MES-Inteface-Modul MES macht Fertigungsabläufe transparent

Redakteur: Ines Stotz

Viele Fertigungsbetriebe stellen sich die Frage, wie sie ihre automatisierten Prozesse noch effizienter gestalten können, bei gleich bleibender oder gar gesteigerter Qualität. Dafür bietet Mitsubishi Electric zwei kostengünstige MES-Lösungen, um produktionsrelevante Daten in Echtzeit zwischen Applikations- und Managementebene auszutauschen.

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„Das neue MES-Interface-Modul für die Automatisierungs-Plattform MELSEC System Q ist eine einfache und kostengünstige Technologie, um aussagekräftige Daten aus der Produktion in Echtzeit an ein übergeordnetes Manufacturing Execution System – MES – zu übergeben“, erklärt Christoph Behler, Manager Product Marketing – PLC and Robots bei Mitsubishi Electric Europe. Es stelle den reibungslosen Informationsfluss zwischen der Fertigungs- und der Managementebene eines Unternehmens sicher und schaffe damit die Basis für eine transparente Produktion. Dabei lassen sich relevante Daten für die Produktions-, Prozess- und Qualitätskontrolle gezielt auswählen und werden den einzelnen Planungswerkzeugen stets aktuell zur Verfügung gestellt.

Ebenso direkt und sicher funktioniert der umgekehrte Kommunikationsweg: Über die Datenbank ist ein Zugriff und Datentransfer auf das MES-Interface-Modul und die Steuerung möglich. Informationen aus der Produktion lassen sich in der Datenbank auswerten und online an die Steuerung zurückmelden, die damit von nachrangigen Aufgaben entlastet wird. „Das gestattet den Betrieben, jederzeit in die laufende Produktion einzugreifen und auf neue Fertigungssituationen sofort zu reagieren“, so der Produktmanager.

Parametrieren statt Programmieren

Das einfach zu bedienende Konfigurationsprogramm MX MESInterface unterstützt dabei den SPS-Programmierer, der die zur Steuerung aller Produktions- und Geschäftsprozesse notwendigen Daten auswählt – spezielle Kenntnisse zur Datenbank-Programmierung sind somit nicht erforderlich. Die bidirektionale Kommunikation erfolgt in SQL über eine integrierte Schnittstelle per Ethernet TCP/IP. Weil die Datenübertragung ereignisgesteuert ist, wird das Netzwerk nur für kurze Zeit belastet. Es ist möglich, mehrere Module aus verschiedenen Produktionszellen oder Fertigungslinien mit einer Datenbank zu verbinden – wobei jedes Modul bis zu 32 Datenbanken gleichzeitig unterstützt. Dazu gehören alle führenden Datenbanken wie Oracle, Microsoft SQL Server und Microsoft Access.

Ein Datenpuffer schützt das Modul bei einem Ausfall des Netzwerks oder des übergeordneten Informationssystems zuverlässig vor Datenverlust. Bei einer Störung werden die Daten auf einer CompactFlash-Karte mit Zeitstempel gespeichert und nach der Unterbrechung automatisch an die jeweilige Datenbank übermittelt. Die Übertragung lässt sich auch manuell starten.

Bediengeräte mit MES-Funktion

„Einen ebenso einfachen wie kostengünstigen Weg zum Datenaustausch bietet die neue MES-Interface-Funktion für die Bediengeräte der GOT1000-Serie“, berichtet Christoph Behler weiter. Dabei stellt eine Optionskarte, die in die Geräte eingesteckt wird, die Funktion zur Verfügung. Bediengerät und Datenbank kommunizieren über ein Ethernet-Netzwerk in Echtzeit. Mit der normalen Programmiersoftware GT-Designer lassen sich die Daten auswählen.

Jedes Bediengerät kann so die Daten von bis zu vier angeschlossenen Automatisierungs-Komponenten an eine Datenbank übertragen. Das 4-Kanal-Multitreiberkonzept unterstützt nicht nur sämtliche Automatisierungs-Produkte von Mitsubishi Electric, auch die anderer Hersteller lassen sich leicht einbinden. Sogar bereits vorhandene Bediengeräte können mit der neuen Funktion nachgerüstet werden.

Effizient und ausfallsicher

Der direkte Datenaustausch zwischen der Steuerung oder einem Bediengerät und einer Datenbank ist nicht nur zuverlässiger als herkömmliche Übertragungswege, beide Lösungen bieten auch wirtschaftliche Vorteile: Zum Vergleich leiten konventionell aufgebaute Informationssysteme die Daten aus der Steuerungsebene zunächst zu einem Rechner, wo sie konvertiert werden, bevor sie über das Firmennetzwerk in die zentrale Datenbank gelangen. Der Rechner fungiert hier also als Gateway zwischen den verschiedenen Kommunikationsnetzen, die mit unterschiedlichen Protokollen arbeiten. Neben der zusätzlichen Hardware erfordert dieser Umweg einen erheblichen Aufwand im Software-Engineering, da die Routinen zur Datenübertragung für jedes PC-Programm individuell erstellt werden müssen.

„Mit unserer neuen Informationstechnologie, die sämtliche Datenübertragungs-Funktionen eines Gateway-Rechners in einfache Bausteine für die modulare SPS MELSEC System Q und die Bediengeräte GOT1000 integriert, lassen sich diese Kosten sparen“, betont Behler und beziffert sie mit beeindruckenden 65 Prozent. Zudem sinke der Aufwand für Service und Wartung der Informationstechnik im Unternehmen. Die klare Systemarchitektur und die einfache Parametrierung unterstützen eine schnelle Inbetriebnahme. Auch bestehende Automatisierungs-Systeme lassen sich problemlos aufrüsten. Auf der diesjährigen Hannover Messe können sich die Besucher über die Lösungen von Mitsubishi Electric in Halle 11, Stand C47 direkt informieren.

MES-Lösung steigert Produktivität um 80 Prozent

Täglich verlassen bis zu 800 komplett montierte und geprüfte Servomotoren unterschiedlicher Baugrößen und Leistungen die vollautomatisierte Fertigungslinie des japanischen Werks von Nagoya Works, das Mitsubishi Electric komplett mit Automatisierungstechnik ausgestattet hat. Jeder Mitarbeiter hat in Echtzeit Zugriff auf die für ihn wichtigen Informationen. Das Ergebnis: Im Vergleich zu herkömmlich konzipierten Fertigungsanlagen stieg die Produktivität um eindrucksvolle 80 Prozent, bei gleichzeitig gesunkenen Lieferzeiten. So benötigt der Bau eines Motors nur noch die Hälfte der Zeit, und dies bei steigender Qualität – in diesem Beispiel eine Nullfehler-Produktion.

Basis der gläsernen Produktion ist das MES-Interface-Modul für die Steuerung MELSEC System Q, die in 12 der 15 Produktionszellen einer -linie installiert ist – mit mehr als 70 verschiedenen Mess-Stationen. Das Modul übermittelt die Steuerungsdaten direkt an eine Datenbank und umgekehrt.

Die Vorteile solch einer durchgängig vernetzten Fabrik zeigen sich beispielsweise in der Qualitätssicherung: Teilfertige Baugruppen und Funktionseinheiten werden im laufenden Prozess geprüft und falls nötig direkt aussortiert. Jede Fertigungseinheit ist mit einer Anzeige ausgerüstet, die online über Intranet bereits aufbereitete Informationen aktuell zur Verfügung stellt. So kann der Mitarbeiter sofort auf die neue Situation reagieren. Am Ende verlassen nur fehlerfreie Motoren die Halle.

Christoph Behler, Marketing Manager Steuerungs- und Robotersysteme, Mitsubishi Electric Europe: „Das MES-Interface macht Kommunikations-Gateways überflüssig.“

Herr Behler, welche Voraussetzungen sind zusammengefasst nötig, um die Mitsubishi-MES-Lösung einsetzen zu können?

Mit den neuen MES-Lösungen folgt Mitsubishi Electric konsequent den Marktanforderungen nach durchgängigen Automatisierungskonzepten von der Applikations- bis zur Management-ebene. Dabei bieten wir zwei Varianten: Einmal die integrierte Lösung über die Steuerungsebene mit der Möglichkeit, alle Steuerungsdaten über ein MES-Interface-Modul zusammenzutragen und weiterzuleiten. Bei der zweiten Variante sind die MES-Funktionen in das Bediengerät integriert. Damit ist es möglich, auch die Produkte anderer Hersteller an die MES-Ebene anzubinden. In beiden Fällen erfolgt die Kommunikation mit der Datenbank bidirektional und in Echtzeit über SQL.

Ist das auch für kleine und mittelständische Unternehmen interessant?

Unsere MES-Lösungen lassen sich unabhängig von der Größe des Produktionsbetriebes überall dort einsetzen, wo Daten erfasst werden sollen. Sie bieten die Flexibilität, sowohl in sich abgeschlossene als auch komplexe, vernetzte Systeme an ein betriebliches Informationssystem anzubinden, und eignen sich damit auch sehr gut für KMUs.

Was raten Sie Unternehmen, die sich für eine solche Lösung interessieren und worauf sollten diese besonders achten?

Jede MES-Lösung sollte sich generell problemlos und ohne zusätzlichen Engineering-Aufwand in ein bestehendes Automatisierungskonzept integrieren lassen. Wir können die MES-Funktionen einfach implementieren oder auch kostengünstig nachrüsten. Setzt der Kunde bereits unsere SPS MELSEC Q ein, dann braucht er die Steuerung einfach nur um die MES-Komponente ergänzen. Mit der Bediengeräte-Variante lassen sich sogar von Fremdherstellern automatisierte Anlagen problemlos nachträglich um MES-Funktionen erweitern. In beiden Fällen können die vorhandenen Netzwerkstrukturen genutzt werden, da die Kommunikation über Ethernet TCP/IP erfolgt.

Was unterscheidet die Mitsubishi-Lösung von vergleichbaren?

Unsere Varianten bieten enorme Kostenvorteile, da sie konventionell aufgebaute Informationssysteme mit teuren Gateway-Rechnern und deren Systemprogrammierung komplett ersetzen und vereinfachen. Die Parametrierung erfolgt einfach über ein Softwaretool.

Was wird dabei gespart?

Die Kosten liegen gerade einmal bei fünf bis zehn Prozent einer herkömmlichen Gateway-Lösung, abhängig von der geplanten IT-Infrastruktur. Nicht zu unterschätzen ist auch der Aspekt der Ausfallsicherheit unserer auf Standard-Komponenten basierenden Lösungen gegenüber den störungsanfälligen Produkten der PC-Technik. Alle Daten werden im MES-Interface-Modul in Echtzeit mit einem Zeitstempel gemäß SMT-Protokoll versehen. Bei Netzwerkproblemen lassen sich die Daten dann auf einer CF-Karte zwischenspeichern und bei wieder aufgenommener Kommunikation an die Datenbank weiterleiten. Ein Datenverlust ist damit nahezu ausgeschlossen.

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