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IoT-Datenmanagement-Plattform von Crate.io steigert Effizienz

IoT-Datenmanagement-Plattform
Notes-System von Crate.io steigert Effizienz in der Fertigung

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Bei allem Hype um das industrielle IoT ist die gängige Praxis in den meisten Fertigungsbetrieben weit von einer „autonomen Fabrik“ in der Cloud entfernt. Nach wie vor ist Produktion gekennzeichnet durch eine Reihe von Maschinen und Automaten in einer Prozesskette, die wie Inseln agieren. Die Einführung eines Notes-Systems auf Basis einer IoT-Datenmanagement-Plattform kann zu erheblichen Effizienzsteigerungen führen, wie das praktische Beispiel zeigt.

Christian Lutz, CEO, Crate.io, Berlin

Inhaltsverzeichnis

1. Die rote Ampel hat ausgedient
2. Mit Text-to-Speech zur Problembehebung
3. Kommunikationsmöglichkeit via Chat
4. Umfassendes Line-Steering notwendig
5. Konkret messbare Ergebnisse

Mit zunehmender Automation und Vernetzung verfügen die einzelnen Maschinen einer Fertigungslinie über eine mehr oder weniger große Anzahl von Sensoren sowie ein Interface, um alle mögliche Betriebsdaten auf einem eigenen Bildschirm zu überprüfen und die Funktionen zu steuern. Hinzu kommen Infrastruktur-Einrichtungen wie Förderbänder, Kompressoren, Kühlsysteme, Wasserkontroller, etc. In der Regel kommunizieren diese Systeme nicht miteinander. Seit Jahrzehnten werden Probleme daran erkannt, dass kleine Ampeln rot blinken, wenn die Funktion beeinträchtigt ist. Dieses System findet schon dann schnell seine Grenzen, wenn die Fertigung aus mehreren Linien mit einer Vielzahl von Maschinen besteht, die einander verdecken. Befindet sich ein Mitarbeiter gerade an der Produktionslinie 1, wird er die rote Ampel an der Linie 5 nicht wahrnehmen. Die Realität ist oftmals trivial. Der Mitarbeiter wird zunächst seine Tätigkeit an der Linie 1 beenden und dann mit dem Kontrollgang beginnen. Wird er auf das Problem an der Linie 5 aufmerksam, beginnt er am Bildschirm der Maschine mit der Fehleranalyse. Möglicherweise entdeckt er, dass das Problem beispielsweise am Durchmesser der zu produzierenden Flasche liegt. Dieses Problem kann aber gegebenenfalls nicht an der Linie 5 gelöst werden. Vielmehr muss er hierzu zur Maschine 4 auf Line 1 zurückkehren, um eine Adaptierung am Flaschenhals durchzuführen.

Die rote Ampel hat ausgedient

Es ist leicht zu erkennen, dass diese Vorgehensweise erst nach sehr langer Zeit (bis zu 15+min) zur Lösung des Problems an der richtigen Maschine führt. In der Zwischenzeit ist die Produktion einer bedeutenden Anzahl von Produkten fortgeschritten, die nun zu Ausschuss werden. Dieses System der weiten Wege ist hochgradig ineffizient. Insbesondere der Weg zur Lösung des Problems. Mit dem Einsatz einer Datenmanagement-Plattform, die auf die Anforderungen in der Fertigung abgestimmt ist, lässt sich dieses Dilemma beheben. Genau an diesem Punkt setzt etwa die Crate IoT Data Platform an. Sie ermöglicht es, durch Datensammlung, Anreicherung und Auswertung einen holistischen Blick auf die Produktion zu werfen und dem Mitarbeiter in Echtzeit (auch präventiv) die notwendigen Informationen bereitzustellen, wann ein Problem mit einer hohen Wahrscheinlichkeit aufgrund von Datentrends eintreten wird beziehungsweise bereits besteht. In diesem praktischen Beispiel wird der Produktionsmitarbeiter mit einem Smartphone inklusive einer „Notes App“ ausgestattet, die ihm Mitteilungen zusendet, wenn ein Problem erkannt wird. Diese Mitteilungen werden automatisch von einem Rules-System generiert, das alle verfügbaren Daten 24/7 aufgrund vorgefertigter Regeln und Checks überprüft.

Mit Text-to-Speech zur Problembehebung

Die Praxis in diesem Produktionsbetrieb hat sich dadurch grundlegend verändert. Der Mitarbeiter hört auf seinem Headset beispielsweise die Information: „Hohe Ausschussrate von 10 % wegen einer Flaschenhalsovalität“. Diese Meldung wird ihm durch eine Text-to-Speech-Funktionalität vorgelesen. Der Mitarbeiter muss den übermittelten Arbeitsauftrag durch einen Knopfdruck am Headset akzeptieren und kann sich unmittelbar zur entsprechenden Maschine begeben, um das Problem zu beheben. Dies erspart weite Wege und ermöglicht eine Effizienzsteigerung durch die schnellere Reaktionszeit. So weit, so simpel. Nur stellt sich die tatsächliche Praxis noch ein wenig komplexer dar. Oftmals entstehen in einer Produktion mehrere Probleme zur gleichen Zeit, allerdings mit unterschiedlicher Priorität. Das Notes System muss dem Rechnung tragen und den Mitarbeiter nicht nur in Echtzeit darüber informieren, welche Probleme es gibt beziehungsweise geben wird, sondern auch die notwendige Priorität definieren. Mit der reinen Benachrichtigung ist das Problem allerdings noch nicht gelöst. Vielmehr benötigt der – oftmals nicht speziell geschulte – Mitarbeiter eine detaillierte Anweisung hinsichtlich des weiteren Vorgehens. Diese kann ihm das Notes System in Form eines kurzen Auszuges aus einem hinterlegten Handbuch bereitstellen. Das erspart einen zentralen oder externen Support selbst bei nicht alltäglichen Ereignissen und reduziert die Onboardingzeit für neue Mitarbeiter erheblich.

Kommunikationsmöglichkeit via Chat

In diesem konkreten Beispiel verfügt die Notes App über eine Reihe von Funktionen: Eine Übersicht über alle aktuell anstehenden Probleme. Zu jedem Problem eine Detailübersicht und das dazugehörende Handbuch für die Problemlösung. Hinzu kommen verschiedene freigeschaltete Reports, eine Bibliothek aller Handbücher und eine Kommunikationsmöglichkeit via Chat. Darüber hinaus ist der Mitarbeiter in der Lage, auch eigene Nachrichten mittels der App zu erstellen und etwa ein Bild hinzuzufügen.

Erkennt der Schichtleiter beispielsweise den Austritt von Schmiermitteln an einer Maschine, so kann er das zuständige Personal darüber benachrichtigen und mit der Beseitigung beauftragen, ohne sich auf die Suche machen zu müssen.

Die Häufigkeit, der Status und die Abarbeitung der Notes kann durch verschiedene Reports überprüft werden. Diese Berichte ermöglichen es auf einen Blick zu erkennen, ob die Probleme behoben wurden oder über Zeit nicht gelöst werden konnten. Daneben liefert das System noch weiter Reports, die einen holistischen Überblick über die Produktion schaffen.

Ein Beispiel ist das Process Overview Dashboard. Hier werden die verschiedenen Linien mit den historischen Prozess- und Qualitätsdaten inklusive eines Ampelsystems für den aktuellen Livestatus gezeigt. Dies hilft, akute oder chronische Probleme zu erkennen und geeignete Aktionen daraus abzuleiten. Erst durch diesen holistischen Ansatz der IoT Data Platform wird es möglich, dem richtigen Mitarbeiter zum richtigen Zeitpunkt die richtige Information mitzuteilen, um nachhaltig die Effizienz zu steigern und die Produktion auf dem angestrebten Niveau zu halten.

Umfassendes Line-Steering notwendig

Dieser erste Schritt der Einführung eines Notes Systems stellt allerdings nur den Anfang eines umfassenden Line-Steerings zur Erhöhung des Automatisierungsgrades dar, bildet aber ein wesentliches Fundament. Im nächsten Step werden durch eine Rules-Engine, die sich in der Cloud befindet die jeweiligen Maschinen direkt gesteuert.

Damit kann zum Beispiel bei auftretenden Problemen das Tempo der Produktion automatisch reduziert werden, um Ausschuss zu reduzieren oder um Energie einzusparen, indem etwa Förderbänder auf denen keine Produkte laufen, abgeschaltet werden.

Es ist leicht einsichtig, dass das Entwicklungszentrum eines derartigen Systems nicht in einer entfernten IT-Abteilung liegen kann, sondern innerhalb der Produktionsstätte liegen muss, um bestmögliche und minimale Feedback-Loops zu garantieren und die Auswirkungen neuer Funktionalitäten auf bestmögliche Art objektiv zu testen.

Konkret messbare Ergebnisse

In dem geschilderten Beispiel wurden die positiven Auswirkungen der Einführung eines Notes-Systems bereits im ersten Jahr gemessen.

In den Pilotfabriken wurden Einsparungen in einem 6-stelligen Bereich nachgewiesen. Settings-Einstellungen konnten um 45 % reduziert werden, sodass ein ruhigerer und stabilerer Prozess gewährleistet werden konnte – und dies trotz einer gleichzeitigen Steigerung der Produktion und einer höheren Anzahl von Produktwechseln und Neueinstellungen der Maschinen. Der Fokus der Entwicklung der IoT Data Management Platform liegt auf der konkreten Verbesserung der Abläufe in der Produktion und nicht auf einem abgehobenen Management-Reporting. Die Mitarbeiter auf dem Production-Floor werden in die Lage versetzt, durch die richtige Information zur richtigen Zeit aktiv den Prozess zu verbessern. Tatsächlich legen die meisten verfügbaren Lösungen zur Effizienzsteigerung in der Fertigung ihr Augenmerk auf Management-Reports. In der Praxis ist es wenig hilfreich, wenn Meetings und Reviews zur Problemdiskussion im Produktionsumfeld einmal pro Tag stattfinden. Das hier beschrieben System bietet dagegen eine perfekte Grundlage für den nächsten Schritt des Line-Steerings. Hierfür kann das bereits bestehende Rules-System, mit dem Regeln einfach konfigurierbar sind, genutzt werden, um in Zukunft nicht nur Notes an die entsprechenden Mitarbeiterrollen zu senden, sondern auch Befehle direkt an die Maschinen. Die Einführung eines derartigen Notes-Systems verändert die Produktion schlagartig und nachhaltig. Sie wird dadurch erleichtert, dass es die Architektur ermöglicht, es Plug-and-Play in unterschiedlichsten Branchen mit diversen Use-Cases anzuwenden. jg

www.crate.io

Details zur Crate IoT Data Platform für die Diskrete Fertigung (engl.)
hier.pro/kyIZQ


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