Maschinenbediener sowie Service- und Wartungspersonal werden durch Industrie-4.0-Anwendungen bestmöglich in ihrer täglichen Arbeit unterstützt – und können diese schneller und effizienter erledigen.

Bild: Bosch Packaging Technology

Industrie-4.0-Anwendungen für Bedienung und Wartung Versteckte Potenziale in unerschöpflichen Daten finden

24.08.2018

Menschen, Maschinen, Prozesse und IT – in der Fabrik der Zukunft ist alles und jeder miteinander vernetzt. Hinter dem Schlagwort Industrie 4.0 verbirgt sich entlang der gesamten Wertschöpfungskette großes Potenzial in Sachen Qualität, Effizienz und Produktivität. Grundlage für den Erfolg ist die smarte Nutzung einer schier unerschöpflichen Menge an Daten.

Wenn klassischer Maschinenbau auf IT trifft, wird das auch in der Verpackungsindustrie heiß diskutiert. Hersteller und Anwender von Prozess- und Verpackungstechnik stehen an der Schwelle einer neuen Ära: Von der Sensorik über Softwarelösungen bis hin zu datenbasierten Dienstleistungen – in der gesamten Produktion eröffnen Industrie-4.0-Lösungen neue Potenziale, um Prozesse zu optimieren.

Es geht dabei vor allem um die sinnvolle Verknüpfung von bewährten Prozessen mit neuen Ansätzen. Ziel ist dabei, durch höhere Intelligenz und Transparenz eine Effizienz- und Produktivitätssteigerung bei höchsten Qualitätsstandards für Prozesse und Produkte sicherzustellen. Doch das alleine reicht nicht: Für Bosch Packaging Technology steht nach wie vor der Mensch im Mittelpunkt der vernetzten Produktion. Er nimmt eine übergeordnete, steuernde Rolle ein, in der ihn Industrie-4.0-Anwendungen unterstützen, um seine tägliche Arbeit so effizient wie möglich erledigen zu können.

Effizienz und Produktivität in Echtzeit

Ein Beispiel: Mit Maintenance-Support-Systemen gehören lange Laufwege und die aufwändige Fehlersuche der Vergangenheit an. Dank der Analyse von Maschinendaten in Echtzeit erhalten Mitarbeiter alle benötigten Informationen auf ihre mobilen Endgeräte. So können sie schnell reagieren und sparen Zeit. Für effiziente Unterstützung bei Formatwechseln sorgen Entwicklungen wie das Format Part Management. Hier können Maschinenbediener anhand von RFID-Tags Formatteile scannen, um sicherzustellen, dass diese an der richtigen Stelle installiert wurden.

Um effizient arbeiten zu können, sind transparente Prozesse und Datenströme Grundvoraussetzung. Über Condition-Monitoring-Lösungen können Bediener zum Beispiel die Maschinen- und Linienzustände in Echtzeit analysieren und Parameter wie Temperatur und Drehzahl im Blick behalten. Treten Abweichungen auf, lassen sich Gegenmaßnahmen frühzeitig einleiten und eine konstant hohe Produktqualität sicherstellen. Auch die Produktivität lässt sich mit Condition Monitoring Services verbessern. Zum Beispiel erhalten Hersteller eine Beratung, um ihre Wartungsarbeiten optimal zu planen und die Leistung der Maschinen zu steigern.

Nachhaltigkeit und Sicherheit im Fokus

Sollte doch ein unerwarteter Stillstand eintreten, gibt es dank Remote Services schnelle Wartungshilfe aus der Ferne: Mit sicherer Datenverbindung und einem kompetenten Ansprechpartner lassen sich Stillstandzeiten verkürzen und die Produktivität steigt. Ein besonders wichtiges Thema ist aktuell die Nachhaltigkeit in der Produktion. Hier können Energy-Monitoring-Lösungen helfen, indem sie einen detaillierten Überblick über den Energieverbrauch in der Fertigung liefern. Spezielle Sensoren ermitteln den Verbrauch etwa von Strom und Druckluft, sodass sich Fluktuationen, Lastspitzen und Unregelmäßigkeiten identifizieren lassen und Potentiale für Energie- und Kosteneinsparungen abgeleitet werden können.

Gerade wenn es um Pharmazeutika und Lebensmittel geht, stehen Produktqualität und sichere Herstellungsprozesse ganz oben auf der Agenda. Auch hier können smarte Lösungen helfen – vor allem, wenn sie bereit seit Jahren erprobt und in anderen Industrien erfolgreich im Einsatz sind. Um gegen gefälschte Medikamente vorzugehen, hat Bosch Packaging Technology auf seine Kompetenzen aus der Automobilindustrie zurückgegriffen und eine spezifische Track-and-Trace-Lösung für pharmazeutische Hersteller und Lohnverpacker entwickelt: eine Serialisierungslösung aus einer Hand, die sich bei Bedarf auch im Lebensmittelbereich einsetzen lässt.

Daten durch Visualisierung besser verstehen

Wo Maschinen und Prozesse miteinander vernetzt sind, entstehen unendlich viele Daten. Diese zu erfassen, zu speichern und auszuwerten ist die Basis, um die Vision einer „Connected Industry“ in die Realität umzusetzen. Der erste Schritt besteht in der übersichtlichen Aufbereitung dieser Daten. Denn nur wenn die Mitarbeiter auch genau die Informationen erhalten, die sie für ihre tägliche Arbeit benötigen, bringt die Vernetzung eine wirkliche Entlastung. Dabei unterstützen Visualisierungslösungen wie Shopfloor oder Line Dashboards.

So bietet das Shopfloor Dashboard von Bosch bei der Schichtplanung einen detaillierten, papierlosen Überblick über Produktionsziele und -aufgaben. Das Line Dashboard hingegen zeigt Maschinenbedienern mobil den Status ihrer Maschine oder der gesamten Linie auf. So können sie sich über den aktuellen Stand der Produktion oder anstehende Wartungsaufgaben informieren – ganz gleich, wo sie sich gerade in der Fertigung aufhalten. Neben der Erfassung, Speicherung und Visualisierung von Daten hilft die für die Pharmaindustrie entwickelte Pharma MES Starter Edition auch bei der Analyse, etwa zur Verbesserung der Anlagenverfügbarkeit.

Potenziale aus unbekannten Informationen

Die höchste Kunst bei der Datennutzung besteht darin, aus vorhandenen Daten bislang unbekannte Informationen und somit Potenziale zur Optimierung herauszuholen. Beim Data Mining werden vorhandene Maschinendaten effektiver ausgewertet, um Fehlerursachen zu identifizieren und zu beseitigen, denn häufig werden Abweichungen aufgrund zu geringer Informationen fehlinterpretiert. Dies lässt sich mit dem Data-Mining-Tool von Bosch vermeiden, indem große Datenmengen unter Anwendung statistischer Methoden auf kleinste Effekte untersucht werden.

Im Grunde reichen bereits Daten aus zwei Produktionschargen, um erste Rückschlüsse zu ziehen. Doch je mehr Daten über einen längeren Zeitraum für die Evaluation zur Verfügung stehen, desto mehr Details lassen sich ermitteln. Notwendig dafür sind lediglich Maschinensensoren sowie das passende Werkzeug, um die Daten ans Licht zu holen. Große Investitionen sind von Seiten der Hersteller nicht notwendig. Auch hier liegt der Schlüssel zum Erfolg in der Verknüpfung des Wissens unterschiedlicher Disziplinen. Technisches Know-how alleine genügt nicht; es bedarf auch einer umfangreichen Prozessexpertise in der Produktherstellung.

Virtuelle Zukunft zum Greifen nahe

In nicht allzu ferner Zukunft werden selbstregulierende Maschinen in der Prozess- und Verpackungstechnik eingesetzt. Diese reagieren selbständig auf Veränderungen, zum Beispiel einen Produkt- oder Materialwechsel, und justieren ihre Prozesse entsprechend. Eine weitere Rolle wird dem Thema Augmented (AR) und Virtual Reality (VR) zukommen – etwa in Form von Anleitungen für Ersatz- oder Formatteilwechsel.

So können AR-Anwendungen den Mitarbeitern die Position von Wechselkomponenten in der Maschine aufzeigen und damit den Prozess beschleunigen. Mit VR-Anwendungen lassen sich 3D-Simulationen von Maschinen für Trainingszwecke nutzen. So sind Mitarbeiter schneller fähig, mit neuen Maschinen zu arbeiten. Aus heutiger Sicht ist die Zukunft damit zum Greifen nahe. Schritt für Schritt wird aus der Vision der vernetzten Fabrik im täglichen Produktionsalltag Realität.

Bildergalerie

  • Die Track-and-Trace-Lösung für die pharmazeutische Industrie sorgt für die eindeutige Serialisierung von Sekundärverpackungen und gewährleistet die Rückverfolgbarkeit entlang der Fertigungskette.

    Bild: Bosch Packaging Technology

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