GUARDUS Solutions AG

Als Produktionsmaschinen das Twittern lernten ...

Der neue offene Kommunikationsstandard MTConnect bringt Schwung in die Diskussion rund um Maschinenkommunikations-Standards für Industrie 4.0-Konzepte

In den Industriebetrieben der Zukunft bleibt nichts mehr wie es war. Künftig soll das intelligente Werkstück ohne fremde Hilfe den optimalen Weg durch die Fertigung finden. Damit diese autonomen Technosphären entstehen können, müssen Mensch, Produkt, Maschine und Werkzeug in einem engen Kommunikationsverbund entlang des Produktionsablaufs agieren. Eine zentrale Rolle übernehmen dabei die Software-Systeme – allen voran Manufacturing Execution Systeme wie GUARDUS MES der Ulmer GUARDUS Solutions AG. Sie sind der Klebstoff zwischen Automatisierungs- und ERP-Ebene und zeichnen für die softwarebasierte Interaktion aller Akteure verantwortlich. Um diese Aufgabe jedoch erfüllen zu können, bedarf es einer Maschinenkommunikation ohne jegliche Sprachbarrieren – und genau hier liegt die Industrie 4.0-Vision im Argen. Bislang existieren keine etablierten Standards, die einen medienbruchfreien Datenfluss von und zwischen Produktionsanlagen unterschiedlichster Hersteller sicherstellen. Nun zeichnet sich eventuell ein Silberstreif am Horizont ab. Der jüngst vorgestellte offene Kommunikationsstandard "MTConnect" der US-amerikanischen Gesellschaft für Produktionstechnologie (AMT – The Association For Manufacturing Technology) könnte ein Baustein für die lang ersehnte und vor allem marktgerechte Lösung darstellen. "Es ist aktuell zu beobachten, dass sich internationale Produktionsanlagenhersteller der neuen Schnittstellentechnologie annehmen, um die Kommunikationsfähigkeit ihrer Anlagen auszubauen. Je nach dem, welche Dynamik diese Entwicklung annimmt, könnte sich endlich ein Standard durchsetzen, der, entgegen vieler anderer Ansätze, effizient und einfach zu implementieren ist. Und dies wäre auch im Zuge der internationalen MES-Standardisierung und -Marktdurchdringung ein echter Schritt in die Industrie 4.0-Zukunft", so Andreas Kirsch, Leiter des DIN Arbeitskreises MES und Convenor der ISO Arbeitsgruppe WG9 für Manufacturing Operations Management (MOM) sowie Vorstand GUARDUS Solutions AG.

MTConnect ist ein offener, lizenzfreier Kommunikationsstandard, der durch ein starkes Argument überzeugt: Einfachheit. Entgegen der am Markt verfügbaren request-orientierten, proprietären Schnittstellen zur Maschinenkommunikation arbeitet MTConnect unidirektional. Einmal implementiert und eingeschaltet, "zwitschert" die Maschine ihre Prozessparameter ohne Unterbrechung über ein HTTP-Protokoll an ihre "Follower". Letztere sind beispielsweise Manufacturing Execution Systeme, die über eingesetzte Agenten die für sie relevanten Information herausfiltern und in einer integrierten MES-Datenbank speichern. Dazu gehören Parameter wie Mengen, Zeiten, Zustände oder auch Prozessdaten zu Temperatur, Leistungsaufnahme oder Laufgeschwindigkeit. "Diese Informationen lassen sich zur Online-Überwachung der Prozessstabilität ebenso heranziehen wie zur Speicherung und anschließenden Analyse von Verlaufskurven", so Kirsch. Sprechendes Beispiel ist die Total Preventive Maintenance im Rahmen der Wartungsplanung durch ein MES. Im Zuge dessen überwachen die MES-Agenten die Prozessparameter der Maschinen hinsichtlich der Beanspruchung bestimmter kritischer Maschinenteile. "Egal, ob Industrie 4.0-Idee oder singuläre automatisierte Produktionsstraße – wenn eine Maschine wegen schlecht getakteter Wartungsintervalle ausfällt, ist der Schaden enorm. Stehen jedoch Online-Daten über die Maschinenbeanspruchungen – etwa die Angabe der Betriebsstunden oder der Belastungswerte – zur Verfügung, lassen sich die Zyklen dynamisieren", erläutert Kirsch weiter. 

Das große Bild
Würde sich ein Maschinenkommunikations-Standard aufgrund seiner Effizienz und Einfachheit in der Breite durchsetzen, wären MES noch besser in der Lage, sämtliche Datenbeziehungen zwischen Mensch, Produkt, Maschine, Werkzeug und Prozess in einer integrierten Datenbank zur Verfügung zu stellen. Der Vorteil: detaillierte Echtzeit-Auswertungen zur Qualität und Produktivität im Produktionsprozess. "Ein medienbruchfreier Datenfluss zwischen Anlage und IT eröffnet ein breites Spektrum an Kennzahlen, die nicht nur Aufschluss über Bearbeitungszeiten, Nutzungsgrade, Ausschussquoten oder Qualitätskosten geben, sondern auch den Ressourcen- und Energieeinsatz, die Prozessstabilität und Maschinenbeanspruchung genau beleuchten. So erhalten Produktionsleitung, Qualitätsmanagement und Controlling zu jedem Zeitpunkt eine aktuelle Datengrundlage zur Einleitung von Abstell- und Verbesserungsmaßnahmen", sagt Andreas Kirsch. Dass diese Informationsbasis schon heute für Anwender von GUARDUS MES existiert, ist dem intelligenten Integrationskonzept des Systems geschuldet. Ein internationaler Standard – etwa auf Basis von MTConnect – könnte den Aufbau und die Erweiterung dieses Wissenspools in Zukunft deutlich beschleunigen und vereinfachen. 

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Über 28 Jahre Erfahrung im industriellen Fertigungsumfeld haben das System- und Softwarehaus GUARDUS Solutions AG zu einer festen Größe in den Bereichen Qualitäts- und Produktions-Management gemacht. Basis für den Erfolg des international renommierten Unternehmens mit Standorten in Ulm und Timisoara (Rumänien) ist das Manufacturing Execution System GUARDUS MES. Diese Lösung bildet die Schnittstelle zwischen der operativen Ebene und den übergreifenden PPS- und ERP-Lösungen. GUARDUS-Lösungen gehören zu den führenden Systemen auf diesem Gebiet und sind bei mehr als 150 Unternehmen im praktischen Einsatz.