Case Study

Ganze Maschinenlinie steuern

Digitale Leitsysteme und Line Controller

Sie stellen eine einzelne Maschine her, die beim Kunden in einen Maschinenlinie integriert werden soll. Oder Sie liefern Ihre Maschine in einem Verbund mit mehreren Maschinen zum Kunden aus. Die gesamte Anlage soll als eine Maschinenlinie funktionieren und zentral bedient werden können.

Die Abläufe der einzelnen Komponenten müssen aufeinander abgestimmt werden. Daten müssen von den Einzelsystemen zusammengefasst, aufbereitet und ausgewertet werden. Auch müssen die Produktionsdaten von einem Kundensystem gelesen werden und dann beim Produktionsstart bzw. Fertigstellung mit Anmeldedaten und Rückmeldedaten belegt werden.

Die Optimierung der Abläufe in einer Produktionslinie hilft Unternehmen die Ressourcen in der Produktion nach der Wirtschaftlichkeit auszurichten. Dabei spielt der Einsatz der passenden Software eine wichtige Rolle.

Der Schnittstellenaufbau und die Technologie werden in aller Regel vom Kunden vorgegeben. Nebenbei müssen vielleicht auch noch Vision Systeme eingebunden werden, mit denen Werkstücke oder deren IDs, z.B. mit Data Matrix Codes identifiziert werden. Oder falls es keine Vision Systeme sind, könnten es Barcodereader oder RFID Reader sein. Außerdem soll noch der Status aller angeschlossenen Maschinen dargestellt werden. Im Fehlerfall einer Maschine soll möglichst ein Error Code und ein Text zum aufgetretenen Error angezeigt werden. Der Prozessablauf der Maschine und der Zustand der bearbeiteten Werkstücke sollen möglichst in einer visuellen Darstellung der realen Abläufe für den Operator transparent gemacht werden - Digitaler Zwilling. Was auch noch optimal wäre, ist eine Funktion um alle notwendigen Logfiles, auch jene der Maschinen von Drittherstellern, zusammenzupacken und ready to upload bereitzustellen.

Wenn Sie sich in diesem Szenario wiederfinden oder schon einmal vor dem Problem gestanden sind, eine vollintegrierte Lösung an Ihren Kunden liefern zu können, dann könnte ein digitales Leitsystem oder anderes bezeichnet ein Line Controller das richtige Konzept für Sie sein.

Flexibel und erweiterbar

Die Integration der gesamten Maschine in eine Line Controller Plattform schafft aus dem gezeichneten Szenario eine flexible und erweiterbare Gesamtlösung. Die komplette Anlage kann vom Operator über einen Bildschirm mit wenigen Clicks bedient und gesteuert werden.

Noch einfacher und intuitiver wird es mit einer Touchbedienung. Der Operator kann die gesamte Linie komfortabel an einem Touchscreen steuern. Verkürzte Schulung und eine schnelle und präzise Analyse im Fehlerfall sind als Vorteile zu nennen.

Für den Hersteller der Anlage stellt dieses Konzept einen zentralen Anknüpfungspunkt dar, mit dem eine Reihe von Problemen gelöst werden können:

• Vereinfachte horizontale Vernetzung: diese erfolgt zwischen den Maschinen über eine simple digitale oder analoge Schnittstelle, es werden dabei nur mehr wichtige Parameter wie Freigabesignale und Geschwindigkeiten übergeben, alle anderen Parameter werden zentral vom Leitsystem bereitgestellt.
• Flexible vertikale Vernetzung zu Kundensystemen: mit einem digitalen Leitsystem können verschiedene Kundenanforderungen in einer Lösung abgedeckt werden. Soll die Anbindung an ein ERP oder MES erfolgen, soll im Prozessablauf ein Anmeldevorgang gemeldet werden oder nur eine Rückmeldung bei Fertigstellung, sollen Fertigungsdaten gesamt vor Produktionsstart oder nach Bedarf der entsprechenden Werkstücke bereitgestellt werden, sollen RFID Reader oder Barcode Reader verwendet werden, usw. Diese Ausführungen lassen sich in die gleiche Plattform je nach Kunde über Einstellungen integrieren.
• Vielzahl an vertikalen Schnittstellentechnologien möglich: je nach Branche oder Industriezweig wird in der Regel bestimmten Technologien der Vorzug gegeben. In der Line Controller Plattform können mehrere Technologien implementiert sein. Die Aktivierung der passenden Schnittstelle erfolgt abhängig vom Projekt, z.B.
  • OPC UA
  • SECS/GEM
  • MQTT
  • CSV Files
  • Datenbankanbindung
• Digitaler Zwilling und Traceability: der Zustand jedes einzelnen Werkstückes kann transparent für den Operator dargestellt werden. Für jedes Werkstück in der Maschine wird am Screen ein digitaler Zwilling angezeigt. Der digitale Zwilling kennt alle Zustände des echten Werkstückes und bildet es in der Software ab. Mit den Zustandsänderungen kann lückenlos eine Traceability sichergestellt werden, und so der gesamte Prozessablauf für z.B. Qualitätszwecke nachvollziehbar gemacht werden.
• Einfache Anbindung von Vision- und Scannersystemen: diese Systeme können oft von einer maschinennahen Steuerung nur mit mehr Aufwand angesteuert werden, da es vl. keine passende Library oder Treiber gibt, oder aber die Kombination von Echtzeitvorgängen und einem Scanner nicht optimal zusammenpassen. Auf dem Leitrechner können solche Systeme in der Regel einfach und zeitnah integriert werden, da diese Plattform auf einer Windowsumgebung läuft und dafür meist die passenden Bibliotheken verfügbar sind.

Mehrwert für Hersteller und Kunden

Nicht nur die zentrale und einfache Bedienung der Anlage, sondern eine Reihe von weiteren vorteilhaften Features erhalten Sie mit einer Line Controller Plattform. Das Ergebnis ist ein einheitliches User Interface für unterschiedliche Maschinentypen oder Maschinenkombinationen. Die Bedienung für Ihre Kunden ist auf allen Ihren Maschinen immer gleich, damit fallen langwierige Schulungen weg. Auch freut es die Kunden-IT, da die möglichen Schnittstellen sehr flexibel gestaltbar sind. Ganz nebenbei lässt sich ein digitales Leitsystem sehr einfach mit einem Online Maschinen-Management inkl. Predictive Maintenance verbinden.