Becker antwortet auf Industrie 4.0

Industrie 4.0 ist zum Oberbegriff einer neuen industriellen Revolution avanciert, in der es darum geht, Produktions- und Fertigungsprozesse zu digitalisieren sowie Maschinen umfassend zu vernetzen. Produktionsprozesse und digitale Technik sollen miteinander verzahnt werden und als Einheit agieren.
Wo die Antwort entwickelt wurde: Blick auf die Firma Becker
Wo die Antwort entwickelt wurde: Blick auf die Firma BeckerBild: Becker Sonder-Maschinenbau GmbH

Diese Verbindung wird weit darüber hinausgehen, was bisher durch den Einsatz von Steuerungstechnik in Form speicherprogrammierbarer Steuerungen (SPS) möglich war. So sollen Produktionsprozesse nicht nur gesteuert, sondern auch überwacht und geführt werden, was eine leitende digitale Instanz in den Netzen der Betriebe voraussetzt. Die Herausforderung an die Software dieser Instanz ist Dynamik und Flexibilität, um sie an vorhandene und künftig mögliche Systeme anpassbar zu machen. Sie muss gegenwärtig wie auch in Zukunft den Kunden möglichst in allen Unternehmensbereichen unterstützen, mit den Anforderungen wachsen und in ihren Möglichkeiten erweiterbar sein.

 Fernwartung und Predictive 
Maintenance im Hause Becker
Fernwartung und Predictive Maintenance im Hause BeckerBild: Becker Sonder-Maschinenbau GmbH

Zwei Hauptaspekte abdecken

Gerade das bereichsübergreifende Monitoring und Controlling – das effektive Vernetzen von Produktion und Verwaltung – ist ein Kerngedanke von Industrie 4.0. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, deckt Becker I/O zwei Hauptaspekte der modernen Unternehmensführung und -steuerung ab. Zum einen ist die Software Mittler zwischen der maschinenbasierten SPS-Welt und den Datenbanken der Warenwirtschaftssysteme und Onlineverkaufsplattformen in Unternehmen. Zum anderen erfasst sie laufend den Status der Produktion und erlaubt damit die Umsetzung komplexer Prozesse wie Predictive Maintenance. Becker I/O unterstützt bei der Auswertung der von Produktions- und Verpackungslinien erhobenen Daten. Es visualisiert diese und versetzt die Unternehmensführung in die Lage, zeitnah Entscheidungen auf der Basis von aktuellem Zahlenmaterial zu treffen. Ausfallsicherheit und Zuverlässigkeit stehen dabei im Vordergrund.

In zwei Blöcken konzipiert

Für die Erfassung werden zunächst Daten auf einzelnen Maschinen gesammelt und über die komplette Linie zusammengeführt. Dann werden sie zur Einspeisung in eine bestehende Infrastruktur des Kunden oder in eine Cloud aufbereitet. Wünscht der Anwender eine Cloud, kann er zwischen einer vorhandenen Infrastruktur oder der Beckercloud wählen. Bei Becker I/O legt der Anbieter Flexibilität und Dynamik schon im Design an: Durch ein einfaches Pluginsystem lässt sich die Software an vielfältige Situationen anpassen. Dafür wurde sie in zwei Blöcken konzipiert. Auf der einen Seite gibt es die Becker-Applikation, die als Rahmen für die in die Plugins ausgelagerte Funktionalität dient und durch ihre Flexibilität die Kompatibilität zu vorhandenen Systemen sicherstellt. Auf der anderen Seite sind die Plugins der eigentliche Werkzeugkasten, aus dem die Applikation ihre Flexibilität bezieht.

Bei Entwurf und Erstellung der Applikation sowie der Plugins wird auf größtmögliche Kompatibilität zu vorhandenen Desktop-PCs, Servern oder IPCs abgezielt, um die Lauffähigkeit in der Kundenumgebung sicherzustellen. Becker I/O kann in fast allen Fertigungs- und Produktionsprozessen installiert und betrieben werden. Durch eine breite Palette an Plugins werden auf den unterschiedlichen Unternehmenslevels zahlreiche Funktionen unterstützt. Auch das nachträgliche Einpflegen von Kundenwünschen ist möglich, ohne die komplette Software neu erstellen zu müssen. Der Kunde erhält ein speziell für ihn entwickeltes Plugin, das den Werkzeugkasten seines Becker I/O ergänzt. In Abhängigkeit von der Komplexität der Sonderlösung können neue Funktionen auch durch Umkonfigurieren der Software verwirklicht werden.

Je nach Aufgabe wird ein Becker-I/O-Paket mit individuellen Plugins ausgerüstet, zum Beispiel, um auf einem IPC Maschinendaten zu sammeln. Dies können Betriebszyklen und Betriebsdauer sein, aber auch die Beanspruchung einzelner Maschinenkomponenten sowie produzierte oder verpackte Teile pro Zeiteinheit.

 Das Sammeln von Daten bedarf einer aufwendigen Maschinenverdrahtung
Das Sammeln von Daten bedarf einer aufwendigen MaschinenverdrahtungBild: Becker Sonder-Maschinenbau GmbH

Unterstützung bei der Wartung

Eine Variante von Becker I/O wurde zum Beispiel für das Sammeln von Daten in Produktions- oder Verpackungslinien konfiguriert. Fällt in der Linie eine Maschine aus, sammelt sie weiterhin die Daten der anderen Maschinen in der Linie. Kommt es zum Ausfall des übergeordneten Erfassungssystems, werden die anfallenden Daten lokal auf den Einzelmaschinen gespeichert. Ist die Verbindung zu den einzelnen Gewerken wiederhergestellt, werden die bis dahin erhobenen Daten abgeholt.

Auf den Maschinen unterstützt Becker I/O den Bediener und den Wartungstechniker, indem die Software auf Probleme hinweist, die den Ablauf stören könnten. Steht eine Wartung an, kann sie dem Wartungstechniker mitteilen, welche Ersatzteile er dafür benötigt. Stillstände, die durch das Warten auf Ersatzteile verursacht werden, entfallen.

Bei einem weiteren Projekt wurde Becker I/O eingesetzt, um die Daten von Prozessleitsystemen der Produktions- und Verpackungslinien zusammenzuführen und aufzubereiten. Von Plugins unterstützt, erhält der Verantwortliche dank visualisierter Daten einen Überblick, welche Maschinen mit welcher Auslastung laufen und wo eine Wartung notwendig wird. Auch Abweichungen wie klemmende Rollen oder schwergängige Lager werden erfasst und gemeldet.

 Digitale Bausteine sind die Voraussetzung für eine adäquate Maschinendatenerfassung
Digitale Bausteine sind die Voraussetzung für eine adäquate MaschinendatenerfassungBild: Becker Sonder-Maschinenbau GmbH

Steuerungsprozesse unterstützen

Auf dem Level der Unternehmensführung werden schließlich durch Becker I/O die Daten aus allen Produktionsstandorten zusammengefasst und visualisiert. So lassen sich unternehmensweite Entscheidungen auf der Grundlage aktueller Zahlen treffen. Abhängig davon, auf welchem Level der Anwender die Erfassung und Visualisierung seiner Daten wünscht, lässt sich Becker I/O für einzelne Maschinen, ganze Linien oder standortübergreifende Systeme konfigurieren. Auf jeder Ebene können die Daten an das Qualitätsmanagement weitergeleitet werden, um die Prozessstabilität auf dieser Ebene zu messen.

Der flexible Aufbau ermöglicht es außerdem, mit Becker I/O Steuerungsprozesse zu unterstützen. Dafür lässt sich die Software an Datenbanken, Datawarehouses, Onlineverkaufsplattformen bis hin zu ERP-Systemen anbinden. So kann etwa ein Auftrag, der in einem Warenwirtschaftssystem oder einer Onlineverkaufsplattform erfasst wurde, durch Becker I/O aus der Datenbank des Systems gelesen und an die Produktion übermittelt werden. Hier wird dann der Fertigungsprozess initiiert und – wenn gewünscht – eine Teileverfolgung umgesetzt. Die Daten werden schließlich an das ERP-System des Kunden übermittelt, um den Zeitaufwand und den Status der Ressourcen in den Systemen zu dokumentieren. Dafür verfügt Becker I/O über umfangreiche Log-Funktionen. So können fertigungstechnische und systeminterne Probleme erkannt und behoben werden.

Kommunizieren und interagieren

Zur Kommunikation mit anderen Applikationen wird mit Becker I/O auf Standardprotokolle zurückgegriffen. Die Software unterstützt nicht nur filebasierten Datentransfer, sondern auch gängige Protokolle wie TCP/IP, REST oder ODBC. Außerdem können Instanzen aus unterschiedlichen Unternehmensbereichen miteinander kommunizieren und interagieren. Und zwar bei Berücksichtigung der Sicherheitsfeatures einer vorhandenen IT-Infrastruktur. Aus dieser Architektur resultiert eine Softwarelösung, die von der Einzelmaschine beginnend bis zum Unternehmen alle Bereiche unterstützen, vernetzen und sich flexibel an ändernde Anforderungen anpassen kann.

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