Unter dem Schlagwort „Floor-to-Cloud“ präsentiert Emerson Discrete Automation auf der Hannover Messe 2023 neue Lösungen für die Smart Factory. „Floor-to-Cloud“ meint dabei den Zugriff und die Analyse von Maschinendaten, um durch Real-Time-Diagnosen eine Verbesserung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) zu erzielen, aber auch die Nachhaltigkeit und Sicherheit der Produktion zu steigern.
Inhaltsverzeichnis
1. Digitale Ökosysteme
2. “Floor to Cloud”
3. Flexible Architekturen
4. Smartness von Komponenten
5. Unterstützung für Endanwender
6. Effizientere Produktionslayouts
7. Nachhaltigkeit in der Produktion verbessern
Emerson ist stark in der Process-Welt und auch im Bereich Discrete Automation unterwegs, horizontal gesehen sehr breit aufgestellt und verknüpft die einzelnen Layer vertikal. Das Unternehmen bildet die gesamte Architektur der Automation ab – von der Hardware oder Komponenten bis zur Software (SCADA-Lösungen, Analytics). Bei Emerson sind das mehrdimensionale Felder mit Software und Devices wie Industrial PCS, Steuerungen und Controller bis hin zu großen SCADA- Systemen. Ziel ist es, für seine Kunden ein gesamtes digitales Ökosystem sowie entsprechendes Plattformdenken zu gestalten.
Digitale Ökosysteme
In der Fertigungsindustrie findet derzeit ein großer Wandel von einzelnen smarten Komponenten hin zu digitalen Ökosystemen statt. Das bedeutet, dass die horizontalen Komponenten und die vertikalen unterschiedlichen Layer einer Produktion innerhalb eines digitalen Ökosystems verknüpft werden. Denn smarte Komponenten bringen erst dann einen Mehrwert, wenn diese Smartness mit den anderen Komponenten interagieren kann. Und auch Software allein hilft nicht viel, wenn man nicht weiß, wie man sie anwenden muss. Erst mit der Verknüpfung von Hard- und Software zu einem digitalen Ökosystem können Mehrwerte erzielt werden.
“Floor to Cloud”
Der Begriff „Floor-to-Cloud“ beschreibt die Sammlung, Übersetzung und Präsentation von Fertigungsdaten durch intelligente Lösungen, die so Einblicke in den Zustand und die Leistung von Anlagen gewähren. Teams sind damit in der Lage, Vorgänge vom einzelnen Gerät bis zur Anlage klar zu erkennen und fundierte Entscheidungen zu treffen, die das Anlagenmanagement positiv beeinflussen. Mithilfe von Echtzeittrends und -diagnosen können beispielsweise Predictive Maintenance Prozesse durchgeführt werden, die die Anlagenverfügbarkeit verbessern, oder Ursachen analysiert werden, um eine bessere Produktqualität zu erzielen, und Anlagensysteme und operative Produktionsprozesse kontinuierlich optimieren.
Floor to Cloud bedeutet also ein ganze Ökosystem, das von unten mit intelligenten Geräten und Einzelkomponenten startet, die über entsprechende Schnittstellen und Plug-and-Play-Fähigkeit z.B. über OPC UA oder IO-Link im Bereich der Steuerung kommunizieren können. Darauf laufen dann entsprechende Softwaresysteme wie PACEdge oder Movicon, über die Mehrwerte wie Predictive Maintenance, Optimierung der Gesamtanlageneffizienz (OEE) oder Energieverbrauchsoptimierungen generiert werden.
Flexible Architekturen
Das ultimative Portfolio für sämtliche Produktionsumgebungen gibt es (noch) nicht, Komponenten verschiedener Hersteller und unterschiedliche Kommunikationsprotokolle müssen deshalb flexibel verbunden werden können. Deshalb läuft viel über Standardisierungen. Ziel ist es, dass die Industrie automatisch skalierende Architekturen einsetzt – ganz egal, wie viele Komponenten involviert sind und von welchen Herstellern. Komponenten erkennen sich automatisch und stellen dieselben Informationen für entsprechende Umgebungen bereit und über die entsprechenden Layer hinweg bis zur Anzeige von Predictive-Maintenance-Informationen.
Das Unternehmen arbeitet an Lösungen, die Architekturen bereitstellen, die die Komponenten automatisch erkennen und sie gleich in die entsprechende Architektur eingliedern. Damit soll den Kunden eine vorkonfigurierte Lösung bereitstehen.
Smartness von Komponenten
Einen Standard, wann ein Gerät smart ist, gibt es nicht. Die Frage ist, was in dem Zusammenhang „smart“ ist. Eine bestimmte Konnektivität oder ein Sensor, der nicht nur Daten, sondern analytische Ergebnisse liefert? Es gibt Komponenten von Emerson mit entsprechender Smartness, d.h. mit verschiedenen Kommunikationsprotokollen, solche Komponenten identifizieren sich und können automatisch verknüpft werden. Aktuell werden Standards für die Kommunikation definiert, beispielsweise OPC UA Companion Specifications.
Die meisten Maschinen sind nicht unbedingt neu, sondern existieren bereits unterschiedlich lange im Feld. Emerson Discrete Automation unterstützt andere Units dabei, ihre Produkte smart zu machen, und zwar auf unterschiedlichen Ebenen. Zum einen Dinge, die ein Gerät einfacher in der Integration machen und es befähigen, mehr als nur einen Datenwert zu übertragen, sondern Analysen bereits im Gerät zu machen.
Mit Hilfe von Emersons Lösungen sind Geräte in der Lage, durch entsprechende Erweiterungen existierender Komponenten oder durch kleine Zusätze, intelligenter zu werden oder andere Wege der Kommunikation einzuschlagen. Und dies, ohne die Steuerung anzufassen, ohne also das große Ganze berühren zu müssen.
Unterstützung für Endanwender
Kernthema der digitalen Transformation ist es, den Mehrwert von Daten für die unterschiedlichsten Nutzer zugänglich zu machen. Aus der Komponente kann eine smarte Komponente werden, die sich in Systemarchitekturen leichter verknüpfen lässt. Oder es kann darum gehen, aus den Daten komplexere Themen abzuleiten, also beispielsweise vom Durchfluss auf eine Leckage zu schließen. Endkunden ändern jedoch nur im Notfall etwas an ihrer Steuerung. Trotzdem ist es sehr wichtig, Zugang zu diesen Daten zu bekommen, ohne die komplette Maschine zu überarbeiten.
Emerson senkt die technologische Eintrittsschwelle für den Nutzer, sodass der Datenmehrwert möglichst einfach genutzt werden kann. Analysen oder Optimierungen werden damit für Maschinen möglich, ohne auf ihre Steuerung zugreifen zu müssen.
Effizientere Produktionslayouts
Jeder Ausfall und jede Unterauslastung von Maschinen und Anlagen kann sich negativ auf den gesamten Wertschöpfungsprozess auswirken und Unternehmensziele gefährden. Viele Anlagen sind von ihrer Effizienz her ausbaufähig, durchschnittlich erreichen sie nur 65 %, d.h. es ist ein großer Bereich, der nicht vernünftig genutzt ist. Diesen Bereich will Emerson optimieren, damit Kunden mehr Output an Produkten und mehr Umsatz erzielen können. Doch jedes Produktionsunternehmen ist etwas unterschiedlich. Ziel von Emerson ist es, eine standardisierte, aber trotzdem flexible Architektur bereitzustellen, die kundenspezifisch konfiguriert werden kann. Flexibilität in der Fertigung ist dabei ein ganz wesentlicher Aspekt. Je früher man innerhalb der Automatisierungspyramide Komponenten smarter auslegt und Prozesse analysiert, desto flexibler wird man im Einsatz.
Nachhaltigkeit in der Produktion verbessern
Zahlen sind der Schlüssel zum Erfolg von Nachhaltigkeitsstrategien. Viele Hersteller sind sich nicht bewusst, wie viel Energie, Wasser, Rohstoffe und Vormaterialien in der gesamten Wertschöpfungskette ihre Prozesse konkret verbrauchen. Dieser Mangel an Transparenz führt zu Ineffizienzen und Ressourcenverschwendung. Von entscheidender Bedeutung sind deshalb die Identifikation und Bewertung des Ressourcenverbrauchs und der Produktionsemissionen vor Ort. Es gilt, sich einen Überblick über die Prozesse zu verschaffen und mögliche Kosteneinsparungen greifbar zu machen. Nur in einer entsprechend digitalisierten Produktion können Nachhaltigkeitswerte kontinuierlich gemessen und optimiert werden.
Emerson unterstützt seine Kunden mit leistungsstarken Hardware- und Analysesoftwarelösungen sowie seiner umfassenden Expertise. Gemeinsam mit den jeweiligen Funktionsbereichen beim Kunden analysieren die Emerson-Experten für diskrete Fertigung die Prozesse, ermitteln sinnvolle Wege zur Energieeinsparung und implementieren intelligente Technologien, die umfangreiche Datenströme extrahieren, auswerten und so wichtige Erkenntnisse und Optimierungshebel liefern. Anhand solcher Echtzeitinformationen kann der Energieverbrauch verfolgt und Probleme frühzeitig erkannt und behoben werden. Durch fundierte Entscheidungen können die Auswirkungen auf die Umwelt zuverlässig minimiert, die Energieeffizienz verbessert, gesetzliche Vorgaben eingehalten werden. (eve)
