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Bestandsaufnahmen mit Ausblick

Text: Claus Hilger, Harting Foto: Harting
Industrie 4.0 ist in aller Munde, die vertikale Vernetzung von Embedded Systems ist auf dem Vormarsch und Smart Products steuern sich im Produktionsprozess selbst. Die digitale Veredelung von Produktionsanlagen mit intelligenten Überwachungsprozessen und autonomen Entscheidungen in den Prozessen findet zunehmend Eingang in die Fabrikhallen. A&D bat Claus Hilger, Zentralbereichsleiter bei Harting, um einen Überblick zu Totally Integrated RFID.

Die vierte industrielle Revolution sieht bei Harting folgendermaßen aus: Bestände und Reichweiten pro Kanban-Kreislauf aus den Backend-Systemen werden auf einer eKanban-Tafel konzentriert zur Verfügung gestellt. Die aktuelle Belegung und Auslastung aller Maschinen auf einen Blick zu sehen, erlaubt es, anstehende Fertigungsaufträge per Drag&Drop auf eine Maschine zu ziehen. Durch das Lesen eines RFID-Transponders an einem Stahlbehälter kann der Status des jeweiligen Fertigungsauftrags jederzeit abgefragt werden. Die Rückmeldung der Fertigungsaufträge erfolgt per Handheld direkt in den Backend-Systemen.Das beschriebene Szenario haben wir in der unternehmenseigenen Druckguss-Fertigung erfolgreich realisiert und mit damit einen großen Schritt hin zur Totally Integrated RFID gemacht: Bisher getrennte Systeme und verschiedene Systemebenen werden über diese Lösung miteinander verknüpft. Es entsteht ein vollständig integriertes System, in dem die Daten von einem RFID-Transponder aufgenommen, und an einen mobilen Reader oder an einen stationären Reader per Antenne übergeben werden. In der Ha-VIS-Middleware werden die Daten vorselektiert, dem Business Application Framework dann aufbereitet und von dem Enterprise Service Bus schließlich in die vorgesehenen Folgesysteme geroutet hin zu den Backend-Systemen (ERP- und MES-System). Dadurch werden bisherige Prozess- und Systembrüche aufgehoben.

Vorkonfigurierte Lösungen

Totally Integrated RFID ist eine Erfolgsgeschichte und wird laufend fortgeschrieben: Als Lösungsanbieter haben wir die vorhandene Software-Architektur bereits weiter ausgebaut, es werden vorkonfigurierte Applikationen auf den Markt gebracht und es erfolgt der Rollout bestehender Lösungen. Weitere Szenarien für vergleichbare Lösungen existieren schon heute, neue Szenarien werden erarbeitet.Vor einigen Wochen ist eine Torsteuerung als Zugangskontrolle in Betrieb gegangen. Die nächsten Projekte sind bereits in der Realisierung. Da wäre ein Tool Ident zur Identifizierung von Werkzeugen, die gleichzeitig die Überwachung der Wartungszyklen automatisiert, oder eine Anlageninventur. Auch für weitere Produktionsbereiche wird es Rollouts geben. Und nicht zu vergessen die Einbindung der Stanzbandrollen in die bestehende eKanban-Abwicklung. Der Schwerpunkt vorkonfigurierter Applikationen für den Einsatz von Totally Integrated RFID liegt in den Bereichen Produktion und Instandhaltung sowie im Anlagenmanagement. Es können unterschiedliche Smart Network Infrastructure Devices eingesetzt werden. Bisher können dies Switches mit Diagnostik- und I/O-Funktionalität sein, AutoID Devices oder andere wie beispielsweise Smart Power Network Units (SPNU). Die Anbindung weiterer Devices ist vorgesehen: Zukünftig werden alle Endgeräte, die Transponder oder Barcodes lesen können, einsetzbar sein. Dazu gehören dann neben den bereits verfügbaren festinstallierten RFID-Readern, mobile Reader, Barcode-Scanner oder Magnetstreifenlesern, auch mobile Devices wie Handhelds oder Tablets.

Neue Funktionen

In der Ha-VIS-Middleware werden die Daten der Devices verarbeitet. Harting erweitert die Middleware zukünftigt um Funktionen, die dem ELE-Standard entsprechen, so dass die Middleware beispielsweise mit I/O-Kommunikation Lichtschranken-Daten verarbeiten kann. Auch trifft sie smarte Entscheidungen über rückfließende Daten aus den Backend-Systemen, um neue Prozesse anzustoßen. Diese Daten werden dann auf den Transponder zurückgeschrieben. Als Integrationsplattform setzen wir das Business Application Framework ein. Mit Hilfe des Enterprise Service Bus erkennt das System, an welches Backend-System die Daten weitergeleitet und wo diese verarbeitet werden. Als Backend-Systeme können ERP-, MES-Systeme oder auch Microsoft Office Produkte integriert werden. Alternativ zum Business Applikation Framework und Enterprise Service Bus verbinden wir auch die Integrations-Systeme SAP AII und SAP PI mit den klassischen Backend-Systemen der SAP. Von der Middleware aus erfolgt die Ansprache des ERP-Systems dann direkt über die SAP-Bausteine. Ziel ist immer die einfache Integration über die Entwicklung fertiger Bausteine.In der Automatisierungstechnik wird OPC-UA eingesetzt, um mit den MES-Backend-Systemen zu kommunizieren. Dabei werden Daten nicht nur transportiert: Die relevanten Daten, die direkt und in Echtzeit im Backend System benötigt werden, erhalten eine maschinenlesbare semantische Struktur. Darüber erfolgt die direkte Integration und Umsetzung im Backend-System. Damit haben wir auch die Automatisierungstechnik direkt in den Echtzeitprozess integriert.

Weniger Material

Intelligentes Energiemanagement ist ebenfalls ein innovativer Aspekt unserer Smart Factory. Das Unternehmen hat der Fachwelt bereits sein Smart Power Network für aktives Energiemanagement vorgestellt. Die smarten PN-Units sind dabei die zentralen Schlüsselkomponenten. In das Network lässt sich ein Energiemanagement-System problemlos integrieren, an die Ha-VIS Middleware anschließen, steuern und auswerten. Die Weiterentwicklung des Konzepts der Totally Integrated RFID, der Einsatz und der Rollout der bereits bestehenden Lösungen verspricht konsequente Kostensenkung und signifikante Effizenzsteigerungen. Die Implementierung der vorhandenen Entwicklungen sorgt bei uns bereits durch die Verbesserung der Geschäftsprozesse für deutliche Kostensenkungen und Prozessverbesserungen. Zum Beispiel haben wir weniger Material im Einsatz und beschleunigte Arbeitsabläufe bei gleichzeitig erhöhter Flexibilität. Einführung und Betrieb der eKanban-Lösung in der Druckguss-Fertigung haben eine Amortisationsdauer von unter zwei Jahren durch Einsparungen bei Handling- und Materialkosten.

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