Industrie 4.0: So konnte er alle Maschinen anbinden

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Es ist nicht immer einfach, aus den Maschinen in der eigenen Fertigung die Daten zubekommen, die die Industrie 4.0 fordert. Greiner ist es angegangen.
Industrie 4.0: So konnte er alle Maschinen anbinden

Quelle: Travelerpix/Shutterstcok

Im Zeitalter der Industrie 4.0 müssen sich Unternehmen digital neu aufstellen. Neue Vernetzungsmöglichkeiten von Produktion, Maschinen, Logistik und Vertrieb bringen zahlreiche Vorteile, aber auch Herausforderungen mit sich. Der Prozess muss geplant, initiiert und konsequent durchgesetzt werden, was häufig große Investitionen und neue Partner auf den Plan ruft.  Es gibt unzählige Anbieter für die neue Konnektivität und deren Implementierung, die jeweils die beste Software und Service anpreisen. Um als Unternehmen erfolgreich den Wandel zu durchlaufen, bedarf es eines guten Projektmanagements mit den richtigen Zielen und einer produktiven Partnerschaft.

Ein Verpackungshersteller stellt sich auf für die Industrie 4.0

Greiner Packaging, ein Unternehmen für Kunststoffverpackungen aus Österreich, ist den digitalen Wandel angegangen. Das global agierende Unternehmen ist Teil der Greiner AG, welche aus vier Sparten besteht und weltweit an 130 Standorten rund 10.800 Mitarbeiter beschäftigt. 1868, vor über 150 Jahren, gegründet ist die Greiner AG seitdem zu 100 Prozent in Familienbesitz. Die über 30 Standorte der Sparte Greiner Packaging generieren einen Umsatz von über 670 Mio. Euro jährlich und befinden sich größtenteils in Europa. Aber auch in den USA, Mexiko und Indien werden Kunststoffverpackungen und Kunststoffteile für den Food und Non-Food Bereich produziert. Die internationalen Großkunden, wie Nestlé, Danone oder Hersteller der Automobilindustrie profitieren getreu dem Motto „von der Idee bis zum fertigen Produkt“ von einer hohen Lösungskompetenz in Entwicklung, Design, Produktion und Dekoration. Die Diversifikation von Produkten und Märkten, mit einem Netzwerk in 19 Ländern weltweit, bildet die Basis für kontinuierliches Wachstum.

Andreas Kurzmann ist International IT-Manager bei Greiner Packaging und seit rund 15 Jahren Teil des Unternehmens. Verantwortlich für den Operational Technics (OT) Bereich definiert er Standards für Informationsverarbeitung sowie technische Services und Funktionen, die in allen Werken ausgerollt werden. Mit dem Ziel, durch Standardisierung weltweit die Qualitätsanforderungen in den Werken zu verbessern, um später die Produktivität zu erhöhen, ist auch die Zusammenarbeit mit inray und Kepware unter seiner Führung entstanden.

Ziel von Greiner Packaging war es, möglichst viele Maschinen gemeinsam anzubinden und untereinander zu verknüpfen. Dadurch können Daten ausgelesen, neue Qualitätsparameter entwickelt und die Effizienz sowie letztendlich die Produktivität, gesteigert werden. Der Verpackungshersteller stand dabei vor großen Herausforderungen, denn die Maschinen in den Werken werden von unterschiedlichen Herstellern zugekauft. Das bedeutet, dass die Maschinen weltweit auch für andere Firmen und Produkte im Einsatz und nicht individuell für den Produktionsprozess von Greiner Packaging angefertigt worden sind.

Zwischen Maschinenherstellern und ihren Kunden gibt es teilweise Differenzen, wenn es darum geht die Daten einer Maschine auszuwerten bzw. in welcher Form und für welchen Zweck. „Wir können die Hersteller gut verstehen. Einige von ihnen haben Bedenken, dass wir die Maschinen kopieren und selbst herstellen möchten, dabei wollen wir unseren eigenen Prozess verbessern,“ erklärt Kurzmann. Das Unternehmen möchte die Maschinen für den eigenen Prozess mit Hilfe von neuer Software optimieren, um die Produktionskapazitäten sowie die Qualität zu erhöhen.

Dabei geht es nicht darum Arbeitsplätze zu reduzieren, sondern durch mehr Automatisierung den Produktionsprozess zu optimieren und weniger fehleranfällig zu gestalten, um auch nachhaltig den Standort und die Arbeitsplätze in Europa zu sichern. Die Kooperationen mit Maschinenherstellern können vor diesem Hintergrund herausfordernd sein, führt Kurzmann weiter aus. Man sei jedoch stets auf eine gute und partnerschaftliche Zusammenarbeit bedacht.

Diese Software ermöglicht Industrie 4.0

Eine Lösung für das Verknüpfen unterschiedlicher Maschinen und das Auslesen einer Vielzahl von Protokollen und Daten bieten die Spezialisten für Industriesoftware inray und Kepware an.

Begonnen hat die Kooperation vor rund vier Jahren als Kurzmann zu einem Vorstellungstermin für moderne Softwarelösungen von inray nach Deutschland geladen wurde. Der erste Eindruck überzeugte. Die Installation einer Testversion der Software OPC Router von inray funktionierte problemlos. Die Zusammenarbeit lief dabei von Anfang an einwandfrei, vor allem die schnelle Antwortrate und gute Beratung haben den IT-Manager überzeugt. Für Andreas Kurzmann der bisher beste Aufbau einer Partnerschaft und Kundenservice, den er je im IT-Bereich erlebt hat. „Wir konnten uns jederzeit an den Service wenden und immer gleich weiterarbeiten, weiter testen und hatten einen großartigen Support, obwohl wir zu Beginn „nur“ Demokunde waren.“ Die Industrie 4.0-Software OPC Router von inray ist in Greiner Packagings Headquarter installiert worden und für das Verteilen der Daten und Verbinden von unterschiedlichen Systemen als zentrale Kommunikationsplattform im Einsatz.

Für die Anbindung der einzelnen Maschinen in den verschiedenen Werken entschied sich Kurzmann für die führende industrielle Konnektivitätsplattform KEPServerEX. Das Softwareentwicklungsunternehmen Kepware von PTC Inc. mit Sitz in Portland, USA, ermöglichte auch zuerst den Einsatz einer Demoversion und schickte bereits während der Testphase einen Programmierer und einen Projektleiter direkt zu Greiner Packaging nach Österreich, um einen Treiber in zwei Werken zu programmieren. Dabei wurden die Maschinen getestet und der Verpackungshersteller erhielt exklusiven Einblick in die neuste Softwareversion, die noch nicht auf dem Markt erhältlich war. Der einzigartige Service war für den Verpackungshersteller komplett kostenfrei.

Nahtlose Konnektivität mit rund 500 Maschinen

Mit dem Ziel möglichst viele Maschinen unterschiedlicher Hersteller miteinander zu verknüpfen, fiel die Entscheidung letztendlich auf die Manufacturing Suite des KEPServerEX, welche Verbindungen mit einer Vielzahl von Fertigungsgeräten, inklusive Lese- und Schreibtransaktionen ermöglicht. Nach erfolgreichem Test der Demoversion kaufte Greiner Packaging die Manufacturing Suite für ein Jahr und rollte sie auf insgesamt drei Werke aus. Da der Roll-Out sehr erfolgreich verlief, entschied Kurzmann nach der Einführung die Kepware Software auch in weiteren Ländern einzuführen.

Kurzmann hatte inray und Kepware im Voraus natürlich mit anderen OPC Servern verglichen, sich aufgrund des geringen Schulungsaufwands, der sehr einfachen Installation und dem intuitiven Anschließen der Maschinen für die beiden Spezialisten entschieden. Während der OPC Router von inray zentral installiert ist, sind die Kepware Server pro Werk im Einsatz und an die einzelnen Maschinen gekoppelt. Dabei funktioniert die Partnerschaft zwischen Kepware, inray und Greiner Packaging hervorragend, lobt Kurzmann. Der IT-Manager erklärt, wie das Zusammenspiel genau abläuft: “Kepware ist an rund 500 Maschinen in 11 Werken angeschlossen, holt die Daten und bringt sie über ein  SQL Protokoll bis zum OPC Router in das Headquarter, welcher die Daten empfängt und lesbar für unser MES, welches auf einer eigenen SAP Datenbank läuft, macht.“

Wo früher ein altes BDE-System in Österreich die Daten zusammengetragen und über Nacht ausgewertet hat, läuft die Übertragung nun in Echtzeit und rund um die Uhr. Das Holen der Daten bis zum Bereitstellen durch den OPC Router dauert rund ein bis zwei Sekunden und insgesamt werden rund 1.2 GB an Daten pro Tag übermittelt. Ein großer Vorteil: Es muss nicht mehr bis zum nächsten Tag auf die Ergebnisse gewartet werden. Jede Sekunde werden die Informationen der Maschinen abgefragt und landen im SAP-MES. Fehler fallen dadurch nicht erst im Nachhinein auf und die Fehlerquellen können ganz genau lokalisiert werden. Rund um die Uhr lässt sich überwachen, wie viele Maschinentakte in Echtzeit und welche Aufträge gerade laufen. So kann durch leichte Anpassungen der Taktzeit flexibel auf Kapazitätsschwankungen, Maschinenausfälle und Wartungen reagiert werden. Über das Monitoring kann auch erkannt werden, welche Maschinen gerade verbunden sind und ob es einen ungeplanten Anlagenstillstand gibt, der zeitnah behoben werden kann.

Industrie 4.0: Erst Standardisierung – dann Optimierung

Industrie 4.0 und Digitalisierung der Industrie sind oft leicht gesagt, jedoch ein komplizierter Prozess. Das global agierende Unternehmen arbeitet in seinen Werken mit verschiedenen Produktionstechnologien, wie beispielsweise Spritzguss und Tiefziehen sowie diversen Dekorationstechnologien, wie Bedrucken, Etikettieren, Sleeven oder In Mold Labeling. Für die Spritzgussmaschinen hat Kepware in Zusammenarbeit mit Greiner Packaging einen Kommunikationsstandard entwickelt, der mittlerweile als EUROMAP 63-Treiber auch für andere Anwender erhältlich ist. Der EUROMAP 63-Treiber stellt eine direkte Verbindung zu EUROMAP-Geräten mit der heutigen OPC-Kommunikationstechnologie her und stellt einen sicheren Kanal für Informationen von automatischen Linien und unabhängigen Geräten bereit. Damit bringt der EUROMAP 63-Treiber die Maschinen in die OPC UA Architektur und in die Industrie 4.0 Umgebung. Durch die weiteren Plug-ins des KEPServerEX können die Daten der Spritzgussmaschine verschiedenartig verwendet werden und die OPC Server Funktion erlaubt beliebig vielen Client Applikationen die Daten abzufragen und zu nutzen.

Eine Herausforderung dabei: Der Mitarbeiter in der Produktion muss sowohl mit der Software als auch dem IT Spezialisten zusammenarbeiten. Die Produktionsmitarbeiter empfinden Ausfälle und Störungen oft subjektiv und das Monitoring ist wenig genau. Vor allem die Begründung, warum eine Maschine ausgefallen ist, ist im Schichtbetrieb schwer zu finden. Arbeitsplätze abzubauen liegt jedoch nicht im Fokus, sondern die Standortsicherung mit neuster Technologie. Kurzmann erklärt: „Es wird weiterhin Mitarbeiter geben müssen, die die Maschinen bedienen, das Monitoring überwachen und wichtige Know-how-Träger der Maschinen, ihrer Funktionsweise und Eigenarten sind. Dies kann eine Software nicht übernehmen.“ Es sei wichtig erst die Daten zu standardisieren und damit überall die Qualitätsanforderungen zu verbessern. Es sollen einheitliche Parameter geschaffen werden, um die Digitalisierung als Ganzes voranzutreiben. Die Datenauswertung über die Software hilft dabei die Maschinen und Prozesse langfristig zu verbessern.

Einen weiteren Mehrwert, den Greiner Packaging mit der Digitalisierung seiner Produktion anstrebt, ist die Berechnung neuer KPIs. Mit dem Einsatz der neuen Software können sie den OEE, die Gesamtanlageneffektivität, auslesen und damit auch verbessern. In Zukunft möchte der Verpackungshersteller im Sinne des Optimierungsprozesses gleiche Qualitätsstandards weltweit umsetzten. Das bedeutet ein gleiches Produkt in Österreich, aber auch Mexiko produzieren zu können. Das Know-how der Mitarbeiter und die neusten Auswertungen der KPIs fließen dabei in die Software und werden als Standard und Wissensträger in allen Ländern und Werken, die die Software nutzen, ausgerollt. 

Gute Maschinenanbindung kann sogar die Reputation steigern

Die Entscheidung für eine Zusammenarbeit mit inray und Kepware hat der internationale IT-Manager selbst getroffen und konnte diese im Unternehmen leicht verargumentieren. Besonders die gemeinsame Entwicklung des Euromap 63-Treibers hat für das Unternehmen große Vorteile gebracht. Der Treiber bietet eine zuverlässige Möglichkeit eine Verbindung zu einer Vielzahl von – den für Greiner Packaging wichtigen – Spritzgussmaschinen mit OPC-Client-Anwendungen, sowie zahlreichen benutzerdefinierten Anwendungen herzustellen.

Die qualitativ hochwertigen Softwarelösungen und der gute Service wurde Greiner Packaging auch im Voraus schon öfter auf Inforunden zum Thema Industrialisierung von anderen Anwendern bestätigt. Dass Mitbewerber und andere große Player mit inray und Kepware gute Erfahrungen gemacht hatten bestärkte Kurzmann in seiner Entscheidung.

Auch die verschiedenen Lizensierungsformen bei inray und Kepware bieten Greiner Packaging einen Mehrwert. „Die Tatsache, dass die Software erst einmal gemietet und ausprobiert und später mit einem Wartungsvertrag gekauft werden kann, schafft gutes Preis-Leistungsverhältnis,“ erklärt Kurzmann.

Der IT-Manager hat deshalb einen Rat für andere Firmen, denen die Digitalisierung noch bevorsteht: Man sollte immer die Möglichkeit haben, die neue Software zu testen. Der Support war dabei sehr hilfreich, die Installation ist intuitiv und es bedarf keinen großen Schulungsaufwand. Mit beiden Anbietern ist Kurzmann nach wie vor regelmäßig in Kontakt, konnte eine gute und sehr partnerschaftliche Geschäftsbeziehung aufbauen und plant neue Projekte für die Zukunft.


Weiterlesen auf Digital Manufacturing Magazin: 3D-SIMULATIONSPLATTFORM: WIE ROBOTER ZUR HÖCHSTFORM AUFLAUFEN

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