A Bosch Company
Die Schokoladenseite der M2M-Kommunikation
Mit ihrem M2M-Projekt „ChoConnect“ zeigen die vier Maschinenbauer Loesch Verpackungstechnik, SOLLICH, THEEGARTEN-PACTEC und WINKLER und DÜNNEBIER Süßwarenmaschinen gemeinsam mit dem Automatisierungsanbieter Bosch Rexroth die praktische Anwendung des offenen Industrie 4.0 Standards OPC UA. Verbunden zu einer virtuellen Fertigungslinie für Schokoladenprodukte tauschen vier örtlich verteilte Messemaschinen ohne Einbindung eines MES-Systems untereinander Informationen in Anlehnung an den Weihenstephaner Standard aus. Die aktuellen Zustände der Linie und aller Einzelmaschinen sind für die Besucher der interpack live zu erleben, sowohl an den Ständen der vier teilnehmenden Maschinenbauer als auch bei Bosch Rexroth und dem VDMA.
Mit ChoConnect möchten die Projektpartner der Branche vor Augen führen, wie sich mit modernen Kommunikationsmechanismen aus dem Umfeld von Industrie 4.0 genügend Informationen gewinnen lassen, um schneller auf Störungen zu reagieren, Produktionsprozesse flexibler zu machen und die Gesamtanlageneffektivität (OEE) auf effiziente Weise zu steigern. Grundlage sind durchgängig transparente Maschinenstatus innerhalb des Wertstroms – von der Aufbereitung und Formanlage bis zur Primär- und Sekundärverpackung. Im Gegensatz zu dieser echten M2M-Kommunikation liefert die bisherige Vernetzungspraxis lediglich rudimentäre Informationen wie Ein- und Ausgangssignale.
„Das System stellt keinen Ersatz für MES-Systeme dar, sondern dient in erster Linie der Kommunikation auf der Shop Floor-Ebene“, erklärt Tobias Gerhard, Sales Processing und Packaging bei Bosch Rexroth. „Statt bestehende Mechanismen von Leitsystemen zu kopieren oder zu substituieren, gibt es die jeweiligen Status der Anlagenmodule direkt via OPC UA weiter.“
Beispielhaft für künftige M2M-Projekte demonstriert ChoConnect, wie sich die komplette Linie zentral aus dem Stand-by einschalten und ihre Bereitschaft mit einheitlichen Zustandsdiagnosen visualisieren lässt. Darüber hinaus erleben die Besucher eine automatische Leistungsanpassung: Indem sich die Geschwindigkeit der Linie automatisch dem schwächsten Glied der Kette anpasst, wird sie insgesamt verfügbarer und effektiver. Gemäß dieser Zielsetzung zeigt das Projekt außerdem, wie das jeweilige Produkt den Produktionsprozess steuert. Die Anlagenmodule stellen sich dabei automatisch ein oder melden Bedarf nach manueller Anpassung.
Aufruf zur gemeinsamen Entwicklung eines offiziellen Standards
Mit ChoConnect wollen die Projektpartner den Startschuss geben zur langfristigen Entwicklung eines offiziellen Standards für die Süßwarenproduktion und laden ausdrücklich alle Branchenteilnehmer zur Mitarbeit ein.
„Ich bin begeistert davon, dass sich mehrere Unternehmen unterschiedlicher Prozessstufen zusammenfinden, um gemeinsam einen Schritt in die Zukunft zu machen. Durch diese erstmalige intelligente Vernetzung von Maschinen verschiedener Hersteller entlang einer Schokoladenlinie erwarte ich für unsere Kunden unmittelbar einen spürbaren Anstieg der OEE.“ So Tobias Heinze, Produkt Manager Sales bei Loesch Verpackungstechnik.
Aktuell orientiert sich der Umfang der M2M-Kommunikation am Weihenstephaner Standard WS Food. Darüber hinaus stützt sie sich softwareseitig auf eine serviceorientierte Client-Server-Architektur auf Basis des offenen Standards OPC UA. Diese erlaubt einen sicheren, zuverlässigen und plattformunabhängigen Informationsaustauschüber Internet und Firewalls und verhindert unerlaubte Datenzugriffe. Hardwareseitig besteht ChoConnect aus einem Ethernet-Verbund an Embedded Controllern und Industrie-PCs der einzelnen Maschinen.
„Wir freuen uns sehr darüber, dass Bosch Rexroth als Innovationstreiber und branchenerfahrener Automatisierungsanbieter die tragende Rolle des Koordinators übernommen hat“, kommentiert Bernd Plies, Leiter Elektro- und Automatisierungstechnik bei WINKLER und DÜNNEBIER Süßwarenmaschinen. „Entscheidend für den Projekterfolg waren dabei insbesondere die gute technische Betreuung und das hohe Know-how in den Bereichen offene Schnittstellen und OPC UA.“
„M2M-Kommunikation schafft Transparenz beim Betreiber komplexer Linien. Unsere Kunden werden so in die Lage versetzt, ihre Anlagen effizient zu betreiben und schnell auf Ereignisse während des Betriebes zu reagieren.“ Beschreibt Dr.-Ing. Egbert Röhm, Managing Director von THEEGARTEN-PACTEC. „Anbieter von Maschinen und Anlagen müssen diese Funktionen in Zukunft bereitstellen können. Dazu ist es notwendig, auf offene Standards zu setzen und diese weiterzuentwickeln. Barrieren, die durch die Verwendung proprietärer Systeme entstehen, werden dadurch vermieden. An diesem Ziel arbeiten wir.“
Mit ihrem M2M-Projekt „ChoConnect“ zeigen die vier Maschinenbauer Loesch Verpackungstechnik, SOLLICH, THEEGARTEN-PACTEC und WINKLER und DÜNNEBIER Süßwarenmaschinen gemeinsam mit dem Automatisierungsanbieter Bosch Rexroth die praktische Anwendung des offenen Industrie 4.0 Standards OPC UA. Verbunden zu einer virtuellen Fertigungslinie für Schokoladenprodukte tauschen vier örtlich verteilte Messemaschinen ohne Einbindung eines MES-Systems untereinander Informationen in Anlehnung an den Weihenstephaner Standard aus. Die aktuellen Zustände der Linie und aller Einzelmaschinen sind für die Besucher der interpack live zu erleben, sowohl an den Ständen der vier teilnehmenden Maschinenbauer als auch bei Bosch Rexroth und dem VDMA.
Mit ChoConnect möchten die Projektpartner der Branche vor Augen führen, wie sich mit modernen Kommunikationsmechanismen aus dem Umfeld von Industrie 4.0 genügend Informationen gewinnen lassen, um schneller auf Störungen zu reagieren, Produktionsprozesse flexibler zu machen und die Gesamtanlageneffektivität (OEE) auf effiziente Weise zu steigern. Grundlage sind durchgängig transparente Maschinenstatus innerhalb des Wertstroms – von der Aufbereitung und Formanlage bis zur Primär- und Sekundärverpackung. Im Gegensatz zu dieser echten M2M-Kommunikation liefert die bisherige Vernetzungspraxis lediglich rudimentäre Informationen wie Ein- und Ausgangssignale.
„Das System stellt keinen Ersatz für MES-Systeme dar, sondern dient in erster Linie der Kommunikation auf der Shop Floor-Ebene“, erklärt Tobias Gerhard, Sales Processing und Packaging bei Bosch Rexroth. „Statt bestehende Mechanismen von Leitsystemen zu kopieren oder zu substituieren, gibt es die jeweiligen Status der Anlagenmodule direkt via OPC UA weiter.“
Beispielhaft für künftige M2M-Projekte demonstriert ChoConnect, wie sich die komplette Linie zentral aus dem Stand-by einschalten und ihre Bereitschaft mit einheitlichen Zustandsdiagnosen visualisieren lässt. Darüber hinaus erleben die Besucher eine automatische Leistungsanpassung: Indem sich die Geschwindigkeit der Linie automatisch dem schwächsten Glied der Kette anpasst, wird sie insgesamt verfügbarer und effektiver. Gemäß dieser Zielsetzung zeigt das Projekt außerdem, wie das jeweilige Produkt den Produktionsprozess steuert. Die Anlagenmodule stellen sich dabei automatisch ein oder melden Bedarf nach manueller Anpassung.
Aufruf zur gemeinsamen Entwicklung eines offiziellen Standards
Mit ChoConnect wollen die Projektpartner den Startschuss geben zur langfristigen Entwicklung eines offiziellen Standards für die Süßwarenproduktion und laden ausdrücklich alle Branchenteilnehmer zur Mitarbeit ein.
„Ich bin begeistert davon, dass sich mehrere Unternehmen unterschiedlicher Prozessstufen zusammenfinden, um gemeinsam einen Schritt in die Zukunft zu machen. Durch diese erstmalige intelligente Vernetzung von Maschinen verschiedener Hersteller entlang einer Schokoladenlinie erwarte ich für unsere Kunden unmittelbar einen spürbaren Anstieg der OEE.“ So Tobias Heinze, Produkt Manager Sales bei Loesch Verpackungstechnik.
Aktuell orientiert sich der Umfang der M2M-Kommunikation am Weihenstephaner Standard WS Food. Darüber hinaus stützt sie sich softwareseitig auf eine serviceorientierte Client-Server-Architektur auf Basis des offenen Standards OPC UA. Diese erlaubt einen sicheren, zuverlässigen und plattformunabhängigen Informationsaustauschüber Internet und Firewalls und verhindert unerlaubte Datenzugriffe. Hardwareseitig besteht ChoConnect aus einem Ethernet-Verbund an Embedded Controllern und Industrie-PCs der einzelnen Maschinen.
„Wir freuen uns sehr darüber, dass Bosch Rexroth als Innovationstreiber und branchenerfahrener Automatisierungsanbieter die tragende Rolle des Koordinators übernommen hat“, kommentiert Bernd Plies, Leiter Elektro- und Automatisierungstechnik bei WINKLER und DÜNNEBIER Süßwarenmaschinen. „Entscheidend für den Projekterfolg waren dabei insbesondere die gute technische Betreuung und das hohe Know-how in den Bereichen offene Schnittstellen und OPC UA.“
„M2M-Kommunikation schafft Transparenz beim Betreiber komplexer Linien. Unsere Kunden werden so in die Lage versetzt, ihre Anlagen effizient zu betreiben und schnell auf Ereignisse während des Betriebes zu reagieren.“ Beschreibt Dr.-Ing. Egbert Röhm, Managing Director von THEEGARTEN-PACTEC. „Anbieter von Maschinen und Anlagen müssen diese Funktionen in Zukunft bereitstellen können. Dazu ist es notwendig, auf offene Standards zu setzen und diese weiterzuentwickeln. Barrieren, die durch die Verwendung proprietärer Systeme entstehen, werden dadurch vermieden. An diesem Ziel arbeiten wir.“