In der Smart Factory von Industrie 4.0 dreht sich alles um diese Daten

Überwältigt vom digitalen Versprechen der Industrie 4.0? Sei es nicht. Bei der intelligenten Fabrik geht es darum, genaue und präzise Informationen zu erhalten, die den Herstellern helfen sollen, mehr Teile zu produzieren und größere Probleme bei Werkzeugen und Bearbeitungen zu beseitigen.

Die Smart Factory:Sie war allgegenwärtig auf der International Manufacturing Technology Show 2018. Von der Steuerung einer CNC-Maschine per Sprachbefehl bis hin zu großen Werkzeugherstellern, die in Software und digitale Bearbeitung expandieren, brechen neue Wege auf. Internetfähige Technologie ist ein wichtiger Teil der Zukunft für die Branche.

Wieso den? Weil es jetzt möglich ist, genauere Informationen über Operationen zu extrahieren als je zuvor.

Sensoren sind nicht neu. Auch die Radiofrequenz-Identifikation ist nicht neu. Aber betriebliche Informationen mit viel mehr Kontext, die einfach verteilt und verwendet werden können, sind neu, sagen industrielle Fertigungsquellen.

„Heute ist der ‚Internet-Moment‘ für die Fertigung“, sagt Graham Immerman, Marketingleiter bei MachineMetrics, in einem Interview mit Better MRO. „Während viele Branchen ihren ‚Internet-Moment‘ vor 10 oder mehr Jahren hatten, hat die Fertigung gerade jetzt ihre Zeit.“

„Daten sind das Lebenselixier der Fabrik der Zukunft“, schreibt Tom Leeson, Fertigungsexperte, im Open Text-Post „Six Trends Challenging the Factory of the Future.“

Leeson stellt Daten in diesen Technologiekontext:„Durch angewandte KI und fortschrittliche Analysen werden Daten alle Prozesse vorantreiben, Betriebsfehler erkennen, Benutzerfeedback liefern und das Volumen und die Qualität der Produktionsleistung verbessern.“

Trotz des techniklastigen Jargons über das Internet 4.0 glauben auch die Hersteller an dessen Versprechen. Im Jahr 2017 gaben 76 Prozent der Hersteller an, dass sie Smart-Factory-Initiativen „laufend oder in Vorbereitung“ haben, wobei über 55 Prozent von ihnen laut einer Studie von Capgemini 100 Millionen US-Dollar investierten. Leider waren nur 14 Prozent mit ihren Bemühungen zufrieden.

Das Reiben? Die Übernahme erfordert Mühe – was Investitionen und Zeit bedeutet.

Genaue und vollständige Daten sind der Motor der Smart Factory

„Eine Fertigungshalle mit potenziell Tausenden von vernetzten Geräten hat jetzt aus Datensicht einen erheblichen Wert“, sagt Raj Batra, Präsident der Digital Factory Division von Siemens in den USA, in einem Artikel von IOT Evolution World. „Die Frage ist, obwohl Sie diese Daten jetzt sammeln können, wie analysieren Sie sie und machen sie aussagekräftig und wertvoll für Ihre Geschäftsziele?“

Es ist eine berechtigte Frage. Es gibt so viel, was analysiert werden kann – daher ist es nicht unbedingt einfach, alle Daten zu einem zusammenhängenden Narrativ für die Entscheidungsfindung zu machen. Es erfordert etwas mehr Systeme und Fähigkeiten aus der Welt der Informationstechnologie – und neue Denkweisen darüber, wie alles in einer traditionellen Welt der Betriebstechnologie zusammenarbeitet.

Was ändert sich nicht? Der Druck, mehr Teile in kürzerer Zeit zu liefern.

Benötigen Sie Hilfe bei der Steigerung der Teilefertigungsleistung? Lesen Sie „ 5 Wege zur Verlängerung der Werkzeuglebensdauer und Steigerung der Produktivität .“

Genauere Bearbeitungs- und Werkzeuginformationen könnten dabei helfen, aber ohne Datengenauigkeit könnte dies eine Herausforderung darstellen. Heutzutage erfassen viele Hersteller relevante Maschinendaten auf Whiteboards und Zetteln, sagt Immerman. Aber sobald Sie damit beginnen, diese Informationen zu vernetzen und transparent zu machen, können die Daten in vielerlei Hinsicht nützlich sein – und für mehr Teams als nur die in der Nähe des Whiteboards.

„Ich kann Ihnen einen Einblick in unsere Daten (MachineMetrics) geben:Die meisten Hersteller denken, dass sie mit etwa 60 bis 80 Prozent Auslastung und Auslastung ihrer Anlagen arbeiten. Diese Zahlen sind völlig ungenau“, sagt Immerman. „Die durchschnittliche Maschinenauslastung in der Branche liegt bei 27 Prozent. Es gibt eine große Diskrepanz zwischen dem, was tatsächlich in der Werkstatt passiert, und dem, was die Hersteller glauben, was in ihrem Geschäft passiert.“

Daten liegen in dieser Trennung, sagt Immerman.

Es gibt einfach einen Mangel an Transparenz in der Fertigung, eine fehlende Datenintegration zwischen der Fertigung und anderen Teilen ihres Geschäftssystems, sei es das ERP-System (Enterprise Resource Planning), Qualität oder Montage, Bearbeitung oder Werkzeugbau.

„Die Wahrheit liegt in den Daten, und die meisten Menschen haben nicht die Daten, um die Wahrheit zu sagen. Das ist also der Stand der Branche“, sagt Immerman.

Die Smart-Factory-Daten-Herausforderung:Das Volumen diskreter Fertigungssysteme

Die Daten von Capgemini stechen wirklich hervor:Nur 14 Prozent der Unternehmen sind mit den Ergebnissen der Smart Factory zufrieden?

Hier ist der Grund:Die vollständige Transparenz über das gesamte betriebliche Ökosystem ist schwierig – und für viele Hersteller fühlt es sich überwältigend an.

„Unternehmen reagieren und sagen Dinge wie:‚Also, was Sie mir sagen, ist, dass ich diese ganze digitale Fabrik bauen muss? Und ich muss acht verschiedene Arten von Software implementieren? Und wie zum Teufel soll ich das machen?‘“, sagt Immerman.

Ob Daten aus ERP (Enterprise Resource Planning), Qualitätssystemen, Koordinatenmessgeräten (CMMS), Inspektionsdaten, Montagesystemen, CNC-Bearbeitungszellen, Werkzeugen und mehreren anderen Fertigungsprozessen stammen – es gibt viel zu wissen und sichtbar zu machen, erklärt Immermann.

„Eine der drängenderen Herausforderungen sind die riesigen Datenmengen, die eine Smart Factory mit sich bringt“, sagt das Digital-Security-Unternehmen Trend Micro im Blogbeitrag „A Look Into Smart Factories:A Model of IIoT Innovation“. „Aufgrund dieser [riesigen Datenmenge] muss das Unternehmen über Protokolle und Systeme für die ordnungsgemäße Nutzung und Handhabung einer so großen Datenmenge verfügen, bevor eine intelligente Fabrik eingerichtet wird.“

Ein Ausgangspunkt:Isolieren Sie die Maschinendaten auf der SPS und arbeiten Sie damit

Es ist vielleicht nicht im Interesse aller, Industrie 4.0 auf einmal in Angriff zu nehmen. Eine intelligente Fabrik kann zum Leben erweckt werden, indem man klein mit Maschinen zur Herstellung von Teilen in der Fertigung anfängt.

Im Fall von MachineMetrics extrahiert es Daten direkt aus der SPS von Maschinen und sendet Informationen über ein kleines drahtloses „Edge“-Gerät. Die Informationen werden verschlüsselt und über eine sichere Cloud verteilt, damit sie von Kunden eingesehen werden können. Im Kern ist MachineMetrics eine Analyseplattform, die Produktionsdaten, Systemzustand für Wartungsteams und Remote-Services für Originalgerätehersteller und Gerätehändler bietet.

„Wir erhalten also die Stückzahl und bis zu 200 Datenpunkte von der SPS … Wir erhalten auch Daten über die Werkzeugmaschine, z. B. welches Werkzeug verwendet wird“, sagt Immerman. „Wir erhalten Lastinformationen, den Druck auf der Spindel … Wir erhalten die Alarme direkt von der Maschine.“

Dies sind Leistungs- und Verfügbarkeitsdaten. Im Wesentlichen:das Wie, das Was und das Warum. Mit all diesen Daten können Unternehmen dann beginnen, sich selbst zu helfen, Ausfallzeiten zu vermeiden und Fragen zu beantworten, wie zum Beispiel:

• Stehen unsere Maschinen aus, weil wir Werkzeuge wechseln?
• Sind Maschinen ausgefallen, weil die Einrichtung zu lange dauert?
• Haben wir falsch eingeschätzt, wie lange der Job dauern würde?

„Sie haben schon von OEE (Overall Equipment Effectiveness) gehört?“ fragt Immermann. „Bei der Zusammenarbeit mit unseren Kunden stellen wir häufig fest, dass der Hauptgrund für die Unterauslastung von Maschinen darin besteht, dass ihre Leistungserwartungen völlig ungenau sind … Welche Zykluszeiten werden für jedes produzierte Teil erwartet? Wie lange sollten Setups sein? Wie viele Teile können wir unserer Meinung nach in einer bestimmten Schicht produzieren?“

Leistungserwartungen werden von einem ERP-System gesteuert, sagt Immerman, und wenn es ungenau ist, „lässt es anderen Unternehmen viel auf dem Tisch, um Ihr Geschäft zu übernehmen.“

Letztendlich geht es bei der intelligenten Fabrik darum, Herstellern dabei zu helfen, sich zu verbessern, Zeit zu sparen und bessere Entscheidungen mit den besten Informationen zu treffen, die geteilt werden können.

MachineMetrics sagt, dass alle Hersteller nur 27 Prozent ihrer Maschinenkapazität nutzen. Glaubst du das? Reagieren Sie im Forum. [Registrierung erforderlich]