MESControl Intelligenter produzieren - · PDF fileANSI/ISA S95 • MES ... Batch...
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intelligent control of production processes
MESControl – Intelligenter produzieren
evon up 2 date, Graz, 26.06.2013 Rene Hirschmugl [email protected]
Intelligente Produktionssteuerung
„Ein Produkt wird nur dann wirtschaftlich optimal erstellt,
wenn die richtigen Ressourcen, in der richtigen Menge,
am richtigen Ort, zur richtigen Zeit,
mit der richtigen Qualität und zu richtigen Kosten
während des gesamten Geschäftsprozesses vorliegen.“
Vertikale Integration
ERP
Produktionssteuerung
(MES)
Prozessebene
Steuerungsebene
Feldebene
• CIM-Pyramide
„Computer Integrated
Manufacturing“
Von Unternehmensebene
(ERP) bis zur Feldebene
• Ganzheitliche Lösung
System von der
Produktionsebene bis zur
Feldebene
Durchgängiges Engineering
Schnittstellen zur gängigen
ERP-Systemen
(SAP, Microsoft Dynamics, …)
Etablierte Standards
ANSI/ISA S88
ANSI/ISA S95
• MES „Manufacturing Execution System“
• ERP „Enterprise Ressource Planning“
• S88
Steuerung chargenorientierte
Produktionen
• S95
Informationsaustausch
zwischen Produktionssteuerung
und Unternehmensleitebene
Intelligente Produktionssteuerung
Batch
Kontinuierlich
Diskret
Aufgaben der Produktionssteuerung
Module der Produktionssteuerung
• Etablierte Standards
ANSI/ISA S88
ANSI/ISA S95
• Archivierung
Auswertung und Protokollierung
der Daten
• Anbindung an ERP-Systeme
SAP R/3
Microsoft Dynamics
AS400
…
Verwaltung der Ressourcen • Equipment
• Material bzw. Energie
• Personal
Modellierung des Prozesses • Verfahrenssegmente
• Modellierung der physikalischen Beziehungen
Definition der Produkte • Produktsegmente
• Grundrezepte
Planung und Steuerung • Produktionsplanung (Feinplanung)
• Steuerungsrezepte (tatsächlichen Ressourcen)
• Rückmeldungen aus der Fertigung
Verwaltung der Ressourcen
• Equipment
Aggregate Gruppen
Aggregate
• Steuerungen
Abstrakte Darstellung
des verbauten
Equipments
Einbindung bestehender
Steuerungen
Integration bis zum Feld
mittels XAMControl evo2
möglich
Aggregate-Gruppen:
Aggregate (Dosierungen):
•Soll-Menge [ 0 kg … 2000 kg ]
• Ist-Menge [ 0 kg … 2000 kg ] Dosierungen
•Entleerweg [ Links, Rechts, … ] Entleerungen
•Geschwindigkeit [ 0% … 100 % ] Rührwerke
•Soll-Menge [ 0 kg … 500 kg ]
• Ist-Menge [ 0 kg … 500 kg ] WH1_DOS01
•Soll-Menge [ 0 kg … 1200 kg ]
• Ist-Menge [ 0 kg … 1200 kg ] WH1_DOS02
•Soll-Menge [ 500 kg … 2000 kg ]
• Ist-Menge [ 500 kg … 2000 kg ] WH2_DOS01
•Soll-Menge [ 0 kg … 2000 kg ]
• Ist-Menge [ 0 kg … 2000 kg ] WH2_DOS02
•Soll-Menge [ 0 kg … 100 kg ]
• Ist-Menge [ 0 kg … 100 kg ] WH3_DOS01
Equipment
Verwaltung der Ressourcen
• Material Klassen
Gruppierung von Materialien
mit gleichen Eigenschaften
• Material Definition
Materialien die der Fertigung
zur Verfügung stehen.
• Material Los
Bestimmte Menge eines
Materials mit definierten
Eigenschaften
ID oder Lieferschein-Nr. der
Anlieferung
Material Material-Klassen:
•Korngröße [ 0,001 mm … 2,5 mm ]
•Rel. Feuchte [ 0 % … 100 % ] Hauptstoffe
•Korngröße [ 0,001 mm … 1 mm ]
•Rel. Feuchte [ 0 % … 100 % ] Additive
Material-Definition (Hauptstoffe):
•Korngröße [ 1,5 mm … 2,5 mm ]
•Rel. Feuchte [ 20 % … 85 % ] Grober Sand
•Korngröße [ 0,1 mm … 0,5 mm ]
•Rel. Feuchte [ 20 % … 85 % ] Feiner Sand
•Korngröße [ 0,05 mm … 0,3 mm]
•Rel. Feuchte [ 10 % … 75 % ] Zement
Material-Lose (Zement):
•Korngröße [ 0,24 mm]
•Rel. Feuchte [ 33 %] Zement_20130517_001
•Korngröße [ 0,22 mm]
•Rel. Feuchte [ 35 %] Zement_20130519_018
•Korngröße [ 0,21 mm]
•Rel. Feuchte [ 28 %] Zement_20130521_124
Verwaltung der Ressourcen
• Material Klassen
Gruppierung von Materialien
mit gleichen Eigenschaften
• Material Definition
Materialien die der Fertigung
zur Verfügung stehen.
• Material Los
Bestimmte Menge eines
Materials mit definierten
Eigenschaften
ID oder Lieferschein-Nr. der
Anlieferung
Material-Verwaltung
Modellierung des Prozesses
• Verfahrenssegment
Definiert eine Gruppierung von
Ressourcen die für einen
Verfahrensschritt erforderlich sind.
Unabhängig von Produkten
• Physikalische Beziehungen
Modellierung der Beziehungen
bzw. Grenzen der Anlage
Dadurch Vereinfachung bei
späterer Produkt Definition und
den Grundrezepten.
• Kapazitätsplanung
Planung auf Basis der definierten
Prozess Segmente
Process Segment Model, Quelle: Wray u.a. (2000): S.63.
Verfahrenssegment
Modellierung des Prozesses
Verfahrenssegment
• Verfahrenssegment
Definiert eine Gruppierung von
Ressourcen die für einen
Verfahrensschritt erforderlich sind.
Unabhängig von Produkten
• Physikalische Beziehungen
Modellierung der Beziehungen
bzw. Grenzen der Anlage
Dadurch Vereinfachung bei
späterer Produkt Definition und
den Grundrezepten.
• Kapazitätsplanung
Planung auf Basis der definierten
Prozess Segmente
Modellierung des Prozesses
• Verfahrenssegment
Definiert eine Gruppierung von
Ressourcen die für einen
Verfahrensschritt erforderlich sind.
Unabhängig von Produkten
• Physikalische Beziehungen
Modellierung der Beziehungen
bzw. Grenzen der Anlage
Dadurch Vereinfachung bei
späterer Produkt Definition und
den Grundrezepten.
• Kapazitätsplanung
Planung auf Basis der definierten
Prozess Segmente
Verfahrenssegment
Modellierung des Prozesses
• Verfahrenssegment
Definiert eine Gruppierung von
Ressourcen die für einen
Verfahrensschritt erforderlich sind.
Unabhängig von Produkten
• Physikalische Beziehungen
Modellierung der Beziehungen
bzw. Grenzen der Anlage
Dadurch Vereinfachung bei
späterer Produkt Definition und
den Grundrezepten.
• Kapazitätsplanung
Planung auf Basis der definierten
Prozess Segmente
Physikalische Beziehungen
Modellierung des Prozesses
Production Capability, Quelle: Brandl u.a. (2008): S.53.
• Verfahrenssegment
Definiert eine Gruppierung von
Ressourcen die für einen
Verfahrensschritt erforderlich sind.
Unabhängig von Produkten
• Physikalische Beziehungen
Modellierung der Beziehungen
bzw. Grenzen der Anlage
Dadurch Vereinfachung bei
späterer Produkt Definition und
den Grundrezepten.
• Kapazitätsplanung
Planung auf Basis der definierten
Prozess Segmente
Kapazitätsplanung
Definition der Produkte
• Produktsegment
Referenzieren auf
Verfahrenssegmente und
erweitern um Informationen für ein
Produkt.
Definiert die Anforderungen für die
Herstellung eines Produktes.
z.B.: Handzugabe Trockenmörtel:
Mitarbeiter für 4min + Waage
+ 15,6kg eines Materials
• Grundrezept
Definiert den Ablauf für die
Fertigung.
Basiert auf den definierten
Produktsegmenten.
Feinplanung möglich
Produktsegmente
Definition der Produkte
• Produktsegment
Referenzieren auf
Verfahrenssegmente und
erweitern um Informationen für ein
Produkt.
Definiert die Anforderungen für die
Herstellung eines Produktes.
z.B.: Handzugabe Trockenmörtel:
Mitarbeiter für 4min + Waage
+ 15,6kg eines Materials
• Grundrezept
Definiert den Ablauf für die
Fertigung.
Basiert auf den definierten
Produktsegmenten.
Feinplanung möglich
Erstellung und Darstellung der Grundrezepte sowohl in Tabellen als auch in
grafischen Workflow möglich.
Grundrezepte
Definition der Produkte
• Produktsegment
Referenzieren auf
Verfahrenssegmente und
erweitern um Informationen für ein
Produkt.
Definiert die Anforderungen für die
Herstellung eines Produktes.
z.B.: Handzugabe Trockenmörtel:
Mitarbeiter für 4min + Waage
+ 15,6kg eines Materials
• Grundrezept
Definiert den Ablauf für die
Fertigung.
Basiert auf den definierten
Produktsegmenten.
Feinplanung möglich
Es können nicht nur Anforderungen an die Menge einer Ressource (z.B. Material)
definiert werden, sondern auch an die Eigenschaften der Ressource.
Optional kann somit die zur Auswahl stehenden Ressourcen eingeschränkt
werden. (z.B.: Feiner Sand Menge 500kg und optional rel. Feuchte <= 65%)
Somit kann kontinuierlich über Erfahrungswerte die Qualität der Erzeugnisse
gesteigert werden!
Relationship Model, Quelle: Unger / Brandl (Hrsg.) (2001): S.18.
Planung und Steuerung
• Produktionsplanung
Definition von Produktionsaufträgen
Feinplanung der einzelnen Chargen mit
Größe, Zeitpunkt und verwendeten
Ressourcen.
• Steuerungsrezepte
Starten als Kopie eines Grundrezepts.
Können während der Produktion
geändert werden.
Möglichkeit Schritte einzufügen bzw. zu
entfernen.
Ablauf von definierten Schritt aus zu
wiederholen (z.B.: Aufgrund von
Laborprüfung)
Planung und Steuerung
• Rückmeldungen aus Fertigung
Archivierung der Daten zur Chargen ID
in SQL-Datenbank für Auswertungen.
Einsatz von Standard-Tools zur
Auswertung möglich
Weitergabe definierter Daten an ein
ERP-System möglich.
• Rückverfolgung der Ressourcen
Zur produzierten Charge werden die
eingesetzten Ressourcen protokolliert.
Material Lose
Somit ist eine Rückverfolgung vom
Produkt zu den Losen der Lieferanten
möglich.
Umgekehrt kann nachvollzogen werden
in welchen Produkten ein Materiallose
eingesetzt wurde.
Los: Cement_123456
Auftrag: O20130215_001
Charge: C20130215_001_1
Charge: C20130215_001_9
Auftrag: O20130218_023
Charge: C20130218_023_2
Auftrag: O20130219_017
Charge: C20130219_017_3
Auftrag: O20130222_001
Charge: C20130222_001_1
Systemaufbau
• Integration
Zugriff auf alle Objekte der
Steuerung
Durchgängiges Engineering
• Höchste Verfügbarkeit
• Neueste Technologien
• Datenzugriff und Auswertung
mit Standardtools
Intelligenter produzieren
• Ganzheitliche Lösung
System von der Produktionsebene
bis zur Feldebene
Durchgängiges Engineering
• Rückverfolgung
Protokollierung der
Produktionsdaten
Rückverfolgung sämtlicher
eingesetzter Ressourcen
• Anbindung ERP-Systeme
SAP R/3
Microsoft Dynamics
AS400
…
ERP
Produktionssteuerung
(MES)
Prozessebene
Steuerungsebene
Feldebene
Programm evon up 2 date 26.06.2013
• XAMControl Update 09:10 – 09:40
• XAMControl 5-step-engineering mit Microsoft Excel 09:40 – 10:10
• Kaffeepause 10:10 – 10:30
• Success Story Pfändertunnel 10:30 – 10:50
• MESControl – Intelligenter produzieren 10:50 – 11:30
• EMSControl – Energiemanagement (ISO 50001) 11:30 – 12:00
auf XAMControl-Basis
• Mittagspause 12:00 – 13:00
• Workshop: Nahtlose Integration B&R – XAMControl 13:00 – 14:00
• Kaffeepause 14:00 – 14:30
• XAMControl evolution preview 14:30 – 15:15
• Fragen, Diskussionen, Einzelgespräche, 15:15 – ????
Gemütlicher Ausklang am Buffet mit Fingerfood, Wein…