Zentrale Anlagenüberwachung zur Verfügbarkeitserhöhung

Maschinenausfälle oder sogar ein Stillstand ist in der Fertigung nach wie vor ein Worst-Case-Szenario. Naheliegend also, dass Instandhaltung einer der elementaren Stellschrauben ist, um die Fertigung effizienter zu gestalten und Kosten zu senken. Ungeplante Anlagenstillstände sind nach wie vor einer der Hauptkostentreiber, da sie oft zu spät erkannt werden. Dazu kommt, dass fast immer Fehlerbeschreibungen fehlen, die das Problem dediziert aufzeigen. Dadurch muss zusätzlich Zeit und Kapazität aufgewendet werden, um die Problemursache zu suchen – denn bevor diese nicht bekannt ist, können weder die richtigen Maßnahmen bestimmt noch der richtige Ansprechpartner aus der Instandhaltung kontaktiert werden. Durch ein schnelleres Erkennen und Beheben von ungeplanten Anlagenstillständen lässt sich die Tagesproduktion im Schnitt um zehn Prozent steigern.

Doch nicht nur im Stillstandsfall bietet eine zentrale Anlagenüberwachung einen echten Mehrwert. Auch ohne Stillstände können Prozessabweichungen schneller erkannt werden, beispielsweise bei schleichenden Verschlechterungen durch längere Taktzeiten oder langsam steigende Energieverbräuche. Die Möglichkeit von Soll-Ist-Abgleichen relevanter Prozesswerte, wie Stückzahlen, Taktzeiten oder Energiewerten in Echtzeit geben direkt Aufschluss über ungewollte Abweichungen.

Wettbewerbsvorteil dank zentraler Anlagenüberwachung

Ungeplante Anlagenstillstände wird es immer geben. Doch eine Verringerung der Häufigkeit bzw. Abmildern der Auswirkungen spart bares Geld.
Ein Anlagenstillstand führt unweigerlich zu Produktionsrückständen und einer Verringerung der Stückzahl am Ende des Tages. Diesen kann oft nur mit Überstunden oder das Bereitstellen von Reservekapazitäten entgegengewirkt werden. Diese Kosten summieren sich oft zu einer schwindelerregenden Höhe. Ein Grund mehr, um die Anzahl an Anlagenstillständen so gering wie irgend möglich zu halten – und im Worst-Case-Fall zumindest effizient und kostensparend zu handeln.
Unternehmen, die folgende vier Parameter umsetzen, werden besser vorbereitet sein und damit einen wahren Wettbewerbsvorteil erschaffen:

1. Datenerfassung in Echtzeit

Die Verfügbarkeit von Daten schafft Transparenz und ist für viele Prozesse somit ein echter Mehrwert. Um auf Ad hoc-Szenarien reagieren zu können, liegt der Schlüssel zum Erfolg in der Echtzeiterfassung. Dadurch kann ein Ausfall nicht nur direkt kommuniziert, sondern auch die Ursache angezeigt werden. Dies erhöht die Handlungsfähigkeit sowie Reaktions- und Umsetzungsgeschwindigkeit signifikant.

2. Schneller Kommunikationsfluss

Im Falle eines ungeplanten Anlagenstillstandes sind verschiedene Personengruppen und Teilprozesse betroffen. Eine durchgängige und vor allem schnelle Kommunikation an alle Beteiligten ist unabdingbar, um den Schaden zu begrenzen und trotz des Ausfalls eine höchstmögliche Effizienz beizubehalten. Beispielsweise kann die Kommunikation über Benachrichtigungen auf die Smartwatches des relevanten Instandhaltungspersonals erfolgen. Somit entsteht quasi ein Informationsfluss in nahezu Echtzeit, unabhängig davon, wo sich der Mitarbeiter zum Zeitpunkt des Vorfalls gerade befindet.

3. Intelligente Analytik & verständliche Reportings

Aus Problemen zu lernen, ist der beste Ansatz zur Verbesserung. Mithilfe von intelligenten Analysemethoden und Reportings können Optimierungspotentiale identifiziert werden und wiederkehrende Probleme nachhaltig abgestellt werden. So kann in Zukunft noch besser agiert und reagiert werden – ganz im Sinne des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (KVP).

4. Zentraler Leitstand als anlagenübergreifender „Control Tower“

Eine zentrale Anlagenüberwachung ermöglicht den Weitblick durch gesamtheitliche Transparenz über den kompletten Produktionsprozess. Mit der horizontalen Datenintegration kann nicht nur eine bestimmte Anlage oder ein begrenzter Bereich betrachtet werden. Durch die Visualisierung und das Monitoring des gesamten, teilweise verketteten Prozesses ist eine Analyse von Prozesszusammenhängen sowie die Auswirkungen durch einzelnen Produktionsprobleme ersichtlich.

Höhere Produktionseffizienz durch intelligente Software

Das Modul für eine zentrale Anlagenverfügbarkeit in unserer MES-Softwarelösung Legato Sapient ermöglicht eine Maschinenanbindung zur Datenerfassung in Echtzeit – und das sowohl für homogene als auch heterogene Maschinenparks über verschiedene Kommunikationsvarianten hinweg. Unabhängig davon, von welchem Hersteller die Produktionsmaschinen sind, können über 2.000 Maschinen in einem einzigen System angebunden werden.

Basierend auf dieser Maschinenanbindung können u.a. Prozesswerte und Störmeldungen in Echtzeit erfasst und visualisiert werden. Das User-Frontend kann über einen Standard-Webbrowser aufgerufen werden und ist daher unabhängig davon, ob die Informationen im Leitstand, über Großanzeigen, auf mobilen Endgeräten oder am PC benötigt werden. Der Status des Werks, der Fertigungslinie oder einer Maschine kann somit immer und überall in Echtzeit abgefragt werden.

Die grafische Visualisierung ermöglicht eine leichtere Erkennung von Problemen, indem beispielsweise schematisch Produktionsbereiche oder einzelne Anlagen je nach Status Quo eingefärbt werden.

Im Falle eines Stillstands wird die Instandhaltung automatisch via eines Rufsystems oder einer Information auf der Smartwatch benachrichtigt und dank einer automatischen Eskalation wird sichergestellt, dass ein Mitarbeiter sich dem Problem annimmt.

Dank der Erfassung von Prozesswerten wie Stückzahlen, Taktzeiten oder auch Energiewerten in Kombination mit einer kontinuierlichen Überwachung mittels festgelegter Soll- und Grenzwerte, ermöglicht die Softwarelösung eine optimierte Produktionseffizienz über den Störungsfall hinaus. Ebenso wie im Falle eines Stillstandes informiert das System über Unregelmäßigkeiten und Abweichungen und bietet so nicht nur ein Monitoring, sondern die Basis für eine optimierte Entscheidungsfindung. Damit Sie aus Ihrer Produktion das Beste herausholen.

Die Vorteile der zentralen Anlagenüberwachung im Überblick

  • Höhere Transparenz im gesamten Fertigungsprozess
  • Reduzierung von Stillstandszeiten
  • Schnelleres Erkennen von Anlagenstillständen
  • Automatisches Benachrichtigungssystem im Stillstandsfall
  • Steigerung der Ausbringung durch Möglichkeit von Soll-Ist-Vergleichen

Click-Demo

Der IT-/OT-Connector ist das Herzstück der Echtzeit-Datenerfassung aus den Anlagensteuerungen (SPSn). Sowohl die Datenerfassung, als auch die Steuerung der Produktion geschieht über diese Komponente.

Sind die Daten über den IT-/OT-Connector erfasst, werden diese weiterverarbeitet bzw. in der Web-Visualisierung zur Anzeige gebracht.

Im Fall der Anlagenüberwachung geht es im Allgemeinen um zwei Anwendungsfälle: Zum einen das Erkennen und Abstellen von schleichenden Prozessverschlechterungen, wenn beispielsweise die Taktzeiten langsam schlechter werden und zum anderen das schnelle Erkennen und beheben von Anlagenstillständen.

Für das Erkennen von Anlagenstillständen kommen oft grafische Visualisierungen zum Einsatz, egal ob als Großanzeige in der Fertigung (ANDON), im Leitstand oder in einem Instandhaltungsbüro.

Grafische Visualisierung von Prozesslayouts für „fehlergeführte Drilldowns“

Hierbei kommen je nach Anwendungsfall verschiedene Ebenen/Detailtiefen zum Einsatz. Innerhalb eines Werks unterscheiden wir typischerweise zwischen vier Ebenen:

Ebene 1:

Das nachfolgende Bild zeigt als sogenannte Werksübersicht die oberste Ebene mit farblicher Darstellung der einzelnen Bereiche. Der Farbcode repräsentiert den Soll-Ist-Vergleich von Stückzahlen und liefert damit einen optimalen Überblick über die Performance innerhalbe der Produktionsbereiche. Dieses Layout wird typischerweise von Produktions- oder Werksleitern verwendet.

Im Sinne eines fehlergeführten Drilldowns gelangt man mit Click in einen der Bereiche in die nächstdarunterliegende Ebene.

Ebene 2:

Das nachfolgende Bild ist dann typischerweise die Darstellungsebene für einen Produktions- oder Instandhaltungsleiter eines Gewerks oder Segments. In diesem Fall wird das entsprechende Segment unterteilt nach Bereichen dargestellt, wobei die rechteckigen Kästchen jeweils die „abgebende“ Anlage eines Bereichs darstellen, und die runden Formen visualisieren jeweils die verschiedenen Puffer inkl. Füllstand und Grenzwerte. Diese Ansicht enthält bereits eine ganze Menge relevanter „Vitalwerte“ der einzelnen Bereiche, wie z.B. „welche Art von Störung liegt an“ oder Stückzahlerreichung (Soll-Ist-Vergleich).

Im Sinne eines fehlergeführten Drilldowns gelangt man mit Click in einen der Bereiche in eine weitere Subebene.

Ebene 3:

Das nachfolgende Bild ist dann typischerweise die Darstellungsebene für einen Linienführer oder Meister. In diesem Fall wird der entsprechende Fertigungsbereich unterteilt nach Anlagen dargestellt, wobei die rechteckigen Kästchen die Anlagen darstellen und die runden Formen wieder die Puffer visualisieren. Die Darstellung der Informationen ist durchgängig zur übergeordneten Ansicht.

Im Sinne eines fehlergeführten Drilldowns gelangt man dann mit Click auf eine der Anlagen in die Anlagenübersicht.

Ebene 4:

Das nachfolgende Bild ist dann typischerweise die Darstellungsebene für einen Anlagenführer. In diesem Fall wird die entsprechende Anlage mit ihren Robotern dargestellt. Neben der Darstellung der Roboter werden weitere relevante Status-Informationen von Schutztüren oder Lichtschranken visualisiert.

Im Sinne eines fehlergeführten Drilldowns gelangt man dann durch Click auf den „roten“ Roboter in die Ansicht der aktuellen Störungen.
Hier werden in einer tabellarischen Ansicht alle relevanten Details zu einer Störung dargestellt, wobei der Detailgrad userspezifisch einstellbar ist.

Visualisierung und Auswertung von Prozessabweichungen

Wenn noch kein Stillstand der Anlage vorliegt, besteht trotzdem die Gefahr, dass der Prozess langsam „aus dem Ruder“ läuft. Legato Sapient hilft dabei, Prozessabweichungen frühzeitig zu erkennen.

Mit Hilfe des nachfolgenden Dashboards können solche Prozessabweichungen frühzeitig erkannt werden. Im oberen rechten Abschnitt können Abweichungen auf Basis des Stückzahlverlaufs erkannt werden (Verläuft die aktuelle Ist-Stückzahl unterhalb der aktuellen Soll-Stückzahl).

Für detailliertere Analysen in Bezug auf die Stückzahlen wird zum Zeitpunkt der Abweichung in das Diagramm gezoomt und über einen Click kann die Sidebar mit weiteren Analysen geöffnet werden. Nachfolgend sind die zugehörigen Störungen zum ausgewählten Zeitraum (Zoom-Bereich im Diagramm) dargestellt:

Das User-Frontend enthält vielzählige Möglichkeiten von Interaktionen mit den präsentierten Daten und somit ist eine hohe Flexibilität für detaillierte Analysen gewährleistet.