...ist halb gewonnen!
Alfred Adam, Ing.-Büro ADAM SOFTWARE, Landshut

Die Realisierung einer automatischen Datenerfassung aus einer neuen Produktionsanlage für ein neues Produkt ist eine Herausforderung für alle Projektbeteiligten. Wie solche Projekte dennoch durch gute Planung und flexible Softwaretools gelingen, ohne das Budget oder den Terminplan zu sprengen, zeigt dieser Bericht.

Ein typisches Szenario: der Hersteller für Autoteile hat den Auftrag zur Fertigung eines neu entwickelten Teils vom Automobilhersteller erhalten und hat dafür beim Maschinenhersteller eine neue Fertigungsanlage bestellt. Alle Messwerte aus der Anlage sollen für eine online Visualisierung wie auch für nachträgliche Auswertungen aus der Datenbank erfasst werden. Dabei sind nicht nur Produkt, Fertigungsprozess und Anlage neu sondern meistens auch die Zusammensetzung der beteiligten Firmen. Alle Beteiligten sehen sich also zunächst mit vielen offenen Fragen konfrontiert. Deshalb ist es wichtig die Anforderungen rechtzeitig bekannt zu machen und die Grundlagen für eine reibungslose Kommunikation zu schaffen. Dazu ist ein gemeinsamer Workshop geeignet dessen wichtigstes Ergebnis die Definition der zu erfassenden Datenfelder ist. Die Komplexität des Projektes kann nur durch die konsequente Nutzung von Standards bewältigt werden, denn weder das begrenzte Projektbudget noch der enge Terminplan erlauben es „das Rad neu zu erfinden“. Hier kommt das standardisierte Q-DAS© Datenformat voll zur Geltung und bietet eine strukturierte Grundlage zur Definition der Datenfelder. Damit sind die Voraussetzungen für aussagekräftige statistische Auswertungen gegeben. Da eine Anlage meistens genau so einmalig ist wie das Produkt welches damit gefertigt wird, gibt es hier keine standardisierten Datenstrukturen. Genau so vielfältig sind die Möglichkeiten zur Kommunikation mit den Geräten und Steuerungen der Anlagen. Unterschiedliche herstellerspezifische Hardware und Protokolle der industriellen Automatisierungstechnik stellen weitere Hürden dar. Um diese Vielfalt zu meistern nutzt die Datenerfassungssoftware SPCprocessLink den Kommunikationsstandard OPC, über den unterschiedlichste Datenquellen einheitlich dargestellt und angebunden werden können.


Bild1: Herstellerspezifische Datenstrukturen im Speicher der Anlage.

Der Ansatz, das Datenerfassungsprojekt entlang des Datenflusses zu definieren und bei der Datenquelle, also der Anlage, anzufangen erweist sich als schwierig, weil diese Datenstrukturen (s. Bild 1) in dieser frühen Projektphase vom Maschinenhersteller noch nicht fertig gestellt sind. Auch ein mit qs-STAT© erstellter Prüfplan ist meistens noch nicht vorhanden. Deshalb wird zunächst eine Excel Tabelle genutzt um alle Informationen zentral zusammenzutragen und später an alle Beteiligten aktuell zu verteilen (s. Bild 2). Hier werden alle zu erfassenden Merkmale eingetragen. Dabei berücksichtigt der Prüfplaner einerseits die Anforderungen des Kunden und der Produktmanager macht seinen Informationsbedarf geltend, während der Maschinenhersteller auf der anderen Seite sicherstellen muss, dass die gewünschten Informationen später auch tatsächlich im Datenbereich der Anlage abgebildet werden.


Bild2: Nach dem Workshop sind die Merkmale mit den K-Feldern und deren Datenquellen definiert.

Der Projektverantwortliche für die Datenerfassung wacht über die Einhaltung der firmeninternen Richtlinien. Er stellt sicher, dass alle Pflichtfelder vorhanden sind und dass Datentyp, Länge und Inhalt den Anforderungen entsprechen. Er definiert auch die neuen Einträge in dem Ereigniskatalog passend zu den Anlagen spezifischen Ereignissen, welche vom Maschinenhersteller bereitgestellt werden. Der Maschinenhersteller stellt die Messwerte eines Teils zusammen mit den zugehörigen Kopfdaten in seinem Datenbereich zum Abholen bereit und signalisiert dies über ein Bit „Daten bereit“. Zur Absicherung der Kommunikation signalisiert SPCprocessLink die erfolgreiche Übernahme der Daten über ein zweites Bit „Daten gespeichert“. Dieses einfache Handshake Verfahren gewährleistet, dass kein Datenverlust entsteht, besonders wichtig bei Dokumentationspflicht.


Bild3: Die Entscheidung ob die Grenzwerte von der Anlage übernommen werden oder fest eingegeben werden kann in SPCprocessLink auch nachträglich einfach geändert werden.

Wie bei neu entwickelten Produkten und Prozessen üblich, sind noch nicht alle Sollwerte und Grenzwerte bekannt oder sie werden nachträglich geändert. Deshalb kann für die ersten Muster die automatische Übernahme der Grenzwerte aus der Anlage gewählt werden und erst nachdem die Spezifikation vom Kunden endgültig ist, die Werte fest vorgegeben werden. Die Änderung dieser Einstellung kann in SPCprocessLink auch nachträglich mit wenigen Mausklicks erledigt werden. Gerade diese Flexibilität erlaubt es ein Projekt erfolgreich in Betrieb zu nehmen obwohl noch nicht alle Vorgaben bekannt sind. Da die Anbindung durch Konfiguration und nicht durch individuelle Programmierung erfolgt, sind nachträgliche Änderungen auch vom Kunden mit geringem Aufwand einfach durchzuführen.
Falls die offenen Fragen erst zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme beantwortet werden müssen, ist die Gefahr groß, dass eine vollständige Fertigstellung nicht termingerecht möglich ist. Wenn die Planung jedoch rechtzeitig erfolgt, kann ein komplexes Projekt in wenigen Tagen fertig gestellt werden und die ersten Daten werden bereits während der Fertigung der ersten Musterteile erfasst. Die Maschinenfähigkeit kann von Anfang an nachgewiesen werden und alle Auswertungen mit Q-DAS© Software profitieren von einer hohen Datenqualität.

Weitere Informationen finden Sie unter www.adam-software.de oder direkt beim Autor: Tel. +49-871-951428 oder info@adam-software.de

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