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AUTOMATION


Freisetzung ungenutzter Reserven bei
der Fertigung von Holzfaserplatten
Thomas Schulz, Frank Mönkemeyer



Auch in der Holz- und
Möbelindustrie wird der
Wettbewerb immer dynami-
scher. Die technische Entwick-
lung der Betriebsmittel wie
Maschinen und Anlagen ver-
läuft zunehmend schneller
und die Produktlebenszyklen
verkürzen sich drastisch. Je
mehr der Handlungs- und Ent-
scheidungsdruck wächst, des-
to dringender erwartet das
Management, dass es bei den
wichtigen Führungsentschei-
dungen mit allen relevanten
Informationen aus dem ak-                                            Abb. 1: Auswertung der Stillstandsgründe.
tuellen     Fertigungsprozess
unterstützt wird.                                           eine klare Auskunft erteilt werden. Im Prozess       lich Hackschnitzelwaschanlagen, Faseraufbe-
                                                            können keine End- oder Zwischenprodukte              reitung, Trocknung, Sichtung, Formung, Pres-
                                                            mehr vergessen werden, dafür sorgt das Sys-          sen und Endfertigung Energieanlagen und Pro-
 Laufende Informationen über den Grad der Ziel-             tem. Eine moderne Betriebsdatenauswertung            zessautomation.
 erreichung und kontinuierliche Soll-Ist-Verglei-           erlaubt es, die Daten zu verdichten und aussa-
 che aus dem Fertigungsprozess erlauben, ope-               gekräftige Statistiken zu erzeugen, die genau        Forderungen an die Software
 rative Erfolgsengpässe frühzeitig zu erkennen              die aktuellen Fragestellungen beantworten. Al-
 und entsprechend gegenzusteuern. Um einen                  le Auswertungen können sofort im ganzen              Anwendungen auf Windows-basierten Syste-
 möglichst zeitnahen Einblick in die ablaufenden            Unternehmen eingesehen und angezeigt wer-            men für die Fertigungsorganisation sind heute
 Prozesse zu bekommen, wird permanent eine                  den.                                                 bereits ein weit verbreiteter Standard in der
 Vielzahl von präzisen und aktuellen Informatio-                                                                 Holz- und Möbelindustrie. Leistungsfähige ob-
 nen aus allen relevanten Fertigungsbereichen                                                                    jektorientierte Frameworks wie »FactoryTalk«
                                                            Holzfaserplatten als Produkt
 benötigt. Und genau hier liegt oft das Problem:                                                                 aus dem Hause Rockwell Automation bilden
 Viele Manager müssen ihren aktuellen Daten so              Holzprodukte müssen bei definierter techni-          den Kern von Applikationen für Fertigungs-,
 lange hinterherlaufen, dass sie kaum noch Zeit             scher und ökologischer Qualität preiswert sein,      Prozessleit- und Datenerfassungssysteme.
 haben, das Zahlenmaterial auszuwerten und die              um ihnen im internationalen Wettbewerb und           Durch diese Flexibilität entstehen Lösungen für
 Informationen weiterzuleiten.                              gegenüber Substitutionsmaterialien traditio-         die unterschiedlichen Industriebereiche mit
                                                            nelle Verwendungsbereiche zu sichern. Dabei          Skalierungsstufen – von einzelnen Arbeitssta-
 Die Erfassung und Speicherung der Daten aus                wird Holz nach unterschiedlichen Verfahren be-       tionen für eine Maschine oder einen Anlagen-
 dem Fertigungsprozess bildet die Grundvoraus-              handelt sowie be- und verarbeitet. Zur Sicher-       teil bis hin zu ganzen Bereichen und komplet-
 setzung für alle späteren Auswertungen. Damit              stellung der Wettbewerbsfähigkeit und der er-        ten Fabriken.
 wird nicht nur gewährleistet, dass die Prozesse            wünschten Erweiterung der Verwendung sind
 in der Fertigung transparent bleiben, sondern              die verfahrenstechnischen Prozesse der Be- und       Seit mehreren Jahren ist dabei das Unterneh-
 es existiert auch eine genaue Prozessdokumen-              Verarbeitung rationeller und wirtschaftlicher zu     men GEFAT am Markt als Solution Provider des
 tation, die Qualität des Arbeitsprozesses wird             gestalten. Dabei dienen die Erfassung und Ver-       Frameworks »FactoryTalk« tätig. Mit ihren
 erhöht, und sämtliche Aufträge sind zu jedem               besserung der Produktionsprozesse, die Ent-          branchenspezifischen Erfahrungen können so
 Zeitpunkt genau nachkalkulierbar. Der Ferti-               wicklung von Prozessmodellen und die Anwen-          maßgeschneiderte Fertigungslösungen für
 gungsstand ist eindeutig, und über noch zur                dung kontinuierlicher Prozesskontrollen der Si-      höchste Qualitätsansprüche basierend auf
 Verfügung stehende Ressourcen kann jederzeit               cherung der Produktqualität.                         Standardsoftware entwickelt werden. Basis des
                                                                                                                 mittelständischen Unternehmens bildet die
                                                                                         Die Spanplatte ist      nahtlose Verbindung von konsequenter Kun-
                        Autoren:
                        Dipl.-Ing. Thomas Schulz (links)                                 das am meisten ver-     denorientierung, präziser Projektplanung und
                        Account Manager                                                  wendete Platten-        zukunftsweisender technischer Ausstattung
                        Rockwell Automation für den
                        Bereich Software                                                 produkt weltweit.       der Arbeitsmittel.
                        42781 Haan                                                       Die Anwendungs-
                        Kontakt:
                        www.rockwellautomation.de
                                                                                         möglichkeiten sind      Effiziente Prozessoptimierung
                                                                                         Möbel, Innenaus-
                        Frank Mönkemeyer (rechts)                                        bau, Fußböden und       Betriebsmittel wie Maschinen und Fertigungs-
                        geschäftsführender Gesellschafter
                        der GEFAT Gesellschaft für                                       das Bauwesen. Der       anlagen erwirtschaften nur dann den größt-
                        Automatisierungstechnik mbH                                      Produktbereich um-      möglichen Return of Investment (ROI), wenn
                        31840 Hessisch Oldendorf.
                        Kontakt: www.gefat.de                                            fasst alle Prozess-     sie nahe der maximalen Leistung betrieben
                                                                                         schritte einschließ-    werden. Wichtige Voraussetzung dazu sind die


  56
INNOVATIONEN

Minimierung der Stillstandszeiten der Betriebs-
mittel wie Maschinen, Linien und Anlagen so-
wie die Optimierung der Produktionsprozesse.
Die zur Beurteilung von Fertigungsabläufen
herangezogenen Daten basieren häufig auf
händisch ermittelten Werten, die nur schwer
reproduzierbar sind. Bei mit automatisierten In-
sellösungen erfassten Daten sind die Ergeb-
nisse nur sehr schwer zwischen verschiedenen
Anlagen vergleichbar. Es fehlt vielfach auch die
Möglichkeit der effektiven Weiterverarbeitung
der Daten.

»FactoryTalk Metrics« bietet hierbei eine Lö-
sung zur Aufnahme der Laufzeiten und Still-
standszeiten über einen OPC-Server direkt von
den einzelnen Speicherprogrammierbaren
Steuerungen (SPS) der Maschinen und Ferti-
gungsanlagen an. Jede Veränderung des Ma-
schinenzustandes wird so automatisch erfasst
und über das Netzwerk an einen Datenserver
gesendet und letztendlich in einer Datenbank
aufgezeichnet. Diese so gewonnenen Daten                     Abb. 2: Auswertung der Prozessparameter.
sind die Grundlage für die Informationen der
Auswertungen und dienen dem Fertigungsma-                    ren Funktionen zum genauen Positionieren,                   Eine Potenzialanalyse basierend auf anschau-
nager gewissermaßen als Tachometer. Sie bil-                 Ausrichten, Drehen oder Spiegeln, Vererben                  lichen Prozessdarstellungen bildet die Grundla-
den die Basis für Analysen und Grundlage für                 grafischer Objekteigenschaften genauso wie                  ge zur Einführung oder Ausweitung eines
Verbesserungsprozesse.                                       Gruppieren, Bausteinbildung und der Import                  Kennzahlensystems und Controllingmanage-
                                                             bzw. die Einbettung von extern editierten Tex-              ments. Durch das modulare Konzept des Fra-
Durch diese lückenlose Aufzeichnung der Still-               ten und Grafiken. Die Anbindung eines Objek-                meworks »FactoryTalk« besitzen Lösungen den
standszeiten kann eine sehr detaillierte Aus-                tes an eine interne Variable oder an eine Pro-              Vorteil der schnellen und kostengünstigen Ein-
wertung erfolgen. Dafür gibt es die »OEE«-                   zessvariable ist sehr einfach durchzuführen.                führung. Die einfache Skalierbarkeit der Ge-
Kennzahl, die die Produktivität einer Fertigung              Einmal erstellte Objekte können, unabhängig                 samtanwendung sichert ohne größeren Auf-
genau ermitteln kann. »OEE« heißt Overall                    von ihrer Komplexität, einschließlich Verarbei-             wand eine nachfolgende Erweiterung oder An-
Equipment Effectiveness und kann als Gesamt-                 tungsroutinen und Prozessanbindungen in ei-                 passung an sich ändernde Fertigungs- oder
Anlageneffektivität übersetzt werden. Drei Fak-              ner Bibliothek abgelegt und von dort wieder                 Technologiebedürfnisse. Die Verwendung von
toren sind dabei maßgebend: die Anlagenver-                  abgerufen werden.                                           Standardsoftware mit Standardschnittstellen si-
fügbarkeit, der Leistungsgrad und die Qualität                                                                           chert somit weitgehend den Schutz der getä-
der gefertigten Erzeugnisse. Analysiert und                  »FactoryTalk-View« bietet als User-Interface mit            tigten Investitionen.
interpretiert zeigen diese Informationen bisher              seinen grafischen Objekten mit Animationen
verstecktes Verbesserungspotenzial für sinnvol-              viele Möglichkeiten, Prozesszustände realistisch            Eine isolierte Betrachtung von Informationen ist
le Optimierungen in der Fertigung auf. Auch                  und anwenderfreundlich nachzubilden. Dazu                   nur selten Ziel führend. Fragestellungen der
der Erfolg oder Misserfolg eingeleiteter Maß-                gehören neben der Verwaltung von Soll- und Ist-             Fertigungsoptimierung berühren in den meis-
nahmen lässt sich unmittelbar ablesen.                       werten in Rezepturen auch Anzeigen von Stör-                ten Fällen nicht nur die Verarbeitung von Daten
                                                             meldungen, die automatische Benachrichti-                   zu Informationen, sondern auch übergeordne-
Visualisierung der Prozesse                                  gung des Wartungspersonals sowie eine Analy-                te Aspekte des betrieblichen Umfeldes. Die
                                                             semöglichkeit verschiedener Prozesszustände.                Nutzung dieser Informationen kann nur opti-
Der Grafikeditor von »FactoryTalk-View« bietet               Damit erhält der Bediener ein überdurchschnitt-             mal erfolgen, wenn das Management eines
alle in einem leistungsfähigen Windows-Gra-                  liches Maß an Übersichtlichkeit über seine ak-              Unternehmens solche Projekte aktiv unterstützt
fikprogramm üblichen Funktionen. Dazu gehö-                  tuellen Produktionsprozesse seiner Anlage.                  und verinnerlicht.




Abb. 3: Darstellung der Prozesse im Bereich »Abstapelung«.                               Abb. 4: Darstellung der Prozesse im Bereich »Presse«.          Grafiken: Rockwell.



                                                                                                                                                                    57

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Freisetzung ungenutzter Reserven bei der Fertigung von Holzfaserplattender

  • 1. AUTOMATION Freisetzung ungenutzter Reserven bei der Fertigung von Holzfaserplatten Thomas Schulz, Frank Mönkemeyer Auch in der Holz- und Möbelindustrie wird der Wettbewerb immer dynami- scher. Die technische Entwick- lung der Betriebsmittel wie Maschinen und Anlagen ver- läuft zunehmend schneller und die Produktlebenszyklen verkürzen sich drastisch. Je mehr der Handlungs- und Ent- scheidungsdruck wächst, des- to dringender erwartet das Management, dass es bei den wichtigen Führungsentschei- dungen mit allen relevanten Informationen aus dem ak- Abb. 1: Auswertung der Stillstandsgründe. tuellen Fertigungsprozess unterstützt wird. eine klare Auskunft erteilt werden. Im Prozess lich Hackschnitzelwaschanlagen, Faseraufbe- können keine End- oder Zwischenprodukte reitung, Trocknung, Sichtung, Formung, Pres- mehr vergessen werden, dafür sorgt das Sys- sen und Endfertigung Energieanlagen und Pro- Laufende Informationen über den Grad der Ziel- tem. Eine moderne Betriebsdatenauswertung zessautomation. erreichung und kontinuierliche Soll-Ist-Verglei- erlaubt es, die Daten zu verdichten und aussa- che aus dem Fertigungsprozess erlauben, ope- gekräftige Statistiken zu erzeugen, die genau Forderungen an die Software rative Erfolgsengpässe frühzeitig zu erkennen die aktuellen Fragestellungen beantworten. Al- und entsprechend gegenzusteuern. Um einen le Auswertungen können sofort im ganzen Anwendungen auf Windows-basierten Syste- möglichst zeitnahen Einblick in die ablaufenden Unternehmen eingesehen und angezeigt wer- men für die Fertigungsorganisation sind heute Prozesse zu bekommen, wird permanent eine den. bereits ein weit verbreiteter Standard in der Vielzahl von präzisen und aktuellen Informatio- Holz- und Möbelindustrie. Leistungsfähige ob- nen aus allen relevanten Fertigungsbereichen jektorientierte Frameworks wie »FactoryTalk« Holzfaserplatten als Produkt benötigt. Und genau hier liegt oft das Problem: aus dem Hause Rockwell Automation bilden Viele Manager müssen ihren aktuellen Daten so Holzprodukte müssen bei definierter techni- den Kern von Applikationen für Fertigungs-, lange hinterherlaufen, dass sie kaum noch Zeit scher und ökologischer Qualität preiswert sein, Prozessleit- und Datenerfassungssysteme. haben, das Zahlenmaterial auszuwerten und die um ihnen im internationalen Wettbewerb und Durch diese Flexibilität entstehen Lösungen für Informationen weiterzuleiten. gegenüber Substitutionsmaterialien traditio- die unterschiedlichen Industriebereiche mit nelle Verwendungsbereiche zu sichern. Dabei Skalierungsstufen – von einzelnen Arbeitssta- Die Erfassung und Speicherung der Daten aus wird Holz nach unterschiedlichen Verfahren be- tionen für eine Maschine oder einen Anlagen- dem Fertigungsprozess bildet die Grundvoraus- handelt sowie be- und verarbeitet. Zur Sicher- teil bis hin zu ganzen Bereichen und komplet- setzung für alle späteren Auswertungen. Damit stellung der Wettbewerbsfähigkeit und der er- ten Fabriken. wird nicht nur gewährleistet, dass die Prozesse wünschten Erweiterung der Verwendung sind in der Fertigung transparent bleiben, sondern die verfahrenstechnischen Prozesse der Be- und Seit mehreren Jahren ist dabei das Unterneh- es existiert auch eine genaue Prozessdokumen- Verarbeitung rationeller und wirtschaftlicher zu men GEFAT am Markt als Solution Provider des tation, die Qualität des Arbeitsprozesses wird gestalten. Dabei dienen die Erfassung und Ver- Frameworks »FactoryTalk« tätig. Mit ihren erhöht, und sämtliche Aufträge sind zu jedem besserung der Produktionsprozesse, die Ent- branchenspezifischen Erfahrungen können so Zeitpunkt genau nachkalkulierbar. Der Ferti- wicklung von Prozessmodellen und die Anwen- maßgeschneiderte Fertigungslösungen für gungsstand ist eindeutig, und über noch zur dung kontinuierlicher Prozesskontrollen der Si- höchste Qualitätsansprüche basierend auf Verfügung stehende Ressourcen kann jederzeit cherung der Produktqualität. Standardsoftware entwickelt werden. Basis des mittelständischen Unternehmens bildet die Die Spanplatte ist nahtlose Verbindung von konsequenter Kun- Autoren: Dipl.-Ing. Thomas Schulz (links) das am meisten ver- denorientierung, präziser Projektplanung und Account Manager wendete Platten- zukunftsweisender technischer Ausstattung Rockwell Automation für den Bereich Software produkt weltweit. der Arbeitsmittel. 42781 Haan Die Anwendungs- Kontakt: www.rockwellautomation.de möglichkeiten sind Effiziente Prozessoptimierung Möbel, Innenaus- Frank Mönkemeyer (rechts) bau, Fußböden und Betriebsmittel wie Maschinen und Fertigungs- geschäftsführender Gesellschafter der GEFAT Gesellschaft für das Bauwesen. Der anlagen erwirtschaften nur dann den größt- Automatisierungstechnik mbH Produktbereich um- möglichen Return of Investment (ROI), wenn 31840 Hessisch Oldendorf. Kontakt: www.gefat.de fasst alle Prozess- sie nahe der maximalen Leistung betrieben schritte einschließ- werden. Wichtige Voraussetzung dazu sind die 56
  • 2. INNOVATIONEN Minimierung der Stillstandszeiten der Betriebs- mittel wie Maschinen, Linien und Anlagen so- wie die Optimierung der Produktionsprozesse. Die zur Beurteilung von Fertigungsabläufen herangezogenen Daten basieren häufig auf händisch ermittelten Werten, die nur schwer reproduzierbar sind. Bei mit automatisierten In- sellösungen erfassten Daten sind die Ergeb- nisse nur sehr schwer zwischen verschiedenen Anlagen vergleichbar. Es fehlt vielfach auch die Möglichkeit der effektiven Weiterverarbeitung der Daten. »FactoryTalk Metrics« bietet hierbei eine Lö- sung zur Aufnahme der Laufzeiten und Still- standszeiten über einen OPC-Server direkt von den einzelnen Speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) der Maschinen und Ferti- gungsanlagen an. Jede Veränderung des Ma- schinenzustandes wird so automatisch erfasst und über das Netzwerk an einen Datenserver gesendet und letztendlich in einer Datenbank aufgezeichnet. Diese so gewonnenen Daten Abb. 2: Auswertung der Prozessparameter. sind die Grundlage für die Informationen der Auswertungen und dienen dem Fertigungsma- ren Funktionen zum genauen Positionieren, Eine Potenzialanalyse basierend auf anschau- nager gewissermaßen als Tachometer. Sie bil- Ausrichten, Drehen oder Spiegeln, Vererben lichen Prozessdarstellungen bildet die Grundla- den die Basis für Analysen und Grundlage für grafischer Objekteigenschaften genauso wie ge zur Einführung oder Ausweitung eines Verbesserungsprozesse. Gruppieren, Bausteinbildung und der Import Kennzahlensystems und Controllingmanage- bzw. die Einbettung von extern editierten Tex- ments. Durch das modulare Konzept des Fra- Durch diese lückenlose Aufzeichnung der Still- ten und Grafiken. Die Anbindung eines Objek- meworks »FactoryTalk« besitzen Lösungen den standszeiten kann eine sehr detaillierte Aus- tes an eine interne Variable oder an eine Pro- Vorteil der schnellen und kostengünstigen Ein- wertung erfolgen. Dafür gibt es die »OEE«- zessvariable ist sehr einfach durchzuführen. führung. Die einfache Skalierbarkeit der Ge- Kennzahl, die die Produktivität einer Fertigung Einmal erstellte Objekte können, unabhängig samtanwendung sichert ohne größeren Auf- genau ermitteln kann. »OEE« heißt Overall von ihrer Komplexität, einschließlich Verarbei- wand eine nachfolgende Erweiterung oder An- Equipment Effectiveness und kann als Gesamt- tungsroutinen und Prozessanbindungen in ei- passung an sich ändernde Fertigungs- oder Anlageneffektivität übersetzt werden. Drei Fak- ner Bibliothek abgelegt und von dort wieder Technologiebedürfnisse. Die Verwendung von toren sind dabei maßgebend: die Anlagenver- abgerufen werden. Standardsoftware mit Standardschnittstellen si- fügbarkeit, der Leistungsgrad und die Qualität chert somit weitgehend den Schutz der getä- der gefertigten Erzeugnisse. Analysiert und »FactoryTalk-View« bietet als User-Interface mit tigten Investitionen. interpretiert zeigen diese Informationen bisher seinen grafischen Objekten mit Animationen verstecktes Verbesserungspotenzial für sinnvol- viele Möglichkeiten, Prozesszustände realistisch Eine isolierte Betrachtung von Informationen ist le Optimierungen in der Fertigung auf. Auch und anwenderfreundlich nachzubilden. Dazu nur selten Ziel führend. Fragestellungen der der Erfolg oder Misserfolg eingeleiteter Maß- gehören neben der Verwaltung von Soll- und Ist- Fertigungsoptimierung berühren in den meis- nahmen lässt sich unmittelbar ablesen. werten in Rezepturen auch Anzeigen von Stör- ten Fällen nicht nur die Verarbeitung von Daten meldungen, die automatische Benachrichti- zu Informationen, sondern auch übergeordne- Visualisierung der Prozesse gung des Wartungspersonals sowie eine Analy- te Aspekte des betrieblichen Umfeldes. Die semöglichkeit verschiedener Prozesszustände. Nutzung dieser Informationen kann nur opti- Der Grafikeditor von »FactoryTalk-View« bietet Damit erhält der Bediener ein überdurchschnitt- mal erfolgen, wenn das Management eines alle in einem leistungsfähigen Windows-Gra- liches Maß an Übersichtlichkeit über seine ak- Unternehmens solche Projekte aktiv unterstützt fikprogramm üblichen Funktionen. Dazu gehö- tuellen Produktionsprozesse seiner Anlage. und verinnerlicht. Abb. 3: Darstellung der Prozesse im Bereich »Abstapelung«. Abb. 4: Darstellung der Prozesse im Bereich »Presse«. Grafiken: Rockwell. 57