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Der Betriebsleiter 4/2019

Der Betriebsleiter 4/2019

FERTIGUNGSTECHNIK Mehr

FERTIGUNGSTECHNIK Mehr Durchblick in der CNC-Fertigung Mit neuem Maschinen-Management-System Industrie-4.0-Konzepte einführen Mit einem neuen „Machine Management System“ (MMS) können nun auch mittelständische Unternehmen unkompliziert Industrie-4.0-Konzepte in der CNC-Fertigung einführen. Die skalierbare, plattformunabhängige Web-Service-Architektur, die dem MMS zugrunde liegt, kann als Cloud oder On-Premises genutzt werden. Von der Produktionsplanung bis zur Wartung des Maschinenparks lassen sich damit sämtliche produktionsnahen Managementaufgaben flexibel und in Echtzeit abbilden. Ob Management, Produktionsplanung, Maschinenbediener, Produktionsmitarbeiter, Wartungstechniker oder IT-Verantwortliche: Dass die Produktion rund läuft, dafür sorgt eine Vielzahl an Personen in einem fertigenden Unternehmen. Sie tragen alle zur Wertschöpfung bei. Doch bei ihren Tätigkeiten und Entscheidungen sind sie auf unterschiedliche Systeme angewiesen, die vielfach nur unzureichend miteinander verknüpft und synchronisiert sind. So fehlen in der Produktionsplanung beispielsweise häufig Informationen zur momentanen Maschinenauslastung oder welche Aufträge sich gerade in Bearbeitung befinden bzw. wann diese voraussichtlich abgeschlossen sind, ganz zu schweigen von Informationen über die Standzeiten der Werkzeuge. (MES). Sie erlauben die Planung, Steuerung und Kontrolle der Produktion in Echtzeit. Für mittelständische Unternehmen mit einem überschaubaren Maschinenpark sind solche Lösungen bislang indes meist überdimensioniert und zu komplex. Aber auch dort, wo MES-Systeme vorhanden sind, sind diese häufig nicht ausreichend mit den Maschinen vernetzt. Diese Vernetzung will der Steuerungshersteller Eckelmann mit offenen IoT-Standards voranbringen. Daher hat das Unternehmen ein skalierbares „Machine Management System“ (MMS) entwickelt. Die Lösung nutzt den offenen OPC-UA-Kommunikationsstandard [1]. Über das sich weltweit etablierende IoT- und I4.0-Protokoll können De- vices, Maschinen und beliebige IT- und Cloud-Systeme bidirektional und sicher Informationen austauschen, und zwar hersteller- und plattformunabhängig. Für CNC-basierte Fertigungsverfahren hat Eckelmann ein anwendungsbezogenes Informationsmodell für seine CNC/SPS- Controller erarbeitet. Um eine hohe Interoperabilität sicherzustellen, orientiert sich das Modell an den einschlägigen OPC-UA Compenion Specifications des VDMA und VDW [2]. Dank der offenen IoT-Architektur lässt sich die Lösung für beliebige CNC-Anwendungen anpassen und erweitern. Gerade mittelständischen Unternehmen bietet dies die Möglichkeit, schrittweise Industrie- 4.0-Konzepte einzuführen. Agieren statt reagieren Statt flexibel zu agieren, kann man ohne eine stets aktuelle gemeinsame Datenbasis nur träge auf Änderungen, Engpässe oder Störungen reagieren. Dies gilt im Grunde für alle produktionsrelevanten Ressourcen, also Maschinen, Werkzeuge, Werkstoffe und Betriebsstoffe, Arbeitskräfte und Energie. Diese „Informationslücke“ schließen klassischerweise Manufacturing Execution Systems Echtzeit-Blick in komplexe CNC-Fertigungsprozesse Das Machine Management System von Eckelmann bietet einen Echtzeit-Blick in komplexe CNC-Fertigungsprozesse. Es basiert auf modernen Webtechnologien und verwendet OPC-UA als unabhängigen Kommunikationsstandard. Wichtige Key-Performance-Indikatoren und Maschinenstatistiken helfen beispielsweise dem Management, Optimierungspotenziale zu erkennen oder versteckte Produktionskosten aufzuspüren. Dabei ist das MMS aber viel mehr als eine bloße Maschinen- und Betriebsdatenerfassung. Dank der Integration des eigenen CNC-Kerns in das MMS ist es ein echter digitaler Zwilling. 16 Der Betriebsleiter 4/2019

FERTIGUNGSTECHNIK 01 Machine Management System, die intelligente Brücke zwischen Management und Produktion zugegriffen werden. Übersichtliche interaktive Dashboards mit grafischen Visualisierungen verdichten die Daten und bereiten sie für die jeweiligen Rollen und Funktionen auf. Transparenter handeln und produzieren Das Haupt-Dashboard enthält eine 3D- Darstellung des Maschinenparks. Über Fortschrittsbalken mit CNC-gestützter Restzeitsimulation kann sich der Anwender schnell einen Überblick über den momentanen Bearbeitungsstatus an den einzelnen Maschinen verschaffen. Das durchgängige digitale Auftragsmanagement bietet der Produktionsplanung vielfältige Möglichkeiten zur Optimierung, wie zum Beispiel zum Shiften von Aufträgen. Bedient ein Mitarbeiter mehrere CNC-Maschinen, kann er so seine Arbeiten an den einzelnen Maschinen besser koordinieren und unproduktive Stillstandzeiten der Maschinen werden vermieden. Zur Auftragsvorbereitung steht dem Anwender eine mächtige Programmverwaltung zur Verfügung, mit Bearbeitungszeitberechnung und Änderungshistorie. CAD- Daten lassen sich mit der CAD/CAM-Toolbox direkt im MMS weiterverarbeiten, ganz gleich ob es um das intelligente Nesting, die Anpassung der Postprozessoren oder Technologieanpassungen geht. Die in das MMS integrierte Bearbeitungszeitberechnung erlaubt eine verlässliche Kalkulation von Stückkosten. Dabei wird der Ablauf des Programms im MMS auf dem Eckelmann-eigenen CNC-Kern 100 % realitätsgetreu simuliert. [1] OPC Foundation: What is OPC? UA in a Minute. (Youtube-Video) https://youtu.be/-tDGzwsBokY Digitaler Maschinenpark mit realem Nutzen Der große Vorteil des MMS liegt in der intelligenten Verknüpfung mit der Steuerung. Denn die Steuerung ist das Industrie-4.0- Gateway zur Maschine, in der alle Sensorund Aktor-Daten zusammenlaufen. Erst aus der intelligenten Verknüpfung mehrerer vorhandener Datenquellen können die Informationen gewonnen werden, die z.B. für ein intelligentes Wartungsmanagement benötigt werden. 02 Überwachung des Auftragsstatus in Echtzeit Als Anbieter mit eigenem CNC-Kern verfügt Eckelmann über ein sehr tiefgehendes Know-how der Abläufe und Vorgänge in der Steuerung und kann daher einen vollständigen digitalen Zwilling aufbauen. Das digitale Modell im MMS weiß somit nicht nur, was die Steuerung weiß, es verhält sich auch exakt wie die Steuerung. So kann z.B. eine Bearbeitung detailliert im MMS voraus simuliert werden, z.B. um die Bearbeitungszeit exakt zu berechnen. Über ein webbasiertes Frontend, also in jedem Webbrowser, kann auf diese Daten [2] VDMA: VDMA OPC UA Companion Specification einfach erklärt. (Youtube-Video) https://youtu. be/PXoNdU9C2oU ; VDMA: Mit OPC UA einheitliche Schnittstellen schaffen. http://industrie40.vdma. org/opc-ua ; VDMA / Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation (IOSB-INA): Industrie 4.0. Kommunikation mit OPC UA. Leitfaden zur Einführung in den Mittelstand. 2017 Bilder: Aufmacher Fotolia/Yanik Chauvin1, 1-2 Eckelmann www.eckelmann.de Im Fokus Effizienz Sicherheit Nachhaltigkeit Der Betriebsleiter 4/2019 17

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