OPC-Anbindung: Detaillierte Maschinendaten in Echtzeit

OPC-Anbindung: Lohnfertiger stehen heute vor ganz besonderen Herausforderungen. Ihre Kunden verlangen neben der gewohnt hohen Qualität kurze Lieferzeiten und ein Höchstmaß an Flexibilität. Ist das Unternehmen zudem als Automobilzulieferer tätig, gelten weitere Anforderungen im Sinne von Rückverfolgbarkeit, Nachhaltigkeit und die Einhaltung anderer Lieferantenregularien mit Audits und DIN-Zertifizierungen. Dies verlangt nach einer vollständigen Transparenz der Geschäftsprozesse und insbesondere im Bereich des Shopfloor.

Lückenlose Transparenz

Dessen ist sich die Ostlangenberg Fertigungstechnik GmbH in Langenberg bewusst und hat entsprechende Maßnahmen ergriffen. So wurde die durchgängige MES-Suite Proxia mit moderner Maschinenanbindung auf Basis von OPC-UA eingeführt. In ungewöhnlich kurzer Zeit von weniger als einem Jahr zwischen der Idee und deren Realisierung konnten 51 Bearbeitungszentren angebunden werden. Entstanden ist ein modern vernetzter Maschinenpark, eingebettet in eine harmonisierte IT-Infrastruktur, die eine lückenlose Transparenz in der Auftragsabwicklung gewährt.

OPC-Anbindung (OPC UA) für die zukunftsweisende Vernetzung

90 Prozent der Gründe, warum es zu Maschinenstillständen bei Ostlangenberg kommt, lassen sich jetzt digitalisiert und automatisiert auch ohne Rückmeldung der Mitarbeiter über die Maschinendatenerfassung (MDE) ermitteln. Die Basis dafür legt eine leistungsfähige OPC-UA-Client/Server-Anbindung der Maschinen in Kombination mit der Software-Lösung der Proxia Software AG.

OLE („Object Linking and Embedding“) ist ein von Microsoft entwickelter Mechanismus zum Austausch von Informationsobjekten zwischen verschiedenen Programmen. OPC Classic („OLE for Process Control“) etablierte sich schon in den 1990er Jahren am Markt und diente als führende Kommunikationsgrundlage für industrielle Bussysteme und Protokolle. Allerdings waren mit dieser ersten Version des Standards einige Einschränkungen verbunden, was zur Entwicklung von OPC-UA führte.

OPC-UA (OPC-Anbindung) gilt als wegbereitender Standard für Industrie 4.0 und damit für die Smart Factory, weil dieser die Möglichkeit bietet, detailliert Prozessdaten aus verschiedensten Typen von Maschinensteuerungen auszulesen, darzustellen und in Echtzeit zu analysieren. Kompatibilitäts- und Schnittstellenprobleme gehören bei dieser zukunftsweisenden Technologie der Vergangenheit an. Auch die meisten Maschinen- und Steuerungshersteller setzen mittlerweile auf OPC-UA.

IT-Harmonisierung vereinfacht Digitalisierung

Ostlangenberg setzt bei seinem Maschinenpark überwiegend auf Steuerungen von Fanuc, mit Hinblick auf OPC-UA. Inzwischen sind binnen kürzester Zeit rund 50 Maschinen lückenlos vernetzt. „Vor wenigen Jahren noch hätte ich dies nicht für möglich gehalten, allein schon wegen des Aufwands“, erklärt der geschäftsführender Gesellschafter Claus Ostlangenberg und berichtet: „In diesem Jahr haben wir vier neue horizontale Bearbeitungszentren angeschafft. Deren Vernetzung wäre früher nur mit sehr hohen Kosten und hohem Zeitaufwand möglich gewesen. Doch das war im Handumdrehen erledigt, ohne dass ein Techniker bei uns vor Ort sein musste – unter ökonomischen wie ökologischen Aspekten überzeugend: Keine Reisezeiten und -kosten sowie keine Emissionen.“

Die Anbindung der Maschinen wurde per Remote Control von Proxia durchgeführt. Das spart nicht Kosten ein, sondern beweist auch, wie zukunftsträchtig die Entscheidung war: Das MES mit OPC-Anbindung wächst mit der Erweiterung des Maschinenparks durch schnelle und einfache Anbindung neuer Maschinen problemlos mit und ist aus Sicht des Geschäftsführers „bereits heute ein harmonisches IT-Konstrukt, das uns den Weg in die weitere Digitalisierung unseres Unternehmens ebnet.“

Zugriff auf alle Prozessdaten durch OPC-Anbindung

Was ein derart modern angebundenes MDE zu leisten vermag, erläutert Tobias Hoffmeister, Produktionsleiter beim Lohnfertiger: „Proxia zeigt uns an, welche Werkzeugkontrollen an den Maschinen vorgenommen wurden. Wir können zum Beispiel genau sagen, wann ein Werker eine derartige Überprüfung durchgeführt hat. Denn beim Öffnen der Magazintür erscheint das Signal „Werkzeugkontrolle“. Zudem wissen wir genau, welches Werkzeug überprüft wurde, weil auch die Werkzeugdaten per OPC-UA an das MES übertragen werden.“

Ostlangenberg lässt sich auch darüber informieren, mit welcher Vorschubgeschwindigkeit eine Maschine fährt. „Wir wollten durch lückenloses MES-Monitoring einen umfassenden Überblick über unsere Produktion erhalten. Was eine Maschine tut, wird mit dem Zeitstrahl im MES transparent und rückverfolgbar angezeigt – menschliche Fehlerquellen werden sicher ausgeschlossen“, sagt Claus Ostlangenberg. Die OPC-Anbindung stellt die Erfassung aller technischen Ursachen sicher, warum eine Maschine gerade nicht im Span ist. Es sind wichtige Informationen, die den Meistern helfen, schnell auf Probleme reagieren zu können. Außerdem weiß auch der Geschäftsführer stets, welcher Auftrag sich wo und mit welchem Status in der Bearbeitung gerade befindet.

Smarte Informationen in der Hosentasche

Über sein Smartphone kann Tobias Hoffmeister mit dem Proxia-Modul Monitor.web abrufen, welche Maschinen gerade arbeiten und welche still stehen. Mit der Software spielt es keine Rolle mehr, ob die Produktionsdaten auf einem Notebook oder einem anderen mobilen Gerät abgerufen werden. Ein Web-Zugang genügt und schon befindet sich Hoffmeister mit seinem Handy in der Smart Factory: „Wenn eine Störung aufgetreten ist, kann ich sofort erkennen, welche Fehlermeldungen dazu abgesetzt wurden und ob Maßnahmen ergriffen werden müssen.“ Die ermöglichen qualitative Aussagen über Störungen oder gewollte Unterbrechungen wie eine Werkzeugkontrolle, die über Monitor.web übermittelt werden.

Von 0 auf 100: Transparenz in Echtzeit

Ostlangenberg nutzt als ERP-System Beosys­ von Beosys Software aus Bocholt, das über eine Standard-Schnittstelle mit den Proxia-Modulen MDE und BDE verbunden wurde. Nur drei Tage waren nötig, den Datenaustausch zwischen Beosys und Proxia zu definieren, einzurichten und mit den Tests zu beginnen. Die in die Produktion eingelasteten Aufträge sind damit den entsprechenden Maschinen zugeordnet und lassen sich nun per Zeitstrahl-Software im MES überwachen. Quasi von null auf hundert hat die Einführung von Proxia einschließlich lückenloser Vernetzung zur vollständigen Transparenz geführt.

Der Autor Dr. Bernhard Valnion ist freier Fachjournalist in München.

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