Bedienstation des Prozessleitsystems

Alle Informationen auf einen Blick: Bedienstation des Prozessleitsystems und MES.

Manuelle Arbeitsabläufe sind vielerorts gängige Praxis Der Umgang mit Arbeitsaufträgen in Papierform, bei dem der Prozess manuell abgearbeitet wird und bei dem die Ergebnisse, dann wieder „händisch“ in andere Systeme eingegeben werden müssen, ist vielerorts noch üblich Das ist umständlich, fehleranfällig, ineffizient und erschwert die Nachvollziehbarkeit und Reproduzierbarkeit Manuelle Arbeitsabläufe sind vielerorts gängige Praxis. Der Umgang mit Arbeitsaufträgen in Papierform, bei dem der Prozess manuell abgearbeitet wird und bei dem die Ergebnisse, dann wieder „händisch“ in andere Systeme eingegeben werden müssen, ist vielerorts noch üblich. Das ist umständlich, fehleranfällig, ineffizient und erschwert die Nachvollziehbarkeit und Reproduzierbarkeit.

Bedienstation des Prozessleitsystems

Alle Informationen auf einen Blick: Bedienstation des Prozessleitsystems und MES.

Es gibt sie aber schon, die real existierende „Smart Factory“ in der Prozessindustrie: Der Schmierstoffspezialist Rhenus Lub setzt auf moderne Automatisierungstechnik und hat damit einen wichtigen Schritt zu Industrie 4.0 vollzogen. Es gelang, die durchgängige digitale Vernetzung der Fettproduktion vom ERP-System bis zur Produktionsanlage und von der Kommissionierung bis hin zur Abfüllung zu realisieren.

Schmierstoffe des Mönchengladbacher Schmierstoffspezialisten Rhenus Lub gelten in der Lebensdauerschmierung als unverzichtbares Konstruktionselement. Sie sorgen dafür, dass hoch beanspruchte Lager in Schienen- und Kraftfahrzeugen, Walzwerken und im Maschinenbau über Jahre und Jahrzehnte zuverlässig funktionieren. Allerdings steigen in diesen Anwendungsbereichen die Anforderungen ständig. Damit werden die Fertigungsprozesse für die Schmierstoffe immer aufwändiger, verlangen aber gleichzeitig ein Höchstmaß an Flexibilität, etwa um das Verhältnis zwischen Nachfrage und Herstellung möglichst effizient in Einklang zu bringen.

Um hier auch führend zu bleiben, wurden die immer komplexer werdenden Fertigungsprozesse für Schmierfette mit neuester Prozessleittechnik (PLS) inklusive Batchsystem zur Chargensteuerung und einem Manufacturing Execution System (MES) automatisiert und mit dem ERP-System vernetzt. Das Besondere an der Lösung ist nicht nur die komplette vertikale Vernetzung des ERP-Systems über das MES bis hin zum PLS, sondern auch die horizontale Vernetzung.

Vertikale und horizontale Vernetzung

Dies beginnt bei der Kommissionierung, bei dem die Mitarbeiter alle notwendigen Handzugaben vor Beginn des eigentlichen Produktionsvorgangs abwiegen und mit Barcodeausdrucken versehen. Der nächste Schritt ist die batchgeführte Produktion mit den entsprechenden Verfahrensschritten, wie z. B. automatische Dosagen und Handzugaben, die mit den Handscannern verifiziert werden. Abschließend folgt ein Homogenisierungsschritt.

Bilder: Rhenus Lub.

Handzugaben werden mit den Handscannern verifiziert. Bilder: Rhenus Lub.

Das Abfüllen des Produktes geschieht wiederum mit extra Abfüllaufträgen in vielfältige Gebindeformen. Die unterschiedlichen Rezepturen und vielen Gebindearten ermöglichen bis zu 1.000 verschiedene Fertigungsvarianten, die im System abgebildet werden müssen. Da bei den Abfüll- und Homogenisierungsvorgängen die Anlagenteile neben den festen Rohleitungsverbindungen auch mittels Schlauchleitungen verbunden sind, müssen diese Wege auch mit dem MES-System und Handscannern verifiziert werden.

Dafür war es jedoch zunächst notwendig, sämtliche Arbeitsabläufe zu analysieren und die im ERP-System hinterlegten Herstellungsanweisungen als normkonforme Rezeptur zu formulieren. Neben genau definierten Mengen an Rohstoffen und Additiven zählen dazu insbesondere auch Prozessparameter wie z. B. Temperatur, Rührwerkseinstellungen, Reaktionszeiten oder präzise Zeitpunkte für die Zugabe von Einsatzstoffen. Hier kamen die Automatisierungsspezialisten der Process Automation Solution GmbH als Partner ins Spiel.

Modell des Zustandes nach dem Aufbau

Produktions- und Abfüllprozesse

Die Produktions- und Abfüllprozesse sind in all ihren Abläufen durchgängig automatisiert und vernetzt.

Als Grundlage für diese Aufgabe analysierten sie zunächst die Arbeitsprozesse, erstellten ein Umsetzungskonzept und entwickelten auf Basis der bereits vorhandenen Hardware in der Produktionsanlage die neue Automatisierungsstruktur. Im nächsten Schritt wurden detaillierte Spezifikationen für das Prozessleitsystem, inklusive flexibler Chargensteuerung, und für das MES erstellt, nach denen das System umgesetzt wurde. Die MES-Funktionen umfassen Auftrags- und Materialverwaltung ebenso wie die Vorkommissionierung, die Verifizierung der manuellen Zugaben der Rohstoffe in den Rührkessel, Qualitätskontrollen im Labor, Wegeverifizierung für die Abfüllung, Protokollfunktionen und natürlich die Schnittstelle zum ERP-System und zum Prozessleitsystem. Statt der bisherigen Automatisierungslücke zwischen der Bürowelt mit Auftragsannahme und der Produktionsanlage, sind nun das ERP-System und die Automatisierungsebene der Produktion durch Chargensteuerung und MES miteinander verbunden. Das gewährleistet eine durchgängige Dokumentation und zeitgenaue Verfolgbarkeit des kompletten Fertigungsprozesses. Die Installation der neuen Automatisierungslösung durfte dabei den laufenden Produktionsbetrieb so wenig wie möglich beeinträchtigen.

Roadshow

Informationen zum State of the Art bei ERP

Wer sich mit der Optimierung oder dem Ausbau seiner ERP-Infrastruktur beschäftigt, wird zunächst mit viel grauer Theorie und wenig Greifbarem konfrontiert. Vor diesem Hintergrund organisiert die Trovarit AG gemeinsam mit dem FIR e.V. an der RWTH Aachen im Herbst eine Roadshow mit Live-Vergleichen von ERP-Systemen.
Hier zeigen jeweils drei Systeme nacheinander, wie sich der State-of-the-Art in der Auftragsentwicklung heute darstellt, angefangen von der Bestellung des Kunden im Webshop über die Disposition im ERP-System und die Produktion bis hin zur Auslieferung und Rechnungsstellung. Station macht die „ERP-Challenge“ im November in drei großen deutschen Städten:
München (05.11.15), Frankfurt (12.11.15) und Hannover (19.11.15).
Interessierte ERP-Anwender können sich ab sofort für die Challenge anmelden.

Um diese Herausforderung zu meistern, wurde das neue System an verschiedenen Wochenenden während der üblichen Abstellphasen getestet. Dies, der großartige Einsatz aller Beteiligten und ein Funktionstest der Applikation bei Process Automation Solutions im Vorfeld trugen dazu bei, dass das System im Dezember 2014 in Betrieb genommen werden konnte.

Stephan Engels

Kontakt:
Process Automation Solutions
Email: info@pa-ats.com
www.pa-ats.com