Dieser Artikel umfasst folgende Themen:
- Was Betriebsleistung ist und ihre Anwendungen
- Wie eine Betriebsleistungsanwendung die Fabrik der Zukunft definieren wird
- Die Industrielösungen, die die Überwachung der Betriebsleistung ermöglichen
Die Verbesserung der industriellen Effizienz ist ein kontinuierlicher Prozess. Die Einführung der Industrie 4.0 fiel in eine Zeit, in der die produzierende Industrie eine Phase der Stagnation durchlief. Diese erfinderische deutsche Studiengruppe hob hervor, wie wichtig es ist, Daten zu sammeln und sie mit industriellen Lösungen zu analysieren, um das Wachstum voranzutreiben und die Betriebsleistung zu verbessern.
Die Verbesserung der Betriebsleistung in industriellen Umgebungen beginnt mit Messungen zur Bewertung des Betriebsniveaus einer Anlage. Verschiedene Metriken wie die Gesamtanlageneffektivität und die Maschinenauslastung werden mit Benchmark-Daten verglichen, um Diskrepanzen aufzudecken. Der datengetriebene Prozess zur Aufdeckung von Diskrepanzen bildet die Grundlage für die Anlagenoptimierung.
Was ist eine Betriebsleistungsanwendung?
Die Senkung der Betriebskosten bei gleichzeitiger Sicherstellung der Durchsatzqualität auf höchstem Niveau ist eine Möglichkeit, Profitabilität zu erreichen. Die Betriebsleistung ist die Fähigkeit von Unternehmen, Produkte oder Dienstleistungen mit wirtschaftlichen Prozessen an Kunden zu liefern. Diese Beschreibung der Betriebsleistung unterstreicht die enge Verbindung mit Lean Manufacturing und Six Sigma-Methoden zur Förderung des Wachstums.
Die Einführung von Lean-Methoden in den Toyota-Werken half, eine neue Ära in der Fertigungsindustrie einzuleiten. Die Implementierung von Lean-Methoden in den 1930er Jahren und den Jahrzehnten danach beruhte auf der Optimierung von Arbeitsabläufen durch Just-in-Time-Materialhandhabungsstrategien und optimierte Zeitpläne, um Verschwendung zu reduzieren. Im Kontext von Lean Manufacturing bezieht sich Verschwendung auf Material-, Kapital- und Arbeitsressourcen.
Lean-Methoden konzentrierten sich auf die Optimierung von Prozessen innerhalb von Anlagen. Die Betriebsleistung geht bei Lean-Strategien noch einen Schritt weiter, indem sie die Notwendigkeit einbezieht, sowohl die Prozesse als auch die einzelnen Betriebsmittel im Fertigungsbereich zu optimieren. Um dies zu erreichen, müssen die Zusammenhänge, die die Produktionsabläufe unterstützen, optimiert werden. Beispiele hierfür sind die Optimierung von Lieferketten, Materialtransportsystemen, Arbeitsplätzen, Arbeitsplänen und Anlagen in der Fabrikhalle.
Industrielösungen zur Implementierung der Betriebsleistungsanwendung
Die Betriebsleistungsanwendung bezieht sich auf die Strategien, die ein Fabrikbesitzer anwendet, um Herausforderungen in der Produktion zu lösen oder die betriebliche Effizienz zu verbessern. Die Implementierung dieser Strategien erfordert den Einsatz von Industrielösungen für die Datenerfassung, -aggregation und -auswertung.
Bei den Industrielösungen, die die Betriebsleistung vorantreiben, handelt es sich um Technologien für die digitale Transformation, die die Entwicklung von vernetzten Anlagen zur Verbesserung des Datenmanagements ermöglichen. Diese Lösungen lassen sich in die Bereiche Hardware- und Softwaretechnologie einteilen. Hardware wie IoT, Edge-Geräte und HMIs vereinfachen den Prozess der Datenerfassung. Softwareanwendungen stellen die Rechenressourcen für die Analyse der Daten zur Verfügung.
Die vernetzte Fabrik wird durch die Vereinheitlichung der Architektur bzw. der Anlagen innerhalb der Fertigungshalle vorangetrieben. OPC UA bietet ein Regelwerk, das den Vereinheitlichungsprozess und die Datenerfassung vereinfacht. Das Erreichen einer Vereinheitlichung ist die erste wichtige Phase bei der Umsetzung von Betriebsleistungsstrategien, die Analyse der Daten mit industrieller Software ist die zweite und die Weitergabe der analysierten Daten an die Bediener mit Hilfe von Visualisierungstechnologien ist die dritte. Dann kommen Mensch-Maschine-Schnittstelle-Geräte dazu.
HMIs visualisieren Daten mit Grafiken und Sprachen, die Menschen verstehen. HMIs sind ein wichtiger Teil des Puzzles der Betriebsleistungsanwendungen und werden im Folgenden perfekt beschrieben:
„Es ist ein technisches Meisterstück.
Für eine Edge-to-Cloud-Kommunikation über 200 Protokolle.
Mit genug Leistungsstärke, um Echtzeit-Analysen zu verwalten.
Zur Nutzung mit oder ohne Display, mit Handschuhen in den widrigsten oder saubersten Umgebungen.
Eine Leistung schneller, als Sie HMI sagen können.
Eine Definition für den positiven Zusammenhang zwischen Ästhetik und Nutzbarkeit.
Alles in allem Ihr neuer Zugang zur Digitalisierung.“
Durch die Nutzung der Visualisierungslösungen, die HMIs mithilfe von Datenerfassungshardware und Analysesoftware erzeugen, können Hersteller einzigartige Anwendungen für die Betriebsleistung entwickeln, um komplexe Probleme zu lösen. Obwohl die Leistungsoptimierung jeden Aspekt des industriellen Prozesses abdeckt, gibt es vier Hauptanwendungen oder Strategien für die Betriebsleistung.
Was sind die Betriebsleistungsanwendungen?
- Ressourcenverfolgung und -verwaltung – Die Durchsatzqualität eines Produktionszyklus wird durch die im Fertigungsprozess eingesetzten Ressourcen bestimmt. Um den Kundenservice zu verbessern, ist es außerdem erforderlich, die von den Kunden geforderten Aufträge auszuführen und die fertigen Waren innerhalb des angegebenen Liefertermins zu liefern. Der Einsatz von automatisierten Industrielösungen wie autonomen mobilen Robotern zur ordnungsgemäßen Verwaltung und zum Transport von Ressourcen ist eine betriebliche Leistungsstrategie, die den Produktionszyklus beschleunigt.
Die Strategie kann auch RFID-Etiketten (Radio Frequency Identification) beinhalten, um die Lieferkette und die Bewegung von Ressourcen in der Fabrikhalle zu verfolgen. Wenn zum Beispiel Materialien mit kurzer Haltbarkeit verwendet werden, stellt die Ressourcenverfolgung sicher, dass der Hersteller weiß, wie lange es dauert, bis die Rohmaterialchargen in der Fabrik ankommen. Defekte Materialien können dann aussortiert werden, um Rückrufe zu vermeiden.
- Bedienermanagement – In den meisten Fabriken sind die Bediener nach wie vor ein wichtiger Faktor bei der Erfüllung von Kundenaufträgen. Obwohl die Industrie 4.0 eine vollständige Automatisierung verspricht, sind die meisten Anlagen immer noch auf manuelle Arbeit angewiesen, um Produktionsaufgaben auszuführen. Die Bereitstellung optimierter Zeitpläne für Bediener, die Überwachung der Bedienerleistung und die Implementierung kontinuierlicher Schulungen sind Strategien zur Optimierung der Produktivität.
Zu den Industrielösungen, die zur Verbesserung der Bedienerleistung eingesetzt werden, gehören Simulationsmodellierungs- und Planungssoftware, digitale Zwillingslösungen und Plattformen für das Personalmanagement. Diese Lösungen können auch zur Implementierung von Fernüberwachungsaktivitäten eingesetzt werden, um die Sicherheit in der Fabrikhalle zu gewährleisten.
- Datengesteuerte Optimierung der Anlagenleistung – Die genaue Messung der KPIs, die die Anlagenleistung hervorheben, liefert die erforderlichen Daten zur Betriebsoptimierung. Zur Umsetzung dieser Betriebsleistungsstrategie werden Datenerfassung und analytische Industrielösungen eingesetzt. Metriken wie OEE, Maschinenauslastung und prognostizierter Bedarf können analysiert werden, um weitreichende Richtlinien zur Verbesserung der Produktivität zu entwickeln.
- Vorausschauende Wartung – Defekte Geräte und ungeplante Ausfallzeiten beeinträchtigen die Produktivität auf vielfältige Weise. Maschinenstillstände können die Konzentration der Bediener beeinträchtigen, zu Materialverschwendung führen und die Qualität der hergestellten Produkte beeinträchtigen. Die Entwicklung von Strategien zur vorausschauenden Wartung verbessert also die Leistung der Fertigungsanlagen und die Qualität des Durchsatzes, der mit einem Produktionszyklus verbunden ist.
Schlussfolgerung
Die Betriebsleistungsanwendung nutzt Benchmarking, Datenanalyse, Visualisierungstechnologie sowie industrielle Überwachungs- und Steuerungslösungen zur Optimierung der Anlagenproduktivität. Es wird empfohlen, die Technologien der digitalen Transformation zu nutzen, um Strategien für Betriebsleistungsanwendungen umzusetzen. Die digitale Transformation der Fabrikhalle ebnet den Weg für die Einführung von Industrie 4.0 und die Lösung komplexer betrieblicher Probleme.
