Intelligente IoT-Lösungen sichern nachhaltige Wettbewerbsvorteile

Die internationale Leitmesse "Digital Factory" für integrierte Prozesse und IT-Lösungen – seit vielen Jahren fester Bestandteil der HMI – steht daher unter dem Titel "Intelligent vernetzt". Auf dieser Plattform wird die N+P smarte Anwendungsfälle einer vernetzten Produktion präsentieren. Dabei stehen Softwarelösungen im Mittelpunkt, die einen störungsfreien Prozessdurchlauf in Fertigungsunternehmen unterstützen, Routineaufgaben automatisieren und vorausschauende Analysen ermöglichen. Das N+P-Team ist sowohl auf dem Messestand H28 der Autodesk GmbH in Halle 006 als auch auf dem Gemeinschaftsstand E26 des VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.) in Halle 007 vertreten.

Digitaler Zwilling sichert nachhaltige Wettbewerbsvorteile
Mit der Nutzung moderner IT-Lösungen lässt sich die Basis zur Erstellung eines digitalen Zwillings schaffen. Dieser ist Ausgangspunkt für mehr Fertigungstransparenz und die gleichzeitige Erhöhung der Produktivität. Durch die Verknüpfung verschiedener Systeme, wie z. B. CAD-, ERP- und MES-System, kann der Anlagenbetrieb nachhaltig verbessert werden, da Ausfall- und Stillstandzeiten verringert werden und der Mensch bei der Maschinenbedienung und -instandhaltung unterstützt wird.

Ein konkreter Prototyp wurde mit mehreren Projektpartnern für den Getränkehersteller Peterstaler Mineralquellen GmbH entwickelt und getestet. Das Förderprojekt unter dem Namen "CyProAssist" wird in Kooperation mit dem international tätigen Hersteller von Abfüll- und Verpackungsanlagen – der KHS GmbH – sowie dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) und der TTI GmbH – TGU Interaktion.biz umgesetzt. Ein weiterer Prototyp existiert bei der Firma Hörmann Rawema Engineering & Consulting GmbH.

Im Zentrum des digitalen Zwillings steht die von N+P entwickelte MES-Lösung NuPMES. Durch eine Integration der Anlagen mittels OPC-UA¹ werden die aktuellen Ist-Daten und Störungsmeldungen direkt ausgelesen. Ergänzend dazu wird in einem Viewer, welcher als Basis die Autodesk Forge-Technologie nutzt, das 3D-CAD-Modell visualisiert und mit den realen Maschinendaten verknüpft. Der digitale Zwilling dient unter anderem zum Sichtbarmachen von Störungen an der Maschine und wird um Fehlerbehebungshinweise ergänzt. Die Behebung eines Ausfalls kann somit signifikant beschleunigt werden.

Per Tablet-PC, Smartphone, Smartwatch oder HoloLens wird dann die Störung mittels der angezeigten Montageanleitung Schritt für Schritt durch das Personal vor Ort behoben. Ein Fertigungsassistenzsystem unterstützt zudem bei der Verringerung von Rüstzeiten, Fehlbedienungen sowie dem Wissenstransfer zwischen Mitarbeitern. Diese Verbesserungen in den Arbeitsabläufen ermöglichen eine lückenlos durchlaufende Produktion und generieren gegenüber konkurrierenden Unternehmen essentielle Wettbewerbsvorteile. Auf den Messeständen der Autodesk (Halle 006, Stand H28), wie auch dem des VDMA (Halle 007, Stand E26), gibt die N+P allen Interessierten den Einblick in die Nutzung des digitalen Zwillings mittels HoloLens und Tablet-PC.

_{¹ OPC-UA ist ein Datenaustausch-Standard für eine sichere, zuverlässige, hersteller- und plattformunabhängige industrielle Kommunikation. Sie ermöglicht einen betriebssystemübergreifenden Datenaustausch zwischen Produkten unterschiedlicher Hersteller und wird daher als Standard für Industrie 4.0 bezeichnet.}

Beschleunigung des Prozessdurchlaufs durch Automatisierung
In jedem Unternehmen gibt es zahlreiche Routineaufgaben, die sich mit automatisierten IT-Prozessen schneller umsetzen lassen. Die N+P stellt smarte Automatisierungslösungen aus erfolgreichen Kundenprojekten vor, die nicht nur den Produktentstehungsprozess signifikant verkürzen, sondern grundsätzlich die Leistungsfähigkeit in vielen Bereichen, wie Konstruktion, Vertrieb, Einkauf oder Fertigung deutlich verbessern. So ist es beispielsweise möglich, den Prozess der CAD-Datenherstellung zu automatisieren, indem ein Produktkonfigurator im ERP-System die CAD-Daten auf Knopfdruck generiert und im passenden Format für den E-Mail-Versand bereitstellt. Der Angebots- und Auftragsdurchlauf wird dadurch beschleunigt und der Service im Vertrieb verbessert. Weitere Möglichkeiten zur Prozessoptimierung werden auf dem Stand der Autodesk präsentiert.

Smartes Monitoring – Prozessoptimierung durch Transparenz in der Fertigung
Wie konkret Fertigungsprozesse mittels eines Fertigungsmanagementsystems (Manufacturing Execution System, kurz MES) ausgewertet, gesteuert und optimiert werden können, zeigt das Team der N+P auf dem Stand des VDMA (Halle 007, Stand E26). Eine MES-Installation wird dabei durch einen vernetzten Kaffeeautomaten simuliert. Dieser liefert nicht nur frischen Kaffee, sondern gibt gleichzeitig alle relevante Maschineninformationen an das ERP-System. Maschinenstillstände aufgrund einer Störung, wie "Wassertank ist leer", werden sofort in einem Frühwarnsystem gemeldet. Zeitgleich wird die Meldung z. B. auf eine Smart Watch oder ein Mobiltelefon übertragen, um die Unterbrechung schnellstmöglich zu beheben. Zur Fehlerhebung kommt auch hier die HoloLens zum Einsatz, auf der die Checkliste zur Störungsbehebung sichtbar ist. Die Nutzung der HoloLens wird am Messestand live demonstriert.