Vom Steuerstand blicken Mitarbeiter auf eine Warmbandstraße der SMS Group.

Bild: Schmied Engineering

Maschinenstillstände frühzeitig erkennen Maschinenanbindung von 55 Anlagen

24.08.2020

Ein Maschinenpark mit bis zu 30 Jahre alten Maschinen und Steuerungen musste an ein übergelagertes Manufacturing Execution System angebunden werden. Ziel war die Ermittlung des Produktionssignals aus mehreren Einzelsignalen. Der ursprüngliche Plan, die Steuerungen durch die Maschinenhersteller aufrüsten und teilweise neu programmieren zu lassen, war obsolet.

Die SMS Group mit Hauptsitz in Düsseldorf ist ein international tätiges Unternehmen auf dem Gebiet des metallurgischen Maschinen- und Anlagenbaus. Neben den deutschen Niederlassungen in Düsseldorf, Hilchenbach, Mönchengladbach Netphen und Witten ist die Gruppe auch mit einem breit gefächerten, stetig wachsenden Netzwerk internationaler Service- und Fertigungsstandorte global aufgestellt. Sie beauftragte Ingenieurdienstleister und Systemhaus Schmid Engineering (SE) mit der Anbindung des Maschinenparks an ein MES.

Maschinenanbindung zeitnah umsetzen

Am Standort Hilchenbach kam 2017 im Rahmen eines MES-Projekts (Manufacturing Execution System) die Anforderung, die Maschinenanbindung von 55 Werkzeugmaschinen zeitnah umzusetzen, um damit Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und darauf reagieren zu können. Eine Realisierung mit dem eigenen Instandhaltungspersonal wäre technisch möglich gewesen, jedoch weder zeitnah noch kapazitiv zu lösen. Fündig wurden die Verantwortlichen der SMS Group bei Schmid Engineering, einem Ingenieurdienstleister für Produktionsdatenmanagement und MES.

Dazu Björn Schutte, Vorbeugende Instandhaltung sowie Instandhaltung Elektrik und Elektronik, SMS Group: „Die Suche nach einem passenden Dienstleister hatte sich zuerst als schwierig erwiesen. Es war kein Anbieter dabei, der alle Maschinen anbinden konnte. Zum Glück wurden wir dann noch auf das Unternehmen Schmid Engineering aufmerksam, das mit dem DataSErver sämtliche Fabrikate und Steuerungstypen anbinden konnte.“

Bei den Steuerungen handelt es sich in der Mehrzahl um Siemens Sinumerik 840D-Steuerungen. „Es sind jedoch auch noch ältere Siemens-Steuerungen wie Sinumerik 880M, Simatic S5, Simatic S7 sowie Liebherr-, Heidenhain TNC430-, Heidenhain iTNC530- sowie R&D-Steuerungen im Einsatz“, sagt Schutte.

Schnelle, standardisierte Lösung

Zu den Projektanforderungen gehörte neben einer schnellen Umsetzung der Maschinenanbindung mit wenig Aufwand auch ein geringer Regieaufwand für das eigene Instandhaltungspersonal. „Wir wollten eine nachhaltige technische und standardisierte Lösung über alle Steuerungen hinweg sowie die Sicherstellung der Zukunftssicherheit durch erweiterbare Signalgewinnung“, erläutert Schutte die Ausgangssituation.

„Ausschlaggebend war schlussendlich, dass Schmid Engineering die komplette Anbindung von der Verdrahtung im Schaltschrank bis zur Implementierung der Software in unser MES umsetzen konnte.“ Ebenfalls entscheidend sei das Preis- und Leistungsverhältnis im Vergleich zu individuellen, maschinenspezifischen Lösungen gewesen.

Vorhandene Schnittstellen genutzt

Um das Produktionssignal aus mehreren Einzelsignalen zu ermitteln, wurden von SE teilweise S5- und Heidenhain- Steuerungen umprogrammiert und Signale elektrisch abgegriffen. Der Großteil der Maschinen wurde aber über vorhandene Schnittstellen oder über zusätzliche Hardware wie Buskoppler und LAN-Module an das Netzwerk angebunden, um dann direkt auf die Steuerungen zuzugreifen.

Somit hat SMS heute einheitliche und vergleichbare Maschinendaten für alle Anlagen (mindestens eine Achse läuft, Vorschubbearbeitung aktiv, keine Störung anstehend). Aus diesen Teilinformationen wird dann ein Produktionssignal gebildet.

„Die Planung und die Bereitstellung der benötigten Informationen für Schmid Engineering war in kurzer Zeit abgeschlossen“, bilanziert Schutte das Projekt. Die Anbindung der Maschinen selbst war dank der DataSErver-Komplettlösung von SE für alle Steuerungsarten nach 10 Tagen erledigt. Derzeit werden Signale zum Erfassen des Anlagenzustandes abgegriffen.

„Aus mehreren Signalen wird der Status ‚Anlage in Produktion’ oder ‚Anlage nicht in Produktion’ generiert. Dieses Signal wird zur Erstellung von Kennzahlen sowie zur automatischen Generierung von Fertigungsstörungen im MES genutzt“, so Instandhalter Schutte weiter. „Die gestellten Anforderungen aus dem Projekt werden somit zu 100 Prozent abgedeckt.“ Derzeit prüfe man noch etwaige Erweiterungsmöglichkeiten.

Maschinen- und Betriebsdatenerfassung

Zu den wichtigen Eigenschaften der DataSErver-Lösung von SE für die SMS Group in Hilchenbach zählen laut Björn Schutte die flächendeckende Nutzung der MDE (Maschinendatenerfassung) an sämtlichen Werkzeugmaschinen, Transparenz über die reellen Produktionsdaten, die automatische Generierung von Kennzahlen sowie die Zukunftssicherheit durch die erweiterbaren Anbindungsoptionen.

„Mit der Schaffung von Voraussetzungen zur Nutzung des MES mit BDE (Betriebsdatenerfassung) und MDE können wir jetzt neben Kosteneffekten auch eine hohe Fertigungskostentransparenz erzielen. Störgründe können zeitnah erfasst, bewertet und abgestellt werden“, kommentiert Schutte die Situation heute in Hilchenbach.

Dank eines in 2020 ebenfalls von SE umgesetzten Visualisierungsprojekts sind die Instandhalter der SMS Group in Hilchenbach nun in der Lage – ohne tiefere Kenntnisse der verschiedenen Schnittstellen –Fehler in der MDE-Anbindung schnell und zuverlässig zu erkennen.

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