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technik & wissen Ethernet-Netzwerke als Schnittstelle zwischen Automations- und Business-System Fertigungsnetzwerke effektiv verwaltet Automatisierung | Die Geräte, die innerhalb eines Automatisierungssystems ein Industrienetzwerk bilden, sind ein wichtiger Faktor für den Erfolg der Anlagenproduktion. Die richtigen Messwerte für die Leistungsfähigkeit der Netzwerkinfrastruktur ermöglichen, Kosten für ungeplante Unterbrechungen zu senken. Ethernet-Netzwerke für die Fertigung haben sich zu einer wichtigen Schnittstelle zwischen Produktions- und Automatisierungssystemen und Business Systemen entwickelt und stellen den Standardkommunikationspfad zwischen Automatisierungssystemen dar. Das Wachstum und die Standardisierung von Ethernet innerhalb automatisierter Anlagen wird von zwei Anforderungen begleitet: Der Notwendigkeit, Kontroll- und Produk - tionsmitarbeitern bewusst zu machen, welche Geräte an jedem Standort an das Ethernet-Netzwerk angeschlossen sind; Und, welche Leistung diese Geräte erbringen. Die Geräteleistung muss gemessen und überwacht wer- In der heutigen und künftig noch stärker vernetzten Welt braucht es ein stabiles Netzwerk. Eine Standardmethodik von Panduit hilft, die Verkabelungsinfrastruktur in eine skalierbare Lösung überführen. Bild: vegefox/stock.adobe.com den, damit die Gesamtintegrität des Fertigungsnetzwerks ordnungsgemäß verwaltet werden kann. Messgrößen zu bestimmen spielt eine wichtige Rolle, um das gesamte Industrienetzwerk effizient betreiben zu können. Dafür stehen drei Methoden zur Verfügung. Der erste Schritt, ist, die zu messenden Faktoren zu bestimmen und die Liste zu konsolidieren, um die für die organisatorischen Ziele und die Integrität der Systeme wichtigsten Elemente zu identifizieren. Diese Messgrößen werden als Leistungskennzahlen (Key Performance Indicators, KPIs) bezeichnet. Ein KPI ist eine zählbare Messgröße, die von einem Betrieb verwendet wird, um zu bestimmen, in welchem Ausmaß die operativen und strategischen Ziele erreicht werden. KPIs sind im Unternehmen eindeutig und basieren auf der Leistung jeder Abteilung, die für die Gewährleistung des Gesamtunternehmenserfolgs erwartet wird. Mehrere kombinierte Messgrößen können einen einzelnen KPI bilden. Um effektive KPIs definieren zu können, benötigen Unternehmen präzise definierte Ziele und anerkannte Benchmarks. Ein üblicher Ansatzpunkt besteht in der 40 Industrieanzeiger 12.20
Untersuchung der Gesamtanlageneffektivität (GAE) in einem Unternehmen, um den Anteil der produktiven geplanten Fertigungszeit herauszufinden. Um den GAE- Wert zu bestimmen, muss das Verhältnis der vollproduktiven Zeit zur geplanten Fertigungszeit untersucht und dabei berücksichtigt werden, dass geplante Stehzeiten in der Gleichung nicht enthalten sind. Leistungskennzahlen definieren Viele Unternehmen haben zum Beispiel für die Netzwerkinfrastruktur der Fertigung eine Störungsbehebungsmentalität: Wenn das Netzwerk nicht verfügbar ist, muss dieses Problem sofort behoben werden, damit die Anlage wieder in Betrieb gehen kann. Dies ist eine direkte Folge der Verarbeitung von KPI-Daten für ein Anlagensegment (etwa eine Maschine oder Zelle), die nicht notwendigerweise die vernetzte Natur des heutigen industriellen Betriebs widerspiegelt. Für Unternehmen, in denen sich Vorfälle im industriellen Netzwerk auf die Produktion auswirken, ist das eine entscheidende Vorgehensweise. Um einen KPI zu definieren, mit dessen Hilfe ein Unternehmen annähernd 100 % Netzwerkproduktivzeit erreicht, muss erst entschieden werden, welche Geräte innerhalb des Industrienetzwerks rund um die Uhr laufen müssen, etwa die Mensch-Maschine-Schnittstellen (MMS), Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Eingabe/Ausgabe-Steuerungen (E/A) oder industrielle Schalter und Antriebe, die bei einem Defekt zum Ausfall der Produktion führen würden. Als nächster Schritt muss definiert werden, welche Netzwerkereignisse aufgezeichnet werden und welche Ereignisse sofort einen Alarm auslösen sollen. Während alle Ereignisse aufgezeichnet werden sollten, muss nur dann ein Alarm ausgelöst werden, wenn die Netzwerkkapazität unter einen bestimmten Grenzwert sinkt. Dabei sollte dieser Grenzwert nicht einen vollständigen „Zusammenbruch“ des Netzwerks darstellen, der zu Ausfallzeiten führt. Und schließlich müssen Firmen einen Zeitrahmen festlegen, etwa täglich, wann die Netzwerkberichte vom Management für essenzielle Betriebsabläufe und Kontrolle bearbeitet werden. Durch diesen Zugang können Produktions- und Kontrollmanager Trends im Netzwerk über einen bestimmten Zeitraum erkennen und feststellen, wann das Netzwerk selbst nur geringfügig unterhalb der angestrebten Effizienz läuft. Diese Aspekte stellen zwar kein merkbares Netzwerkproblem dar, können jedoch als frühe Anzeichen für zukünftige Probleme im Netzwerk dienen. Oftmals wird in einem Unternehmen die fortlaufende Verbesserung übersehen, weil es schwierig ist, Daten zur Verfügung zu stellen, aus denen die Vorteile von Verbesserungen gegenüber den Kosten ersichtlich sind. Für ein Fertigungsnetzwerk sind verfügbare Daten zur Bestimmung einer auftretenden Verschlechterung sowie von Bereichen, in denen Verbesserungen erforderlich sind, um das Netzwerk ordnungsgemäß zu verwalten und die Produktion der Anlage aufrecht zu erhalten, von großer Bedeutung. So kann der Netzwerk-KPI zum Beispiel zeigen, dass die Anzahl von auftretenden Ereignissen im Netzwerk trotz einer Netzwerkverfügbarkeit oberhalb des angestrebten Wertes rasch ansteigt, was auf eine Netzwerkinstabilität hindeutet. Durch die Untersuchung dieser Daten kann möglicherweise eine zeitweilig unterbrochene Verbindung zu einem wichtigen E/A-Modul aufgezeigt werden, die erkannt und rasch behoben werden kann, bevor ein Fehler auftritt. Verringerung der Ausfallzeiten durch richtige Verwaltung des Industrienetzwerks Dank dieser Informationen kann das Kontroll- und Produktionsmanagement die Ausgaben für Kapitalinvestitionen rechtfertigen, die für vorbeugende Wartung erforderlich sind, anstatt sich auf einen reaktiven Wartungszugang zu stützen. Um die benötigten Daten zu erlangen, ist ein Werkzeug erforderlich, dass dem Kontroll- und Produktionsmanagement problemlos eine Momentaufnahme der Integrität des industriellen Netzwerks auf Basis von vordefinierten KPIs präsentiert. Das Kontroll- und Produktionsmanagement kann die KPIs mithilfe einer benutzerfreundlichen Web-Schnittstelle aus der Ferne überwachen. Werkzeuge wie die KPI-Berichtsfunktion in der Industrienetzwerk- und Visualisierungssoftware IntraVUZ von Panduit ermöglichen dem Management, fundierte Entscheidungen auf Datenbasis zu treffen, da sie die Netzwerkleistung visualisieren. Dieser einfache Wechsel von einem reaktiven zu einem proaktiven Zugang bei der Verwaltung des industriellen Netzwerks kann die Verbesserungen bei der für die Problemlösung benötigten Zeit bei mehreren Ausfallereignissen um bis zu 75 % verbessern, bietet zudem eine objektive Messgröße der Verfügbarkeit von wich - tigen Geräten und steigert die GAE. (nu) • Die Software Intra- VUE von Panduit stellt dem Nutzer seine Netzwerktopologie übersichtlich in einer Live-Ansicht dar. Bild: Panduit Industrieanzeiger 12.20 41
