Datenflut in der vernetzten Produktion gezielt steuern

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Plastech Solutions setzt in der Produktion auf das Prozessleitsystem Aprol von B&R. Damit können der Rohstoff- und Energieverbrauch reduziert werden.

Weltweit streben Hersteller danach, eine neue Generation intelligenter Fabriken zu bauen. Indiens Produzenten sind hier keine Ausnahme – sie machen sich bereit für die Zukunft und gehen von der Evaluierung zur Implementierung zukunftsträchtiger Technologien über. Das indische Unternehmen Plastech Solutions hat diese Vielzahl an Fortschritten gebündelt und zu einem voll integrierten System kombiniert.

Um das entsprechende­ Integrationsniveau zu erreichen, suchte das Unternehmen nach einer robusten, modularen und skalierbaren Automatisierungslösung. Eine Lösung, die diese hohen Anforderungen erfüllt, fand man in Form des Prozessleitsystems Aprol vom Automatisierungsexperten B&R. Plastech Solutions betreibt insgesamt vier Produktionsstandorte im indischen Pune, die auf die Produktion von Kunststoffkomponenten für die Automobil-, Schaltanlagen-, Luft- und Raumfahrtindustrie sowie Verbrauchergeräte spezialisiert sind. Außerdem hat das Unternehmen eine eigene Automatisierungs­abteilung, die veraltete Systeme durch die neuesten Maschinentechnologien ersetzt und so für eine verbesserte Energieeffizienz sorgt. Pune bietet als Dreh- und Angelpunkt für die Automobil­industrie den idealen Standort für die Lösungen von Plastech, die als Tier-2-Lieferanten für viele namhafte Automobilhersteller produzieren.

Rentabilität entscheidend

Im indischen Pune setzt Plastech Aprol für die Fabrikautomatisierung ein: So lässt sich die Gesamtanlageneffektivität (OEE) berechnen und weiter optimieren. Foto: B&R

Unternehmen versuchen stets, ihre Rentabilität zu erhöhen, indem sie Verluste reduzieren. Diese spielen eine entscheidende Rolle, denn in einer Fabrik kann es unzählige Stellen geben, wo beträchtliche Verluste entstehen können. Wenn diese unbemerkt bleiben, beeinträchtigen sie die Rentabilität erheblich. „Unsere Fabrik gibt es seit über zwölf Jahren und wir waren bisher immer mit unserer Produktivität zufrieden“, sagt Ajay Zod, Gründer und CEO von Plastech. „Damit das so bleibt, verbessern wir permanent unsere Produktionsprozesse und haben dazu eine Lösung implementiert, die uns dabei unterstützt, jene Stellen zu identifizieren, wo Verluste entstehen können.“

Die Lösung von Plastech zielt darauf ab, insbesondere den Verbrauch von Rohstoffen und Energie zu reduzieren sowie die Produktion und das Lager zu optimieren. Plastech stellte fest, dass die Fabrik im Vergleich zur geplanten Produktion lediglich eine Effizienz von 60 % erzielte, dies wurde jedoch lange nicht weiter verfolgt. So waren etwa mehrere Motoren in Betrieb, auch wenn die jeweilige Maschine gar nicht verwendet wurde. Dies war nicht nur pure Energieverschwendung, sondern führte infolgedessen auch zu höheren Energiekosten und hatte damit einen großen Einfluss auf die Rentabilität.

Alles in einem System

Plastech verwandelte die herkömmliche Fabrik in eine echte Smart Factory. Die Anlage verfügt aktuell über 40 Spritzgießmaschinen, die Produkte und Komponenten aus 40 verschiedenen Formen herstellen können. Das Unter­nehmen hat nicht nur für einen durchgängigen Datenaustausch zwischen Fertigungs- und IT-Systemen gesorgt, sondern auch die Betriebsmittel, das Bestands- und Finanzmanagement, die Infra­strukturautomatisierung, die Gesamtanlageneffektivität (OEE) und den Vertrieb in einem einzigen System integriert.

Ajay Zod, CEO von Plastech Solutions. Foto: B&R

Darüber hinaus plant das Unternehmen, die vier Produktions­stätten mit anderen Standorten zu verbinden und zu integrieren. Das Fabrikautomatisierungssystem überwacht jede Maschine in der Produktion und verbindet sie mit dem zentralen System. Die gesammelten Daten werden verwendet, um die OEE für jede Maschine zu berechnen. Der Output jeder Maschine wird bewertet und die Pro­dukte werden anschließend entweder für den Versand bereit­gestellt oder als Ausschuss aussortiert. Die Ausschussware wird zu Granulat zermahlen und für neue Produkte wieder aufbereitet. So kann das Rohmaterial immer effi­zient eingesetzt werden.

Ebenfalls in das zentrale Automatisierungssystem integriert sind dabei die Rauch- und Feuermelder der Fabrik. Eine mögliche Feuerquelle kann so exakt lokalisiert und das Löschwasser gezielt eingesetzt werden. Auch das Kühlwasser, das für die verschiedenen Anlagen benötigt wird, wird damit überwacht – genauso wie die konstante Aufrechterhaltung des Was­serstands und der chemische Zu­satz, der ebenfalls zur Kühlung benötigt wird. Der gesamte Kühlturm wird sowohl auf Temperatur als auch auf Druck kontrolliert. Eine IP-Kamera überwacht das Haupttor des Werkes – die Aufnahmen werden ebenfalls im gleichen Automatisierungssystem protokolliert.

Die verschiedenen Diagramme bieten eine umfassende visuelle Darstellung der überwachten Maschinen und Programme. „Wir haben viele Komponenten in unserem Werk angeschlossen und integriert – alle werden rund um die Uhr überwacht. Dies hat uns geholfen, eine höhere Produktivität und Gesamtanlageneffektivität (OEE) zu erreichen und gleichzeitig den Ausschuss, die Lagerkosten und damit verbundene Verluste zu reduzieren“, sagt Zod.

Daten zielgerichtet steuern

„Als wir mit unserem Monitoringprojekt starteten, wollten wir eigentl­ich nur die Energienutzung unserer Systeme überwachen“, erinnert sich Zod. „Bei den Evaluierungen mit den Experten von B&R haben wir jedoch schnell erkannt, dass ein einheitliches System für Prozesssteuerung, Daten­erfassung, Monitoring, Analyse und Langzeitspeicherung von Daten viele Vorteile bietet.“ Aprol, das für die Fabrikautomati­sierung eingesetzt wurde, dient nun als einheitliches System der Steuerung und dem Monitoring von Plastech. Als Werkzeug und als Visualisierung der Daten dient das integrierte Dashboard.

"Bei den Evaluierungen mit den Experten von B&R haben wir schnell erkannt, dass ein einheitliches System für Prozesssteuerung, Datenerfassung, Monitoring, Analyse und Langzeitspeicherung von Daten viele Vorteile bietet," sagt Ajay Zod, Gründer und CEO von Plastech Solutions

Der Produktionsleiter verwendet das Aprol-Dashboard jeden Tag, um die Bediener ihren Maschinen in der Fertigung zuzuweisen und Formen für die Produktion auszuwählen. Dies hilft, die Effizienz von Maschinen und Bedienern gleichzeitig zu überwachen. Jede Abweichung löst eine Warnung aus und wird zur Analyse mitprotokolliert. Aprol bietet dafür umfassende Reportingdaten. Auf diese Daten kann auch mit einem Smartphone oder Tablet zugegriffen werden. Von Aprol werden die Daten zu Verfügbarkeit, Produktivität und Qualität in wertvolle Informationen wie OEE-Ratings für das Management umgewandelt.

Im Sinne der Effizienz

In der Fertigungshalle bei Plastech sind Maschinen verschiedener Hersteller im Einsatz, was die Erfas­sung von Daten oftmals erschwert. Mit B&R-Smart Molds, Multi-Vendor-Maschinen oder SCADA-Systemen verbindet sich Aprol über Ethernet und OPC UA. Controller ohne native Konnektivitätsoptionen werden über zusätzliche X20-I/O-Module und eine parallele Verdrahtung angeschlossen. Dienstprogramme werden über die X20-I/O-Module gesteuert und überwacht, die in einer dezentralen Architektur miteinander verbunden sind.

Als gebrauchsfertige, vorkonfigurierte Lösung ermöglicht Aprol Enmon die schnelle Umsetzung des Energiemonitorings. Aprol lässt sich in der Cloud installieren und betreiben – Daten und Auswertungen des Prozessleitsystems stehen so weltweit zur Verfügung. Foto: B&R

Ein Automation-PC 910 betreibt das Linux-Betriebssystem, einen Aprol-Engineering-Server und einen Runtime-Server. Der Automation-PC ist dabei mit der Bedienstation verbunden, die zentral im Kontrollraum mit Blick auf die Produktion liegt. Die dezentrale Architektur hilft, einzelne Maschinen und Anlagen an den zentralen Automation-PC 910 anzuschließen. Die Anbindung der X20-I/O-Module erfolgt über ein deterministisches, hersteller­unabhängiges Powerlink-Netzwerk. Dies reduziert den Verkabelungs- und Wartungsaufwand in der Fabrik erheblich und verbessert die Diagnose. Der Automation-PC 910 bietet auch eine Langzeitspeicherung von historischen Daten und Berichten. Plastech kann den Speicherplatz durch Cloud-Dienste noch weiter erhöhen. Mit offenen Protokollen wie OPC UA, MQTT und AMQP kann Aprol problemlos auf verschiedene Cloud-Plattformen zugreifen. Das modulare X20-I/O-System vereinfacht die Auswahl der spezifischen I/O-Funktionalität, die für jedes Dienstprogramm und jede Maschine benötigt wird. So werden Kosten reduziert und die Flexibilität des Prozess- und Datenerfassungssystems erhöht.

"Die Out-of-the-box-Lösung von Aprol für das Energiemonitoring und PDA ist zusammen mit Berichten, die genau an unsere Anforderungen angepasst werden können, einfach optimal für uns," sagt Ajay Zod, Gründer und CEO von Plastech Solutions

„Die leistungsstarke Hard- und Software von B&R hat uns überzeugt“, bestätigt Zod. Durch die Unterstützung von Open-Source-Lösungen wie Linux, Power­link und OPC UA arbeitet Plastech anbieterunabhängig auf Maschinen-, Fabrik- und Cloud-Ebene. „Die Out-of-the-box-Lösung von Aprol für das Energiemonitoring und PDA ist zusammen mit Berichten, die genau an unsere Anforderungen angepasst werden können, einfach optimal für uns“, erklärt Zod.

Die Aprol-Enmon-Lösung wird derzeit zur Überwachung des Energieverbrauchs in der gesamten Anlage eingesetzt. Das Energiemessmodul X20AP3131 bietet eine kompakte Verbindung für die Einspeisung. Dadurch werden nicht nur zusätzliche Kosten für Systemkomponenten minimiert, es ermöglicht Plastech auch, Lösungen „out of the box“ standardmäßig zu integrieren.

Potenziale weiter ausreizen

„Wir setzen Aprol erfolgreich in unseren Produktionsstätten ein und schätzen die Vorteile sehr“, sagt Zod. „Deshalb planen wir den Einsatz auch an unseren anderen Produktionsstandorten, indem wir alle miteinander verbinden.“

Für die Zukunft plant Plastech darüber hinaus, die Energieüberwachung für einzelne Maschinen und Betriebsmittel so anzupassen, dass sie daraus individualisierte Daten erhalten. „Wir wollen ein zustandsorientiertes und vorausschauendes Monitoring für alle unsere Maschinen mithilfe der Aprol Conmon-Lösung“, erklärt Zod.

db

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