Mobile Geräte haben den Umgang mit der IT revolutioniert. Sie sind günstig, immer dabei, ständig online und ihre Apps sorgen dafür, dass aktuelle Informationen auf einfache Weise stets verfügbar sind. Durch diese Eigenschaften eröffnen sie auch im industriellen Umfeld viele Möglichkeiten zur Optimierung von Abläufen.
Die Autoren: Dr. Klaus Wiltschi, Bereichsleiter Machinery, und Thomas Sorg, Abteilungsleiter Machinery HMI, In-tech industry
Bei der Integration von Smart Devices in bestehende Produktions-Umgebungen entstehen jedoch neue Herausforderungen. Die Vorgehensweise von In-Tech zeigt, wie auftretende Fragen sowohl in der Entwicklung als auch im Betrieb strukturiert und effizient gelöst werden. Nur eine individuelle Lösung führt letztendlich zu Effizienzsteigerung und Kostenreduktion in Produktionsanlagen.
Mitarbeiter in einer Produktion sind oft mit zeitaufwändigen Abläufen konfrontiert, für die sie nicht ausreichend effizient vom Produktionssystem unterstützt werden. So muss sich ein Maschinenbediener Informationen auf Papierlisten oder von stationären Bedienpanels beschaffen, um beispielsweise Auftragsvorbereitungen oder Wartungsarbeiten durchführen zu können. Fehler und zu erledigende Aufgaben werden durch Statuslampen an den Maschinen angezeigt. Der Maschinenbediener überblickt diese nur in einem begrenzten Bereich der Anlage und kann nur auf Fehler reagieren, die er erkennt. Auch die Priorisierung paralleler Aufgaben erfolgt auf Basis persönlicher Erfahrung. Beides führt häufig zu unnötigen Stillstandzeiten.
Effizienz durch mobile Bedienlösungen
Ein Schlüssel zur Steigerung der Effizienz liegt darin, dass sich nicht der Maschinenbediener die erforderlichen Informationen aus verschiedenen Quellen besorgen muss, sondern Apps die notwendigen, kontextspezifischen Informationen zum richtigen Zeitpunkt liefern. Dadurch weiß er jederzeit, welche Aufgabe als nächste zu erledigen ist, um die Produktion in Betrieb zu halten. Während auf dem Smartphone zusätzlich detaillierte Beschreibungen und Handlungsanweisungen angezeigt werden können, bietet die Smart Watch den großen Vorteil, dass der Maschinenbediener beide Hände für seine Aufgaben frei hat und durch Vibrationsalarm trotzdem unmittelbar benachrichtigt wird. Die IndustryApp von In-Tech ist für beide Gerätetypen optimiert.
Personalisierung und Aufgaben-management
Bei Schichtbeginn erhält der Maschinenbediener sein präferiertes Endgerät, an dem er sich über ein Login oder mithilfe des Fingerabdrucks identifiziert. Dadurch kann die persönliche Konfiguration, wie Zuständigkeitsbereich und anstehende Aufgaben geladen werden. Außerdem lassen sich beispielsweise Sprache und Signalisierungsart der Alarme als Präferenz speichern. Die Aufgabe der App besteht darin, Alarme über Stillstände und Fehlersituationen, oder Meldungen zur Sicherstellung des Betriebs, wie Nachfüllen von Material und Wartungsaufgaben an den Bediener zu senden. Den zuständigen Mitarbeitern werden die Aufgaben in einer priorisierten Liste angezeigt, die die optimale Abarbeitungsreihenfolge vorgibt. Die Priorisierung erfolgt anhand der verfügbaren Zeit zur Erledigung – höchste Priorität haben Alarme.
Flexible Architektur
Die Lösung nutzt Daten in Produktionsanlagen, die entweder über spezifische Schnittstellen von Maschinen oder von einem MES-System zur Verfügung gestellt werden. Eine zentrale Serverapplikation übernimmt die Datenaufbereitung und stellt die aggregierten Informationen in erforderlicher Form als JSON-Files über ein REST-Interface und Web Sockets allen mobilen Geräten zur Verfügung. Diese Serversoftware kann sowohl auf lokaler Serverhardware in der Produktionsanlage als auch auf Cloud-Servern betrieben werden. Beim Betrieb auf lokalen Servern verlassen keine Daten die Produktion und die Datensicherheit kann bereits durch die IT-Security in der Produktionsanlage sichergestellt werden. Ein Betrieb des Servers in der Cloud bringt jedoch ebenfalls zahlreiche Vorteile. Die Serverleistung ist beliebig skalierbar, es muss keine eigene Serverinfrastruktur betrieben und gewartet werden, der Zugriff z.B. für Monitoring kann von überall erfolgen und verfügbare Dienste der Cloud-Plattform können zur Datenauswertung genutzt werden. Die Apps selbst sind plattformunabhängig als Cross Compiled Apps realisiert. Gegenüber Native Apps reduzieren sich damit die Mehrkosten in der Entwicklung für den Einsatz weiterer mobiler Plattform deutlich.
Fragen zur Security müssen bereits in der Designphase berücksichtigt und während der Entwicklungsphase gelöst werden. Zur Anwendung kommen praxiserprobte State-of-the-Art-Technologien.
Der strukturierte Weg zur Lösung
Bei der Entwicklung einer Lösung sind viele Aspekte zu berücksichtigen und Fragen zu beantworten – die Entwicklung der App selbst ist nur ein Teil der Lösung. Dazu gehören neben Fragen zu Anwendungsfällen, Architektur und Technologie auch Themen wie das Bedienkonzept. Industrielle Projekte starten typischerweise nicht auf der grünen Wiese, deshalb muss immer die Ausgangssituation berücksichtigt werden, die dann evolutionär weiterentwickelt werden kann. Jeder dieser Entwicklungsschritte sollte dabei einen konkreten Zusatznutzen bringen. Der ‚Fahrplan zur Digitalisierung‘ ist ein bewährtes Modell. Es ermöglicht den zielgerichteten Weg zur Lösung in drei Phasen. In der ersten Phase werden neben der Ausgangssituation auch die wesentlichen Zielsetzungen definiert und damit die Inhalte der Konzeptphase abgesteckt. In dieser Phase werden die Lösung definiert und Technologien, Architektur und Bedienkonzept festgelegt und prototypisch abgesichert. Dadurch ist die Basis für die Umsetzung vorhanden, die in der nachfolgenden Realisierungsphase iterativ in Produktqualität erfolgt. Smartphone und Smartwatch verbessern die Integration des Bedieners in den Gesamtprozess und optimieren dadurch den Betrieb von Produktionsanlagen. Fragen zur Funktionalität, Interaktion, Architektur, Sicherheit und Technologie, die sich bei der Entwicklung von Anwendungen für den industriellen Einsatz stellen, werden durch den Fahrplan zur Digitalisierung beantwortet. ge
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