Develop³ Systems Engineering 01.2016

ANWENDUNGEN
MANUFACTURING EXECUTION SYSTEMS/LEITTECHNIK
PLM und MES müssen in der Industrie 4.0 noch näher zusammenrücken
Vernetzung spielt eine Schlüsselrolle
und modellbasierte Simulation treibt voran
Noch flexibler und autonom ablaufende Fertigungsvorgänge treiben nicht nur die Anforderungen an die
IT- und Automatisierungssysteme nach oben, sondern verlangen auch, die digitale Durchgängigkeit
aus dem Product Lifecycle Management (PLM) bis hinein in Manufacturing Execution Systems (MES)
auszubauen. Interessant wird vor allem sein, welche Rolle in diesem Zusammenhang der sogenannte
‚digitale Zwilling‘ und mit ihm die modellbasierte Simulation spielen wird. Letztlich geht es zudem
wiederum um Fragen von Standardschnittstellen.
Eine variantenreiche Fertigung bis hin zu Losgröße 1 ist eines
der Schlagworte der Industrie-4.0-Diskussionen. Neben der
entwicklungsseitigen Perspektive (digitale Durchgängigkeit) taucht
dabei auch immer die Frage auf, wie sich eine solch komplexe Fertigung
im Griff behalten lässt. Manufacturing Execution Systems
(MES) können an dieser Stelle eine Art Cockpit der Industrie 4.0
sein – und tun das auch. „Heutige Systeme sind bereits recht gut
auf variantenreiche Fertigungsprozesse eingestellt“, sagt Karl Tröger,
Leiter Produktmanagement bei der PSI Automotive & Industry
GmbH, Berlin. Die zunehmende Individualität der Erzeugnisse sei
seit Langem ein Trend nicht nur im Umfeld von Konsumgütern. „Effiziente
Produktionsprozesse vor dem Hintergrund sinkender Auftragsmengen
und einer steigenden Anzahl von Aufträgen stellen
dennoch eine Herausforderung dar – es kommt auf entsprechend
flexible Steuerungssysteme an.“ Hier sei zu erwarten, dass zum einen
die Maschinenebene noch viel stärker integriert werden müsse
(Predictive Maintenance zur Absicherung der Verfügbarkeit) und insbesondere
im Kurzfristbereich modernste Methoden zur Bildung
wirtschaftlicher Reihenfolgen zum Einsatz kommen müssten.
Ein MES biete die optimale Grundlage für schnelle Produktwechsel
und kleine Losgrößen, bestätigt auch Michael Schwarz, Product
Marketing Manager, Wonderware MES, EMI, Recipe & Batch Management
Software bei Schneider Electric, Düsseldorf. Allerdings
sei die Umsetzung in einer variantenreichen Fertigung sehr komplex
– so müsse etwa die Materiallogistik die Rohstoffe entsprechend
den Produktspezifikationen zum richtigen Zeitpunkt bereitstellen
und ein Produktwechsel könne eine Reinigung oder erneute Maschineneinrichtung
nach sich ziehen. „Die Vernetzung von Systemen
und Prozessen im Unternehmen spielt deswegen eine Schlüsselrolle,
um mit kleineren Losgrößen auch Geld zu verdienen.“
Simulation als Schlüssel zum Erfolg
Im Ergebnis wird die modellbasierte Simulation – beispielsweise zur
Überprüfung von Alternativen – für das Thema Industrie 4.0 unumgänglich
werden, folgert Dr.-Ing. Miriam Schleipen, Informationsmanagement
und Leittechnik, am Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik
und Bildauswertung (IOSB), Karlsruhe. In der Industrie
4.0 erhalte jede Industrie-4.0-Komponente eine virtuelle Repräsentation.
„Diese kann auch ein Prozessmodell über das Verhalten der
Komponente im Zusammenhang mit anderen (äußere Sicht) und einen
Ablauf der Komponente (innere Sicht) beinhalten und wird auch
im Rahmen der Referenzarchitektur Industrie 4.0 (RAMI 4.0) und
der Industrie-4.0-Komponente sicherlich noch im Detail diskutiert
und definiert.“ Die zu erwartende Zunahme der Flexibilität und Autonomie
zukünftiger Produktionssysteme werde es allerdings zunehmend
schwerer machen, vorgegebene Prozesse einzuhalten oder
diese Prozesse in ihrer Vielfältigkeit überhaupt zu beschreiben, gibt
Karl Tröger von PSI Automotive & Industry zu bedenken. „Die klassische
Prozessbetrachtung und die darauf aufbauende Modellierung
wird möglicherweise von einer Ereignis-getriebenen Fertigungssteuerung
im Kurz- und Mittelfristbereich abgelöst.“ Hierbei komme
es weniger auf umfassend beschriebene Prozesse sondern auf Regeln,
mögliche Ereignisse und Alternativen an.
Durchgängige Digitalisierung im Fokus
„In aktuellen Projekten zeigt sich, dass das Thema der Modellierung
von Anlagen im Sinne einer Selbstbeschreibung im Zuge des Engineering-Prozesses
von Maschinen und Anlagen immer wichtiger
wird“, ergänzt Dr.-Ing. Olaf Sauer, Geschäftsfeld Automatisierung am
Fraunhofer Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung
(IOSB), Karlsruhe. Manche Anlagenbetreiber forderten bereits von
ihren Lieferanten Modelle, aus denen dann beispielsweise OPC-UA-
Informationsmodelle erzeugt werden könnten. „Dieser Trend wird
sich in den kommenden Jahren verstärken. Darum ist es zwingend,
dass Toolanbieter in der Engineering-Kette – etwa für CAD, PLM,
E-Planung etc. – Exportschnittstellen für Standard-Datenformate bereitstellen,
wie beispielsweise AutomationML.“ Nur so könne die
Kette von der Planung bis zum MES geschlossen werden.
Weitere Aussagen
Dies ist eine Zusammenfassung des Trendinterviews zum
Thema Manufacturing Execution Systems aus der elektro
AUTOMATION 03/2016. Dort finden Sie alle Aussagen
der Experten ab S. 58ff.
www.wirautomatisierer.de
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