Vom Anwender für Anwender

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Wie alles begann

Unsere Mission: Eine datengetriebene Prozessoptimierung in der Produktion

Vom Anwender für Anwender: Teamleiter Uwe Knappe über die drei prägendsten Faktoren in der Entwicklung des advanced data managements (adm)

Daten und ihre Anwendung sind ein unverzichtbarer, immer wichtigerer Erfolgsfaktor für die industrielle Fertigung im 21. Jahrhundert. Die richtigen Daten am richtigen Ort zur richtigen Zeit machen eine Prozessoptimierung in der Produktion erst möglich. Was wir in der Entwicklung von unseren Kunden gelernt haben und wie wir diese Erfahrungswerte wieder für Kundenprojekte einsetzen, lesen Sie hier.

Zielsetzung, Ist-Analyse, Programmierung, Test, Roll-out, Anpassung: Flexible und effiziente Lösungen für die datengetriebene Prozessoptimierung in der Produktion brauchen Jahre der Entwicklung. Diese Schritte sind wir schon gegangen. Bei unserem adm orientieren wir uns an den Anforderungen unserer Kunden weltweit und nehmen sie auf.

2002 betrat thyssenkrupp Automation Engineering als Maschinenbauer Neuland

Es ist dem adm-Entwicklerteam und deren Leiter Uwe Knappe gelungen, digitale Lösungen aufzubauen, die in der Produktionslinie wichtige Systemdaten sammeln, visualisieren und Verbesserungen anstoßen. An den Start von adm im Jahr 2002 kann sich Uwe Knappe noch gut erinnern. „Noch vor der Entwicklung von adm lieferten wir bereits an Fahrzeughersteller (Original Equipment Manufacturers, kurz: OEM) Montagelinien für deren Werke. Dort haben unsere Kunden damals noch meist eigene Qualitätsdatensysteme und Maschinendatenerfassungssysteme genutzt. Darauf mussten wir aufsatteln. Dann sagten wir uns irgendwann: Solche Systeme bekommen wir selber auch hin! Wir haben dann die nötigen Ressourcen bekommen für die Entwicklung einer datenbasierten Fertigungsmanagementsoftware. Wohlgemerkt 2002: Ein halbes Jahrzehnt, bevor das erste iPhone auf den Markt kam. So konnten wir unser Leistungsportfolio um die Entwicklung eigener digitaler Systeme ergänzen. Seither liefern wir unsere Montagelinien auch mit der von uns entwickelten Technik aus, die wir in den vergangenen 20 Jahren stetig optimiert haben. Dieses Beispiel zeigt sehr gut, wie wir mit eigenen Entwicklungen aktiv an der digitalen Transformation und Industrie 4.0 teilnehmen.“

3 prägende Faktoren bei der Entwicklung von adm

Bei thyssenkrupp Automation Engineering und insbesondere im adm-Entwicklungsteam sind wir seit Entwicklungsstart immer wieder über Situationen gestolpert, an denen wir lernen und für die wir umdenken und optimieren mussten. Große internationale Fahrzeughersteller (Original Equipment Manufacturers, kurz: OEM) sind so vielfältig wie anspruchsvoll. So haben wir für adm seit 2002 viel in der Praxis gelernt.

1. Wir gehen einen eigenen Weg bei der Erfassung und Analyse von Daten

Worauf es ankommt bei einem erfolgreichen Produktionsleitsystem (Manufacturing Execution System, kurz: MES): Es muss dabei helfen, die „Information Technology“ (dazu zählen auch ERP-Systeme) mit der „Operation Technology“ (darunter die Fertigungsebene, Shopfloor) zu verzahnen. adm macht Qualitätsdaten und Messwerte aus dem Bereich der Operation Technology verfügbar für das Information-Technology-Segment. Sie werden so auch an die Werker, Produktionsleiter und Prozessexperten weitergegeben.

Bei der Entwicklung unseres Moduls zur Maschinendatenanalyse (Machine Data Analysis, kurz MDA) entschieden wir uns für einen eigenen, einfacheren Ansatz, als ihn unsere langjährigen Kunden verfolgten. Sie setzen meist auf steuerungslastige Systeme. Maschinendaten werden bei adm passiv abgegriffen, sämtliche Auswertungen und Interaktionen passieren auf der Seite des MDA-Moduls. Damit wird die Steuerungsseite entlastet.

Wo bei der Qualitätsdatenerfassung (Quality Data Management, kurz: QDM) andere Anbieter die Lösung in mehreren Systemen sahen, gingen wir den Mittelweg für unser QDM-Modul. Es erfasst sowohl binäre Werte (IO- und NIO-Kriterien) als auch detaillierte Ergebnisse, wie zum Beispiel reale Messwerte oder Schraubkurven.

2. Ansporn für Neuerungen sind unsere Kunden und deren Montagelinien

Einfacher gesagt: Wir haben viel Erfahrung, weil wir weltweit sehr viele unterschiedliche Projekte realisiert haben. Deshalb kannten wir schon beim Entwicklungsstart viele Software-Anforderungen unserer Kunden an industrielle Fertigung. Die Devise „Vom Anwender für Anwender“ ist gelebte Praxis: Seit wir 2003 adm für ein Pilotprojekt in einem Werk unserer Kunden integrierten, sammeln wir kontinuierlich Know-how. So verbessern wir unser System immer weiter. Dafür unverzichtbar: der ständige Erfahrungsaustausch.

3. Jedes System hat Verbesserungspotenzial: Wir optimieren und erweitern kontinuierlich

Seit der ersten Integration von adm 2003 – ein Pilotprojekt für einen in Ungarn produzierenden Fahrzeughersteller – ist uns bei jedem weiteren Kunden klarer geworden: Es gibt kein perfektes System. Nur ein Gutes, das wir fortlaufend anpassen und verbessern. Nur so entspricht es immer wieder den wechselnden Anforderungen.

Kunden können unseren Standard-Web-Client nutzen, um Auswertungen zu Kenndaten wie Störzuständen, Stückzahlen oder Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, kurz: OEE) innerhalb einer Montagelinie oder des gesamten Werks abzufragen und Hinweise für Verbesserungen Ihrer Produktion zu bekommen. So erhalten wir durch die unterschiedlichen Ansprüche unserer Kunden an die Darstellung ebendieser Kennzahlen Hinweise für Optimierungen, die wir in den adm-Standard künftig mit aufnehmen.

Weil wir in stetigem Austausch mit unseren Kunden stehen, lernen wir immer besser einzuschätzen, was adm leisten muss. Und wo noch Optimierungsbedarf besteht. Eine Zusatzkomponente für das MDA-Modul wird künftig Bauteile, Stationen oder Montageeinheiten überwachen und Wartungszyklen bestimmen (zum Beispiel die Füllstände von Hydraulikflüssigkeit). Es informiert bei vorher definierten Auslösern (zum Beispiel bei Überschreiten von Zeitintervallen oder dem Erreichen einer bestimmten Anzahl produzierter Teile) die Kollegen der Instandhaltung, die daraufhin aktiv werden.

Seit vielen Jahren machen wir schon Datenerfassung und -auswertung. Lange bevor es den Begriff 'Industrie 4.0' gab.
Uwe Knappe, Leiter des adm-Entwicklungsteams bei thyssenkrupp Automation Engineering

Prozessoptimierung und „Produktion 4.0“ ist das Sammeln und Auswerten der richtigen Daten zur richtigen Zeit am richtigen Ort

Die Zukunft kommt schnell näher, und sie wird immer digitaler: Die industrielle Fertigung ist ohne digital gesteuerte, umfassend vernetzte und robotergestützte Automatisierung undenkbar.
Vor lauter Zukunft sollte aber nicht vergessen werden: Die Vergangenheit hilft, diese zu gestalten. Jeder Arbeitsprozess und jede Montagestation produziert eine große Anzahl an Daten, die Grundlage für einen sehr gezielten kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) sind. Jede Analyse bezieht sich auf vergangene Entwicklungen und will diese zukünftig verbessern.

Im Kern bedeutet Industrie 4.0 für ein System wie adm:

● Vernetzung aller beteiligten Systeme: Datenquellen und Sensoren arbeiten in noch größerer Anzahl eigenständig und proaktiv. Auch ohne nachgelagerte Steuerungen können sie Ihre Daten zu Maschinen und Bauteilen über Netzwerke bereitstellen und eine schnelle Auswertung und Verarbeitung fördern.

● Unterstützung durch digitale Anwendungen: Lösungen wie adm sammeln und visualisieren essenzielle Produktionsdaten. Sie helfen Ihren menschlichen „Kollegen“, datenbasierte Entscheidungen zu treffen.

● Fällen dezentraler Entscheidungen: Vernetzte Systeme sind bereits jetzt in der Lage, autonom Prozesse zu regeln, dafür müssen sie nach wie vor vom menschlichen Anwender programmiert werden. Montagelinien steuern sich – ausgestattet mit einem Produktionsmanagement (PMS = Production Management System) unter der Überwachung durch den Menschen – (beinahe) komplett selbst.

Digitale Transformation ist kein Selbstzweck. Systeme wie adm sollen die Produktionsvorgänge in der Montagelinie effizienter gestalten. Und so letztlich für jeden einzelnen Werker die Arbeit leichter machen. Alle Module und Komponenten sind das Ergebnis einer Analyse der Produktionsbedingungen vor Ort. Dabei gewinnen wir Erfahrungen aus den Werken unserer Kunden auf der ganzen Welt: Prozessoptimierung „vom Anwender für den Anwender“.