Ein qualifiziertes MES sollte die Basis von Industrie 4.0 sein

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MES Consult Klaus Thiel

Überwachung der Planvorgaben durch das dezentrale System

Die andere Seite der Überwachung in den Maschinen ist die produktspezifische Überwachung von Spezifikationswerten. Sie werden entweder auftragsspezifisch dem „eingebetteten System“ übergeben oder es werden in das „eingebettete System“ produktspezifische Stammdaten ausgelagert. Das dezentrale System überwacht Planvorgaben und setzt Meldungen ab, wenn nicht akzeptable Abweichungen auftreten. Durch den zunehmenden Einsatz der Sensorik fallen Massendaten an, die praktisch nur noch durch ein entsprechendes mathematisch statistisches Instrumentarium gehandelt werden können. Mit dieser automatisierten Intelligenz werden Massendaten gefiltert, es werden Relevanzmuster, Trends erkannt. Damit wird ein automatisiertes SPC möglich, das eine signifikante Veränderung von Streuung, Lage und Verteilungsform in Echtzeit erkennt, die zu kurzfristigen Abänderungen in den Planparametern führen können.

Inwieweit sich Maschinen selbst regeln, zum Beispiel Parameter automatisch verändern, ist mit Vorsicht zu betrachten. Es wird im Regelfall immer so sein, dass das eingebettete System Vorschläge und Empfehlungen erarbeitet und diese an die Steuerungszentrale für Entscheidungen überträgt.

Man spricht heute im Rahmen von Industrie 4.0 gerne davon, dass die Maschinen untereinander Informationen austauschen (M2M) (Bild 2). Innerhalb der Maschine sind häufig verschiedene Steuerungen auf Sensorebene (SPS) eingesetzt, die schon lange automatisch untereinander kommunizieren und Regelungen durchführen. Wenn es aber um den Datenaustausch zwischen Maschinen geht, ist dieser relativ eingeschränkt. Da nun einmal Maschinen nicht emotional miteinander kommunizieren, um wie wir Menschen in sozialen Netzen „Wasserstandsmeldungen“ auszutauschen, beschränkt sich der Informationsaustausch weitgehend auf Produktinformationen, die dem Produkt mitgeliefert werden. Natürlich gibt es im Einzelfall Situationen, in denen es Sinn macht frühzeitig bestimmte Produktparameter der Folgemaschine zu übertragen, um Einstellungen an der Folgemaschine frühzeitig vornehmen zu können. Beim Einsatz einer e-Kanban-Lösung geht eine Nachlieferbedarfs-Information rückwärts, beim Produktions-Kanban an die Vorgänger Maschine, beim Transport Kanban an die Logistik. Im Regelfall ist es heute so, dass der Output eines Arbeitsgangs die Leistungsparameter entweder über einen lesbaren Ident, der auf Daten in der zentralen Datenbank zugreift, mitgeliefert bekommt oder die Daten werden in einem RFID Tag oder einem DMCe mitgegeben, die dann durch die Folgemaschine ausgelesen werden können. Auch bei der Überlegung einer produktspezifischen dezentralen Speicherung von Daten gilt, dass in einer Echtzeitumgebung die Leistungsdaten auch sofort zentral gespeichert werden können.

„Embedded Maschinen MES“verlangt gültiges Grundmodell

Die qualifizierten MES Anbieter sollten sich überlegen, ob sie nicht ihre Entwicklungsanstrengungen auf generische, dezentrale MES Teilsysteme ausdehnen sollten. Verbreitet wird dazu der Begriff „Embedded Agent“ verwendet. Ich benutze dazu den Begriff „Embedded Maschinen MES“, weil ausgelagerte MES-Funktionalität in solchen cyber physischen Systemen eingesetzt werden sollte. Dazu noch einige Gedanken, die ich als Ideenbeitrag ansehe. Jede Maschine hat zwar individuelle Eigenschaften, aber wenn man ein „Embedded Maschinen MES“ entwickelt, sollte man ein generell gültiges Grundmodell designen, das für jede Maschine eingesetzt werden kann, auch wenn bei jeder Maschine unterschiedliche Funktionsprioritäten gelten werden.

„Embedded Agenten“ kümmern sich um die Übersetzung der Datenformate

Die heutigen „Embedded Agenten“ legen ihren Schwerpunkt auf die Datenkommunikation zwischen den Systemen beziehungsweise, sie kümmern sich um die Transformation/Übersetzung unterschiedlicher Datenformate, wie zum Beispiel SQL Daten Records in OPC UA und umgekehrt. Einige MES-Anbieter bieten mit UMCM (Universal Machine Connectivity for MES) eine einfache, aber eingeschränkte Kommunikationsmöglichkeit zwischen zentralem MES und Maschine.

Bei einem Maschinen-MES muss ein Bereich geschaffen werden, in den verschiedene Stammdaten zur Maschine oder zu den Produkten ausgelagert und in ihm verwaltet werden. Ein weiterer Bereich ist der geplante Auftragsvorrat mit der Reihenfolge der Abarbeitung. Dem gegenüber stehen Bereiche für die Ist-Daten sowie für Massendaten aus den Sensoren, ein Bereich für komprimierte, gefilterte Daten und ein Historienbereich. Die eigentliche Intelligenz liegt in einem Algorithmen-Bereich. Dies sind verschiedene Programme, die eine bestimmte Funktion automatisch ausführen wie Module zur Datenfilterung, Mustererkennung oder Energieeinsatzoptimierung. MM

* Klaus Thiel ist Fachmann für Produktionsmanagementsysteme in 84036 Landshut; als Consultant berät er Unternehmen bei der MES-Auswahl, Tel. (08 71) 4 61 32, mesconsult40@gmx.de

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