Produktionsmanagement

Andreas Mühlbauer,

MES-Software mit OPC-UA Anbindung

Eine moderne OPC-UA-Maschinenanbindung in Kombination mit leistungsfähigem MES von Proxia erlaubt es der Ostlangenberg Fertigungstechnik, alle relevanten Maschinen- und Betriebsdaten ihrer Bearbeitungszentren zu erfassen und in Echtzeit zu visualisieren.

Durch die Einführung einer plattformunabhängigen MES-Lösung mit OPC-UA-Anbindung aller Maschinen konnte ein Lohnfertiger seine Maschinenverfügbarkeit auf rund 95 Prozent steigern. © Proxia

Lohnfertiger stehen heute vor ganz besonderen Herausforderungen: Ihre Kunden verlangen neben hoher Qualität kurze Lieferzeiten und höchste Flexibilität. Ist das Unternehmen zudem als Automobilzulieferer tätig, gelten weitere Anforderungen im Sinne von Rückverfolgbarkeit, Nachhaltigkeit und die Einhaltung anderer strenger Lieferantenregularien mit Audits und DIN-Zertifizierungen.

Dies verlangt nach einer vollständigen Transparenz der Geschäftsprozesse, insbesondere derer im Shopfloor. Dessen ist sich die Ostlangenberg Fertigungstechnik GmbH aus Langenberg bewusst und hat entsprechende Maßnahmen ergriffen. Das Unternehmen hat die durchgängige MES-Suite Proxia mit moderner Maschinenanbindung auf Basis von OPC-UA eingeführt. In weniger als einem Jahr zwischen der Idee und der Realisierung konnten 51 Bearbeitungszentren angebunden werden. Entstanden ist ein modern vernetzter Maschinenpark, eingebettet in eine harmonisierte IT-Infrastruktur, die den vollständigen Überblick und lückenlose Transparenz in der Auftragsabwicklung gewährt.

OPC-UA für zukunftsweisende Vernetzung

Gut 90 Prozent der Gründe, warum es zu Maschinenstillständen bei Ostlangenberg kommt, lassen sich heute digitalisiert und automatisiert auch ohne den Input eines Mitarbeiters über die Maschinendatenerfassung (MDE) ermitteln. Verantwortlich zeichnet dafür eine leistungsfähige OPC-UA-Client/Server-Anbindung der Maschinen in Kombination mit der Software-Lösung von Proxia Software aus Ebersberg bei München.

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OLE („Object Linking and Embedding“) ist ein von Microsoft entwickelter Mechanismus zum Austausch von Informationsobjekten zwischen verschiedenen Programmen. OPC Classic („OLE for Process Control“) hat sich in den 1990er-Jahren am Markt etabliert und diente damals als führende Kommunikationsgrundlage für verschiedene industrielle Bussysteme und Protokolle. Jedoch unterlag diese erste Version des Standards einer Reihe von Einschränkungen, was zur Entwicklung von OPC-UA (UA: Unified Architecture) führte.

OPC-UA gilt als wegbereitender Standard für Industrie 4.0 und damit für die Smart Factory insofern als er die Möglichkeit bietet, detailliert Prozessdaten aus verschiedensten Typen von Maschinensteuerungen auszulesen, darzustellen und damit in Echtzeit zu analysieren. Kompatibilitäts- und anderweitige Schnittstellenprobleme gehören durch diese Technologie der Vergangenheit an. Auch die meisten Maschinen- und Steuerungshersteller setzen mittlerweile auf OPC-UA und etablieren diese Technologie mehr und mehr zum Standard.

Im Rahmen der MES-Systemevaluation hatte der Vergleich zu einer konventionellen Maschinenanbindung wie beispielsweise über eine SPS gezeigt, dass das moderne OPC-UA für die Ostlangenberg Fertigungstechnik der richtige Weg ist. Durch die steuerungsseitig unabhängige Technologie ist man vollkommen offen sowohl bei der Anbindung der unterschiedlichen Maschinen als auch bei der Einbindung in die IT-Umgebung. Die Kombination mit leistungsfähigem MES erlaubt nun, alle relevanten Maschinendaten der Bearbeitungszentren auszulesen und in Echtzeit visuell übersichtlich aufbereitet zu analysieren. Vermeidbaren Stillständen oder Verzögerungen anderer Art lässt sich so unmittelbar auf die Schliche kommen.

IT-Harmonisierung macht Digitalisierung einfacher

Ostlangenberg nutzt in seinem Maschinenpark überwiegend Steuerungen von Fanuc. Somit konnte man sich auf das Angebot von Fanuc in Hinsicht auf OPC-UA konzentrieren. Inzwischen wurden binnen kürzester Zeit rund 50 Maschinen lückenlos vernetzt. „Vor wenigen Jahren noch hätte ich dies nicht für möglich gehalten, alleine schon vom Aufwand her“, sagt der geschäftsführende Gesellschafter Claus Ostlangenberg fasziniert und fügt hinzu: „In diesem Jahr haben wir vier neue horizontale Bearbeitungszentren angeschafft. Deren Vernetzung wäre früher nur mit sehr hohen Kosten und hohem Zeitaufwand möglich gewesen. Doch das war im Handumdrehen erledigt, ohne dass ein Techniker bei uns vor Ort sein musste – unter ökonomischen wie ökologischen Aspekten eine tolle Sache.“

Die Anbindung der Maschinen wurde per Remote Control von Proxia durchgeführt. Das spart Kosten und zeigt wie zukunftsträchtig die Entscheidung war. Das MES wächst mit der Erweiterung des Maschinenparks durch schnelle und einfache Anbindung neuer Maschinen mit und ist aus Sicht des Geschäftsführers „heute bereits ein harmonisches IT-Konstrukt, das uns den Weg in die weitere Digitalisierung unseres Unternehmens ebnet.“

Zugriff auf alle Prozessdaten

Zeitstrahl mit Performance: Durch Proxia MES, das vollständige Transparenz in die Auftragsbearbeitung bringt, hat der Produktionsleiter genau im Blick, welche Aufträge in der Fertigung gerade bearbeitet werden und wie hoch die Auslastung ist. © Proxia

Was ein derart modern angebundenes MDE leisten kann, erläutert Tobias Hoffmeister, Produktionsleiter beim Lohnfertiger: „Proxia zeigt uns an, welche Werkzeugkontrollen an den Maschinen vorgenommen wurden. Wir können zum Beispiel genau sagen, wann ein Werker eine derartige Überprüfung durchgeführt hat. Denn beim Öffnen der Magazintür erscheint das Signal „Werkzeugkontrolle“. Zudem wissen wir genau, welches Werkzeug überprüft wurde, weil auch die Werkzeugdaten per OPC-UA an die Software übertragen werden.“ Ostlangenberg lässt sich auch darüber informieren, mit welcher Vorschubgeschwindigkeit eine Maschine fährt. Der Geschäftsführer meint dazu: „Wir wollten durch lückenloses MES-Monitoring einen umfassenden Überblick über unsere Produktion erhalten. Was eine Maschine tut, wird mit dem Zeitstrahl transparent und rückverfolgbar angezeigt, menschliche Fehlerquellen werden sicher ausgeschlossen.“ Die OPC-UA Vernetzung stellt die Erfassung aller technischen Ursachen sicher, warum eine Maschine gerade nicht im Span ist. Es sind wichtige Informationen, die den Meistern helfen, schnell auf Probleme zu reagieren.

Das Modul Monitor.web vernetzt Endgeräteunabhängig das MES mit seinen Anwendern. So kann Produktionsleiter Tobias Hoffmeister sofort erkennen, wenn es in der Produktion hakt. © Proxia

Über sein Smartphone kann Tobias Hoffmeister mit dem Proxia-Modul Monitor.web abrufen, welche Maschinen gerade arbeiten und welche still stehen. Mit Monitor.web lassen sich Produktionsdaten auf einem Notebook oder einem Mobile Device abrufen. Ein Web-Zugang genügt, und schon befindet sich Hoffmeister mit seinem Handy in der Smart Factory: „Wenn eine Störung aufgetreten ist, kann ich sofort erkennen, welche Fehlermeldungen dazu abgesetzt wurden und welche Maßnahmen gegebenenfalls ergriffen werden müssen.“ Möglich machen dies qualitative Aussagen über Störungen oder gewollte Unterbrechungen wie eine Werkzeugkontrolle, die über Monitor.web übermittelt werden.

Transparenz in Echtzeit

Claus Ostlangenberg – Geschäftsführender Gesellschafter, Ostlangenberg Fertigungstechnik: „Unsere Kunden verlangen ein Höchstmaß an Qualität bei kurzen Lieferzeiten zu guten Preisen. Mit lückenloser Transparenz unseres gesamten Shopfloors erfüllen wir diese Wünsche." © Proxia

Ostlangenberg nutzt als ERP-System Beosys von Beosys Software aus Bocholt, das über eine Standard-Schnittstelle mit den Proxia-Modulen MDE und BDE verbunden wurde. Nur drei Tage waren nötig, den Datenaustausch zwischen Beosys und Proxia zu definieren, einzurichten und mit den Tests zu beginnen. Die in die Produktion eingelasteten Aufträge sind damit den entsprechenden Maschinen zugeordnet und lassen sich nun bequem per Zeitstrahl-Software in Proxia überwachen. In kurzer Zeit hat die Einführung des MES einschließlich lückenloser Vernetzung zur vollständigen Transparenz geführt. „Wenn Sie als Lohnfertiger beim geforderten Preis-/ Leistungsverhältnis, bei Lieferfähigkeit und Audits mithalten wollen, brauchen Sie den vollständigen Überblick in Echtzeit, was nur mit einem modernen MES möglich ist“, sagt der Geschäftsführer Claus Ostlangenberg. Dies ist ein wichtiges Argument gerade dann, wenn der Maschinenpark so groß ist, wie es bei Ostlangenberg, mit über 50 Anlagen, der Fall ist. Die Maschinenverfügbarkeit liegt inzwischen teilweise bei 95 Prozent. Im nächsten Schritt geht es an die Fertigungsfeinplanung und die Installation von BDE-Terminals, was die Maschinenverfügbarkeit noch erhöhen dürfte.

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