlt in die Laptopfertigung Bild VectorfusionartFotolia

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S I E M E N S

Energiefressern mit neuer Version auf der SpurSiemens hat seine EnergiemanagementshySoftware zur standortuumlbergreifenden und unternehmensweiten Energieanalyse in der aktuellen Version um neue Funktionen ershyweitert Simatic Energy Manager PRO V70 nutzen Unternehmen vom EnergieeffizienzshyControlling etwa der Kostenstellenabrechshynung bis zur Prognose um zum Beispiel die Energiebeschaffung zu optimieren Mit der TUumlVshyzertifizierten Software halten diese die gesetzlichen ISOshy50001shyVorgaben fuumlr eishynen energieeffizienten Betrieb ein und spashyren zudem Betriebskosten Die skalierbare EnergiemanagementshySoftware laumlsst sich mit

ihren flexiblen Darstellungsshy und Analyseshymoumlglichkeiten etwa Berichten Dashboards oder ManagementshyKPIs (Key Performance Indikatoren) individuell auf die jeweiligen UnternehmensshySpezifika zuschneiden Neu ist unter anderem die nahtlose Anbindung an die Simatic Energy Suite in der die Dashyten der produktionsnahen Energiemesstechshynik hinterlegt sind Zudem bieten die neuen dynamischen StatistikshyFunktionen flexible EnergieshyAnalysen im Web Dashboard und Desktop Chart und die Funktion VerbraushychershyEffizienz dient der kennzahlenbasierten Bewertung der Effizienz von Verbrauchern

M P D V M I K R O L A B

Die dynamische Fertigung

MPDV erweitert das Manufacturing Execushytion System (MES) Hydra um Funktionen zur Abbildung von flexiblen und schnell geshytakteten Prozessen fuumlr die variantenreiche Sequenzfertigung Die neue Produktgrupshype heiszligt bdquoDynamic Manufacturing Controlldquo (DMC) und ist seit Mitte Oktober 2016 vershyfuumlgbar Wie eine Produktvariante konkret gefertigt wird soll sich damit flexibel abbilshyden lassen Dazu wird unter Beruumlcksichtishygung der vorhandenen Informationen zur Auspraumlgung der Produkte das digitale Abshybild des Entstehungsprozesses inklusive der jeweiligen Arbeitsschritte hinterlegt Die dafuumlr individuell gestalteten Dynamic Line

Panels (DLP) fuumlhren den Werker bedarfsshygerecht durch den vorgegeben Ablauf Die dezentral vorgehaltene Prozesslogik stelle sicher dass die Fertigungslinie auch weiter produzieren kann wenn es im Netzwerk einmal Probleme geben sollte Hierzu geshyhoumlren neben Arbeitsanweisungen in elektshyronischer Form auch Steuerkommandos fuumlr angeschlossene Peripherie wie Werkzeuge Schrauber oder PickshybyshyLightshySysteme Bisshyher organisierten meist Kopfsteuerungen die filigranen und verzweigten Ablaumlufe Im Zeitalter von Industrie 40 fordern Untershynehmen jedoch deutlich mehr Flexibilitaumlt als mit SPSshybasierten Systemen moumlglich ist

H O F F M A N N G R O U P

Vollnutfraumlsen mit hohem VorschubHohe Vorschuumlbe bei der Stahlbearbeitung in der Vollnut das soll der neue VHMshySchruppshyfraumlser Garant Mastersteel Slotmachine der Hoffmann Group ermoumlglichen Ein neues Korshydelprofil erzeugt dabei besonders kompakte Spaumlne Deshalb konnte die Hoffmann Group den Fraumlser als Fuumlnfschneider konstruieren Infolgedessen wird bei konstantem Vorschub pro Zahn eine um 25 Prozent houmlhere Prozesshyseffizienz im Vergleich zu einem klassischen Vierschneider erreicht Dank des Kordelprofils ist der Schnittdruck geringer und es koumlnnen bei konstanter Belastung houmlhere Vorschubshywerte erzielt werden Durch die kompakten Spaumlne und die niedrigeren Schnittkraumlfte eigshy

net sich der Hochleistungsshyfraumlser insbeshysondere fuumlr das Fraumlsen tiefer Vollnuten sowie fuumlr die Bearbeitung graziler Bauteile Zudem ermoumlglicht er einen Eintauchwinkel von bis zu zehn Grad Seine gezielt verrundeten Schneidkanten minimieren die Gefahr von Ausbruumlchen Durch das Ultrafeinkornsubsshytrat wird die Biegebruchfestigkeit deutlich erhoumlht die weiter entwickelte Beschichtung optimiert zusaumltzlich das Verschleiszligverhalshyten und vermindert den Waumlrmeeintrag Eine deutliche Verbesserung der Laufruhe wird durch die Ungleichteilung erzielt

Fertigungsplanungsspezialist Dualis laumldt Partner und Anshywender am 10 November zum Anwendertag bdquoIndustrie 40 ndash von der Vision zur Realitaumltldquo nach Dresden Im Fokus steshyhen dabei intelligente Loumlsunshygen zur optimierten Produktishyonsplanung und shysimulation in der Produktion 40 Neben dem Dualis mit dem APS Gantshytplan beleuchtet unter andeshyrem der MESshyAnbieter Itac das Thema Beide Unternehmen sind Mitglieder des Smart Elecshytronic Factory eV

Die Bechtle Gruppe uumlbershynimmt die CshyCAM GmbH in Chemnitz und verstaumlrkt damit seinen Bereich fertigungsnashyher Anwendungsloumlsungen Das weiterhin unter gleichem Namen firmierende Unternehshymen wird Teil der Solidline AG die seit 2011 zu Bechtle gehoumlrt Auch Christian Popp bleibt Geshyschaumlftsfuumlhrer von CshyCAM Uumlber den Kaufpreis haben beide Seishyten Stillschweigen vereinbart

Kaspersky Lab hat das nach eigenen Angaben nichtshykomshymerzielle Kaspersky Lab ICSshyCERT gegruumlndet ein Comshyputer Emergency Response Team fuumlr die Industrie Das Unternehmen laumldt weltweit Betreiber kritischer Infrastrukshyturen Sicherheitsanbieter soshywie staatliche Einrichtungen zur Zusammenarbeit ein Als nichtshykommerzielles Projekt moumlchte das ICSshyCERT Informashytionen und Expertise kostenlos mit den Mitgliedern teilen

Die Gene Haas Foundation moumlchte weitere 500000 USshyDollar an 38 Schulen in 15 europaumlischen Laumlndern spenshyden Das Geld soll als Stipenshydium fuumlr die Ausbildung in der CNCshyZerspanungstechnik verwendet werden Insgeshysamt belaufen sich die Spenshyden der GHF in Europa seit 2015 damit auf nahezu eine Million USshyDollar

KURZ

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V I S A M

MES inklusiveVisam integriert in der neushyesten Version des branchenshy und herstellerunabhaumlngishygen HMISCADAshySystems Vbase Funktionen eines MESshySystems Durch den modularen Aufbau lassen sich die Funktionen fuumlr den Produktionsbetrieb per Funktionsbaustein in das Automatisierungsprojekt einbauen Dazu hat VBASE von Haus aus eine Bibliothek mit rund 100 Funktionsbaushysteinen die wichtige MESshyFunktionen abbilden und bedarfsweise eingebunden werden koumlnnen Darunter finden sich Module fuumlr Anshylageneffektivitaumlt (OEE) Proshyduktionsshy und Betriebsdashytenerfassung (PDE BDE) Smart Metering Schichtshy und Produktionsplanung und die Ruumlckverfolgbarkeit

von Erzeugnissen (Traceashybility) Zudem verfuumlgt Vbashyse uumlber viele Schnittstellen sowohl zur Prozessebene als auch zu uumlbergeordneshyten Systemen wie ERPshySysshyteme Um die Wirtschaftshylichkeit von Maschinen zu verbessern und eine unmitshytelbare Reaktion auf Fehlshyentwicklungen zu ermoumlglishychen werden zum Beispiel OEEshyKennzahlen in Echtzeit berechnet und zusammen mit weiteren Produktionsshydaten direkt als Dashboard in der HMI angezeigt Der Hersteller praumlsentiert die neue Softwareversion und entsprechende Beispiele der MESshyFunktionen vom 22 Bis 24 November auf der Fachshymesse SPS IPC Drives

E V O U N D O P E N M I N D

Werkzeugverwaltung und CAM verknuumlpftWerkzeugverwaltungspezialist Evo Informationssysteme und CAMCADshyHersteller Open Mind Technologies kooperiershyten um Anwendern eine Loumlshysung zur Verfuumlgung zu stellen mit der sich Werkzeugdaten dynamisch aus der Werkzeugshydatenbank direkt in das CAMshySystem Hypermill einlesen lassen In der Werkzeugdatenshybank Evotools steht dem CAMshyProgrammierer das gesamte WerkzeugshyKnowshyhow bei der Auswahl geeigneter Komplettshywerkzeuge zur Verfuumlgung Die schnelle und einfache Werkshyzeugauswahl reicht dabei bis hin zur Verfuumlgbarkeitspruumlfung an der Maschine oder einem Lagerort Der Anwender kann somit einfacher und schneller entscheiden welches Werkshy

zeug er fuumlr die Bearbeitungsshyaufgabe einsetzt Nach der Werkzeugauswahl in der Werkshyzeugdatenbank werden die Daten uumlber ein neutrales Ausshytauschformat exportiert und in das CAMshySystem Hypermill importiert Nach dem autoshymatischen Einlesen stehen fuumlr den Anwender alle Werkzeushyginformationen zur CAMshyProshygrammierung bereit Damit haben die Partner eine schnelshyle Datenverbindung zwischen den beiden Softwareloumlsungen geschaffen Durch die zentshyrale Werkzeugdatenbank ist die Erfassung und Pflege der Werkzeugdaten lediglich an einer Stelle erforderlich woshydurch Aufwand und Fehler beim mehrfachen Erfassen der Werkzeugmerkmale entfallen

MES-Funktionen direkt in die Software des HMISCADA-Sys-tems integriert Bild Visam

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I N C H I N A steht die verarbeitende Inshydustrie vor schwierigen Herausforderunshygen Im Zuge des globalen Wettbewerbs und der Notwendigkeit Produktionsvershyfahren zu verbessern haben namhafte Hersteller Strukturanpassungsprogramshyme durchgefuumlhrt um die Fertigungsaushytomatisierung stark zu foumlrdern

Ein Beispiel ist der PCshyHersteller Wisshytron der als erster bekannter taiwaneshysischer ODMshyHersteller kollaborierende Roboterarme von Universal Robots (UR) in seiner Laptop Montagelinie am chishynesischen Produktionsstandort einsetzt Insgesamt sorgen 60 Roboter vom Typ UR3 und UR5 fuumlr eine effiziente und fleshyxible Produktion

Neugestaltung der ProduktionsstraszligeWistron begann im Jahr 2013 mit der Aushytomatisierung der Produktion Zunaumlchst setzte das Unternehmen auf Viershy und

SechsshyAchsshyRoboterarme die jedoch die Einrichtung von platzraubenden Sichershyheitsumhausungen und Schutzvorrichshytungen erforderten Die Roboter waren zudem nur fuumlr anspruchslose Aufgaben wie das Produkthandling konzipiert was dem Fertigungskonzept von Wistron bdquoEfshyfizienz Flexibilitaumlt und Sicherheitldquo nicht gerecht wurde

Die Loumlsung bdquoURshyRoboter brauchen wenig Platz und gewaumlhrleisten houmlchsshyte Sicherheitldquo kommentiert Congyao Zhang Manufacturing Technology Direcshytor bei Wistron bdquoSie verfuumlgen uumlber eine 360shyGradshyRotation an allen Drehgelenshyken und es gibt keine toten Winkel in ihshyrem Bewegungsradius Zusaumltzlich lassen sich die verschiedensten Taumltigkeiten mit ihnen ausuumlben Aufgrund dessen sind wir in der Lage eine hochflexible Fertishygung zu realisieren Gleichzeitig koumlnnen wir eine kontinuierliche und stabile Proshyduktion garantierenldquo

Seit Februar 2015 sind nun 60 Roboter von UR bei Wistron im Einsatz und automatishysieren Aufgaben wie die Kommissionieshyrung und Platzierung von Laptoptaschen oder die Teilmontage von Sets in Anwenshydungen mit einer Heiszligschmelzmaschine oder Bildverarbeitungssystemen Die UR3shyRoboter fuumlgen dabei mithilfe eines monshytierten Handgriffs am elektrischen Schraushybenzieher die Schrauben selbst ein

Plus an Flexibilitaumlt Durch den Einsatz der Roboterarme hat das Unternehmen mehr Flexibilitaumlt in das kuumlnftige Layout der Produktionsanlage gebracht die Verantwortlichen konnten die Produktausbeute effektiv verbessern und den Personaleinsatz optimieren Gleichzeitig erwarten sie langfristig reshyduzierte Betriebskosten und eine verbesshyserte Profitabilitaumlt

Aufgrund der speziellen Betriebsart koumlnnen sie die Produktion der Laptops bei Wistron jedoch nicht vollstaumlndig autoshymatisieren ndash Mitarbeiter die direkt neben den Robotern arbeiten sind weiter erforshyderlich Darum wurde der Bewegungsrashydius der Roboterarme so begrenzt das die Sicherheit der Arbeitnehmer gewaumlhrleisshytet ist Die Roboter von UR koumlnnen nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyshyse ohne oder nur mit minimalen Schutzshyvorrichtungen betrieben werden Grund dafuumlr sind hochsichere Einstellungen des Roboters Diese erfuumlllen die Sicherheitsshyanforderungen von Wistron ohne dashybei an Arbeitsgeschwindigkeit anderen Funktionalitaumlten oder gar der Sicherheit der Arbeitnehmer einzubuumlszligen auch nicht in engen Umgebungen

Ressourcen optimiertWistron hatte immer mit einer hohen Flukshytuationsrate zu kaumlmpfen Die Mitarbeiter waren aufgrund einfacher sich wiederhoshy

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Laptops ndash kollaborierend produziertZunaumlchst setzten sie auf klassische Roboterarme ndash jedoch war der Aufwand in Sachen Programmierung und

Schutzverhausung zu groszlig ndash einfach einzurichtende und mit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter

bringen heute die gewuumlnschte Flexibilitaumlt in der Laptopfertigung

V O N H E L M U T S C H M I D

Benutzerfreundlich und einfach zu programmieren Von ihrem Set-up bis hin zur vollen Einsatzfaumlhigkeit ndash die Roboterarme von Universal Robots lassen sich innerhalb kuumlrzester Zeit in Betrieb nehmenBilder Universal Robots

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lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

V O N H A R A L D H O R N E R

Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

V O N P I E R R E - Y V E S D Eacute N E R V A U D

Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWINshyVerlag GmbH amp Co KG JohannshySebastianshyBachshyStraszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350shy0 Fax 0 81 06 350shy190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 5: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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N E W S

27 Internationale Fachmessefuumlr Elektrische AutomatisierungSysteme und KomponentenNuumlrnberg 22 ndash 24112016sps-messede

Ihre kostenlose Eintrittskarte

sps-messedetickets

bull mehr als 1650 Ausstellerbull Produkte und Loumlsungenbull Industrie 40 Area

Answers for automationElektrische Automatisierung hautnah erleben

S I E M E N S

Energiefressern mit neuer Version auf der SpurSiemens hat seine EnergiemanagementshySoftware zur standortuumlbergreifenden und unternehmensweiten Energieanalyse in der aktuellen Version um neue Funktionen ershyweitert Simatic Energy Manager PRO V70 nutzen Unternehmen vom EnergieeffizienzshyControlling etwa der Kostenstellenabrechshynung bis zur Prognose um zum Beispiel die Energiebeschaffung zu optimieren Mit der TUumlVshyzertifizierten Software halten diese die gesetzlichen ISOshy50001shyVorgaben fuumlr eishynen energieeffizienten Betrieb ein und spashyren zudem Betriebskosten Die skalierbare EnergiemanagementshySoftware laumlsst sich mit

ihren flexiblen Darstellungsshy und Analyseshymoumlglichkeiten etwa Berichten Dashboards oder ManagementshyKPIs (Key Performance Indikatoren) individuell auf die jeweiligen UnternehmensshySpezifika zuschneiden Neu ist unter anderem die nahtlose Anbindung an die Simatic Energy Suite in der die Dashyten der produktionsnahen Energiemesstechshynik hinterlegt sind Zudem bieten die neuen dynamischen StatistikshyFunktionen flexible EnergieshyAnalysen im Web Dashboard und Desktop Chart und die Funktion VerbraushychershyEffizienz dient der kennzahlenbasierten Bewertung der Effizienz von Verbrauchern

M P D V M I K R O L A B

Die dynamische Fertigung

MPDV erweitert das Manufacturing Execushytion System (MES) Hydra um Funktionen zur Abbildung von flexiblen und schnell geshytakteten Prozessen fuumlr die variantenreiche Sequenzfertigung Die neue Produktgrupshype heiszligt bdquoDynamic Manufacturing Controlldquo (DMC) und ist seit Mitte Oktober 2016 vershyfuumlgbar Wie eine Produktvariante konkret gefertigt wird soll sich damit flexibel abbilshyden lassen Dazu wird unter Beruumlcksichtishygung der vorhandenen Informationen zur Auspraumlgung der Produkte das digitale Abshybild des Entstehungsprozesses inklusive der jeweiligen Arbeitsschritte hinterlegt Die dafuumlr individuell gestalteten Dynamic Line

Panels (DLP) fuumlhren den Werker bedarfsshygerecht durch den vorgegeben Ablauf Die dezentral vorgehaltene Prozesslogik stelle sicher dass die Fertigungslinie auch weiter produzieren kann wenn es im Netzwerk einmal Probleme geben sollte Hierzu geshyhoumlren neben Arbeitsanweisungen in elektshyronischer Form auch Steuerkommandos fuumlr angeschlossene Peripherie wie Werkzeuge Schrauber oder PickshybyshyLightshySysteme Bisshyher organisierten meist Kopfsteuerungen die filigranen und verzweigten Ablaumlufe Im Zeitalter von Industrie 40 fordern Untershynehmen jedoch deutlich mehr Flexibilitaumlt als mit SPSshybasierten Systemen moumlglich ist

H O F F M A N N G R O U P

Vollnutfraumlsen mit hohem VorschubHohe Vorschuumlbe bei der Stahlbearbeitung in der Vollnut das soll der neue VHMshySchruppshyfraumlser Garant Mastersteel Slotmachine der Hoffmann Group ermoumlglichen Ein neues Korshydelprofil erzeugt dabei besonders kompakte Spaumlne Deshalb konnte die Hoffmann Group den Fraumlser als Fuumlnfschneider konstruieren Infolgedessen wird bei konstantem Vorschub pro Zahn eine um 25 Prozent houmlhere Prozesshyseffizienz im Vergleich zu einem klassischen Vierschneider erreicht Dank des Kordelprofils ist der Schnittdruck geringer und es koumlnnen bei konstanter Belastung houmlhere Vorschubshywerte erzielt werden Durch die kompakten Spaumlne und die niedrigeren Schnittkraumlfte eigshy

net sich der Hochleistungsshyfraumlser insbeshysondere fuumlr das Fraumlsen tiefer Vollnuten sowie fuumlr die Bearbeitung graziler Bauteile Zudem ermoumlglicht er einen Eintauchwinkel von bis zu zehn Grad Seine gezielt verrundeten Schneidkanten minimieren die Gefahr von Ausbruumlchen Durch das Ultrafeinkornsubsshytrat wird die Biegebruchfestigkeit deutlich erhoumlht die weiter entwickelte Beschichtung optimiert zusaumltzlich das Verschleiszligverhalshyten und vermindert den Waumlrmeeintrag Eine deutliche Verbesserung der Laufruhe wird durch die Ungleichteilung erzielt

Fertigungsplanungsspezialist Dualis laumldt Partner und Anshywender am 10 November zum Anwendertag bdquoIndustrie 40 ndash von der Vision zur Realitaumltldquo nach Dresden Im Fokus steshyhen dabei intelligente Loumlsunshygen zur optimierten Produktishyonsplanung und shysimulation in der Produktion 40 Neben dem Dualis mit dem APS Gantshytplan beleuchtet unter andeshyrem der MESshyAnbieter Itac das Thema Beide Unternehmen sind Mitglieder des Smart Elecshytronic Factory eV

Die Bechtle Gruppe uumlbershynimmt die CshyCAM GmbH in Chemnitz und verstaumlrkt damit seinen Bereich fertigungsnashyher Anwendungsloumlsungen Das weiterhin unter gleichem Namen firmierende Unternehshymen wird Teil der Solidline AG die seit 2011 zu Bechtle gehoumlrt Auch Christian Popp bleibt Geshyschaumlftsfuumlhrer von CshyCAM Uumlber den Kaufpreis haben beide Seishyten Stillschweigen vereinbart

Kaspersky Lab hat das nach eigenen Angaben nichtshykomshymerzielle Kaspersky Lab ICSshyCERT gegruumlndet ein Comshyputer Emergency Response Team fuumlr die Industrie Das Unternehmen laumldt weltweit Betreiber kritischer Infrastrukshyturen Sicherheitsanbieter soshywie staatliche Einrichtungen zur Zusammenarbeit ein Als nichtshykommerzielles Projekt moumlchte das ICSshyCERT Informashytionen und Expertise kostenlos mit den Mitgliedern teilen

Die Gene Haas Foundation moumlchte weitere 500000 USshyDollar an 38 Schulen in 15 europaumlischen Laumlndern spenshyden Das Geld soll als Stipenshydium fuumlr die Ausbildung in der CNCshyZerspanungstechnik verwendet werden Insgeshysamt belaufen sich die Spenshyden der GHF in Europa seit 2015 damit auf nahezu eine Million USshyDollar

KURZ

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27 Internationale Fachmessefuumlr Elektrische AutomatisierungSysteme und KomponentenNuumlrnberg 22 ndash 24112016sps-messede

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bull mehr als 1650 Ausstellerbull Produkte und Loumlsungenbull Industrie 40 Area

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V I S A M

MES inklusiveVisam integriert in der neushyesten Version des branchenshy und herstellerunabhaumlngishygen HMISCADAshySystems Vbase Funktionen eines MESshySystems Durch den modularen Aufbau lassen sich die Funktionen fuumlr den Produktionsbetrieb per Funktionsbaustein in das Automatisierungsprojekt einbauen Dazu hat VBASE von Haus aus eine Bibliothek mit rund 100 Funktionsbaushysteinen die wichtige MESshyFunktionen abbilden und bedarfsweise eingebunden werden koumlnnen Darunter finden sich Module fuumlr Anshylageneffektivitaumlt (OEE) Proshyduktionsshy und Betriebsdashytenerfassung (PDE BDE) Smart Metering Schichtshy und Produktionsplanung und die Ruumlckverfolgbarkeit

von Erzeugnissen (Traceashybility) Zudem verfuumlgt Vbashyse uumlber viele Schnittstellen sowohl zur Prozessebene als auch zu uumlbergeordneshyten Systemen wie ERPshySysshyteme Um die Wirtschaftshylichkeit von Maschinen zu verbessern und eine unmitshytelbare Reaktion auf Fehlshyentwicklungen zu ermoumlglishychen werden zum Beispiel OEEshyKennzahlen in Echtzeit berechnet und zusammen mit weiteren Produktionsshydaten direkt als Dashboard in der HMI angezeigt Der Hersteller praumlsentiert die neue Softwareversion und entsprechende Beispiele der MESshyFunktionen vom 22 Bis 24 November auf der Fachshymesse SPS IPC Drives

E V O U N D O P E N M I N D

Werkzeugverwaltung und CAM verknuumlpftWerkzeugverwaltungspezialist Evo Informationssysteme und CAMCADshyHersteller Open Mind Technologies kooperiershyten um Anwendern eine Loumlshysung zur Verfuumlgung zu stellen mit der sich Werkzeugdaten dynamisch aus der Werkzeugshydatenbank direkt in das CAMshySystem Hypermill einlesen lassen In der Werkzeugdatenshybank Evotools steht dem CAMshyProgrammierer das gesamte WerkzeugshyKnowshyhow bei der Auswahl geeigneter Komplettshywerkzeuge zur Verfuumlgung Die schnelle und einfache Werkshyzeugauswahl reicht dabei bis hin zur Verfuumlgbarkeitspruumlfung an der Maschine oder einem Lagerort Der Anwender kann somit einfacher und schneller entscheiden welches Werkshy

zeug er fuumlr die Bearbeitungsshyaufgabe einsetzt Nach der Werkzeugauswahl in der Werkshyzeugdatenbank werden die Daten uumlber ein neutrales Ausshytauschformat exportiert und in das CAMshySystem Hypermill importiert Nach dem autoshymatischen Einlesen stehen fuumlr den Anwender alle Werkzeushyginformationen zur CAMshyProshygrammierung bereit Damit haben die Partner eine schnelshyle Datenverbindung zwischen den beiden Softwareloumlsungen geschaffen Durch die zentshyrale Werkzeugdatenbank ist die Erfassung und Pflege der Werkzeugdaten lediglich an einer Stelle erforderlich woshydurch Aufwand und Fehler beim mehrfachen Erfassen der Werkzeugmerkmale entfallen

MES-Funktionen direkt in die Software des HMISCADA-Sys-tems integriert Bild Visam

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I N C H I N A steht die verarbeitende Inshydustrie vor schwierigen Herausforderunshygen Im Zuge des globalen Wettbewerbs und der Notwendigkeit Produktionsvershyfahren zu verbessern haben namhafte Hersteller Strukturanpassungsprogramshyme durchgefuumlhrt um die Fertigungsaushytomatisierung stark zu foumlrdern

Ein Beispiel ist der PCshyHersteller Wisshytron der als erster bekannter taiwaneshysischer ODMshyHersteller kollaborierende Roboterarme von Universal Robots (UR) in seiner Laptop Montagelinie am chishynesischen Produktionsstandort einsetzt Insgesamt sorgen 60 Roboter vom Typ UR3 und UR5 fuumlr eine effiziente und fleshyxible Produktion

Neugestaltung der ProduktionsstraszligeWistron begann im Jahr 2013 mit der Aushytomatisierung der Produktion Zunaumlchst setzte das Unternehmen auf Viershy und

SechsshyAchsshyRoboterarme die jedoch die Einrichtung von platzraubenden Sichershyheitsumhausungen und Schutzvorrichshytungen erforderten Die Roboter waren zudem nur fuumlr anspruchslose Aufgaben wie das Produkthandling konzipiert was dem Fertigungskonzept von Wistron bdquoEfshyfizienz Flexibilitaumlt und Sicherheitldquo nicht gerecht wurde

Die Loumlsung bdquoURshyRoboter brauchen wenig Platz und gewaumlhrleisten houmlchsshyte Sicherheitldquo kommentiert Congyao Zhang Manufacturing Technology Direcshytor bei Wistron bdquoSie verfuumlgen uumlber eine 360shyGradshyRotation an allen Drehgelenshyken und es gibt keine toten Winkel in ihshyrem Bewegungsradius Zusaumltzlich lassen sich die verschiedensten Taumltigkeiten mit ihnen ausuumlben Aufgrund dessen sind wir in der Lage eine hochflexible Fertishygung zu realisieren Gleichzeitig koumlnnen wir eine kontinuierliche und stabile Proshyduktion garantierenldquo

Seit Februar 2015 sind nun 60 Roboter von UR bei Wistron im Einsatz und automatishysieren Aufgaben wie die Kommissionieshyrung und Platzierung von Laptoptaschen oder die Teilmontage von Sets in Anwenshydungen mit einer Heiszligschmelzmaschine oder Bildverarbeitungssystemen Die UR3shyRoboter fuumlgen dabei mithilfe eines monshytierten Handgriffs am elektrischen Schraushybenzieher die Schrauben selbst ein

Plus an Flexibilitaumlt Durch den Einsatz der Roboterarme hat das Unternehmen mehr Flexibilitaumlt in das kuumlnftige Layout der Produktionsanlage gebracht die Verantwortlichen konnten die Produktausbeute effektiv verbessern und den Personaleinsatz optimieren Gleichzeitig erwarten sie langfristig reshyduzierte Betriebskosten und eine verbesshyserte Profitabilitaumlt

Aufgrund der speziellen Betriebsart koumlnnen sie die Produktion der Laptops bei Wistron jedoch nicht vollstaumlndig autoshymatisieren ndash Mitarbeiter die direkt neben den Robotern arbeiten sind weiter erforshyderlich Darum wurde der Bewegungsrashydius der Roboterarme so begrenzt das die Sicherheit der Arbeitnehmer gewaumlhrleisshytet ist Die Roboter von UR koumlnnen nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyshyse ohne oder nur mit minimalen Schutzshyvorrichtungen betrieben werden Grund dafuumlr sind hochsichere Einstellungen des Roboters Diese erfuumlllen die Sicherheitsshyanforderungen von Wistron ohne dashybei an Arbeitsgeschwindigkeit anderen Funktionalitaumlten oder gar der Sicherheit der Arbeitnehmer einzubuumlszligen auch nicht in engen Umgebungen

Ressourcen optimiertWistron hatte immer mit einer hohen Flukshytuationsrate zu kaumlmpfen Die Mitarbeiter waren aufgrund einfacher sich wiederhoshy

K O L L A B O R I E R E N D E R O B O T E R

Direkt zum AnwenderberichtEinfach QR-Code scannen

Mehr Perfomance in unserer Fertigung

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Mehr Perfomance in unserer FertigungMehr Perfomance in unserer FertigungbdquoMit PROXIA MES koumlnnen wir unsere Arbeitsplanung und -vorbereitung viel praumlziser durchfuumlhren sowie Produktionskapazitaumlten besser nutzen Dank der BDE-Erfassung haben wir jetzt mit wenig Aufwand transparente Zahlen Maschinen- und Ruumlstzeiten lassen sich nun genau ermittelnldquo

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Powertrain

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Laptops ndash kollaborierend produziertZunaumlchst setzten sie auf klassische Roboterarme ndash jedoch war der Aufwand in Sachen Programmierung und

Schutzverhausung zu groszlig ndash einfach einzurichtende und mit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter

bringen heute die gewuumlnschte Flexibilitaumlt in der Laptopfertigung

V O N H E L M U T S C H M I D

Benutzerfreundlich und einfach zu programmieren Von ihrem Set-up bis hin zur vollen Einsatzfaumlhigkeit ndash die Roboterarme von Universal Robots lassen sich innerhalb kuumlrzester Zeit in Betrieb nehmenBilder Universal Robots

K O L L A B O R I E R E N D E R O B O T E R

lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

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MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

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Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

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RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWINshyVerlag GmbH amp Co KG JohannshySebastianshyBachshyStraszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350shy0 Fax 0 81 06 350shy190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 6: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

N E W S

27 Internationale Fachmessefuumlr Elektrische AutomatisierungSysteme und KomponentenNuumlrnberg 22 ndash 24112016sps-messede

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V I S A M

MES inklusiveVisam integriert in der neushyesten Version des branchenshy und herstellerunabhaumlngishygen HMISCADAshySystems Vbase Funktionen eines MESshySystems Durch den modularen Aufbau lassen sich die Funktionen fuumlr den Produktionsbetrieb per Funktionsbaustein in das Automatisierungsprojekt einbauen Dazu hat VBASE von Haus aus eine Bibliothek mit rund 100 Funktionsbaushysteinen die wichtige MESshyFunktionen abbilden und bedarfsweise eingebunden werden koumlnnen Darunter finden sich Module fuumlr Anshylageneffektivitaumlt (OEE) Proshyduktionsshy und Betriebsdashytenerfassung (PDE BDE) Smart Metering Schichtshy und Produktionsplanung und die Ruumlckverfolgbarkeit

von Erzeugnissen (Traceashybility) Zudem verfuumlgt Vbashyse uumlber viele Schnittstellen sowohl zur Prozessebene als auch zu uumlbergeordneshyten Systemen wie ERPshySysshyteme Um die Wirtschaftshylichkeit von Maschinen zu verbessern und eine unmitshytelbare Reaktion auf Fehlshyentwicklungen zu ermoumlglishychen werden zum Beispiel OEEshyKennzahlen in Echtzeit berechnet und zusammen mit weiteren Produktionsshydaten direkt als Dashboard in der HMI angezeigt Der Hersteller praumlsentiert die neue Softwareversion und entsprechende Beispiele der MESshyFunktionen vom 22 Bis 24 November auf der Fachshymesse SPS IPC Drives

E V O U N D O P E N M I N D

Werkzeugverwaltung und CAM verknuumlpftWerkzeugverwaltungspezialist Evo Informationssysteme und CAMCADshyHersteller Open Mind Technologies kooperiershyten um Anwendern eine Loumlshysung zur Verfuumlgung zu stellen mit der sich Werkzeugdaten dynamisch aus der Werkzeugshydatenbank direkt in das CAMshySystem Hypermill einlesen lassen In der Werkzeugdatenshybank Evotools steht dem CAMshyProgrammierer das gesamte WerkzeugshyKnowshyhow bei der Auswahl geeigneter Komplettshywerkzeuge zur Verfuumlgung Die schnelle und einfache Werkshyzeugauswahl reicht dabei bis hin zur Verfuumlgbarkeitspruumlfung an der Maschine oder einem Lagerort Der Anwender kann somit einfacher und schneller entscheiden welches Werkshy

zeug er fuumlr die Bearbeitungsshyaufgabe einsetzt Nach der Werkzeugauswahl in der Werkshyzeugdatenbank werden die Daten uumlber ein neutrales Ausshytauschformat exportiert und in das CAMshySystem Hypermill importiert Nach dem autoshymatischen Einlesen stehen fuumlr den Anwender alle Werkzeushyginformationen zur CAMshyProshygrammierung bereit Damit haben die Partner eine schnelshyle Datenverbindung zwischen den beiden Softwareloumlsungen geschaffen Durch die zentshyrale Werkzeugdatenbank ist die Erfassung und Pflege der Werkzeugdaten lediglich an einer Stelle erforderlich woshydurch Aufwand und Fehler beim mehrfachen Erfassen der Werkzeugmerkmale entfallen

MES-Funktionen direkt in die Software des HMISCADA-Sys-tems integriert Bild Visam

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I N C H I N A steht die verarbeitende Inshydustrie vor schwierigen Herausforderunshygen Im Zuge des globalen Wettbewerbs und der Notwendigkeit Produktionsvershyfahren zu verbessern haben namhafte Hersteller Strukturanpassungsprogramshyme durchgefuumlhrt um die Fertigungsaushytomatisierung stark zu foumlrdern

Ein Beispiel ist der PCshyHersteller Wisshytron der als erster bekannter taiwaneshysischer ODMshyHersteller kollaborierende Roboterarme von Universal Robots (UR) in seiner Laptop Montagelinie am chishynesischen Produktionsstandort einsetzt Insgesamt sorgen 60 Roboter vom Typ UR3 und UR5 fuumlr eine effiziente und fleshyxible Produktion

Neugestaltung der ProduktionsstraszligeWistron begann im Jahr 2013 mit der Aushytomatisierung der Produktion Zunaumlchst setzte das Unternehmen auf Viershy und

SechsshyAchsshyRoboterarme die jedoch die Einrichtung von platzraubenden Sichershyheitsumhausungen und Schutzvorrichshytungen erforderten Die Roboter waren zudem nur fuumlr anspruchslose Aufgaben wie das Produkthandling konzipiert was dem Fertigungskonzept von Wistron bdquoEfshyfizienz Flexibilitaumlt und Sicherheitldquo nicht gerecht wurde

Die Loumlsung bdquoURshyRoboter brauchen wenig Platz und gewaumlhrleisten houmlchsshyte Sicherheitldquo kommentiert Congyao Zhang Manufacturing Technology Direcshytor bei Wistron bdquoSie verfuumlgen uumlber eine 360shyGradshyRotation an allen Drehgelenshyken und es gibt keine toten Winkel in ihshyrem Bewegungsradius Zusaumltzlich lassen sich die verschiedensten Taumltigkeiten mit ihnen ausuumlben Aufgrund dessen sind wir in der Lage eine hochflexible Fertishygung zu realisieren Gleichzeitig koumlnnen wir eine kontinuierliche und stabile Proshyduktion garantierenldquo

Seit Februar 2015 sind nun 60 Roboter von UR bei Wistron im Einsatz und automatishysieren Aufgaben wie die Kommissionieshyrung und Platzierung von Laptoptaschen oder die Teilmontage von Sets in Anwenshydungen mit einer Heiszligschmelzmaschine oder Bildverarbeitungssystemen Die UR3shyRoboter fuumlgen dabei mithilfe eines monshytierten Handgriffs am elektrischen Schraushybenzieher die Schrauben selbst ein

Plus an Flexibilitaumlt Durch den Einsatz der Roboterarme hat das Unternehmen mehr Flexibilitaumlt in das kuumlnftige Layout der Produktionsanlage gebracht die Verantwortlichen konnten die Produktausbeute effektiv verbessern und den Personaleinsatz optimieren Gleichzeitig erwarten sie langfristig reshyduzierte Betriebskosten und eine verbesshyserte Profitabilitaumlt

Aufgrund der speziellen Betriebsart koumlnnen sie die Produktion der Laptops bei Wistron jedoch nicht vollstaumlndig autoshymatisieren ndash Mitarbeiter die direkt neben den Robotern arbeiten sind weiter erforshyderlich Darum wurde der Bewegungsrashydius der Roboterarme so begrenzt das die Sicherheit der Arbeitnehmer gewaumlhrleisshytet ist Die Roboter von UR koumlnnen nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyshyse ohne oder nur mit minimalen Schutzshyvorrichtungen betrieben werden Grund dafuumlr sind hochsichere Einstellungen des Roboters Diese erfuumlllen die Sicherheitsshyanforderungen von Wistron ohne dashybei an Arbeitsgeschwindigkeit anderen Funktionalitaumlten oder gar der Sicherheit der Arbeitnehmer einzubuumlszligen auch nicht in engen Umgebungen

Ressourcen optimiertWistron hatte immer mit einer hohen Flukshytuationsrate zu kaumlmpfen Die Mitarbeiter waren aufgrund einfacher sich wiederhoshy

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Laptops ndash kollaborierend produziertZunaumlchst setzten sie auf klassische Roboterarme ndash jedoch war der Aufwand in Sachen Programmierung und

Schutzverhausung zu groszlig ndash einfach einzurichtende und mit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter

bringen heute die gewuumlnschte Flexibilitaumlt in der Laptopfertigung

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Benutzerfreundlich und einfach zu programmieren Von ihrem Set-up bis hin zur vollen Einsatzfaumlhigkeit ndash die Roboterarme von Universal Robots lassen sich innerhalb kuumlrzester Zeit in Betrieb nehmenBilder Universal Robots

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lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

V O N H A R A L D H O R N E R

Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

V O N P I E R R E - Y V E S D Eacute N E R V A U D

Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWINshyVerlag GmbH amp Co KG JohannshySebastianshyBachshyStraszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350shy0 Fax 0 81 06 350shy190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 7: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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I N C H I N A steht die verarbeitende Inshydustrie vor schwierigen Herausforderunshygen Im Zuge des globalen Wettbewerbs und der Notwendigkeit Produktionsvershyfahren zu verbessern haben namhafte Hersteller Strukturanpassungsprogramshyme durchgefuumlhrt um die Fertigungsaushytomatisierung stark zu foumlrdern

Ein Beispiel ist der PCshyHersteller Wisshytron der als erster bekannter taiwaneshysischer ODMshyHersteller kollaborierende Roboterarme von Universal Robots (UR) in seiner Laptop Montagelinie am chishynesischen Produktionsstandort einsetzt Insgesamt sorgen 60 Roboter vom Typ UR3 und UR5 fuumlr eine effiziente und fleshyxible Produktion

Neugestaltung der ProduktionsstraszligeWistron begann im Jahr 2013 mit der Aushytomatisierung der Produktion Zunaumlchst setzte das Unternehmen auf Viershy und

SechsshyAchsshyRoboterarme die jedoch die Einrichtung von platzraubenden Sichershyheitsumhausungen und Schutzvorrichshytungen erforderten Die Roboter waren zudem nur fuumlr anspruchslose Aufgaben wie das Produkthandling konzipiert was dem Fertigungskonzept von Wistron bdquoEfshyfizienz Flexibilitaumlt und Sicherheitldquo nicht gerecht wurde

Die Loumlsung bdquoURshyRoboter brauchen wenig Platz und gewaumlhrleisten houmlchsshyte Sicherheitldquo kommentiert Congyao Zhang Manufacturing Technology Direcshytor bei Wistron bdquoSie verfuumlgen uumlber eine 360shyGradshyRotation an allen Drehgelenshyken und es gibt keine toten Winkel in ihshyrem Bewegungsradius Zusaumltzlich lassen sich die verschiedensten Taumltigkeiten mit ihnen ausuumlben Aufgrund dessen sind wir in der Lage eine hochflexible Fertishygung zu realisieren Gleichzeitig koumlnnen wir eine kontinuierliche und stabile Proshyduktion garantierenldquo

Seit Februar 2015 sind nun 60 Roboter von UR bei Wistron im Einsatz und automatishysieren Aufgaben wie die Kommissionieshyrung und Platzierung von Laptoptaschen oder die Teilmontage von Sets in Anwenshydungen mit einer Heiszligschmelzmaschine oder Bildverarbeitungssystemen Die UR3shyRoboter fuumlgen dabei mithilfe eines monshytierten Handgriffs am elektrischen Schraushybenzieher die Schrauben selbst ein

Plus an Flexibilitaumlt Durch den Einsatz der Roboterarme hat das Unternehmen mehr Flexibilitaumlt in das kuumlnftige Layout der Produktionsanlage gebracht die Verantwortlichen konnten die Produktausbeute effektiv verbessern und den Personaleinsatz optimieren Gleichzeitig erwarten sie langfristig reshyduzierte Betriebskosten und eine verbesshyserte Profitabilitaumlt

Aufgrund der speziellen Betriebsart koumlnnen sie die Produktion der Laptops bei Wistron jedoch nicht vollstaumlndig autoshymatisieren ndash Mitarbeiter die direkt neben den Robotern arbeiten sind weiter erforshyderlich Darum wurde der Bewegungsrashydius der Roboterarme so begrenzt das die Sicherheit der Arbeitnehmer gewaumlhrleisshytet ist Die Roboter von UR koumlnnen nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyshyse ohne oder nur mit minimalen Schutzshyvorrichtungen betrieben werden Grund dafuumlr sind hochsichere Einstellungen des Roboters Diese erfuumlllen die Sicherheitsshyanforderungen von Wistron ohne dashybei an Arbeitsgeschwindigkeit anderen Funktionalitaumlten oder gar der Sicherheit der Arbeitnehmer einzubuumlszligen auch nicht in engen Umgebungen

Ressourcen optimiertWistron hatte immer mit einer hohen Flukshytuationsrate zu kaumlmpfen Die Mitarbeiter waren aufgrund einfacher sich wiederhoshy

K O L L A B O R I E R E N D E R O B O T E R

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Laptops ndash kollaborierend produziertZunaumlchst setzten sie auf klassische Roboterarme ndash jedoch war der Aufwand in Sachen Programmierung und

Schutzverhausung zu groszlig ndash einfach einzurichtende und mit dem Menschen kollaborierende Leichtbauroboter

bringen heute die gewuumlnschte Flexibilitaumlt in der Laptopfertigung

V O N H E L M U T S C H M I D

Benutzerfreundlich und einfach zu programmieren Von ihrem Set-up bis hin zur vollen Einsatzfaumlhigkeit ndash die Roboterarme von Universal Robots lassen sich innerhalb kuumlrzester Zeit in Betrieb nehmenBilder Universal Robots

K O L L A B O R I E R E N D E R O B O T E R

lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

V O N H A R A L D H O R N E R

Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

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Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Bild Proxia Software

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Page 8: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

K O L L A B O R I E R E N D E R O B O T E R

lender Aufgaben schnell gelangweilt Die Aufgaben wurden schlicht den Anspruumlshychen der Mitarbeiter nicht gerecht Das ist einer der Hauptgruumlnde warum das Unshyternehmen Roboter von Universal Robots eingefuumlhrt hat Ein einzelner Roboterarm kann die Routineaufgaben und repetitive Taumltigkeiten von zwei menschlichen Arbeishytern uumlbernehmen

Mit Hilfe der Roboter erreicht Wistron nun eine optimierte Zuweisung der Arshybeitskraumlfte Die Mitarbeiter werden dabei von der Durchfuumlhrung monotoner Aufshygaben befreit und koumlnnen anspruchsvolshylere Arbeiten uumlbernehmen die Verstand und anhaltende Aufmerksamkeit erforshydern Wistron kann die Beschaumlftigten so flexibler fuumlr sinnvolle Aufgaben einsetshyzen Diese Umverteilung der Aufgaben hat effektiv dazu beigetragen die Flukshytuationsrate des Unternehmens zu senshyken ndash so koumlnnen enorme Kosten gespart werden Die Roboterarme verhelfen dem Unternehmen damit zu einem schnelleshyren Return on Investment von eineinhalb bis zu zwei Jahren und sie verbessern seishyne Profitabilitaumlt erheblich

Gesteigerte ProfitabilitaumltURshyRoboter haben den Vorteil dass sie sich in nur sehr kurzer Zeit von der Pruumlshyfung Installation Inbetriebnahme bis zum laufenden Betrieb bringen lassen Die typische Zeit die ein Bediener fuumlr die Einrichtung eines Roboterarms benoumlshytigt liegt zwischen zwei und drei Stunshyden Der Grund Universal Robots bietet eine innovative einfach zu bedienende Software (Polyscope) Durch die einfache Programmierung sind ein paar Stunden fuumlr die Inbetriebnahme sowie die Optishymierung und Anpassung der Kommissioshynierung ausreichendDas traumlgt erheblich

dazu bei die Lernphase der Beschaumlftigshyten wirksam zu verkuumlrzen und die Schushylungskosten des Unternehmens gering zu halten da keine wochenlange Ausbilshydung noumltig ist Direkt nach dem ersten Training koumlnnen die Roboter eigenstaumlnshydig programmiert und bedient werden

Produktausbeute erhoumlhtSeit dem Einsatz der URshyRoboterarme ershylebt Wistron einen starken Anstieg in der Produktausbeute bdquoEinige unserer Kunden haben unsere automatisierte Fertigungsshylinie persoumlnlich in Augenschein genomshymen und uns ihre Wertschaumltzung zur Inshystallation der Roboter mitgeteiltldquo erklaumlrt Zhang bdquoUnsere Endkunden erwarten eine perfekte Produktion Durch den Einsatz der Roboter sind wir in der Lage die Proshyduktausbeute und die Produktionsstabilishytaumlt effektiv zu verbessern und gleichzeitig Probleme zu vermeiden Unsere Kunden hoffen dass wir mehr kollaborierende Roshyboter einfuumlhren und in Betrieb nehmen fuumlr eine noch schnellere Fertigungldquo

Im Gegensatz zu herkoumlmmlichen Inshydustrierobotern ist die Arbeit mit kollashyborierenden Kollegen von UR einfacher

Vor allem fuumlr kleine und mittlere Untershynehmen die danach streben ihre Proshyduktionsanlagen umzustrukturieren sind sie eine gute Alternative James Tayshylor General Manager von Universal Roshybots Shanghai kommentiert bdquoDadurch dass die Herstellungskosten von Roboshytern von Jahr zu Jahr gesunken sind blishycken wir den Marktchancen fuumlr kollaboshyrierende Roboter insbesondere deren Anwendung in der Elektronikindustrie zuversichtlich entgegen Aufgrund des Sicherheitskonzepts und der Beseitigung von Schutzumhausungen koumlnnen kollashyborierende Roboter direkt neben ihren menschlichen Kollegen arbeiten Ideshyal fuumlr die Beduumlrfnisse der Industrien die nicht in der Lage sind einen Automatisieshyrungsgrad von 100 Prozent zu erreichenldquo

Zhang fuumlgt hinzu bdquoWir gehen davon aus dass wir auch in naher Zukunft zusaumltzliche kollaborierende Roboter einsetzen wershyden Fuumlr dieses Jahr ist ein Zukauf neuer Roboter geplant womit wir die Stuumlckzahl von 120 uumlbersteigen werdenldquo jbi

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots

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Insgesamt 60 Roboterarme sind bei Wistron in der chinesischen Notebookfertigung im Einsatz

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

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Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

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RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

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Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

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Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

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Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 9: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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B E T R AC H T E T M A N die Systemarchishytektur eines produzierenden Unternehshymens als Pyramide in der das MES als Bindeglied zwischen Automatisierungsshyebene und uumlbergeordnetem ERPshySystem dient so ist es kaum verwunderlich dass mittlerweile von verschiedenen Seiten versucht wird in den MESshyMarkt vorzushydringen ERPshyAnbieter einerseits die mit ihrem Grobplanungshintergrund versushychen auch Feinplanungsthemen zu beshydienen und ihre Vorzuumlge darin begruumlnshyden eine kombinierte Loumlsung zu liefern Ziel ist hier vor allem die direkte Ruumlckshymeldung der Maschinen an das ERPshySysshytem Andererseits die Anlagenbauer und

Automatisierer die die direkte Kopplung zwischen eigenem MES und ihren Anlashygen hervorheben

Natuumlrlich klingen die angepriesenen Vorzuumlge verlockend So ist beispielsweishyse die vorgefertigte direkte Anbindung zwischen MES und Maschine auf den ersshyten Blick uumlberzeugend In der Praxis gilt es aber vor allem den Spagat zwischen moumlglichst wenigen Softwaresystemen und maszliggeschneiderten integrierten Loumlsungen zu finden Die standardisierte Konnektivitaumlt zwischen den Systemen ist damit weniger ein einzigartiger Vorshyteil gegenuumlber dem Wettbewerb als vielshymehr die grundlegende Voraussetzung

auf dem Weg zu einer Industrie 40shyFershytigung Was trennt nun aber am MESshyMarkt die Spreu vom Weizen

Standard trifft auf IndividualprogrammierungBetrachtet man die Automatisierungsshyebene so zeigt sich dass diese sehr stark von Individualloumlsungen gepraumlgt ist Anshylagenspezifische Inselloumlsungen je nach Hersteller und Branche sind hier leider noch immer weit verbreitet Das liegt unshyter anderem daran dass sich die Autoshymatisierer mit ihren (MESshy)Systemen eng und nahezu kompromisslos an die Mashyschinenebene und ihre Anlagen anpasshysen Ein modernes MES muss sich jedoch der Verantwortung als zentrale Datenshydrehscheibe stellen Es benoumltigt eine vershyeinheitlichende Schicht uumlber alle Anlashygen ndash das Credo lautet daher Standards anstelle individueller Programmierunshygen Nur so koumlnnen Daten zentral erfasst verwaltet aufbereitet und beispielsweise in das ERPshySystem eingespeist werden Hilfreich ist hier der Einsatz von Technoshylogien zur standardisierten Maschinenshykommunikation wie OPCshyUA Es wird damit unerheblich welche Anlagen in einem Maschinenpark stehen Ein uumlbershygeordnetes von der Automatisierungsshyebene losgeloumlstes MES wird durch die Einhaltung von Standards redundanzshyfreier Stammdatenhaltung und einem moumlglichst geringen Aufkommen von Schnittstellen zum zentralen Datendrehshy und Angelpunkt fuumlr die Fertigung

Die Wertschoumlpfungskette im BlickEin weiterer wichtiger Aspekt ist die Frashyge wie ein MES mit der digitalen Transshy

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MES als Kernkompetenz betrachtenTrends wie Industrie 40 Smart Factory und Smart Products haben das Interesse vieler Unternehmen an der

intelligenten Fabrik befeuert Eine entscheidende Rolle spielen dabei Softwareloumlsungen die den Produktions-

ablauf wie auch die gesamte Wertschoumlpfungskette digitalisieren sollen MES-Systeme ruumlcken dabei immer oumlfter

in den Mittelpunkt Mit der zunehmenden Verbreitung werden aber auch die Definitionen und Einsatzgebiete

von MES immer vielfaumlltiger ndash und die Grenzen zu anderen Systemen verschwimmen

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Ein modernes MES-System als zentrale Datendrehscheibe benoumltigt eine vereinheitlichende Schicht uumlber alle Anlagen Bild copyiStockphotocom_PDLDesign

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

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Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

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RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

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Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

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Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 10: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

formation entlang der gesamten Wertshyschoumlpfungskette umgehen kann Die konsistente Erfassung von Maschinenshydaten stellt hier zwar eine wichtige Basis dar ist aber auch nur einer von mehreshyren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik

Effizienz ist eine der groszligen Maximen von Industrie 40shyBemuumlhungen Um dieshyse Effizienz auch wirklich erreichen zu koumlnnen muss ein MESshyAnbieter uumlber den Tellerrand blicken und Anknuumlpshyfungspunkte zu fast allen Unternehshymensbereichen finden Dies laumlsst sich am Beispiel einer TraceabilityshyFunktion veranschaulichen Fuumlr viele Kunden ist dies bereits ein wichtiges KOshyKriterium denn fuumlr eine durchgaumlngige Chargenershyfassung und shyverfolgung benoumltigen sie die luumlckenlose Kommunikation zwischen den verschiedenen Unternehmensbereishychen sowohl in der Produktion als auch daruumlber hinaus Die effiziente Vereinishygung von betriebswirtschaftlichen und maschinennahen Prozessen kann nur von einer Software bewaumlltigt werden die auch zwischen diesen Ebenen agiert ndash was weder fuumlr ein ERPshySystem noch fuumlr die Automatisierungsebene zutreffend ist Der Blick eines MES auf die gesamshyte Wertschoumlpfungskette hat noch einen weiteren positiven Effekt Die dabei ershyfassten Daten bilden die Grundlage fuumlr operative BusinessshyIntelligenceshyMaszligshynahmen die dabei helfen koumlnnen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu unterstuumltzen und die gewuumlnschte Efshyfizienz damit auf ein neues ungeahntes Level zu heben

Fertigungsumgebung und Software in EinklangBei der Wahl des richtigen MESshyAnbieters ist neben den produktspezifischen Merkshymalen und der infrastrukturellen Ausrichshytung vor allem ein Faktor entscheidend die Beratungskompetenz im Planungsshy und Einfuumlhrungsprozess Vor und waumlhshyrend der Implementierung eines MES kommt es vor allem darauf an sich einen Partner ins Boot zu holen der die intershynen Produktionsablaumlufe versteht und den gesamten Wertschoumlpfungsprozess in seine Uumlberlegungen miteinbezieht Um Fertigungsumgebung und Software perfekt in Einklang bringen zu koumlnnen benoumltigt es fundiertes Knowshyhow in beishyden Bereichen Diese Kernkompetenz kann verstaumlndlicherweise nur einem

MESshyAnbieter mit Expertise im Bereich der Produktionsoptimierung zugesproshychen werden Als Vorteil erwaumlchst darshyaus dass dieser schon in der Planungsshyphase festlegen kann welche Daten er in welcher Form von der Maschinenebeshyne und den Anlagenbauern beziehungsshyweise Automatisierern benoumltigt um dieshyse mit moumlglichst wenig Aufwand in sein System integrieren zu koumlnnen

Unterstuumltzt wird dies unter anderem durch standardisierte Schnittstellen wie OPCshyUA Die Vorteile fuumlr den Kunden lieshygen hier auf der Hand Einheitliche Anshybindungen schaffen eine fundierte Dashytenbasis verbesserte Vergleichbarkeit die Vermeidung von Redundanzen und ein Produktionsumfeld das fuumlr kuumlnftige Erweiterungen und Anpassungen vorshybereitet ist

Blickt man in Richtung Spitze der Aushytomatisierungspyramide ist es besonshyders wichtig saubere Ablaumlufe und eine hohe Qualitaumlt im Datentransfer zwischen ERP und MES zu schaffen Ein kompeshytenter MESshyAnbieter verfuumlgt uumlblichershyweise uumlber bewaumlhrte und oftmals auch zertifizierte Standardschnittstellen zu allen namhaften ERPshyAnbietern Zudem benoumltigt er fundiertes Wissen uumlber die Funktionalitaumlten und Ablaumlufe des jeweilishygen ERPshySystems Als Ergebnis kann beishyspielsweise ein hocheffizientes Zusamshymenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) entstehen

MES-Einsatz unabhaumlngig von der SystemarchitekturDie hohe Relevanz von MES fuumlr eine Fershytigung im Sinne von Industrie 40 laumlsst immer mehr Anbieter auf diesen Markt draumlngen Auch ERPshyAnbieter und Autoshymatisierer schlieszligen sich an und wollen mit neuen MESshyLoumlsungen den Markt erobern Was auf den ersten Blick vielshyleicht noch nach logischer Konsequenz aussieht entpuppt sich bei genauerem Hinsehen in den meisten Faumlllen nicht als die beste Wahl

Vielmehr braucht es ein MES dessen Einsatz unabhaumlngig von der restlichen Systemarchitektur ist Es sollte keine Rolshyle spielen welches ERPshySystem oder welshyche Maschinen aktuell im Einsatz sind ndash ein professioneller MESshyAnbieter muss mit ihnen allen kommunizieren und inshyteragieren koumlnnen Bei seinen Uumlberleshygungen muss er daher einen generellen Blick auf die gesamte Wertschoumlpfungsshy

kette eines Unternehmens wahren und zudem ein fundiertes Fachwissen uumlber Fertigungsablaumlufe besitzen Nur so kann ein MES seine wahren Staumlrken als Kernshykompenz ausspielen sg

Harald Horner ist Leiter Produktmanagement bei Industrie Informatik

Feinplanung Ein kompetenter MES-Anbieter sollte fuumlr ein effizientes Zusammenspiel aus Grobplanung (ERP) und Feinplanung (MES) sorgen Bild Industrie Informatik

Die im MES-System erfassten Daten bilden die Basis fuumlr operative Business-Intelligence-Maszlignahmen bei den relevanten Prozessen Bild Industrie Informatik

Die konsistente Erfassung von Maschinendaten ist nur einer von mehreren wichtigen Faktoren auf dem Weg zur intelligenten Fabrik Bild Dreamstime (Pavel Losevsky)

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

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So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

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Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWINshyVerlag GmbH amp Co KG JohannshySebastianshyBachshyStraszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350shy0 Fax 0 81 06 350shy190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 11: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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E I N G E F LUuml G E LT E S W O R T wird zur Gewissheit Daten sind die Rohstoffe des 21 Jahrhunderts Aber wie jeder Rohstoff entfalten sie ihren vollen Wert erst wenn sie fachmaumlnnisch verarbeitet werden Das gilt nicht zuletzt in der Fertigungsindustshyrie Doch nur die wenigsten Unternehmen wissen bislang mit diesem Rohstoff etshywas anzufangen Denn die Datenmengen sind inzwischen nicht nur unuumlberschaubar groszlig sondern auch voumlllig heterogen

Beispielsweise werden in der industrielshylen Fertigung Groumlszligen wie Temperaturen Stroumlme und Druumlcke gemessen und zudem die Leistung von Motoren oder die Dicke von Lackschichten Hinzu kommen Aufshytragsstaumlnde und Umgebungsdaten wie Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur

Von Big Data zur OptimierungUnternehmen die diese Daten systeshymatisch auszulesen wissen verschaffen sich Marktvorteile Sie erhalten Entscheishydungsgrundlagen zur Optimierung ihrer Fertigungsprozesse und koumlnnen die Proshyduktivitaumlt in ihren Werken steigern ndash zum Beispiel indem sie ihre Arbeitsprozesse an die Umgebungstemperatur anpassen da durch eine Analyse der Daten ein Effekt auf das Produkt festgestellt wurde

Oder indem sie die optimale Lackdishycke von Karosserieteilen berechnen die eine moumlglichst niedrige Fehleranfaumllligkeit und zugleich einen moumlglichst geringen Lackverbrauch aufweist Mitunter entsteshyhen fuumlr Unternehmen aus dem systemashytischen Auslesen von Daten sogar neue

Geschaumlftsmodelle Beispielsweise koumlnnshyte ein Automobilhersteller die in seinen Fahrzeugen verbauten Wettersensoren dazu nutzen einen eigenen Wetterdienst ins Leben zu rufen

Allerdings liegt das groszlige Potenzial der fast beilaumlufig erhobenen Messwerte in vielen Industrieunternehmen bislang einshyfach brach Sie sammeln alle anfallenden Daten gleich welchen Typs in einem zenshytralen Data Lake ohne sie sinnvoll aufzushybereiten Doch erst mithilfe entsprechenshyder DatashyAnalyticsshyMethoden entsteht aus Big Data ein wirklicher Mehrwert

Lernen nach vorne zu schauenDer Reifegrad der DatashyAnalyticsshyTechshynologie ist in den letzten Jahren sprungshyhaft gestiegen Noch vor wenigen Jahren konnte man Messdaten in der Fertigung allenfalls im Nachhinein betrachten und ruumlckblickend beschreiben dass ein Fehshyler passiert oder eine Maschine ausgefalshylen war ndash Descriptive Analytics nennt sich dieses Verfahren Durch die Kombination verschiedener Messwerte lieszlig sich evenshytuell sogar eruieren warum eine Maschishyne ausgefallen ist etwa weil die Tempeshyratur einer bestimmten Maschine einen Schwellenwert uumlberschritten hat Man spricht hier von Diagnostic Analytics Inshyzwischen sind so genannte Predictive Analytics moumlglich vorhersagende Analyshysen die anfallende Daten nicht mehr ruumlckshyblickend betrachten sondern bereits zum Zeitpunkt ihrer Erhebung Vorhersagen fuumlr die Zukunft treffen Wann wird diese Mashyschine ausfallen Wann muss ich sie warshyten damit sie nicht ausfaumlllt

Die Koumlnigsklasse der Data Analytics sind schlieszliglich Prescriptive Analytics Dabei wird nicht nur analysiert was in Zukunft passieren wird sondern der Maschine auch direkt konkrete Loumlsungsvorschlaumlge gegeben so dass sie autonom entscheishydet was als naumlchstes passieren soll

Kosten sparen mit predictive Maintenance Solche praumlskriptiven Verfahren sind zum jetzigen Zeitpunkt in der Fertigung noch weitgehend Zukunftsmusik An der Vorshystufe den Predictive Analytics fuumlhrt in eishyner modernen Fertigung heute aber kein Weg mehr vorbei Mit ihrer Hilfe koumlnnen Industrieunternehmen Predictive Mainteshynance betreiben sprich ihre Maschinen vorausschauend warten Durch speziell programmierte Logarithmen die uumlber

P R E D I C T I V E A N A LY T I C S

Daten ndash der neue Rohstoff fuumlr die ProduktionDie intelligente Vernetzung von Maschinen erzeugt entlang der gesam-

ten Produktionskette groszlige Datenmengen Das birgt ein immenses

Potenzial zur Optimierung der Produktionsprozesse ndash man muss sie

allerdings zu handeln wissen

V O N O L I V E R B I S C H O F F U N D F R A N K O L T M A N N S - M A C K

Ziel ist nicht moumlglichst viele Daten zu sammeln und auszuwerten sondern herauszufinden welche wirklich sind fuumlr die individuelle Aufgabenstellung Bild VectorfusionartFotolia

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWINshyVerlag GmbH amp Co KG JohannshySebastianshyBachshyStraszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350shy0 Fax 0 81 06 350shy190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 12: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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die entstehenden Daten gelegt werden laumlsst sich exakt berechnen wann der Vershyschleiszlig einer Maschine so hoch ist dass bestimmte Komponenten ausgetauscht werden muumlssen

Durch dieses Verfahren muumlssen Mashyschinen nicht mehr auf Verdacht gewarshytet werden Statt waumlhrend bestimmter Wartungsfenster ein ganzes Werk stillleshygen zu muumlssen kann jede einzelne Mashyschine bedarfsgenau gewartet werden Die Kosteneinsparungen durch Predictishyve Maintenance sind enorm Wenn durch das neue Verfahren allein ein Prozent Verbesserung erreicht wird liegen die Einsparungen bei einem Automobilhershysteller mit mehreren Fertigungswerken beispielsweise bereits bei einem mittleshyren einstelligen Millionenbetrag

Allerdings birgt das Thema durchaus einige Herausforderungen So ist es mit dem Sammeln der Daten nicht einfach geshytan Vielmehr gilt es genau hinzuschauen welche Daten uumlberhaupt benoumltigt wershyden um eine solide Entscheidungsgrundshylage zu schaffen Oft werden in einem Fertigungswerk mehrere Hundert vershyschiedene Messwerte und Businessdaten automatisiert erhoben von denen letztshylich nur ein kleines SubshySet von vielleicht zwanzig Datensaumltzen uumlberhaupt benoumltigt wuumlrde um die angedachte Aufgabenstelshylung zu bewaumlltigen Sie sinnvoll auszushywaumlhlen und zusammenzufuumlhren ist der wohl erfolgskritischste Punkt bei der Preshydictive Maintenance und sollte deshalb Aufgabe eines ausgewiesenen DatashyScishyenceshyExperten sein

Wahl des Analytics-ToolsEine weitere Herausforderung ist die Wahl des richtigen AnalyticsshyTools Denn die ToolshyLandschaft wird von Tag zu Tag groumlshyszliger und die verschiedensten Anbieter stelshylen inzwischen Loumlsungen bereit die sich in Reifegrad und Usability allerdings noch sehr stark unterscheiden Einsteiger in das BigshyDatashyThema brauchen eine anwenshyderfreundliche OutshyofshytheshyboxshyLoumlsung Unternehmen die schon tiefer im Thema stecken suchen vielleicht eher nach eishynem ToolshySet das sie praumlzise an ihre Anshywendung anpassen koumlnnen In beiden Faumlllen darf auch die Infrastruktur im Unshyternehmen nicht vergessen werden Vieshyle Analytics Tools wie Microsoft Azure und IBM Watson Analytics sind CloudshyLoumlsunshygen ndash und gerade in der Automobilindushystrie aber auch in anderen Branchen sind

nicht in allen Werken die entsprechenden Voraussetzungen fuumlr einen reibungslosen CloudshyBetrieb gegeben Vielmehr muumlssen die Daten vor Ort verarbeitet werden

Vor dem Hintergrund dieser Herausforshyderungen ist es fuumlr Fertigungsunternehshymen die mehr aus ihren Daten machen wollen oft sinnvoll auf das Knowshyhow eines versierten Dienstleisters zu setshyzen Denn nur mit BigshyDatashyFachwissen Branchenkompetenz und dem richtigen Projektansatz laumlsst sich das Beste aus den Moumlglichkeiten von Industrial Anashylytics herausholen Die Zusammenarbeit sollte mit einem allgemeinen Anfordeshyrungsworkshop starten um zunaumlchst die Fragestellung herauszuarbeiten die mithilfe von systematischen Datenanashylysen beantwortet werden soll Durch die gemeinsame Evaluierung lassen sich sinnvolle Loumlsungsansaumltze identifizieren Es gilt es so genannte QuickshyWins zu finshyden schnell umsetzbare Loumlsungen mit moumlglichst hohem Optimierungspotenzishyal fuumlr den laufenden Betrieb Teure und umfassende PredictiveshyMaintenanceshyLoumlsung fuumlr eine einzelne Maschine zu entwickeln die gerne als Versuchballon gestartet werden bringen beispielsweishyse meist keinen groszligen Nutzen

Strukturierter ProjektansatzIst die Aufgabenstellung praumlzise umrisshysen geht es in die Explorationsphase Hier analysiert der Dienstleister welche Daten uumlberhaupt vorliegen und welche benoumlshytigt werden In einer anschlieszligenden Evashyluationsphase muss dann noch einmal kritisch uumlberpruumlft werden ob die ausgeshy

waumlhlten Daten tatsaumlchlich valide sind und die gewuumlnschten Ergebnisse bringen Erst wenn das sichergestellt ist geht es in die Deploymentphase Die passenden Tools werden aufgesetzt und angepasst Wichshytig ist in diesem Zusammenhang dass der Dienstleister einen loumlsungsshy und herstelleshyrunabhaumlngigen Ansatz verfolgt um eine unabhaumlngige Beratung sicherzustellen

Ein Unternehmen das Unternehmen aus dem produzierenden Gewerbe von der Analyse ihrer Anforderungen bis zum Betrieb der implementierten DatashyAnashylyticsshyLoumlsung begleitet Cancom Didas Dabei setzt der ITshyDienstleister auf ein iteratives Vorgehen Statt die gesamten Produktionsablaumlufe auf einmal zu opshytimieren wird mit den QuickshyWins beshygonnen und die gefundene Loumlsung bei Bedarf Schritt fuumlr Schritt auf andere Beshyreiche ausgeweitet Und er bleibt auch dann im Boot wenn die gewuumlnschte IndustrialshyAnalyticsshyLoumlsung einmal imshyplementiert wurde denn das BigshyDatashyZeitalter ist schnelllebig und schon das Aufruumlsten einer einzelnen Maschine auf ein neueres Modell kann wieder neue Dashyten in unbekannten Formaten hervorrushyfen sodass der Logarithmus zur Auswershytung gegebenenfalls nicht mehr korrekt funktioniert Ein LifecycleshyManagement der einmal aufgesetzten Loumlsung ist daher sinnvoll damit Produktionsunternehmen auch in Zukunft den groumlszligten Mehrwert aus ihren Daten schoumlpfen jbi

Oliver Bischoff und Frank Oltmanns-Mack arbeiten im Competence Team Industrial Solutions bei Cancom Didas

Die meisten Unternehmen befinden sich noch auf der Stufe Diagnostics Analytics sie koumlnnen im nahinein analysieren warum etwas passiert ist Ziel ist sich nach links zu entwickeln hin zu den echten Optimierung aufgrund einer soliden Datenauswertung Bild Cancom Didas

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

V O N P I E R R E - Y V E S D Eacute N E R V A U D

Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWINshyVerlag GmbH amp Co KG JohannshySebastianshyBachshyStraszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350shy0 Fax 0 81 06 350shy190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Page 13: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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I N Z A H L R E I C H E N Bereichen der Aushytomation und Logistik dient die RFIDshyTechnologie mit ihrem SendershyEmpshyfaumlngershySystem zur automatischen und beruumlhrungslosen Identifikation von Werkstuumlcken oder Produkten Am zu identifizierenden Objekt werden hierfuumlr permanent elektronische Tags (Transshyponder) befestigt Deren Speicher entshyhaumllt eine eindeutige vordefinierte Numshymer sowie einen Bereich in welchem sich ergaumlnzende Daten zum Objekt mit

Hilfe eines SchreibshyLesekopfs speichern lassen Damit ist es moumlglich den Werdeshygang eines Objektes zu verfolgen oder alle Informationen einzugeben die fuumlr dessen Bearbeitung notwendig sind

Die Vorteile des RFIDshySystems gegenshyuumlber dem klassischen BarcodeshyVerfahren oder Lasermarkierung beruhen darauf dass auch ohne direkte Sichtverbindung zum SchreibshyLesekopf Informationen des Datentraumlgers gelesen und geschrieshyben werden koumlnnen und dass sich diese

Informationen erweitern veraumlndern oder loumlschen lassen Die Daten befinden sich am Objekt selbst naumlmlich im RFIDshyTransshyponder Eine drahtlose Uumlbertragung per Funk sorgt dafuumlr dass diese Technologie sogar bei starker Verschmutzung des Obshyjekts oder des Tags funktioniert

Der Sensorhersteller Contrinex aus der Schweiz unterstuumlzt mit seinen RFIDshySysshytemen Tracking amp TracingshyProzesse Spezishyell fuumlr den Einsatz in HochtemperaturshyBeshyreichen bis 250 Grad Celsius sind spezielle Transponder entwickelt worden die sich zum Einsatz in HochfrequenzshySystemen eignen Generell bietet Contrinex die folshygenden zwei Systeme an

Niederfrequenz-RFID-SystemeDas robuste 3125shykHzshyNiederfrequenzshysystem enthaumllt sowohl einen Transponder als auch einen Reader in einteiligen Ganzshymetallgehaumlusen aus Edelstahl Die hermeshytisch gekapselten Transponder (Schutzshyart IP68IP69K) sind vollbuumlndig in Metall einbaubar Ein moumlglicher Anwendungsshybereich ist der Plagiatschutz von Maschishynenkomponenten und Ersatzteilen Die Ganzmetallkomponenten widerstehen mechanischen Beschaumldigungen genauso wie Reinigungsmitteln Chemikalien oder Wasser und arbeiten selbst bei Temperashyturen bis 180 Grad Celsius zuverlaumlssig

Hochfrequenz-RFID-SystemeDas HochfrequenzshySystem arbeitet bei 1356 MHz 254 SchreibshyLesekoumlpshyfe koumlnnen direkt an eine nach ISOIEC 15693shyVorgaben genormte RS485shyFelshybusleitung angeschlossen werden Dashyher lassen sich die Komponenten von Contrinex auch mit StandardshyTransponshydern anderer Hersteller kombinieren Fuumlr HochfrequenzshySysteme bietet der Senshysorspezialist eine Vielzahl an Transponshydern unterschiedlicher Groumlszlige und Ausshyfuumlhrung an die wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlndig einbaubar sind

Variantenvielfalt und raue UmgebungenTypische Einsatzgebiete fuumlr RFIDshySysteshyme sind industrielle Prozesse bei denen Produkte in einer groszligen Variantenvielfalt gefertigt und auf derselben Fertigungsshystraszlige befoumlrdert werden Dazu gehoumlren zum Beispiel Verpackungsmaschinen in der Lebensmittelindustrie oder Aushytolackierstraszligen in der KfzshyProduktion Die bei solchen Fertigungsschritten oft

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RFID-System fuumlr den HochtemperatureinsatzDie Vorteile einer automatisierten Massenproduktion mit Anpassung an

Kundenwuumlnsche sind die Merkmale von Mass Customization Um bei der

Vielzahl der Fertigungsschritte den Uumlberblick zu behalten unterstuumltzen

RFID (Radio Frequency Identification)-Systeme die Identifizierung von

Objekten Fuumlr den Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen bietet der

Sensorikhersteller Contrinex spezielle Hochfrequenz-RFID-Systeme an

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Die Hochfrequenz-RFID-Transponder von Contrinex widerstehen Temperaturen bis 250 Grad CelsiusBilder Contrinex

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auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

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So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWINshyVerlag GmbH amp Co KG JohannshySebastianshyBachshyStraszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350shy0 Fax 0 81 06 350shy190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuumlshygungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmishygung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CDshyROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867shy9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleichshytem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD amp IoT DIGITAL ENGINEERING Magazin eshycommerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

Weitere Themenbull Arbeitssicherheitbull Vorausschauende Wartungbull Energiemanagementbull Automatisierungbull Produktionsmanagementbull Inbetriebnahme von Anlagen

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Bild Proxia Software

Bild M Reuss

Page 14: Skalierbare Netzwerktechnik bei Sapa Extrusion ... · schnell und flexibel zu lösen 44 Vorschau, Impressum 47 In unserem Sonderteil „Vernetzung von Maschinen und Sensoren“ ...

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I D E N T I F I K AT I O N S S Y S T E M E

auftretenden hohen Umgebungstemshyperaturen stellen an RFIDshySysteme eine besondere Herausforderung Das gilt soshywohl fuumlr die Gehaumluse der einzelnen Beshystandteile als auch insbesondere fuumlr die Datenspeicher

Raue Umgebungsbedingungen sind tyshypisch fuumlr Autolackierstraszligen Waumlhrend der verschiedenen Spuumllshy Lackiershy und Brennshyvorgaumlnge kommt die Karosserie nicht nur mit Wasser und diversen chemischen Substanzen in Kontakt sie wird auch eishyner Elektrophorese mit einer angelegten Spannung von bis zu 400 V ausgesetzt Zudem muumlssen die Tags Temperaturen bis zu 250 Grad Celsius in den Spuumllbaumldern und Oumlfen sowie schnelle Temperaturshywechsel unbeschadet uumlberstehen

Widerstandsfaumlhig im HochfrequenzbereichUm hohen Temperaturen standzuhalten sind entsprechende Werkstoffe und Ausshyfuumlhrungen notwendig die den sensiblen Datentraumlger des RFIDshySystems dauershyhaft schuumltzen Fuumlr das TranspondershyInshylay waumlhlte Contrinex daher Polyamide Laminat sowie ein Gehaumluse aus LCP mit 15shyprozentiger Glasfaserverstaumlrkung Im Inlay sitzt der nur wenige Millimeter groshyszlige Chip der mit einer metallversiegelten Keramikhuumllle geschuumltzt ist Verbunden ist er mit der aufgedruckten Spulenshy

Antenne Passend zum Hochfrequenzshybereich von 1356 MHz muss diese eine entsprechende Laumlnge aufweisen sodass der RFIDshyTag uumlblicherweise mit einem Durchmesser von 20 30 oder 50 Millimeshyter gefertigt wird

Fuumlr den Hochtemperatureinsatz gibt es drei verschiedene ISOshykompatible HochfrequenzshyRFIDshyDatentraumlgertypen die beide uumlber die Schutzart IP68IP69K verfuumlgen und unmittelbar nach dem Verlassen der Hochtemperaturzone geshylesen oder beschrieben werden koumlnnen Ein Abkuumlhlen der Tags ist dazu nicht ershyforderlich Zur Auswahl stehen folgende Modellvariantenbull Der wahlweise buumlndig oder nichtshybuumlnshy

dig in Metall einbaubare RTPshy0263shy020 mit einem Durchmesser von 26 Millishymeter und einer Temperaturbestaumlnshydigkeit bis 180 Grad Celsius Dank einer technischen Raffinesse uumlberwindet dieshyser die uumlblichen Schwierigkeiten von HochfrequenzshyDatentraumlgern in Metallshyumgebungen

bull Der nichtshybuumlndig einbaubare RTPshy0502shy022 mit 50 Millimeter Durchmesshyser und einer Temperaturbestaumlndigkeit bis 250 Grad Celsius Dieser UHTshyTag haumllt sowohl dauerhaft hohen als auch wechselnden Temperaturen problemshylos Stand Das bestaumltigen Tests in deshynen der Tag einer konstanten Temperashytur von 250 Grad Celsius mehr als 1000 Stunden widerstand Auch nachdem der Tag 1000 Mal zunaumlchst jeweils 30 Minuten bei 25 Grad Celsius und dann 30 Minuten bei 250 Grad Celsius ausgeshysetzt wurde funktionierte der Datenshytraumlger einwandfrei

bull Der UHTshyTag RTPshy0502shy062 mit erhoumlhshyter Speicherkapazitaumlt Er verfuumlgt uumlber einen zwei KByte groszligen FRAMshySpeishycher und eignet sich auch optimal fuumlr Anwendunshygen im Ultrahochtempeshyraturbereich bis 250 Grad Celsius

Da widrige Umgebungsbeshydingungen haumlufig mit groshyszligen Temperaturschwanshykungen verbunden sind bietet Contrinex GanzmeshytallshySchreibshyLesekoumlpfe an die fuumlr einen Betriebstemshyperaturbereich von minus 40 bis plus 125 Grad Celsius optimiert sind

Robust hitzebestaumlndig und schnell im DatentransferDie hohe Industrietauglichkeit der RFIDshySysteme beruht auf ihrer automatischen und beruumlhrungslosen Funktionsweise Sie arbeiten verschleiszligfrei ermoumlglichen Ruumlckverfolgbarkeit und Qualitaumltssicheshyrung auch in schwierigen Umgebungen Jedes Objekt ist zu jedem Zeitpunkt der Fabrikation eindeutig identifizierbar und eine Verwechslung ausgeschlossen Das ermoumlglicht hoch automatisierte Prozesshyse bei gleichzeitig individuell gestalteter Produktion mit zunehmend kleinen Losshygroumlszligen und einer zentralen Datenspeishycherung RFIDshySysteme sind auszligerdem robust und sorgen fuumlr eine schnelle Dashytenuumlbertragung Dank des leistungsfaumlshyhigen HochfrequenzshySystems von Conshytrinex laufen Fabrikationsprozesse auch bei hohen Arbeitstemperaturen etwa in Autolackierstraszligen oder metallurgischen PulvershySintershyVerfahren sicher ab sg

Pierre-Yves Deacutenervaud ist International Product Manager bei der Contrinex AG

RFID Bedeutung von Frequenz und LeistungDie unterschiedlichen Frequenzen der angebotenen Systeme sind fuumlr unterschiedliche Einsatzzwecke vorgesehen Allgemein laumlsst sich festhalten dass eine geringere Frequenz eine geringere Reichshyweite bei Lesevorgaumlngen und eine niedrige Datenlesegeschwindigkeit bedeutet Allerdings zeichnen sich NiederfrequenzshySysteme durch eine houmlhere Leistung bei der Datenkomshymunikation in der Naumlhe von oder auf metallischen Materialien aus die die Funkwellen stoumlren oder absorbieren Das beschriebene Phaumlnomen tritt vor allem bei houmlheren Frequenzen (UHFSHUF) im Weitfeld auf Das elektrische Feld nimmt lediglich mit dem Quadrat der Entfernung ab Das Nahfeld ist als Magnetfeld weitgeshyhend unabhaumlngig gegenuumlber Refleshyxionen nimmt jedoch mit der dritten Potenz der Entfernung ab und senkt damit die erzielten Reichweiten

Der RFID-Transponder RTP 0263-020 fuumlr Betriebstemperaturen bis 180 Grad Celsius kann buumlndig in Metall eingebaut werden

Das Hochtemperatur-RFID-System von Contrinex in einem konkreten Anwendungsfall

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 1 2 0 1 7 ndash E R S C H E I N T A M 1 0 F E B R U A R 2 0 1 7

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer HansshyJ Grohmann (hjgwinshyverlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswinshyverlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350shy241 jmwinshyverlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (shy220 ckewinshyverlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck C Maurer GmbH amp Co KGBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild SiemensProduktionHerstellung Jens Einloft (shy172 jewinshyverlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (shy251 bhwinshyverlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (shy152 rtwinshyverlagde)

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ProduktionslogistikOft faumlllt die Logistik in der Produktion aus dem Blickfeld der Optimierungen ndash dabei ist aus Sicht der Auftragssteuerung nichts schlimmer als wenn hier etwas schief geht und der Eilauftrag irshygendwo in den Untiefen des Werksgelaumlndes vershyschwindet Wie es besser geht ndash das zeigen wir in unserem Sonderteil Produktionslogistik woshybei wir schon auf die Logimat schielen die Mitte Maumlrz stattfindet

CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

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So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwinshyverlagde Tel 0 81 06 350shy152 Fax 0 81 06 350shy190 Redaktion Jan Bihn (shy161 jbiwinshyverlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwinshyverlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Volker Altwasser Oliver Bischoff PierreshyYves Deacutenervaud RalfshyErik Ebert Arno Martin Fast Steffen Froumlhlich Stefanie Guumlnter Harald Horner Prof Dr Stefan Jaumlhnichen Benjamin Kuumlster Michael Naumann Helmut Schmid Frank OltmannsshyMack Rainer Schoumlnhaar Simon Tuumlchelmann Heiko Wenke Olaf Wilsmeier

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So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805shy260119 Fax 01805shy260123 EshyMail winshyverlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy132 Sabine Immerfall (siwinshyverlagde) Tel 0 81 06 350shy131 Vertrieb Fax 0 81 06 350shy190

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BezugspreiseEinzelverkaufspreis 950 Euro in D A CH und 1170 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 5700 Euro in D A CH und 7020 Euro in den weiteren EUshyLaumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf Anfrage Bezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

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CAM und MaschinenprogrammierungIn der Vorstellung der Laien beziehungsweise deshyrer die weitab des Werkstattalltags agieren ist die Maschinenprogrammierung kein Ding mehr ndash schlieszliglich liegen ja schon alle Daten in Form von 3DshyCADshyDaten und Zeichnungen mir Obershyflaumlchenangaben vor Doch die Umsetzung der Daten auf die reale Maschine ist nach wie vor ein komplexes Thema in der Fertigung Aus diesem Grund widmen wir uns in der kommenden Ausshygabe diesem Thema

Manufacturing Execution Systems (MES)Dauerbrenner in unserem Themenportfolio ist das Thema Fertigungsfeinplanung und MES Dabei hashyben sich die fertigungsnahen Tools in den letzten Jahren zu komplexen Systemen entwickelt die mehr koumlnnen als Auftraumlge feiner zu planen als die in diesem Bereich meist ungelenken ERPshySysteme Im Kontext von Industrie 40 scheinen sie sich zu einem unverzichtbaren Baustein in der Fertigung zu entwickeln Wir gehen der Frage nach was an diesem Mythos dran ist

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