...wenn Innovation auf Forschung trifft

FORSCHUNG

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DigiPro4BaSys

Der Trend hin zu immer kleineren Losgrößen, die flexibel gefertigt werden müssen, steht der Notwendigkeit zur wirtschaftlichen Nutzung von Maschinen entgehen. Besonders kleine und mittlere Unternehmen stehen vor der Herausforderung ihre Prozesse digitalisieren zu müssen, um damit an die erforderlichen Informationen über Kosten und Produktqualität zu kommen, was die Grundlage effizienter Betreibung von Prozessen mit kleinen Stückzahlen bildet. Durch die Digitalisierung von Fertigungsprozessen werden ganzheitliche Live-Abbilder der Prozesse verfügbar, mit deren Hilfe auftretende Probleme schneller erkannt und beseitigt werden können. Dies erfordert die Integration von bestehenden Geräten mit standardisierten Industrie 4.0 Schnittstellen. Derzeit existieren vielfältige Technologien, wie OPC-UA, die diese Integration ermöglichen. Jedoch fehlt eine umfassende Technologie, die Eigenschaften, Prozessdaten und Geräteschnittstellen von Anlageteilen verschiedener Hersteller einheitlich beschreibt und die Interoperabilität zwischen Anlagen garantiert. Die BaSys 4.0 Middleware ermöglicht eine Ende-zu-Ende Kommunikation zwischen Einheiten aus verschiedenen Ebenen der Automatisierungspyramide. Damit entsteht eine Infrastruktur für weitere fortgeschrittene datenbezogene Steuerungsfunktionen und Big-Data-Applikationen, wie Prozessoptimierung und Predictive Maintenance, welche die Produktionsleistung unmittelbar verbessern und Betriebskosten vermindern. Dazu werden zwei Use Cases bei zwei verschiedenen Industriepartnern umgesetzt.

PROJEKTPARTNER:

USE CASE 1

Die WICO Textilbeschichtung und -kaschierung GmbH nutzt eigene Klebstoffformulierungen, die für spezielle Kundenanwendungen maßgeschneidert werden. WICO bedient damit einen breiten Kundenkreis mit teils sehr unterschiedlichen Ansprüchen. Dies führt zu einer großen Anzahl verschiedener Produkt- und Maschinenkonfigurationen, was in einer sehr hohen Komplexität in der Fertigung resultiert. Um die Fertigungsqualität auch in Zukunft stabil zu halten sind die Mitarbeiter auf zusätzliche Informationen über die Maschineneinstellungen angewiesen. Relevante Prozessparameter sind teilweise nicht digital dargestellt, wodurch eine konsistente, holistische Datenerfassung nicht möglich ist. Eine zentrale, ganzheitliche Visualisierung der Parameter ist dadurch ebenso nicht möglich, was durch manuelle Sichtprüfungen und Erfahrungswissen von Mitarbeitern ausgeglichen wird. Für eine durchgängige Digitalisierung der Produktion ist die Nachrüstung prozessrelevanter Sensorik, die Verknüpfung von Prozessdaten, sowie die zentrale Visualisierung dieser Parameter für die Mitarbeiter in der Produktion notwendig. Zur Verbesserung der Produktqualität und Effizienzsteigerung in der Produktion sollen relevante Prozessinformationen erfasst und auf einem Dashboard an der Anlage visualisiert werden.

USE CASE 2

Analog zu WICO möchte auch die Lohmann Druck GmbH die Transparenz ihrer Prozesse erhöhen. Da sich das Unternehmen auf kleine Losgrößen ab 10.000 Nassleimetiketten und kurzfristige Bedarfe spezialisiert hat, ist nahezu jede Bogenmontage einzigartig. Durch die hohe Variantenvielfalt sind die Produktionsschritte höchst individuell auf die Belegung der Etikettenbögen abgestimmt. Lohmann produziert mit Maschinen ohne jegliche Steuerung, mit Maschinen mit älteren Steuerungen, die jedoch noch keine Schnittstelle nach außen besitzen und mit modernen Maschinen, die mit herstellerabhängiger Software ausgestattet sind und proprietär kommunizieren. Derzeit werden bei Lohmann anfallende Produktionsdaten ebenfalls nicht durchgängig erfasst und miteinander verknüpft. Dadurch ist es schwierig konkrete Aussagen über Ausschuss, Engpässe in der Produktion oder den Produktionsfortschritt treffen zu können. Da das Unternehmen für seine Kunden neben kleinen Losgrößen eine besonders schnelle und kurzfristige Auftragsabwicklung anbietet, erfolgen häufig Änderungen des Produktionsprogramms. Der dadurch generierte Ausschuss und die damit zusammenhängenden Kosten sind nicht immer bekannt, eine Optimierung des Wertstroms ist daher schwierig. Durch Anbindung neuer Sensorik und die Anbindung von wertstromrelevanten Prozessparametern wie Rüstzeiten, Laufzeit pro Auftrag und Nutzungsdauer würde Lohmann einen zeitaktuellen Überblick der Produktion erhalten. Eine Übersicht mit werkerrelevanten Informationen soll an den entsprechenden Anlagen durch ein passendes Dashboard angezeigt werden. Ein weitere Sicht gibt einen Überblick über alle Anlagen und deren Belegung. Diese wird für eine zweite Rolle verfügbar gemacht und in einem entsprechend arrangierten Dashboard visualisiert. 

ZIEL

Die Anbindung der Maschinen an die BaSys 4.0 Middleware wird mit dem IOT-Gateway ARENDAR der AREND Prozessautomation GmbH realisiert. Zentrale Ergebnisse des Projekts sind die Erstellung von Anbindungsmustern von IoT-Gateways sowie die Definition von Verwaltungsschalen mit ihren Teilmodellen zur Darstellung der Prozessabbilder und deren Anbindung an ein Dashboard.

Arend Prozessautomation GmbH
Am Kleinen Rotenberg 21
54516 Wittlich

Telefon: +49 (0) 6571 95579-0
Telefax: +49 (0) 6571 95579-28
E-Mail: info@arend-automation.de

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