Integrierte MES-Lösung von MPDV Industrie 4.0 konkret: In ...€¦ · Arbeitsplätze in Zukunft...

216 wwwdigital-manufacturing-magazinde D A CH 650 Euro weitere EU-Laumlnder 870 Euro

AUFBAU UND OPTIMIERUNG IT-GESTUumlTZTER PRODUK TIONSPROZESSE Industrie 40 | Internet der Dinge

Industrie 40 konkret In vier Stufen zur bdquoSmart Factoryldquo

I n t e g r i e r t e M E S - L ouml s u n g v o n M P D V

Liebe Lesersowohl Software-Anbieter als auch Automatisierer bieten mehr und mehr Loumlsungen fuumlr die zunehmen-de Digitalisierung in den Produktionsunternehmen an Begriffe wie bdquoIndustrie 40ldquo bdquoInternet of Things (IoT)ldquo oder bdquoCyber-Physische Systemeldquo sind allgegen-waumlrtig Aber wie weit ist das Thema Industrie 40 in den deutschen Unternehmen schon vorgedrungen

Es sieht gar nicht so schlecht aus Eine Studie im Auftrag der Impuls-Stiftung des VDMA untersuchte die Industrie-40-Readiness im deutschen Maschi-nen- und Anlagenbau Das Ergebnis 60 Prozent der Maschinenbauer beschaumlftigen sich mit der vernetzten Produktion ndash rund ein Drittel intensiv Zudem ergab die Untersuchung dass neun von zehn Maschinen-bauunternehmen deutliche Chancen sehen sich mit der vernetzen Produktion am Markt zu differenzieren Und Wer mit der Vernetzung und Digitalisierung der Produktion beginnt ist vom wirtschaftlichen Nutzen uumlberzeugt

Industrie 40 und die Digitalisierung von Fertigungs-betrieben spielen natuumlrlich auch auf der weltgroumlszligten Industriemesse der Hannover Messe eine wichtige Rolle Dieses Jahr sollen dort mehr als 100 konkrete Anwendungsbeispiele fuumlr Industrie 40 gezeigt wer-den Dabei wird es nicht nur um Technologien gehen sondern auch um die daraus resultierenden neuen Geschaumlftsmodelle Ein Beispiel dafuumlr ist die bdquovoraus-schauende Wartungldquo (Predictive Maintenance)

Viele erhoffen sich auch durch das diesjaumlhrige Part-nerland USA einen weiteren Schub fuumlr die digitale Transformation in Fertigungsunternehmen Schlieszlig-lich kommen viele der fuumlhrenden IT-Unternehmen aus den Vereinigten Staaten Neue Partnerschaften werden erwartet

Eine uumlberraschende Ankuumlndigung von Anfang Maumlrz koumlnnte den Weg in eine digitalisierte Wirtschaft sogar beschleunigen Vertreter der deutschen Platt-form Industrie 40 und der amerikanisch gepraumlgten Initiative Industrial Internet Consortium haben sich bei einem Treffen in Zuumlrich auf eine enge Zusammen-arbeit geeinigt Dabei wurde das Zusammenspiel der beiden Architekturmodelle RAMI und IIRA eroumlr-tert um eine kuumlnftige Interoperabilitaumlt der Systeme sicherzustellen Zusammen hat man eine gemeinsa-me Roadmap entwickelt Diese internationale Zusam-menarbeit soll den Weg fuumlr globale Standards ebnen ndash was zu begruumlszligen waumlre

Rainer Trummer Chefredakteur

Auf dem Weg zur Produktion von morgen

E D I T O R I A L

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I N H A LT

AktuellNews aus der Branche 6

Messeschaufenster Hannover MesseRoboter Industrie 40 Obama und die USA 8

Messeschaufenster ControlDie Qualitaumltsmesse wird dreiszligig 9

MES In vier Stufen zur Smart FactoryTitelstory Wie Unternehmen heute schon Nutzen aus Industrie 40 ziehen koumlnnen 10

Wozu brauchen wir noch MESElf MES-Experten erklaumlren warum das MES eines der Standbeine von Industrie 40 ist 12

Die Steuerzentrale der Industrie 40Manufacturing-Execution-Systeme sind Voraussetzung fuumlr Industrie 40 und IIoT 16

Performant zum AllradgetriebeOberaigner Powertrain gibt Gas in der Fertigung ndash mit dem MES Proxia 18

Spritzguss voll im PlanSilikonverarbeiter Starlim Sterner kam an die Grenze des Machbaren ndash Feinplanung hilft 22

Weltweit wegweisend fuumlr WasserHoma Pumpenfabrik erfasst Zeit- und Betriebsdaten mit Loumlsungen von Isgus 24

RotationsladesystemeDas Liebherr-Rotationsladesystem erhoumlht die Reaktionsfaumlhigkeit des Lohnfertigers 25

Perfekter SchliffEine neue Roboterloumlsung ermoumlglicht ASIS Qualitaumlt Prozesssicherheit und Flexibilitaumlt 26

Multicolor-LED-SignaltechnikPatlite bietet Signalsaumlulen und -lichter mit verschiedensten Farben und Sounds 28

Industrie-PCs heilenRecovery-Tool verkuumlrzt beim Defekt die Ausfallzeit auf weniger als eine halbe Stunde 30

Exakt flexibel und robust kennzeichnenDie Regeln definiert das Kraftwerk-Kennzeichen-system (KKS) ndash die Beschriftung uumlbernehmen LED-UV-Drucker 32

Additive Bauteile laufen wie geschmiertigus fertigt Funktionsbauteile und Prototypen additiv aus Tribowerkstoffen 34

Schnell und flexibel Metallteile druckenTrumpf hat Maschinen fuumlr die additive Fertigung von Metallteilen vorgestellt 35

Interview Siemens MindSphereWir sprechen mit Dr Florian Beil von der Siemens-Division Digital Factory uumlber die Cloud-Loumlsung zur Auswertung von Daten aus der Produktion 36

Durchgaumlngig vernetzt zur Losgroumlszlige einsBusiness-Software ruumlckt an die Maschine heran und Cloud-Dienste verbinden mit den Kunden 38

IT-Security Von der EDV zum IoTWie sicher unsere modernen vernetzten Systeme und Produktionsanlagen noch sind 40

Sicher zur Ferienwohnung auf vier RaumldernCapron setzt in der Produktion auf einen professionellen Malwareschutz von Eset ndash auch im Zusammenhang mit Windows XP 42

IT-Sicherheit trotz VernetzungStand alone war gestern ndash wie lassen sich Produktionsanlagen und kritische Infrastrukturen vor Cyberattacken noch schuumltzen 44

Vorschau Impressum 47

In der Debatte um Industrie 40 steht der Nutzen von MES auf dem Pruumlfshystand Elf Experten erlaumlutern warum Unternehmen auch kuumlnftig die Feinplanungstools benoumltigen Bild Oberaigner

Kompetenz in Produktentwicklung und Fertigung ndash Oberaigner Powershytrain liefert Allradtechnik an die OEMs Um die Performance weiter zu steigern kommt nun MESshySoftware von Proxia zum EinsatzBild Oberaigner

12 18

I N H A LT

Titelbild MPDV Mikrolab In vier Stufen zur bdquoSmart Factoryldquo

Fertigungsunternehmen stehen heute vor vielseitigen Herausforderungen Einerseits ist der globale Wettbewerbsdruck konstant hoch oder nimmt sogar zu Andererseits stellen sowohl Kunden als auch Gesetzgeber immer houmlhere Anforderungen Hinzu kommt die wachsende Komplexitaumlt in der Fertigung die sich aus einer houmlheren Variantenvielfalt beziehungsweise zunehmender Indivi-dualisierung von Produkten und immer kuumlrzeren Lebenszyklen ergibt

Das neue Vier-Stufen-Modell bdquoSmart Factoryldquo von MPDV erklaumlrt worauf es mit Blick auf Industrie 40 in der Produktion ankommt und welche Funktionen moderne Fertigungs-IT dafuumlr mitbringen muss Der Einsatz eines integrierten Manufacturing-Execution-Systems (MES) unterstuumltzt dabei jede der vier Stufen zu erreichen Transparenz Reaktionsfaumlhigkeit Selbstregelung und funktionale VernetzungWie sich das neue Vier-Stufen-Modell in der Praxis umsetzen laumlsst demonstrieren die MES-Experten von MPDV auf der Hannover Messe Halle 7 Stand A12

KontaktMPDV Mikrolab GmbH Roumlmerring 1 74821 MosbachTelefon +49 6261 9209-0 Fax +49 6261 18139E-Mail infompdvcom Internet wwwmpdvcom

Perfekter Lack erfordert feine Vorarbeit Ein Robotersystem von ASIS erledigt diese in hoher Qualitaumlt flexibel und prozesssicher Mit an Bord ist ein Roboter von YaskawaBild Ralf Houmlgel

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Redaktionell erwaumlhnte Firmen und InstitutionenArburg [S 34] Asentics [S 38] ASIS (Automation Systems amp Intelligent Solutions) [S 26] Asys Automatisie-rungssysteme [S 6] ATampT [S 8] Autodesk [S 8] Beckhoff Automation [S 38] Berylls Strategy Advisors [S 9] Boumlhme amp Weihs Systemtechnik [S 9 12] Bosch Rexroth [S 6] CAB [S 38] Capron [S 42] DE software amp control [S 12] Deutsche Messe [S 8] Dualis IT Solution [S 6 22] Eaton [S 8] Elster-Kromschroumlder [S 38] Eset [S 42] Duumlrr AG [S 6] Fasihi [S 7] Fuji Machine MFG Europe [S 6] G Data [S 40] gbo datacomp [S 13] General Electric (GE) [S 8] Homa Pumpenfabrik [S 24] Honeywell [S 8] IBM [S 8] IGH Infotec [S 13] igus [S 34] In integrierte informationssysteme [S 6] Industrie Informatik [S 7 13] Isgus [S 24] Itac Software [S 6] Kaspersky Lab [S 44] Klinkhammer [S 6] Kuka [S 8] Landesmesse Stuttgart [S 7] Liebherr-Verzahntechnik [S 25] Limtronik [S 6] MES-Consult [S 16] MES DACH Verband [S 6] Microsoft [S 30 42] Mitsubishi [S 8] MPDV Mikrolab [S 10 14] Oberaigner Powertrain [S 18] OPC Foundation [S 6] Opden-hoff Technologie [S 6] Orbis [S 6] Patlite Europe [S 28] PE Schall [S 9] Phoenix Contact [S 32] Pickert amp Partner [S 14] Proalpha Business Solutions [S 6] Proxia Software [S 14 18] PSI Automotiv amp Industry [S 15] PTC [S 8] R Stahl [S 30] RWE Power AG [S 32] SAP [S6 36 38] Siemens [S 15 32 36]Smart-Elec-tronic-Factory-Verein [S 6] Staumlubli [S 8 38] Starlim Sterner [S 22] Syncos [S 6] Technische Hochschule Mittelhessen [S 6] Technische Universitaumlt Berlin [S 9] Trebing + Himstedt [S 6 15] Trumpf [S 35] Unity [S 6] Universal Robots [S 8] Unternehmensberatung Dietz [S 9] Yaskawa [S 8 26] Zentrum fuumlr Qualifizie-rung und Management (ZQM) [S 9]

GFOS liefert die richtige MES-Loumlsung fuumlr eine e ziente und transparente Produktion

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21ndash24 Juni 2016 | Messe Muumlnchenwwwit2industryde

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Internationale Fachmesse und Open Conference fuumlr intelligente digital vernetzte Arbeitswelten

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M E S D A C H V E R B A N D

Vierte Fachtagung bdquoMES im FokusldquoEtwa 90 Teilnehmer dar-unter 66 Anwender kamen am 11 und 12 Februar 2016 zur Fachtagung bdquoMES im Fo-kusldquo Nach Continental BampR und Beckhoff war nun Sie-mens mit dem Elektronik-werk in Amberg Gastgeber der Veranstaltung Hier pro-duziert Siemens mit 1200 Mitarbeitern Automatisie-rungskomponenten Zwoumllf anwendungsbezogene Vor-traumlge behandelten Themen von der Automations- bis zur ERP-Ebene Einen Schwer-punkt bildete die Bedeutung von MES fuumlr Industrie 40 Re-ferenten von Orbis Industrie Informatik IGZ Ingenieur-gesellschaft Maschinenfa-brik Reinhausen Camline Siemens Industry Software Proxia Software Opdenhoff

Technologie und Syncos stellten ihre MES-Loumlsungen vor bdquoWieviel MES braucht mein Unternehmen und wie sieht mein MES-Konzept und meine Roadmap ausldquo ndash die-se beiden Fragen beantwor-tete beispielsweise Dr-Ing Harald Hoff von Hir Stefan Hoppe Vice President der OPC Foundation berichtete uumlber neueste Entwicklungen rund um OPC UA

K L I N K H A M M E R

Zwischen Shuttle und RBGAuf der Logimat (14 bis 16 Maumlrz) hat die Klinkhammer-Group das neue Multilevel-Shuttle Klincat vorgestellt Das Lagerfahrzeug ist ein in Leichtbauweise ausgefuumlhr-tes Hybrid-System zwischen Regalbediengeraumlt (RBG) und Shuttle-System das 4 ms in der Fahrachse bei einer Beschleunigung von 2 ms2 realisiert Im Fahrparame-ter-Vergleich bildet Klincat damit einen guten Kompro-miss Die Beschleunigung ist vergleichbar mit auf dem Markt erhaumlltlichen Shuttle-Systemen Das gute Preis-Leistungsverhaumlltnis gegen-uumlber einem Shuttle-System ergibt sich nicht nur aus der geringeren Anzahl an Lager-fahrzeugen Auch die uumlber-schaubare Komplexitaumlt im Regalstahlbau und bei der Gesamtsteuerung der Logis-tikanlage halten laut Herstel-ler die Kosten gering Zudem sollen auch die Wartungs- und Betriebskosten wegen

der geringeren Anzahl von Lagerfahrzeugen niedriger ausfallen Bei einer Hubhouml-he von etwa 15 Metern er-reicht es bis zu neun Behaumll-terebenen und kann wie ein Shuttle mehrfach uumlbereinan-der eingesetzt werden Es ist also fast beliebig skalierbar Das Lastaufnahmemittel des Ge raumlts ist fuumlr Kartons Tab-lare oder Behaumllter mit den Grundmaszligen 300 mal 400 600 mal 400 beziehungswei-se 800 mal 600 Millimetern bei einem Maximalgewicht von jeweils 50 Kilo je Lade-hilfsmittel ausgelegt Die ge-ringe Houmlhe ermoumlglicht eine kompakte Konstruktion und den Einsatz eines spielfrei-en Spindelantriebs fuumlr den Hubmechanismus

T R E B I N G + H I M S T E D T

Open integrated FactoryMES-Experte im SAP-Umfeld Trebing + Himstedt praumlsen-tiert auf der Hannover Messe vom 25 bis 29 April Anwen-dungsbeispiele einer vernetz-ten Produktion auf Basis von SAP-MES- und IoT-Technolo-gien Der SAP Connected Ma-nufacturing Showcase bdquoOpen Integrated Factoryldquo zeigt an-hand einer Highspeed-Pro-duktion die Moumlglichkeiten der SAP-Manufacturing-Louml-sungen Themen sind dabei etwa die bdquovariantenreiche Fer-tigungldquo und die bdquoProduktruumlck-verfolgbarkeitldquo Weitere Live-Demos geben einen Einblick wie mit Shop Floor Analytics

und SAP OEE die Produktion optimiert werden kann wie einfach Produktionskenn-zahlen verstaumlndlich visuali-sierbar sind wie manuelle Arbeitsplaumltze in Zukunft mit 3D-Visualisierung eine Wer-kerfuumlhrung mittels SAP ME verwirklichen koumlnnen und wie sich mehr Effizienz durch vorausschauende Wartung und Instandhaltung realisie-ren laumlsst Hierzu spricht auch Steffen Himstedt in einem Vortrag zum Thema bdquoVoraus-schauende Wartung ndash Viel Wolke um nichtsldquo im Forum Industrial Automation in Halle 14 am 28 April um 14 Uhr

S M A R T E L E C T R O N I C F A C T O R Y

Status quo zur Hannover MesseDer Smart-Electronic-Factory-Verein zeigt auf der Hanno-ver Messe vom 25 bis 29 April den Status quo der erarbeite-ten Entwicklungen ndash von intel-ligenten Produktionsanlagen und Produktionsplanung uumlber die Analyse von Qualitaumlts- Prozess- und Maschinendaten bis hin zu automatischer Feh-lerursachenerkennung einem Big-Data-Analytics-Regelkreis sowie Enterprise Monitoring mobil und in 3D Die bdquoSmart Electronic Factoryldquo wurde im

Jahr 2014 in der Elektronikfa-brik von Limtronik in Limburg an der Lahn in Betrieb ge-nommen Im Verein arbeiten Anlagenbauer Automatisie-rer Technologieanbieter und Consulting-Unternehmen zu-sammen um Industrie-40-taugliche Loumlsungen und Standards zu entwickeln und umzusetzen So lassen sich Maschinenprozesse leistungs-faumlhiger gestalten prozessspe-zifische Problemstellungen werden transparent und Er-kenntnisse koumlnnen zur Opti-mierung ruumlckgekoppelt wer-den Zu den Mitgliedern des Vereins zaumlhlen Asys Automa-tisierungssysteme Bosch Rex-roth Dualis IT Solution Duumlrr Fuji Machine MFG Europe In integrierte informationssyste-me Itac Software Limtronik Proalpha Business Solutions Unity und die Technische Hochschule Mittelhessen

Erster und zweiter Vorstand des MESshyDACHshyVerbands Prof Dr Juumlrgen Kletti (links) und Angelo Bindi Bild MES DACH

Erarbeitete Industrieshy40shyAnsaumltze werden bei Limtronik bereits seit 2014 im LiveshyBetrieb validiert Bild SEF

Bild

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Klincat ist fast so dynamisch und flexibel wie ein ShuttleshySystem Es soll aber deutlich guumlnstiger kommen Bild Klinkhammer

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I N D U S T R I E I N F O R M A T I K

BI fuumlr die FertigungIndustrie Informatik moumlch-te auf der Hannover Messe vom 25 bis 29 April unter anderem das Business-Intelli-gence-Modul (BI) in der MES-Loumlsung Cronetwork her-ausstellen Bei Industrie 40 ginge es nicht um die Ent-scheidung zwischen bdquoma-chenldquo und bdquonicht machenldquo sondern um eine schrittwei-se Annaumlherung an die bdquoFabrik der Zukunftldquo erklaumlrt Indus-trie-Informatik-Geschaumlfts-fuumlhrer Thomas Krainz Das BI-Tool bdquoPidoldquo integriere ein Meta-Modell bei dem die ge-samten Nomenklaturen der Informationen 11 mit denen der Programme und Ablaumlu-fe uumlbereinstimmten Das sei ein Vorteil gegenuumlber ande-ren BI-Tools und erspare zu-

dem die redundante Pflege fremder Meta-Modelle Dazu kommen Vorteile wie das voll integrierte MES-Fundament fuumlr Release-Pflege und Inter-nationalisierung der Loumlsung Unternehmen koumlnnen dabei klassische Business-Funkti-onen aus ihren Anwendun-gen mit eigenen Informatio-nen kombinieren In einem naumlchsten Entwicklungs-schritt sollen die sogenann-ten Pidos selbst beschreibbar werden

Im Zuge der neuen Daten-schutzbestimmungen EU-DSGVO (General Data Protec-tion Regulation ndash GDPR) die im Fruumlhjahr 2018 in Kraft treten sollen kommt auf Unterneh-men jeder Groumlszlige die Daten sammeln speichern und verar-beiten eine houmlhere Verantwor-tung fuumlr die Datensicherheit und Rechenschaftspflichten zu Gerade in Unternehmen die komplexe IT-Umgebungen wie ERP und MES nutzen ist es schwer nachzuvollziehen wel-che Daten gerade wo vorgehal-ten und uumlber welche Kanaumlle sie geteilt werden ndash als besonders kritisch gelten dabei Datenex-porte Das Gesetz sieht bei Ver-stoumlszligen hohe Strafen bis zu 20 Millionen Euro oder 4 Prozent des Jahresumsatzes vor

An Bildverarbeitung Interes-sierte sollten sich schon mal die Tage vom 8 bis 10 No-vember im Kalender markie-ren ndash dann findet naumlmlich die Fachmesse Vision in Stuttgart statt Der Veranstalter der alle

zwei Jahre stattfindenden Ver-anstaltung rechnet mit uumlber 400 Ausstellern und moumlchte auch das Thema Industrie 40 in diesem Jahr deutlicher her-ausstellen

Die Themen Umwelt Gesund-heit und Sicherheit (Environ-ment Health and Safety ndash EHS) hatten im Grunde schon immer Relevanz im Produkti-onsprozess sich verschaumlrfende Richtlinien und Gesetze fordern zunehmende Aufmerksam-keit Fasihi hat nun das EHS-Management-System myEHS vorgestellt Das soll Ordnung in das Gewirr aus Normen und gesetzlichen Vorschriften im Unternehmen bringen und Standards setzen An einem personalisierten digitalen Ar-beitsplatz erhalten Mitarbeiter immer nur die fuumlr sie relevan-ten Dokumente Unterweisun-gen Betriebsanweisungen und Sicherheitsdatenblaumltter mit Le-sepflicht und Verstaumlndniskont-rolle sorgen dafuumlr dass alle Ins-truktionen verstanden werden

KURZ

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TIER

T

bdquoAus hochkomplexen Daten wird in kurzer Zeit eine durchshyschaubare Datenstruktur mit verstaumlndlichen Informationenldquo Thomas Krainz Geschaumlftsfuumlhshyrer von Industrie InformatikBild Industrie Informatik

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F E R T I G U N G S U N T E R N E H M E N stehen heute vor vielseitigen Heraus-forderungen Einerseits ist der globale Wettbewerbsdruck konstant hoch oder nimmt sogar zu Andererseits stellen so-wohl Kunden als auch Gesetzgeber im-mer houmlhere Anforderungen beispiels-weise was Ruumlckverfolgbarkeit Qualitaumlt Termintreue oder aufwaumlndige Logistik-Konzepte wie Just in Time und Just in Sequence (JITJIS) betrifft Hinzu kommt die wachsende Komplexitaumlt die sich aus einer houmlheren Variantenvielfalt und der zunehmenden Individualisierung von Produkten und immer kuumlrzeren Lebens-zyklen ergibt Mit Blick auf die Wirtschaft-lichkeit der eigenen Fertigung muumlssen Unternehmen daher genau abwaumlgen welche Methoden und Technologien

der Industrie 40 geeignet sind um die gewuumlnschten Ziele zu erreichen Hierzu schlaumlgt MPDV ein einfaches Stufenmo-dell der bdquoSmart Factoryldquo vor (Bild 1)

Die einzelnen Stufen fassen verschie-dene Anforderungen zu konkreten Funk-tionen und Eigenschaften zusammen die in groszligen Teilen aufeinander aufbau-en Ein Beispiel Ist die Fabrik nicht trans-parent (Stufe 1) kann sie nicht reaktions-faumlhig (Stufe 2) werden Erwartungsgemaumlszlig haben fast alle der notwendigen Funktio-nen mit fertigungsnahen IT-Systemen zu tun Bei genauerer Beleuchtung zeigt sich dass sich ein integriertes Manufacturing-Execution-System (MES) als ideales Tool dazu eignet alle Stufen des Modells zu er-reichen (Bild 2) in vielen Faumlllen ist es sogar eine unabdingbare Basis

Stufe 1 Transparenz schaffenWie in vielen Disziplinen braucht es eine solide Datenbasis und so bildet auch in der bdquoSmart Factoryldquo Transparenz die Grundlage fuumlr alle weiteren Funktionen Gemeint ist damit eine flaumlchendeckende Erfassung zum Beispiel von Maschinen und Betriebsdaten ndash und zwar moumlglichst automatisiert zumindest aber elektro-nisch Handaufschreibungen oder das manuelle Uumlbertragen von einem System in ein anderes stellen dabei Medienbruuml-che dar die unbedingt zu vermeiden sind

Die Vielfalt der Schnittstellen in hetero-genen Maschinenparks ist eine der groumlszlig-ten Huumlrden fuumlr das Erreichen der ersten Stufe Ein integriertes MES bietet bei die-ser Aufgabe wertvolle Unterstuumltzung Auf Basis der erfassten Daten berechnet es aussagekraumlftige Kennzahlen die den Menschen in der Fabrik und im Manage-ment zeigen wo Optimierungspoten-zial steckt Zudem erfuumlllt ein MES auch die Aufgabe der Datenverdichtung und Aggregation beispielsweise fuumlr uumlber-lagerte ERP-Systeme In seiner Funktion als zentrale Informations- und Daten-drehscheibe verbindet ein MES so die Geschaumlftswelt in Form des ERP-Systems mit der eigentlichen Fertigung

Stufe 2 Reaktionsfaumlhigkeit sichernAuf Basis der in Stufe 1 gewonnenen Transparenz kann man nun sowohl Stoumlr-faktoren identifizieren als auch eine realitaumltsnahe Feinplanung einfuumlhren Je konkreter und umfassender die Pla-nung ist desto einfacher laumlsst sich diese in eine echtzeit- und reaktionsfaumlhige Fer-tigungssteuerung uumlberfuumlhren Hierbei sind neben den Maschinen eine Vielzahl

T I T E L S T O R Y M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

In vier Stufen zur bdquoSmart FactoryldquoDas Thema Industrie 40 ist allgegenwaumlrtig Aber Was koumlnnen Fertigungsunternehmen aus dem aktuellen Stand

von Industrie 40 wirklich nutzbringend fuumlr sich verwerten Wie finden diese Unternehmen den passenden Weg

zur Industrie 40 Anhand dieser und weiterer Fragen erlaumlutert dieser Beitrag welche Schritte zur Industrie 40

fuumlhren und wie ManufacturingshyExecutionshySysteme (MES) Fertigungsunternehmen dabei unterstuumltzen

V O N P R O F D R - I N G J Uuml R G E N K L E T T I

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anderer Ressourcen zu beruumlcksichtigen ndash nicht zuletzt der Mensch als wohl wich-tigste Ein MES ist fuumlr diese Planungs- und Steuerungsaufgabe ein geeignetes und maumlchtiges Werkzeug

Stufe 3 Aufgaben verteilen und abgebenDie in Stufe 2 stabilisierten Prozesse koumln-nen nun durch die Definition von Regel-kreisen weiter verselbststaumlndigt werden Auch eine Dezentralisierung von Aufga-ben inklusive der entsprechenden Ver-antwortung ist moumlglich Dabei ist eine zentrale Synchronisierung von essenzi-eller Bedeutung zum Beispiel in einem MES Das Ziel dieser Maszlignahmen besteht in der selbstregelnden Fabrik

Stufe 4 funktionale VernetzungMit Blick auf immer kuumlrzere Produkt-lebenszyklen und die steigende Pro-duktindividualisierung wird eine funktio-nale Vernetzung mit ehemals getrennten Bereichen immer wichtiger Insbeson-dere der Datenaustausch mit der Pro-duktentwicklung nimmt an Bedeutung zu da sich mit der voranschreitenden Digitalisierung immer mehr Informatio-nen vom Konstrukteur direkt an die Ma-schine bringen lassen An der Schnitt-stelle zwischen Produktentwicklung und Fertigung steht meist ein Product-Life-cycle-Management-System (PLM) das kuumlnftig direkt mit dem MES kommuni-zieren wird Weitere Themenfelder fuumlr die funktionale Vernetzung sind die integ-rierte Qualitaumltssicherung ein fertigungs-nahes Energiemanagement sowie die Erweiterung des Betrachtungsraums auf

Lieferanten und den Kunden ndash also auf die komplette Supply Chain

Was tun Abwarten oder HandelnNun koumlnnte man fragen was denn kon-kret zu tun sei ndash und vor allem ob es sinn-voll waumlre bereits jetzt etwas zu unterneh-men da doch Industrie 40 allgemein noch so unklar und diffus ist Unter Anwendung des vorgestellten Vier-Stufen-Modells schaffen Unternehmen in jedem Fall Klar-heit Um die einzelnen Stufen Schritt fuumlr Schritt zu erklimmen empfehlen die MES-Experten von MPDV folgendes

bull Investieren Sie in ein integriertes Ma-nufacturing-Execution-System (MES) und eliminieren Sie damit sukzessive IT- Inselloumlsungen

bull Verschlanken Sie parallel Ihre Prozesse im Sinne von Lean Management und Lean Production

bull Beziehen Sie unbedingt alle Mitarbeiter ein so dass Sie gemeinsam an einem Strang ziehen

bull Definieren Sie immer erst die Aufgaben und Anwendung der IT und dann die IT-Infrastruktur

bull Achten Sie bei Investitionen in Maschi-nen Anlagen und Sensoren auf deren Kommunikationsfaumlhigkeit

bull Beachten Sie anerkannte Industriestan-dards zum Beispiel VDI 5600 VDMA 66412 usw und uumlben Sie im Sinne der weiteren Standardisierung Druck auf Ihre Lieferanten aus

bull Behalten Sie Forschungsaktivitaumlten Fachverbaumlnde und die Plattform Indust-rie 40 im Auge so dass Sie fruumlhzeitig er-kennen welche Herausforderungen auf Sie zukommen und welche neuen Tech-nologien und Trends es gibt

bull Zu guter Letzt denken Sie global aber beginnen Sie im uumlberschaubaren Rah-men r t

Professor DrshyIng Juumlrgen Kletti ist Geschaumlftsshyfuumlhrer von MPDV Mikrolab

Bild 1 Einfaches ViershyStufenshyModell Schritt fuumlr Schritt zur bdquoSmart Factoryldquo

Bild 2 Geeignete MESshyAnwendungen um die unterschiedlichen Stufen der bdquoSmart Factoryldquo zu erreichen Bilder MPDV Mikrolab

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M I T I N D U S T R I E 40 veraumlndert sich die Rolle der bisher im Produktionsumfeld eingesetzten IT-Systeme entscheidend ERP-Loumlsungen dominierten in den letzten Jahrzehnten die IT-Landschaft Das aumln-dert sich jetzt da durch Industrie 40 bdquoin-telligenteldquo Maschinen in den Vordergrund ruumlcken die groszlige Datenmengen erfassen vorverarbeiten und im Netz Informatio-nen in Echtzeit an verschiedene Nutzer verteilen Hier nimmt ERP mit seinen re-aktiven Verwaltungs- und Abrechnungs-funktionen nur eine Randfunktion ein

Dagegen wird die Bedeutung von MES in den naumlchsten Jahren stark zunehmen MES wird zum eigenstaumlndigen strategi-schen Steuerungsinstrument der Produk-tion Eine ERP-Loumlsung liefert nur noch die Basisdaten von Kundenauftraumlgen an das MES (Auftragsnummer Artikelnummer Kunde Liefermenge und Lieferdatum) Daher liegt kuumlnftig die Prozessablauf-Mo-dellierung in vollem Umfang beim MES

der Kampf um die Produktstammdaten entscheidet sich zugunsten von MES Die ISA-Standards formulieren bdquoProduct Defi-nition Managementldquo und bdquoResources Ma-nagementldquo als Teil von MES

Manufacturing-Execution-System-Loumlsungen arbeiten hier eng mit dem Product Lifecycle Management (PLM) zusammen das in den Phasen der Pro-duktentwicklung die wesentlichen Daten fuumlr den Produktionsablaufprozess liefert Dabei schreibt MES die Produktdaten-struktur fuumlr den Produktionsprozess vor und uumlbernimmt vom PLM die Daten aus den verschiedenen Phasen (Konzipierung CAE CAM Prototyping) des Entwick-lungsprozesses

Zentraler VerwalterMES erweitert dieses Datengeruumlst und erstellt ndash wo erforderlich ndash zusaumltzliche Ablaufprozeduren sowie Kontrollplauml-ne und ist in diesem Sinne der zentrale

Verwalter der Arbeitsplaumlne mit seinen Ressourceneinsaumltzen Uumlber die zentrale MES-Ebene kommt nun die Maschinen-ebene ins Spiel Die MES-Leitungsebe-ne entscheidet welches Datenmaterial mit intelligenten Anwendungsmodulen an die einzelnen Maschinen zur Selbst-uumlberwachung und Selbstorganisation uumlbertragen werden Danach wird kuumlnftig das zentrale MES die Verwaltungs- sowie Steuerungszentrale fuumlr die Synchronisa-tion und Koordinierung der Prozessab-laumlufe und stattet die eingebundenen Maschinen mit der noumltigen bdquoIntelligenzldquo zur Selbstuumlberwachung und Selbstor-ganisation aus Die Maschinen erhalten MES-Teilfunktionalitaumlt (dezentrales Ma-schinen-MES)

Das MES der Zukunft ist standardisiert integriert allgemeinguumlltig sowie global vernetzt Diese Form eines qualifizierten MES laumlsst sich auch als IPM 40 (integriertes Produktionsmanagement) bezeichnen In ihm sind die MES-Funktionen verteilt auf einen zentralen Synchronisations- und Koordinierungsteil und einen dezentralen Maschinenteil als Kern des IIoT Das MES der Zukunft ist deshalb Voraussetzung fuumlr Industrie 40 beziehungsweise fuumlr das IIoT

Der zentrale Teil besteht aus den drei Saumlulen Manufacturing Flow Design Ma-nufacturing-Flow-Planung und Manufac-turing-Flow-Ausfuumlhrung

Zuverlaumlssige LiefertermineTeil des zentralen MES ist auch ein Order-Management das saumlmtliche vorbereiten-den Aufgaben fuumlr den Fertigungsprozess uumlbernimmt zum Beispiel Uumlberpruumlfung der Ressourcenverfuumlgbarkeit Online-Be-stellwesen und Wareneingang mit Waren-eingangspruumlfung sowie Bestandsfuumlhrung auf Liefereinheitenebene Damit ist die Voraussetzung fuumlr eine zuverlaumlssige Ter-minierung geschaffen

M A N U FA C T U R I N G E X E C U T I O N S Y S T E M S ( M E S )

Steuerzentrale von Industrie 40Aufgrund der zunehmenden Anforderungen an Produktionssysteme bekommt der Einsatz von MES einen

neuen Stellenwert ManufacturingshyExecutionshySysteme der Zukunft sind Voraussetzung fuumlr Industrie 40 und

das industrielle Internet der Dinge (IIoT)

V O N K L A U S T H I E L

IPM 40 (integriertes Produktionsmanagement) Konzeption zur digitalen Fabrik Grafik MES Consult


Zentraler Teil dieses kuumlnftigen auf In-dustrie 40 zugeschnittenen MES ist ein APS das Auftragsszenarien synchronisiert und koordiniert mit einer optimierten Rei-henfolgefestlegung und dem Kunden so zuverlaumlssige Liefertermine sichert

Im Rahmen des Planungsprozesses werden auftragsbezogen die noumltigen Produktdaten an das bdquoMaschinen-MESldquo zur eigenstaumlndigen Abarbeitung und Uumlberwachung des Maschinenprozesses uumlbergeben

Der dezentrale Teil arbeitet als Maschi-nen-MES das eigenstaumlndig Teilfunktio-nen des zentralen MES ausfuumlhrt

Das zentrale MES hat aber die Fuumlh-rungsrolle Hier entscheidet sich welche Funktionen mit welchem bdquoIntelligenz-gradldquo an das Maschinen-MES uumlbertragen werden Beide MES kommunizieren uumlber eine barrierefreie bdquoDatenautobahnldquo

Der eigentliche Ausfuumlhrungsprozess ist kuumlnftig die Domaumlne des Maschinen-MES mit seinen Maschinen-Steuerungs-funktionen zum Beispielbull Vorverarbeitung und Uumlberwachung

groszliger Datenmengenbull Selbstuumlberwachungsfunktionen im

Sinne eines bdquoprediktivenldquo Wartungsma-nagements

bull Verteilung von vorverarbeitetem Da-tenmaterial an diverse Nutzer (MES-Lei-tungsmanagement Werker andere Ma-schine Produkt)

bull dezentrale Speicherung von Daten fuumlr Kontroll- und Vergleichsfunktionen bei kuumlnftigen Auftraumlgen

Dazu gehoumlren Methoden von bdquoAdvan-ced Analyticsldquo uumlber die man bereits auf Maschinenebene Daten filtern Muster erkennen und Daten korrelieren kann Gefiltertes und komprimiertes Daten-material wird an das zentrale MES in die Produktionsdatenbank uumlbertragen Dar-auf setzen wiederum die Methoden von bdquoAdvanced Analyticsldquo fuumlr laumlngerfristige Datenanalysen auf

Hier wird Neuland betreten insbe-sondere wenn man diese Aufgabe nach Standardisierungsgesichtspunkten louml-sen moumlchte Diesen Modellansatz aus der Kombination eines zentralen und dezentralen MES beschreibt der Begriff IPM 40 Damit soll zum Ausdruck ge-bracht werden dass die Produktion als integrierte Einheit zu betrachten ist in der sich mit ndash auf die Produktion zuge-schnittenen ndash Instrumenten die Produk-tionsprozesse optimieren beziehungs-

weise wesentlich effizienter gestalten lassen ERP hat hier nichts verloren

Wenn wir das heutige Angebot im Umfeld von MES betrachten so gibt es zweifelsohne eine Reihe sehr guter Sys-teme wenn es darum geht bestimmte Teilfunktionen optimal zu loumlsen Aber bei stringenter Betrachtung findet man bis heute kaum ein MES mit einem ganzheit-lichen Design auf der Basis eines bdquoTop-downldquo-Ansatzes Die Systeme sind durch eine bdquoBottom-upldquo-Denkweise gepraumlgt

Mit dem industriellen Internet der Din-ge ruumlcken bdquointelligenteldquo Maschinen in den Mittelpunkt Aber bei den Automations-fachleuten besteht haumlufig die Meinung dass jetzt die Maschinen die Herrschaft uumlbernehmen und die Produktionsprozes-se dezentral selbst organisieren So wird sich dies sicherlich nicht realisieren lassen

Daher ist es zwingend erforderlich dass Experten aus der Produktion defi-nieren welche bdquoIntelligenzldquo die Maschi-nen erhalten sollen und selbststaumlndig nutzen koumlnnen

Neutrale Informationen gefordertIm Mittelpunkt steht aber immer noch

der Mensch der mit der Fuumllle der Da-ten arbeiten und Entscheidungen treffen muss Aufgrund des oft eingeschraumlnk-ten Wissens in Fragen der Produktions-IT sind neutrale Informationen bei Entschei-dungsprozessen sehr wichtig und um-fassende Schulungsprogramme zu MES unabdingbar Dass das Entscheidungsma-nagement durch die ERP-IT haumlufig nicht richtig informiert wird was die tatsaumlchli-chen Anforderungen der Produktion an-geht ist ein Nachteil

Wenn es um Industrie 40 geht haben bislang meist nicht die MES-Anbieter (es gibt einige Ausnahmen) das Heft in der Hand sondern die ERP- Protagonisten Ei-gentlich sollte hier die Stunde der MES-An-bieter schlagen weil ein qualifiziertes MES im geschilderten Sinn die Voraussetzung von Industrie 40 ist Wenn man das Thema aus Sicht der KMU betrachtet bringen die momentanen Forschungsanstrengungen fuumlr KMU wenig Kleine und mittlere Unter-nehmen benoumltigen in sich abgeschlosse-ne Gesamtloumlsungen die Produktionsab-laumlufe integriert abbilden und optimieren Dies erfordert auf der zentralen MES- und auf der Maschinen-MES-Ebene standardi-sierte Loumlsungen r t

Klaus Thiel ist Berater bei MESshyConsult

Frankfurt am Main 15ndash 18112016formnextde

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A N Z E I G E

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Continental produziert erfolgreich mit SAP MESDer Reifenerneuerungsprozess im LifecycleshyWerk von Continental

erfordert ein enges Zusammenwirken von Produktion und Logistik

Zur Steuerung der Ablaumlufe in Werkhalle und Lager setzt der Automobilshy

zulieferer auf eine direkte Kopplung zwischen SAP ME und SAP EWM

D I E V E R R I N G E R U N G umweltschaumld-licher CO2-Emissionen und der sorgsame Umgang mit Ressourcen sind zentrale Themen unserer Zeit Dieser Herausfor-derung stellt sich Continental mit einem bislang einmaligen Ansatz aus Heiszlig- und Kalterneuerung fuumlr LKW-Reifen bei dem deutlich weniger Energie verbraucht wird als bei der Fertigung von Neureifen

Der Reifenerneuerungsprozess erfor-dert ein enges Zusammenwirken von Pro-duktion und Logistik Vor diesem Hinter-grund entschied sich das Unternehmen eine integrierte Software- Loumlsung fuumlr die Steuerung von Lager- und Fertigungspro-zessen einzusetzen Daher habe man ei-nen Partner gesucht der in der Lage war eine vollumfaumlng liche Loumlsung aus einer Hand anzubieten die saumlmtliche Erforder-nisse der Fertigung und des Warehousing bereits im Standard moumlglichst luumlckenlos abdeckt In der Auswahlrunde setzte sich das SAP-Projekthaus IGZ aus dem in Nord-bayern gelegenen Falkenberg durch

Produktionssteuerung per DatenfunkHeute werden die angelieferten Reifen-karkassen bereits vorab automatisiert an das Produktionsmanagement-Modul avi-siert der Bestand ist damit unmittelbar uumlber das sogenannte Production Opera-tor Dashboard in der Manufacturing-Soft-ware als Arbeitsvorrat ersichtlich bdquoMit Auf-kleben des neu generierten Barcodes im Wareneingang erhalten die Reifen dann eine neue Identitaumltrdquo erklaumlrt Lingling Luo Head of Finance amp Controlling des Conti-Werks in Stoumlcken Die Karkassen werden zunaumlchst visuell in Augenschein genom-men und durchlaufen dann den bdquoShearo-

graphenldquo wo man sie in einem Drucktest auf Beschaumldigungen uumlberpruumlft Die Er-gebnisse werden im MES erfasst und do-kumentiert In Folge legt man die Karkas-sen sortenrein auf Gestelle und uumlbergibt den Radiofrequenz-Einlagerdialog (RF) in das Zwischenlager bdquoDer Uumlbergang in das Pufferlager bildet gleichzeitig die Schnitt-stelle zwischen SAP ME und SAP EWMldquo schildert Lingling Luo weiter Die weiteren Produktionsschritte sowie das Triggern von Nachschub aus dem Produktions- beziehungsweise Zwischenlager an die anfordernden Produktionsarbeitsplaumltze lassen sich wiederum aus dem Produkti-onsmanagement-System heraus steuern

Von der Abraustation bis zur VulkanisierungDie so bereitgestellten Karkassen durch-laufen in einem ersten Produktionsschritt die Abraustation wo die Lauf- und Seiten-streifen des Reifens abgeschliffen werden Die MES-Software versorgt uumlber eine stan-dardisierte OPC-UA-Schnittstelle alle Pro-duktionsmaschinen mit Daten Auf das bdquoRauenldquo folgt die Reparatur Hier ist auch die dritte Stufe der Aussortierung ange-siedelt Die fuumlr die Wiederaufbereitung ge-eigneten Karkassen werden im Anschluss ebenfalls MES-gefuumlhrt entweder der Kalt- oder der Heiszligrunderneuerung zugefuumlhrt Abhaumlngig von den im ersten Schritt er-fassten Daten steuert die Software den Prozess Bei der Kaltrunderneuerung wird ein bereits profilierter und vorvulkanisier-ter Laufstreifen aufgebracht Nach Fer-tigstellung ist der runderneuerte Reifen bereit fuumlr die Endpruumlfung am Pruumlfarbeits-platz inklusive Druckpruumlfung Im Zuge der Heiszligrunderneuerung wird das neue Ma-

terial fuumlr Lauf- und Seitenstreifen direkt vom Extruder auf die abgeraute Karkasse aufgebracht Die gewuumlnschte Mischung kann man automatisch uumlber die Software erfassen und gegen hinterlegte Rezeptu-ren validieren Die somit erreichte Prozess-verriegelung ist in der Reifenwiederaufbe-reitung unerlaumlsslich Anschlieszligend wird die so belegte Karkasse oder bdquoGreen Tireldquo in der Ofenanlage oder bdquoCurringldquo-Presse mit dem gewuumlnschten Laufflaumlchenprofil unter Druck neu abgeheizt und vulkani-siert Das Ergebnis laumlsst sich zunaumlchst visu-ell kontrollieren und durchlaumluft dann eine Druckpruumlfung

Projektabschluss in kurzer ZeitDie Einlagerung der runderneuerten Rei-fen in das Fertiglager wird ebenfalls uumlber das Produktionsmanagement-System an-gestoszligen Uumlber einen Sortierdialog er-folgt die Uumlbernahme in das Warehouse-Modul sowie die Uumlbergabe an das Fertiglager

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Bei Continental wurden 55 Produktionsshyarbeitsplaumltze und 30 Pressen in SAP ME integriert Bild Continental AG

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V O N K L E I N E N Stuumlckzahlen bis zu mehreren Hundertmillionen Stuumlck pro Jahr ndash Starlim Sterner gilt als der groumlszlig-te Silikonverarbeiter fuumlr technische Formteile weltweit Das Unternehmen entwickelt Silikon-Spritzgussteile und konstruiert und baut entsprechende Pro-duktionswerkzeuge um die Silicon-Pro-dukte vollautomatisch und prozessopti-miert zu produzieren ndash wenn erforderlich auch im Reinraum In der Massenferti-gung sind dabei volle Funktionsfaumlhig-keit und Fehlerfreiheit der Produkte bei gleichzeitiger Prozesseffizienz oberste Praumlmisse Die Planung arbeitet bei Star-lim Sterner unter anderem mit dem Tool Ganttplan von Dualis IT Solution

Die Starlim-Sterner-Gruppe hat sich auf die Entwicklung und Produktion techni-

scher Formteile aus Silikon in der Ein- und Mehrkomponententechnologie speziali-siert Der Auftragsfertiger und B2B-Liefe-rant gilt als Marktfuumlhrer in der Herstellung von Formartikeln aus Silikon und beschaumlf-tigt rund 1100 Mitarbeiter an Standorten in Europa Kanada und China

Bevor ein Produkt fuumlr die Massen-produktion freigegeben werden kann durchlaumluft es verschiedene Testreihen und muss als Prototyp seine Funktions-tuumlchtigkeit und Fehlerfreiheit in seiner Anwendung beweisen Um effiziente so-wie transparente Produktionsprozesse und Planungsanforderungen realisieren zu koumlnnen hat sich der Silikonfertiger im Jahr 2014 fuumlr den Einsatz einer Feinpla-nungssoftware Ganttplan entschieden Diese wird derzeit im Spritzgussprozess

eingesetzt und traumlgt hier unter anderem zur erforderlichen Transparenz sowie ei-nem luumlckenlosen Informationsfluss zwi-schen den Planungs- und Produktions-ebenen bei

Optimieren mit APSGanttplan ist als APS (Advanced Planning and Scheduling) auf die Optimierung von Produktionsprozessen und Fertigungs-ablaumlufen ausgelegt und unter anderem als Cloud-Loumlsung verfuumlgbar Sowohl die Auftragsfeinterminierung als auch die Er-gebnisvisualisierung im grafischen Leit-stand sind uumlber die Software realisierbar Starlim Sterner setzt die Loumlsung fuumlr die Steuerung des Spritzgussbereichs und der damit verbundenen Werkzeugpla-nung ein Die Software erzeugt dabei als zentrales Instrument realistische und op-timierte Fertigungsplaumlne Dadurch ergibt sich eine hohe Flexibilitaumlt bei der Abbil-dung der Planungsanforderungen ndash ins-besondere bei der Werkzeugplanung Die Loumlsung soll spaumlter auch auf alle wei-teren Arbeitsschritte vor oder nach dem Spritzgussprozess ausgeweitet werden So soll auch der Werkzeugbau planerisch unterstuumltzt werden

Der Loumlsung entwachsenVor der Entscheidung zugunsten von Ganttplan arbeiteten die Planer bei Star-lim Sterner mit einem bereits integrier-ten System Die expansive Entwicklung des Unternehmens sowie die damit ein-hergehende immense Steigerung bei Stuumlckzahl und Produktivitaumlt fuumlhrten je-doch zu immer komplexeren Planungs-prozessen bdquoWir sind schlichtweg aus der vorherigen Loumlsung herausgewachsenldquo erklaumlrt Markus Bruumlndl Operations Ma-nager bei Starlim Sterner

Das neue Tool sollte daher jederzeit analog zu den Anforderungen wachsen

F E I N P L A N U N G M I T A P S

Spritzguss voll im PlanBeim Silikonverarbeiter Starlim Sterner kamen die Planer mit den bisherigen Tools an die Grenze des

Machbaren Heute gewaumlhrleistet die Feinplanung Ganttplan von Dualis Transparenz und luumlckenlose

Information in der Prototypenshy und Massenfertigung

V O N U L R I K E P E T E R

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Ein Blick in die Produktionshalle mit Spritzgussmaschinen bei Sarlim Sterner Bilder Starlim Sterner


koumlnnen und im ersten Schritt den Spritz-gussprozess abbilden Dies sollte in en-ger Zusammenarbeit mit den erfahrenen internen Planungsexperten erfolgen

Waumlhrend der Entscheidungsfindung entwickelte Dualis einen Ganttplan-Pro-totypen der einen kleinen Maschinen-park abbildete und die Machbarkeit so-wie moumlglichen Vorteile fuumlr Starlim Sterner nachweisen konnte Zudem uumlberzeugte die bereits vorhandene Moumlglichkeit (um-gesetzt als prototypische Schnittstelle) zur Anbindung an das bereits eingesetz-te ERP-System APplus Dies sah der Auf-tragsfertiger als weiteren Pluspunkt Da das Feinplanungstool nicht ins bestehen-de ERP integriert werden musste konnte es als Add-on autark eingefuumlhrt werden

Auch die intuitive Bedienbarkeit hohe Funktionalitaumlt und die Entwicklungs-kompetenz von Dualis uumlberzeugten be-reits in der Testphase So ergab sich eine maszliggeschneiderte Loumlsung die auch an kuumlnftige Anforderungen anpassbar ist Auch das Preis-Leistungsverhaumlltnis und die langjaumlhrige Erfahrung des Anbieters in der Produktionsplanung waren ent-scheidend

Das Ganttplan-Rollout wurde schlieszlig-lich von den Verantwortlichen bei Star-lim Sterner eigenstaumlndig innerhalb von fuumlnf Monaten parallel zum laufenden Betrieb eingefuumlhrt Die bdquoOperation am offenen Herzenldquo funktionierte nahezu reibungslos

Zudem bestand das neue Feinpla-nungstool die Feuerprobe bdquoEine neue Kollegin stieszlig in der Einfuumlhrungsphase

des Tools zu uns und wir warfen sie so-zusagen ins kalte Wasserldquo kommentiert Guumlnter Fuchsberger Production Mana-ger bei Starlim Sterner bdquoMit nahezu kei-nerlei Erfahrung in der Planung war un-sere neue Kollegin mit Hilfe der Software von Anfang an in der Lage die Planungs-aufgaben optimal zu bewaumlltigenldquo

25 Auftraumlge die SekundeHeute kommt das Feinplanungstool im taumlglichen Spritzgussprozess zur Werk-zeugplanung fuumlr die Reihenfolgenpla-nung der Auftraumlge und fuumlr die Planung und Belegung von Personengruppen zum Einsatz Die Planung ist unterteilt in Vorserienplanung (Testfertigung) und Serienplanung (Massenfertigung) Sie findet auf denselben Ressourcen statt Jeder Planer arbeitet dabei mit seinem lokalen Ganttplan aber in einem kolla-borativen Planungsprozess

bdquoWir stellen heute eine massive Zeiter-sparnis bei der Auftragsterminierung fest ndash was wir bislang in Stunden erledigen konnten geht nun nahezu in Sekunden Denn wir koumlnnen jetzt in 40 Sekunden uumlber 1000 Auftraumlge terminierenldquo erklaumlrt Markus Raab Assistent Production Ma-nager bei Starlim Sterner bdquoAuch passie-ren gewisse Fehler einfach nicht mehr So konnten wir beispielsweise die Doppel-belegung von Werkzeugbestandteilen sowie eine Uumlberbelegung von Personal-ressourcen vollstaumlndig eliminieren Die heutige Transparenz im Planungsprozess ist fuumlr uns essenziell Zudem verfuumlgen wir uumlber eine houmlhere Stammdatenquali-

taumlt im ERP was eine Grundvoraussetzung fuumlr die Arbeit mit Ganttplan darstellt Die Loumlsung ist das ideale Tool fuumlr unsere sehr erfahrenen Planer In Kombination mit dieser Technik ist unsere Planungskom-petenz weiter gestiegen wir koumlnnen effi-zienter planen und dem Unternehmens- beziehungsweise Auftragswachstum gerecht werdenldquo

Als positiv beurteilen die Anwender zudem dass das Tool integrativ flexibel sowie modular aufgebaut ist und ent-sprechende Features wie beispielsweise Farbschemen zur Visualisierung von un-ternehmensspezifischen Daten bietet

Alles in allem ergeben sich fuumlr Star-lim Sterner Qualitaumltszugewinne durch die erhoumlhte Transparenz Zeiteinsparun-gen Fehlervermeidung und insgesamt ein breiteres Feld an Planungsmoumlglich-keiten

Durch die Anpassungsfaumlhigkeit und Erweiterbarkeit laumlsst sich jederzeit auf veraumlnderte Anforderungen reagieren Daher befindet sich die naumlchste Ausbau-stufe bereits in Planung Spaumlter soll der komplette Spritzgussprozess und Werk-zeugbau im Hause Starlim Sterner abge-bildet werden ndash von A bis Z intelligent geplant jbi

Ulrike Peter ist freie Journalistin aus Duumlsseldorf

Produktion auf Kurs

Produktion auf Kurs

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bdquoWir waren an dem Punkt ange-langt die vielen zu beruumlcksichti-genden Parameter in der notwen-digen Geschwindigkeit nicht mehr mit dem Faktor Mensch allein aus-gleichen zu koumlnnenldquo

Markus Bruumlndl Operations Manager bei Starlim Sterner

Starlim Sterner entwickelt und fertigt Spritzgussteile aus Silikon im Auftrag fuumlr B2BshyKunden

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I N E I N E M K R A F T W E R K sind die Anforderungen an die zahlreichen Kenn-zeichnungs- und Markierungsaufgaben hoch Bereits seit den fruumlhen 1980er Jah-ren unterstuumltzt das Kraftwerk-Kennzei-chensystem ndash kurz KKS ndash Anlagenbauer und Kraftwerksbetreiber bei der eindeu-tigen Kennzeichnung und Identifizierung der Betriebsmittel Definiert werden die KKS-Kennzeichen die aus einer 15- bis 17-stelligen Buchstaben- und Ziffern-

Kombination bestehen in den Richtlinien VGB B105 und B106 Auf dieser Basis wer-den saumlmtliche Aggregate und Betriebs-mittel verschluumlsselt und gekennzeichnet

Im rheinischen Braunkohlenrevier be-treibt die RWE Power AG vier Kraftwerke mit einer Brutto-Gesamterzeugungsleis-tung von mehr als zehn Gigawatt Frim-mersdorf Neurath Niederauszligem und Weisweiler Dabei verantwortet die uumlber-geordnete Abteilung an den vier Stand-orten mit ihren 100 Mitarbeitern die zen-trale Dokumentation aller Kraftwerke gemaumlszlig dem KKS

Das KKS ordnet die verfahrenstech-nischen Komponenten den leittechni-schen Funktionen zu Die Verschluumlsse-lung der uumlber 250000 Betriebsmittel dient zudem der zentralen Datenhal-tung der fuumlr die Betriebsmittel typischen Daten sowie einer damit verbundenen zentralen Lagerhaltung uumlber den ge-samten Lebenszyklus der eingesetz-ten Komponenten hinweg Auch fuumlr den Arbeitsschutz hat eine eindeutige Kennzeichnung von Aggregaten und Betriebsmitteln eine hohe Relevanz So kann das Vertauschen eines elektrischen Betriebsmittels gravierende Anlagen- und Personenschaumlden nach sich ziehen

Entscheidung fuumlr ein umwelt-freundliches DrucksystemAb dem Jahr 2009 wurde die Leittech-nik in den Kraftwerksbloumlcken D und E im Kraftwerk Neurath zur Steigerung der Effizienz und Flexibilitaumlt erneuert Dazu mussten zahlreiche Stammkabel neu beschriftet werden Auf der Suche nach einem geeigneten Drucksystem hat sich die Fachabteilung damals fuumlr das Sys-

tem Bluemark LED von Phoenix Contact entschieden Geringer Energieverbrauch und geraumluscharmer Betrieb waren da-bei wichtige Kriterien Mit dem Nachfol-gemodell Bluemark CLED koumlnnen jetzt bis zu 120 Schilder pro Stunde gedruckt werden ndash und das auf umweltfreund-liche Weise Eine eindeutige Kabelbe-schriftung beinhaltet neben der Quelle und dem Ziel die KKS-Nummer sowie den Kabeltyp zudem muumlssen die Kabel gemaumlszlig DIN EN 62491 mindestens an bei-den Enden beschriftet werden

Barcode zur schnellen IdentifizierungNeben der definierten Schildgroumlszlige zur Aufnahme in den bereits im Kraftwerks-block montierten Schildhaltern war auch die hohe Druckqualitaumlt ein wich-tiges Kriterium Alle verfahrenstechni-schen Kennzeichnungsschilder in der Kraftwerksflotte der RWE Power AG im rheinischen Braunkohlerevier enthal-ten neben dem KKS-Schluumlssel und dem Kurztext auch einen Bar-Code Dieser kann im Rahmen der mobilen Instand-haltung zum Beispiel auch fuumlr eine Schadensmeldung genutzt werden Bei den rauen Umgebungsbedingungen in einem Kraftwerk sind vor allem eine hohe Druckqualitaumlt und Temperaturbe-staumlndigkeit fuumlr eine langlebige Beschrif-tung unumgaumlnglich

Nach der Entwicklungsarbeit in dem Kraftwerk Neurath hat sich die RWE Power AG entschieden das Drucksys-tem auch in den Kraftwerken Niederau-szligem und Weisweiler einzufuumlhren Dabei kommt neben den Druckern und Schil-dern auch weiteres Zubehoumlr zum Einsatz

A N L A G E N K E N N Z E I C H N U N G

Effiziente Markierung mit KKS ndash flexibel und robustIm Kraftwerk spielt die exakte und dauerhafte Kennzeichnung saumlmtlicher Betriebsmittel eine besondere Rolle

Fehler haumltten hier unabsehbare Folgen Die Regeln dazu definiert das KraftwerkshyKennzeichensystem KKS

Zur Beschriftung selbst nutzt die RWE Power AG Markierungsloumlsungen auf der Basis von LEDshyUVshyDruckern

V O N K A R S T E N N A T U S

Im Kraftwerk muumlssen alle Betriebsmittel detailliert markiert und dokumentiert werden das KKS liefert hierfuumlr saumlmtliche Regeln Bilder Phoenix Contact

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von Schildtraumlgern uumlber Mediumsfarben bis zu Befestigungskomponenten

Neben dem Unicard-Drucker Bluemark CLED nutzt RWE auch Thermotransfer-drucker etwa bei den Klebemarkierun-gen fuumlr die Lasttrenner-Beschriftung Neben den weiszligen Kraftwerkskennzeich-nungsschildern fuumlr die verfahrenstechni-schen Aggregate und Betriebsmittel setzt RWE auch die Farben Violett (Ex-Zone) Gelb (SIL) und Orange (Schutz) ein

Zulieferer beteiligen sichMittlerweile setzen auch andere RWE-Zulieferer wie die Siemens AG auf die Kraftwerkskennzeichnung des Blom-berger Anbieters bdquoMit dem Kennzeich-nungssystem von Phoenix Contact koumln-nen wir unsere Schaltanlagen nach den RWE-Vorgaben schnell und flexibel be-schriftenldquo bestaumltigt Patrick Schmidt Pro-jekt-Manager im Unternehmensbereich Power and Gas der Siemens AG in Essen der im Kraftwerk Weisweiler bereits eini-ge Schaltanlagen mit den KKS-Schildern von Phoenix Contact ausgeruumlstet hat bdquoHier greifen wir ebenfalls auf die von RWE standardisierten Schilder zuruumlckldquo

Wenn die Fachabteilung auf ihr Mar-kierungsprojekt zuruumlckblickt wird auch gerne der Kostenaspekt herangezogen Nicht zuletzt durch die uumlbergeordnete Druckansteuerungssoftware Clip Pro-ject mit ihrer offenen Schnittstelle fuumlr ei-nen einfachen Datenaustausch mit den uumlbergeordneten Anlagendokumenta-tionssystemen konnten sowohl Mate-rial- als auch Personalkosten reduziert werden Das Thema Beschriftung wird aufgrund des weiter zunehmenden Kos-tendrucks in der Branche und der daraus

resultierenden Effizienzsteigerung kuumlnf-tig noch wichtiger werden

Integration von RFID wird stetig vorangetriebenAuch bei Phoenix Contact wird weiter an der Optimierung des KKS-Programms gearbeitet Auf der Hannover Messe 2015 hatte das Unternehmen erstmals seine neuen KKS-Halter vorgestellt Die-se speziellen Schildtraumlger fuumlr die Kraft-werks- und Anlagenkennzeichnung bieten neben umfangreichen Monta-gemoumlglichkeiten auch eine schnellere Schildaufnahme mittels Rastzungen Da-mit koumlnnen die Personalkosten fuumlr die Assemblierung der Schilder weiter ge-senkt werden Auszligerdem lassen sich die Schilder in Bereichen mit hoher mecha-nischer Beanspruchung zusaumltzlich mit Kunststoff-Nieten sichern Phoenix Con-tact wird zudem die Integration der RFID-Technologie in die Anlagenbeschriftung zum Aufbau von papierlosen und hoch-effizienten Instandhaltungsmanage-mentprozessen vorantreiben sg

DiplshyIng (FH) Karsten Natus Marketing Comshymunications Control amp Industry Solutions bei der Phoenix Contact Deutschland GmbH

Bluemark CLED Markieren nach dem KKSDer High-Speed-Drucker Bluemark CLED von Phoenix Contact bietet zahlreiche Vorteile die ihn auch fuumlr den Einsatz in Kraftwerken praumldesti-nieren

bull Wisch- und kratzfeste Markierung durch UV-LED-Technologie

bull Hochwertige loumlsemittelbestaumlndige Beschriftung mit klarem Schriftbild

bull Bedrucken groszliger Mengen an Schildern pro Stunde ndash durch hohe Geschwindigkeit und groszlige Vorrats-magazine

bull Umweltfreundlich da emissionsfrei und sparsam im Energieverbrauch

bull Spezielles Fluid aus fluumlssigem Kunst-stoff mit eingelagerten Farbparti-keln wird mit UV-Licht ausgehaumlrtet

bull Einfache Kommunikation uumlber Schnittstellen wie USB 20 Blue-tooth und Ethernet mit 10 und 100 Mbits

Fuumlr den Markierungsdrucker Bluemark CLED ist auch ein Handheld und diverses Zubehoumlr optional verfuumlgbar

Auf dem Schild sind folgende Merkmale dokumentiert der KKSshySchluumlssel die Quelle das Ziel und der Kabeltyp

Eine hohe Fehlerrate beim Bedrucken wuumlrde die BarcodeshyErfassung vor Ort erheblich erschweren

Die Kraftwerkskennzeichnung eines Rohres erfolgt gemaumlszlig DIN 2403

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E I N W E S E N T L I C H E R E F F E K T der vierten industriellen Revolution ist die Wandlung der starren Automatisie-rungspyramide in ein flexibles Netzwerk autonom agierender cyber-physischer Systeme Mit ihr loumlst sich die klassische Trennung in bdquoShop Floorldquo und bdquoTop Floorldquo zunehmend auf Dies ist handfesten Ge-schaumlftsanforderungen geschuldet etwa der steigenden Produktpersonalisierung kleineren Losgroumlszligen und mit ihnen ein-hergehend kuumlrzeren Produktlebenszy-klen sowie dem Trend hin zu dienstleis-tungsorientierten Geschaumlftsmodellen

Eine umfassende Digitalisierung in der Produktion ist durchaus herausfordernd Anlagen und IT-Landschaften sind uumlber Jahre gewachsen und vielfach fuumlr ihre spezifischen Anforderungen optimiert Ein Unternehmen kann der Versuchung erliegen bei der Digitalisierung auf punk-tuell ansetzende Loumlsungen fuumlr einzelne Teilbereiche der Produktion zu bauen In bestimmten Faumlllen geeignet fuumlhrt dies dauerhaft aber nicht zu einem durchgaumln-gig kommunizierenden Netzwerk son-dern verfestigt bestehende Inselloumlsun-gen Die Folge ist ein luumlckenhaftes System mit Medienbruumlchen und haumlufig erforder-lichen manuellen Anpassungen

Wie laumlsst sich die Forderung nach Durchgaumlngigkeit mit jener nach autonom agierenden Einheiten in Einklang brin-

gen Eine Antwort bietet ein Blick auf fuumlnf grundlegende Szenarien der Interopera-bilitaumlt entlang derer sich eine vernetzte Produktion beschreiben laumlsst

1 Vertikale IntegrationEine vertikale Kommunikation zwischen Maschinenebene und ERP findet vielfach statt Oft folgt sie aber den Vorgaben der klassischen Automatisierungspyramide und zwar von unten nach oben Bereits hier kann das Prinzip flexibler Netzwer-ke ansetzen indem eine bidirektionale direkte Kommunikation der speicherpro-grammierbaren Steuerung (SPS) mit dem ERP oder dem MES ermoumlglicht wird Mo-derne MES-Systeme koumlnnen Aufgaben uumlbernehmen die haumlufig dem SCADA-System zugeordnet waren Mit ihnen las-sen sich etwa Stuumlcklisten Rezepturen Ar-beitsplaumlne aber auch Anweisungen fuumlr manuelle Taumltigkeiten zentral verwalten und fuumlr Teilsysteme zugaumlnglich machen

2 Machine to Machine (M2M)Maschinen sind dank Sensoren zuneh-mend in der Lage miteinander zu bdquospre-chenldquo und Parameter selbst anzupassen Erkennt etwa eine Maschine ein Prob-lem kann sie die vorgelagerte Einheit in-formieren und die Produktion bremsen Hierfuumlr gibt es bereits Praxisbeispiele Die Frage ist wie flexibel diese im Falle

neuer oder veraumlnderter Prozesse ange-passt werden koumlnnen Es gilt auch die Machine-to-Machine-Kommunikation im Geschaumlftskontext zu gestalten und Fakto-ren wie Produktionsauftrag Arbeitsplan oder Stuumlckliste darin aufzunehmen

3 E-Commerce-IntegrationIndustrieprodukte sind hochkonfigu-rierbar Diese Konfigurationen muumlssen durchgaumlngig verwaltet werden ndash vom Auftragseingang im E-Commerce-Sys-tem uumlber eine valide Produktkonfigurati-on im ERP-System bis zur Konvertierung in einzelne Produktionsschritte Bei per-sonalisierbaren Produkten geht es dar-um die Auftragserfassung mit den An-forderungen der Fertigung zu verbinden

4 Internet der Dinge (IoT)Die vernetzte Welt ermoumlglicht die Zusam-menarbeit in Echtzeit Maschinendaten zu analysieren um die Effizienz zu stei-gern ist bereits gaumlngige Praxis Neu ist die Daten eng mit den Geschaumlftsdaten zu verzahnen So koumlnnen Designpartner mit Integration in Shop-Floor-Systeme Proto-typen entwerfen und Designs testen 3D-Druck ermoumlglicht zudem Rapid Prototy-ping Lieferanten und OEMs koumlnnen mit ERP- und Produktionssystemen kommu-nizieren sodass sie von Maschinen Nach-fuumlllsignale direkt erhalten

I N D U S T R I E 4 0

Vernetzte Produktion mit Losgroumlszlige einsDurch Industrie 40 loumlst sich die klassische Automatisierungspyramide zunehmend auf Die BusinessshySoftware

ruumlckt an die Maschinenebene ndash den Kern von Industrie 40 ndash heran Der Aspekt der Durchgaumlngigkeit ist dabei von

zentraler Bedeutung denn sie bildet das Fundament von dem aus sich auch uumlber die Werkshalle hinausdenken

laumlsst Hinzu kommt die Interoperabilitaumlt die die intelligente Fabrik uumlber CloudshyDienste mit Kunden verbindet

V O N R Uuml D I G E R F R I T Z U N D R A L F L E H M A N N

Die Fertigungslinie basiert auf dem linearen Transportsystem XTS von Beckhoff Automation sowie Automatisierungskomponenten von ElstershyKromschroumlder (Messtechnik) Asentics (Bildverarbeitung) Staumlubli (Roboter) und CAB (Industriedrucker) Bilder Beckhoff Automation

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5 LieferantennetzwerkeBei individualisierbaren Produkten wer-den Lieferanten neben uumlblichen Doku-menten wie Bestellung oder Lieferung kuumlnftig vermehrt die technische Ebe-ne in den gegenseitigen Austausch ein-bringen muumlssen Dazu gehoumlren etwa die momentane Produktionskapazitaumlt die Ad-hoc-Meldung eines Ausfalls die Er-fassung und Weitergabe von Messwer-ten fuumlr Einzelstuumlcke oder der Austausch von Stammdaten

Eine strikte Abgrenzung dieser Szena-rien ist nicht hilfreich Es gilt ganzheitlich auf ihr Zusammenspiel zu schauen Unter-nehmen sollten daher zuerst pruumlfen wo sie mit ihren Geschaumlftszielen stehen und daran ihre IT-Transformation ausrichten

Produktion in Losgroumlszlige einsAls ein Beispiel fuumlr das Zusammenspiel der fuumlnf Szenarien fuumlr eine individuelle Fertigung bis hin zu Losgroumlszlige eins kann die Anfertigung eines Schluumlsselrings mit eingebautem Chip dienen Hierbei gibt der Kunde online seine Bestellung in Auf-trag Er kann einen individuellen Text fuumlr den Aufdruck sowie die Farbe des Rings und des Schluumlsselbands bestimmen Ebenso koumlnnen persoumlnliche Attribute wie der Kundenname in die Firmware des Chips einflieszligen Der Kunde erhaumllt dann ein Preisangebot zu seinen Konfigurati-onswuumlnschen Daraufhin findet im ERP-

System die Produktionsplanung statt und es werden drei separate Produktionsauf-traumlge an das MES gesendet einen fuumlr die Erstellung des Chips einen fuumlr das Erstel-len und Bedrucken des Gehaumluses und ei-nen fuumlr das Zusammensetzen der Teile

Zunaumlchst der Produktionsauftrag fuumlr den Chip Der Werker erhaumllt per MES-In-terface den Auftrag einen Smart-Device-Chip zu erstellen Er aktiviert ihn durch Einsetzen einer Batterie und Aufspielen der Firmware und verknuumlpft ihn durch Scannen der Seriennummer mit dem Auftrag im MES-System Ein Roboter setzt den Chip auf ein lineares Transportsystem (eXtended Transport System XTS) das als schnelles und flexibles Zufuumlhrsystem fuumlr den anschlieszligenden Hauptauftrag dient Der Produktionsauftrag fuumlr das obere Ge-haumluse wird in diesem Fall automatisch freigegeben Der Roboter bekommt dar-aufhin das Signal einen Rohling dem La-serdrucker zuzufuumlhren Nach dem Auftra-gen des individuellen Textes wird diese Komponente ebenfalls auf einem XTS als Puffer- und Zufuumlhrsystem geparkt

Dem Werker werden vom MES nur jene Hauptauftraumlge angezeigt fuumlr die die bei-den Teilauftraumlge erledigt sind Bestaumltigt er einen Hauptauftrag wird diesem ein XTS-Mover zugeteilt Dieser wird vom Roboter mit dem unteren Gehaumluseteil bestuumlckt wobei er die passende Farbe aus dem MES bezieht und das jeweilige Bauteil

auswaumlhlt Danach wird dieses vom Robo-ter mit den Teilen aus den ersten beiden Produktionsauftraumlgen verbaut Eine Ka-mera uumlbernimmt anschlieszligend die Qua-litaumltskontrolle und ordnet sie passenden Containern zu Sind Anforderungen nicht erfuumlllt erhaumllt der Werker durch Scannen des QR-Codes die Instruktionen zur Nach-bearbeitung inklusive eines Fotos vom vorherigen Qualitaumltscheck

Nach Abschluss der Nachbearbeitung wird der Ring an den letzten Bearbei-tungsschritt uumlbergeben Uumlber den QR-Code erfaumlhrt der Werker mit welchem Schluumlsselband er den Ring versehen muss Das fertige Produkt wird dann uumlber das Warehouse-Management-System au-tomatisch in das Lager uumlberfuumlhrt wo es durch seinen Code jederzeit auffindbar ist Nach Uumlbergabe des Schluumlsselrings an den Kunden kann dieser uumlber eine Smart-phone-App den Chip aktivieren und die-sen in IoT-Szenarien einbinden

Viele Wege fuumlhren zum ZielDieses Beispiel zeigt dass nicht nur die Durchgaumlngigkeit und Interoperabilitaumlt die Voraussetzung fuumlr die Fertigung persona-lisierter Produkte sind In hochgradig au-tomatisierten Produktionsumgebungen gilt es eine Balance zwischen Hochge-schwindigkeits-Automatisierung und wei-terhin notwendigen manuellen Taumltigkei-ten zu finden Entscheidend dabei ist eine Werkerfuumlhrung die das Zusammenspiel von Mensch und Maschine verbessert Die digitale Transformation im Sinne von Industrie 40 erschlieszligt neue Geschaumlfts-modelle Wichtig fuumlr den Erfolg ist dass dem Transformationsprojekt ein konkre-ter Business Case zugrunde liegt Unter-nehmen sollten sich deshalb stets ent-lang einer individuellen klar umrissenen Industrie-40-Strategie bewegen sg

Ruumldiger Fritz ist Director Product Manageshyment SAP Plant Connectivity Ralf Lehmann ist Senior Director Solution Management LoB Manufacturing SAP SE

Die fuumlnf Szenarien der Interoperabilitaumlt mit der sich die intelligente Fabrik uumlber CloudshyDienste mit Kunden und Dienstleistern verbinden laumlsst Bild SAP

Nach Auftragseingabe wird das Produkt individuell und dynamisch durch das XTS zu den einzelnen Bearbeitungsschritten transportiert Das Transportsystem besteht aus XTSshyMotormodulen XTSshyMover und XDTshyFuumlhrungsschienen

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U M K R I T I S C H E Systeme vor Cyberbe-drohungen zu schuumltzen wurden in der Vergangenheit einfach keine Verbindun-gen zum Internet hergestellt Mit diesem so genannten bdquoAir-Gap-Ansatzldquo sollten eingebettete Systeme isoliert und so vor Hackerattacken oder Infektionen durch Schadsoftware geschuumltzt werden

Heute ndash vor dem Hintergrund der vo-ranschreitenden Industrie 40 sowie des Internets der Dinge ndash koumlnnen und muumls-sen die zuvor isolierten Systeme mit der Auszligenwelt kommunizieren Das hat un-terschiedliche Gruumlnde Drittanbieter (Hardware- und Softwareanbieter sowie -integratoren) muumlssen ihre Ausstattung regelmaumlszligig warten und koumlnnen das zum Beispiel per Fernzugriff uumlber das Internet tun

Aber auch Angestellte die externe Ge-raumlte an das Industrienetzwerk anschlie-szligen sind ein Sicherheitsrisiko Diese Ver-bindungen zur Auszligenwelt stellen die vermeintliche Sicherheit des Air-Gap-Ansatzes vor neue Herausforderungen denn er ermoumlglicht Hackern einen einfa-chen Zugang

Die von Kaspersky Lab entdeckte Schadsoftware bdquoFannyldquo [1] hat gezeigt dass die Methoden der Angreifer immer ausgekluumlgelter werden Dieser Schaumldling konnte das Air Gap uumlber einen infizierten USB-Stick uumlberwinden und so Informati-onen aus einem vermeintlich isolierten und unzugaumlnglichen System stehlen In einem anderen Fall [2] der Ende des Jah-res 2014 vom Bundesamt fuumlr Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) veroumlf-

fentlicht wurde fuumlhrte eine Attacke auf ein deutsches Stahlwerk zu einem massi-ven Schaden an einem der Stahloumlfen Die Beispiele zeigen nicht nur wie angreif-bar automatisierte Fertigungssysteme sein koumlnnen sondern auch wie hoch der Schaden eines einzigen Angriffs ausfal-len kann Betreiber von Industrieanlagen sollten sich daher auf den Schutz kriti-scher Infrastrukturen innerhalb einer ver-netzten Welt und auf die damit einherge-henden Schwachstellen des industriellen Netzwerks fokussieren

Air Gap ist keine Loumlsung mehrFolgendes fiktives Szenario steht exemp-larisch fuumlr die Funktionsweise zahlreicher komplexer und schwer zugaumlnglicher In-dustrieanlagen und zeigt die Auswir-kungen eines moumlglichen Cyberangriffs Angenommen es handelt sich um ein automatisiertes Wasserreinigungssys-tem ndash eine Wasseraufbereitungsanlage die eine ganze Stadt mit Trinkwasser ver-sorgt Um die Anforderungen der mo-dernen Zivilisation zu erfuumlllen muumlssen die Anlagen rund um die Uhr 365 Tage im Jahr arbeiten Die Ausstattung in ei-ner solchen Anlage muss regelmaumlszligig ge-wartet werden daher sind Informationen uumlber den physischen Zustand der Geraumlte notwendig

I T - S E C U R I T Y

Sicherheit im ProduktionssystemBis dato waren eingebettete Systeme wie Maschinenshy und Anlagensteuerungen meist von der Auszligenwelt

abgeschnitten Dieses bdquoAir Gapldquo sollte die Systeme schuumltzen In Zeiten der Digitalisierung kommunizieren die

Systeme via Internet Ethernet oder uumlber andere Kommunikationskanaumlle mit Drittsystemen ndash wie lassen sich

da Produktionsanlagen und kritische Infrastrukturen noch vor Cyberattacken schuumltzen

V O N H O L G E R S U H L

Air-Gap-AnsatzKritische Systeme werden vom Kommunikationsnetz abgeschnitten um diese zu schuumltzen Bislang eine gaumlngige Methode in der Industrie Im Zuge von Industrie 40 und zuneh-mender Vernetzung hemmt dieser Ansatz den erwarteten Produktivi-taumltsgewinn ndash und auch das Air Gap schuumltzt nicht vor Angriffen aller Art

Kritische Infrastrukturen wie Fabriken muumlssen besonders geschuumltzt werden

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ein Bewusstsein geschaffen werden um das Risiko von Social-Engineering-Atta-cken zu minimieren Es gilt die Security Intelligence im eigenen Haus auch uumlber externe Dienstleister zu verbessern

Technische LoumlsungenAuf der technischen Seite stellen Syste-me wie bdquoKaspersky Security Systemldquo eine Loumlsung zum Schutz sicherheitskritischer Aufgaben und Infrastrukturen dar Die Plattform ist als eingebettete OEM-Kom-ponente fuumlr Anbieter umfassender IT-Louml-sungen verfuumlgbar Dazu zaumlhlen beispiels-weise ERP-Loumlsungen oder elektronische Dokumentenmanagementsysteme in-telligente Stromnetze (Smart Grids) Komponenten fuumlr das Internet der Dinge und kritische Infrastruktursysteme jbi

[1] httpssecurelistcomblogresearch68787a-fanny-equation-i-am-your-father-stuxnet

[2] httpblogswsjcomcio20141218 cyberattack-on-german-iron-plant- causes-widespread-damage-report

[3] httpwwwkasperskycomde enterprise-it-securitysecurity- intelligence-services

[4] httpwwwkasperskycomde enterprise-securityindustrial

Holger Suhl ist General Manager DACH bei Kaspersky Lab

Das Beispiel zeigt Der Air-Gap-Ansatz kann kritischen Infrastrukturen heute keine luumlckenlose Sicherheit mehr bie-ten Industrieanlagen muumlssen diese Schwachstelle mit Hilfe verlaumlsslicher IT-Sicherheitsmaszlignahmen schlieszligen Zahl-reiche Anlagen wurden vielleicht schon angegriffen oder haben unzureichend geschuumltzte Netzwerke Professionelle Pe-netrationstests [3] helfen dabei das Pro-blem zu verstehen Schwachstellen aus-zumachen und ein Bedrohungsmodell zu entwerfen So laumlsst sich nach einer Risiko-bewertung mit Hilfe des Bedrohungsmo-dells ein Sicherheitsplan erstellen mit dem die richtigen Sicherheitsloumlsungen fuumlr die kritischen Bereiche ausfindig ge-macht und angewendet werden koumlnnen

Schutz durch mehrstufige Sicherheitsloumlsungen Es gibt zwar keine Sicherheitsloumlsung von der Stange aber es ist zwingend erforder-lich dass kritische eingebettete Systeme sich kuumlnftig nicht mehr ausschlieszliglich auf den Air-Gap-Ansatz verlassen Eine robuste Loumlsung sollte aus verschiedenen Stufen fuumlr jeweils spezielle Bereiche be-stehen ndash Schutz vor Schadsoftware und Phishing Spam-Filter fuumlr E-Mails Abwehr von Netzwerkattacken usw Besonders wichtig ist es auszligerdem dass Betriebs-systeme und Software mit Hilfe von Up-dates auf dem aktuellsten Stand gehal-ten werden Im Idealfall sollte die Loumlsung verschiedene Automatisierungsstufen erlauben ndash vom konventionellen Unter-nehmensnetzwerk bis hin zum geraumlte-verknuumlpfenden Netzwerk Vor allem aber sollte Sicherheit als ein sich fortwaumlhrend entwickelnder Prozess verstanden wer-den der staumlndige Bemuumlhungen erfor-dert um den Cyberkriminellen immer ei-nen Schritt voraus zu sein

Um sicherzustellen dass der Sicher-heitsprozess so robust wie moumlglich ist sollte auch die Schwachstelle Mensch in Betracht gezogen werden Selbst der beste Spam-Filter das beste Anti-Virus- und Anti-Phishing-Tool kann keine hun-dertprozentige Sicherheit in einer sich staumlndig weiterentwickelnden Cyberbe-drohungslandschaft gewaumlhrleisten Cy-berkriminelle werden immer neue Wege finden um die Sicherheitsloumlsungen zu uumlberwinden Sich alleine auf Technologi-en zu verlassen reicht heute nicht aus ndash vielmehr sollten Angestellte im industri-ellen Umfeld speziell geschult [4] und so

Online-Sensoren und -Regler geben Aufschluss uumlber den Zustand Moderne Technologien stellen eine Kommunika-tion zwischen den physischen Geraumlten und der Auszligenwelt her und ermoumlglichen damit Analysen zum Zustand der Aus-stattung Hier wird allerdings nicht ein-fach nur ein Computer mit dem Internet verbunden um diesen per Fernzugriff zu verwalten und zu kontrollieren Es han-delt sich um eine physische Ausstattung bei der ein realer physischer Prozess on-line zugaumlnglich gemacht wird

Unternehmen koumlnnen mit dieser Vor-gehensweise Einsparungen in Millionen-houmlhe erreichen Allerdings hat das eine Kehrseite denn ein Cyberangriff ndash er-moumlglicht durch die vorhandenen unge-schuumltzten Internetverbindungen ndash haumltte weitreichende Folgen kein Wasser in der gesamten Stadt Uumlberflutungen oder eine groszligflaumlchige Wasserverschmutzung

Social-Engineering-AttackeDie Angreifer versuchen etwa uumlber Social-Media-Plattformen einzelne Mitarbeiter zu kontaktieren um an vertrauliche Informationen zu gelan-gen Dabei werden Zielpersonen bei-spielsweise uumlber Personensuchen im Internet bestimmt ndash bei unbedarften Mitarbeitern sind solche Attacken oft erfolgreich Entsprechende Mitarbei-ter-Schulungen helfen die Sicherheit zu erhoumlhen

Kaspersky Security SystemMit der Loumlsung Kaspersky Security System koumlnnen Geraumlte auf Uumlber-wachungs- und Steuerungsebene (SCADA) uumlberwacht beim Internet der Dinge deren korrektes Verhalten sichergestellt und innerhalb von Automotive-Systemen sicherheits-kritische Subsysteme von mit dem Internet verbundenen Infotainment-Komponenten getrennt werden Folgende Funktionen lassen sich damit umsetzen bull Zugriffskontrollregeln auf Basis seg-

mentierter Security-Domainsbull Interaktionseinstellung von Kompo-

nenten die mit verschiedenen Secu-rity-Domains zusammenhaumlngen

bull Klassifizierung von Informations-quellen gemaumlszlig Sicherheitsrichtli-nien

bull Berechnung von Sicherheitsurtei-len zur Autorisierung ausgefuumlhrter Aktionen im System

bull Security-Protokollierung und -Audits

bull Zusaumltzliche Security-Services

Technik allein reicht nicht Angestellte im industriellen Umfeld sollten speziell geschult werden um das Risishyko von SocialshyEngineeringshyAttacken zu minimierenBilder Kaspersky Lab

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V O R S C H A U A U F D I E A U S G A B E 3 2 0 1 6 ndash E R S C H E I N T A M 1 J U N I 2 0 1 6

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Impressum Herausgeber und Geschaumlftsfuumlhrer Hans-J Grohmann (hjgwin-verlagde)

DIGITAL MANUFACTURING im Internet httpwwwdigital-manufacturing-magazinde

So erreichen Sie die RedaktionChefredaktion Rainer Trummer (viSdP) rtwin-verlagde Tel 0 81 06 350-152 Fax 0 81 06 350-190 Redaktion Jan Bihn (-161 jbiwin-verlagde) Stefan Girschner (freier Mitarbeiter sgwin-verlagde)Textchef Armin Kraumlmer (-156 akwin-verlagde)Mitarbeiter dieser Ausgabe Marco Antoni Tim Berghoff Horst Friedrich Ruumldiger Fritz Ralf Houmlgel Stefan Jehle Dr Bettina Keck Michael Klatte Prof Dr-Ing Juumlrgen Kletti Ralf Lehmann Karsten Natus Michael Naumann Ulrike Peter Adriane Richter Holger Suhl Klaus Thiel Klaus Woumlssner

So erreichen Sie die AnzeigenabteilungAnzeigenverkaufsleitung Martina Summer (0 81 06 30 61 64 mswin-verlagde)Mediaberatung Jana Maier (0 81 06 350-241 jmwin-verlagde)Anzeigendisposition Chris Kerler (-220 ckewin-verlagde)

So erreichen Sie den AbonnentenserviceGuumlll GmbH Aboservice DIGITAL MANUFACTURING Heuriedweg 19a 88131 Lindau Tel 01805-260119 Fax 01805-260123 E-Mail win-verlagguellde 14 CentMin aus dem dt Festnetz Mobilfunk max 42 CentMin

Vertrieb Helga Wrobel (hewwin-verlagde) Tel 0 81 06 350-132 Sabine Immerfall (siwin-verlagde) Tel 0 81 06 350-131 Vertrieb Fax 0 81 06 350-190

Layout und Titelgestaltung Saskia Koumllliker Grafik MuumlnchenDruck Stuumlrz WuumlrzburgBildnachweisFotos falls nicht gekennzeichnet Werkfotos PhotoDisc aboutpixelde fotoliade Titelbild MPDV Mikrolab GmbHProduktionHerstellung Jens Einloft (-172 jewin-verlagde)Verlagsleitung Bernd Heilmeier (-251 bhwin-verlagde) anzeigenverantwObjektleitung Rainer Trummer (-152 rtwin-verlagde)

Anschrift Anzeigen Vertrieb und alle VerantwortlichenWIN-Verlag GmbH amp Co KG Johann-Sebastian-Bach-Straszlige 5 85591 Vaterstetten Tel 0 81 06 350-0 Fax 0 81 06 350-190

BezugspreiseEinzelverkaufspreis 650 Euro in D A CH und 870 Euro in den weiteren EU-Laumlndern inkl Porto und MwSt Jahresabonnement (6 Ausgaben) 3900 Euro in D A CH und 5220 Euro in den weiteren EU-Laumlndern inkl Porto und MwSt Vorzugspreis fuumlr Studenten Schuumller Auszubildende und Wehrdienstleistende gegen Vorlage eines Nachweises auf AnfrageBezugspreise auszligerhalb der EU auf Anfrage

Erscheinungsweise sechsmal jaumlhrlichEine Haftung fuumlr die Richtigkeit der Veroumlffentlichungen kann trotz Pruumlfung durch die Redaktion vom Heraus geber nicht uumlbernommen werden Honorierte Artikel gehen in das Verfuuml-gungsrecht des Verlags uumlber Mit Uumlbergabe der Manuskripte und Abbildungen an den Verlag erteilt der Verfasser dem Verlag das Exklusivrecht zur Veroumlffentlichung Fuumlr unverlangt eingeschickte Manuskripte Fotos und Abbildungen keine Gewaumlhr

Copyright copy 2016 fuumlr alle Beitraumlge bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schriftliche Genehmi-gung des Verlages vervielfaumlltigt oder verbreitet werden Unter dieses Verbot fallen insbesondere der Nachdruck die gewerbliche Vervielfaumlltigung per Kopie die Aufnahme in elektronische Datenbanken und die Vervielfaumlltigung auf CD-ROM und allen anderen elektronischen DatentraumlgernISSN 1867-9781 Dieses Magazin ist umweltfreundlich auf chlorfrei gebleich-tem Papier gedrucktAuszligerdem erscheinen bei der WIN-Verlag GmbH amp Co KG Magazine AUTOCAD amp Inventor Magazin digitalbusiness CLOUD DIGITAL ENGINEERING Magazin e-commerce Magazin Partnerkataloge Autodesk Partnerloumlsungen DIGITAL ENGINEERING SOLUTIONS IBM Business Partner Katalog Partnerloumlsungen fuumlr HP Systeme

Im naumlchsten Heft

Roboter in der ProduktionDie vierte industrielle Revolution zeichnet sich durch eine vernetzte Produktionswelt aus die fle-xibel auf veraumlnderte Beduumlrfnisse reagiert und voll-automatisiert ist Eine wichtige Rolle spielen dabei leistungsfaumlhige Roboter

Anlaumlsslich der Fachmesse Automatica die vom 21 bis 23 Juni in Muumlnchen stattfindet berich-ten wir im naumlchsten Heft umfassend uumlber Robo-ter in der Produktion Unter anderem ermitteln wir in einer Expertenumfrage den Status quo der Branche und berichten uumlber Herausforderungen und Trends in der Robotik zum Beispiel uumlber die Mensch-Roboter-Kollaboration

Industrie-Computer (IPC)Moderne Industrie-PCs fuumlr die Maschinensteu-erung BDE Prozessvisualisierung oder Quali-taumltskontrolle zeichnen sich durch eine komplett geschlossene Bauweise und eine schocksiche-re vibrationsresistente Konstruktion aus Die ro-buste Ausfuumlhrung der Geraumlte sorgt fuumlr eine hohe Zuverlaumlssigkeit ndash auch unter harten Produktions-bedingungen Damit lassen sich Ausfaumllle und Be-triebsunterbrechungen so gut wie ausschlieszligen Zahlreiche Schnittstellen und ein reichhaltiges Zubehoumlr sorgen dafuumlr dass sich Industrie-PCs reibungslos in die vorhandene IT-Umgebung in-tegrieren und individuell erweitern lassen zum Beispiel durch diverse Halterungen oder wider-standsfaumlhige Tastaturen

Produktionsplanung und -steuerung Ob Einzel- Klein- oder Serienfertiger Es gilt so optimiert wie moumlglich zu produzieren um Kosten und Fertigungszeiten zu minimieren

Kernstuumlck einer Produktionsplanung und -steu-erung ist APS (Advanced Planning and Schedu-ling) Damit lassen sich Ressourcen nach betriebs-wirtschaftlichen Zielen wie Liefertermintreue und Durchlaufzeiten optimieren

Dabei zeigt APS nicht nur knappe oder uumlberlas-tete Ressourcen an sondern priorisiert auch die Fertigungsauftraumlge oder schlaumlgt alternative Res-sourcen vor

Weitere Themenbull Industrial Data Intelligencebull Vernetzung intelligenter Fertigungsanlagen

(bdquoSmart wiringldquo)

Aus aktuellem Anlass sind Themenaumlnderungen moumlglich

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Bild PSI Automotive amp IndustryAlfing

Bild noax

Liebe Lesersowohl Software-Anbieter als auch Automatisierer bieten mehr und mehr Loumlsungen fuumlr die zunehmen-de Digitalisierung in den Produktionsunternehmen an Begriffe wie bdquoIndustrie 40ldquo bdquoInternet of Things (IoT)ldquo oder bdquoCyber-Physische Systemeldquo sind allgegen-waumlrtig Aber wie weit ist das Thema Industrie 40 in den deutschen Unternehmen schon vorgedrungen

Es sieht gar nicht so schlecht aus Eine Studie im Auftrag der Impuls-Stiftung des VDMA untersuchte die Industrie-40-Readiness im deutschen Maschi-nen- und Anlagenbau Das Ergebnis 60 Prozent der Maschinenbauer beschaumlftigen sich mit der vernetzten Produktion ndash rund ein Drittel intensiv Zudem ergab die Untersuchung dass neun von zehn Maschinen-bauunternehmen deutliche Chancen sehen sich mit der vernetzen Produktion am Markt zu differenzieren Und Wer mit der Vernetzung und Digitalisierung der Produktion beginnt ist vom wirtschaftlichen Nutzen uumlberzeugt

Industrie 40 und die Digitalisierung von Fertigungs-betrieben spielen natuumlrlich auch auf der weltgroumlszligten Industriemesse der Hannover Messe eine wichtige Rolle Dieses Jahr sollen dort mehr als 100 konkrete Anwendungsbeispiele fuumlr Industrie 40 gezeigt wer-den Dabei wird es nicht nur um Technologien gehen sondern auch um die daraus resultierenden neuen Geschaumlftsmodelle Ein Beispiel dafuumlr ist die bdquovoraus-schauende Wartungldquo (Predictive Maintenance)

Viele erhoffen sich auch durch das diesjaumlhrige Part-nerland USA einen weiteren Schub fuumlr die digitale Transformation in Fertigungsunternehmen Schlieszlig-lich kommen viele der fuumlhrenden IT-Unternehmen aus den Vereinigten Staaten Neue Partnerschaften werden erwartet

Eine uumlberraschende Ankuumlndigung von Anfang Maumlrz koumlnnte den Weg in eine digitalisierte Wirtschaft sogar beschleunigen Vertreter der deutschen Platt-form Industrie 40 und der amerikanisch gepraumlgten Initiative Industrial Internet Consortium haben sich bei einem Treffen in Zuumlrich auf eine enge Zusammen-arbeit geeinigt Dabei wurde das Zusammenspiel der beiden Architekturmodelle RAMI und IIRA eroumlr-tert um eine kuumlnftige Interoperabilitaumlt der Systeme sicherzustellen Zusammen hat man eine gemeinsa-me Roadmap entwickelt Diese internationale Zusam-menarbeit soll den Weg fuumlr globale Standards ebnen ndash was zu begruumlszligen waumlre

Rainer Trummer Chefredakteur

Auf dem Weg zur Produktion von morgen

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Date post:	15-Jul-2020
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