Retrofit für 15 bis 30 Jahre alte Produktionsmaschinen und diese so fit machen für die Datenanalyse in der Cloud? Was herausfordernd klingt, hat das Schweizer Medizintechnikunternehmen Ypsomed mit einem kleinen schwarzen Kästchen namens Mica von Harting innerhalb von zwei Tagen realisiert.
Der Hersteller von Injektions- und Infusionssystemen für die Selbstbehandlung setzt in seinen Produkten viele Kunststoffkomponenten ein. Dementsprechend hoch ist die Anzahl an Kunststoffspritzgussmaschinen in der Fertigung im schweizerischen Burgdorf. Viele Spritzgussmaschinen arbeiten noch mit dem veralteten Kommunikationsprotokoll Euromap 15, die meist nicht direkt mit einem werksinternen Manufacturing Execution System (MES) verbunden werden können. Oft müssen Mitarbeiter die Maschinen einzeln einstellen – oder eine spezielle Software übernimmt diesen Part, kostet aber jährlich hohe Lizenzgebühren.
Um die Daten aus seinen Produktionsmaschinen aktuell auszuwerten, hat Ypsomed eine der Maschinen mit dem Mini-PC Modular Industry Computing Architecture (kurz: Mica) nachgerüstet. Gründe für den Einsatz der Technologie von Harting lagen laut Anwender vor allem in der schnellen und einfachen Umsetzung.
Mica Euromap konvertiert ältere Kommunikationsprotokolle in OPC UA
„Mica Euromap“, eine von Harting speziell für Kunststoffspritzgussmaschinen mit Euromap-Protokoll entwickelte Lösung, konvertiert ältere TCP- oder IP-Kommunikationsprotokolle wie Euromap 15 oder 63 in den aktuellen Kommunikationsstandard OPC UA. Außerdem können über einen optional herunterladbaren MQTT-Container Cloud-Dienste oder das industrielle Internet der Dinge genutzt werden. Die Daten werden mithilfe von MQTT direkt vom Mica-Edge-PC versendet und den übergeordneten Systemen zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung gestellt. Somit bietet die Harting-eigene Lösung eine Schnittstelle, um unternehmensinterne MES-/ERP-Systeme an Maschinen anbinden und integrieren zu können – und das laut Anbieter für den Bruchteil der Anschaffungskosten von Maschinen mit modernen Protokollen. Durch den digitalen Retrofit können Anwender auch kostspielige MES-Software-Lizenzgebühren vermeiden, heißt es.
Mit Mica kann der Medizintechnikhersteller nun ausgewählte Produktionsdaten in einer Datenbank sammeln und offline analysieren. Bis Ende des Jahres will der Hersteller weitere verschiedenartige Maschinen in seinem internen Prüf- und Validierungszentrum an das IT-System anbinden und in einem Showcase darstellen. Die Maschinen werden dafür über Mica an das MES-System angebunden und übernehmen die Protokollübersetzung zwischen MES-System und Shop Floor. So kann ein Produktionsauftrag aus dem ERP-System über den Edge-Computer direkt an die Maschine übertragen werden, ohne dass ein Maschinenbediener eingreifen muss. Der robuste Industrie-PC holt sich den zum Auftrag gehörenden Einstelldatensatz aus einer Datenbank und spielt ihn automatisch auf die Maschine. Produktions- und Prozessdaten werden zudem auf Mica zwischengespeichert und in eine Datenbank beziehungsweise ins ERP-System zur laufenden Qualitätsverbesserung und Dokumentation zurückgespielt. Bis 2020 will der Schweizer Hersteller die automatisierte Steuerung der Produktionsaufträge implementiert haben.
Digitaler Retrofit mit Mica ermöglicht Fernüberwachung der Maschinen
Auch eine Überwachung von Maschinenprozessparametern über zentralisierte Werksleitstände aus der Ferne ist mit dem Mini-PC möglich. Maschinenbediener können Prozesse der Fertigungslinie sogar außerhalb des Unternehmens über ein Smartphone oder entsprechendes Tablet überwachen und beeinflussen. So lassen sich Stillstandszeiten in der Produktion verringern.
Auch eine Zustandsüberwachung als Vorbereitung für Predictive Maintenance ist mit Mica möglich. Bei einer Kunststoffspritzgussmaschine ist beispielsweise die Plastifizierschneckenpumpe mit ihren dazugehörigen Absperrventilen einem ständigen Verschleiß ausgesetzt. Um den Verschleiß frühzeitig zu erkennen, können etwa Veränderungen in der Betriebsleistungskurve der Schneckenpumpe und der Druckbelastung auf den Absperrventilen beobachtet werden. Indem in der Plattform sichere Betriebsgrenzwerte vorgegeben werden, können Alarmbedingungen für das Überschreiten dieser Werte eingerichtet werden. Im Verlauf des vorausschauenden Instandhaltungsprozesses können Maschinenbediener dann rechtzeitig Korrekturmaßnahmen einleiten. (nu)
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