Maschinen-MES Ein qualifiziertes MES sollte die Basis von Industrie 4.0 sein

Dieser 2. Teil setzt den Fachartikel aus der Ausgabe 21 fort und konzentriert sich auf die Frage, wie im Konzert aller am Wertschöpfungsprozess beteiligten Objekte eine maximale Leistung dieser Objekte erreicht werden kann. Das Thema „embedded Maschinen MES“ (Manufacturing Execution System) könnte die Maschinenbranche dabei unterstützen.

Anbieter zum Thema

All for One Group SE

conplement AG

FORCAM ENISCO GmbH

MES Consult Klaus Thiel

Bei Maschinen steht immer das Ziel der maximalen Verfügbarkeit im Vordergrund. Dies wird am besten dadurch erreicht, wenn die Maschine seinen „Gesundheitszustand“ selber in Echtzeit überwacht. Dazu ist in der Maschine eine bestimmte Intelligenz nötig, die Daten aus der Sensorik aufnimmt und diese mit Grenzgrößen verschiedener Zustandsparameter (Vibration, Lauflagerwärme oder Stromverbrauch) überwacht, Grenzüberschreitungen frühzeitig erkennt beziehungsweise diese voraussagt und an Entscheidungsstellen weiterleitet.

In Rahmen einer Zustandsüberwachung ist die zentrale Anlaufstelle bei nicht akzeptablen Abweichungen immer der Mensch, der ebenfalls mit erweiterter Intelligenz wie zum Beispiel einem Smartphone ausgestattet ist, um mobil Entscheidungen zu treffen. In diesem Zusammenhang diskutiert man insbesondere die Möglichkeiten der Verlagerung von erweiterter Intelligenz in die physikalischen Objekte.

Übernehmen Maschinen die Aufgaben einer Auftragssteuerungszentrale?

Auf die Frage, ob Maschinen künftig die Aufgaben einer Auftragssteuerungszentrale übernehmen, die alles untereinander planen unabhängig vom Personal in der Auftragsbearbeitung, wird die Diskussion problematisch. Wenn man den Werdegang so mancher Protagonisten von Industrie 4.0 näher betrachtet, kommen diese oft aus dem ERP-Bereich, selten aus der Shop-floor-Ecke, obwohl diese Seite im Mittelpunkt der Diskussion stehen sollte. Die MES-Seite ist zwar inzwischen auf den Zug aufgesprungen und tut so, als hätten ihre MES-Module schon längst Industrie 4.0 vorweggenommen. Das ist aber nur sehr eingeschränkt der Fall, obwohl ein qualifiziertes MES letztlich die Basis von Industrie 4.0 ist beziehungsweise sein sollte. MES-Anbieter haben erkannt, dass eine Unabhängigkeit von ERP angestrebt werden muss und MES als zentrales Steuerungsinstrumentarium in den Mittelpunkt einer Industrie 4.0 Betrachtung in der Produktion rückt und das Produktionsprozessmanagement dabei eine entscheidende Rolle spielen wird. Hier geht es nun darum, aus einem zentralen Datenbestand, Daten zu dezentralisieren, das heißt Daten mit MES-Funktionalität in die Maschinen mit ihrer erweiterten Intelligenz auszulagern.

Hier tut sich der Großteil der Anbieter noch schwer, weil die inzwischen anerkannten Forderungen nach einem konsistenten, Redundanz freien Datenbestand wieder aufgeweicht werden durch die Forderung nach redundanter Datenhaltung innerhalb von Industrie 4.0. Die Produktion hat eine Vielzahl von Aufträgen zu bearbeiten, diese Aufgaben übernehmen aber nicht Maschinen, sondern qualifiziertes Personal. MES hat hier eine entscheidende Funktion. Es ist dabei Aufgabe der Anbieter der künftigen Generation von Produktionssteuerungs-Systemen zu überlegen, welche Aufgaben und damit auch Daten in Maschinen (auch sonstige Betriebsmittel) sinnvollerweise verlagert werden und die dafür erforderlichen „eingebetteten Systeme“ mit entsprechender Intelligenz (Filterung von Massendaten oder Extraktion relevanter Daten) entwickeln.

Das Datenmaterial für die Überwachungsfunktionen in den Maschinen betrifft einmal produktunabhängige Daten sowie produktspezifische Daten. Bei der produktunabhängigen Überwachung geht es um die Zustandsüberwachung der Maschinen. Dazu werden Maschinenleistungsparameter mit definierten Grenzgrößen benötigt, die dem „eingebetteten System“ mit seiner Intelligenz zur Verfügung stehen müssen, um eine Echtzeitüberwachung der Maschinen für eine maximale Verfügbarkeit und Leistungsfähigkeit durchzuführen. Die Maschine erzeugt bei Überschreiten von Grenzgrößen Alarmmeldungen, die über einen Informationsagenten an die verschiedenen Informationsmedien (zum Beispiel Dashboards oder Andon-Tafeln) beziehungsweise die verantwortlichen Mitarbeiter verteilt werden, um frühzeitig gegenzusteuern.

Wartungsdaten werden direkt an das zentrale MES übergeben

Die Mitarbeiter als Informationsmanager lösen einen Wartungsauftrag aus, sie übertragen diesen an das Wartungspersonal, das über ein mobiles Erfassungsgerät für den Auftrag aus den Maschinen den Wartungsplan mit der Wartungshistorie abruft, die Wartungsdaten erfasst, die wieder in die Wartungshistorie eingehen und im eingebetteten System gespeichert werden. Bei den heutigen Übertragungsgeschwindigkeiten können die Wartungsdaten auch direkt dem zentralen MES übergeben werden. Es macht aber Sinn, das zentrale System zu entlasten. Hier muss jeder Einzelfall genauer untersucht werden.

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