Einsatzgebiete der Informationstechnologie bei der ... · Zeitbegriffe und Kennzahlen nach DIN 8782 Effektive Laufzeit Maschinen oder anlagebedingte Störzeit Allgemeine Laufzeit

Brunnenfachgespräch, 24.11.2004 Weisser, Voigt, Kather

Einsatzgebiete der Informationstechnologie bei der Getränkeabfüllung

Brunnenfachgespräch 2004Freiburg 24. 11. 2004

Univ.-Prof. i. R. Horst WeisserDr.-Ing. Tobias VoigtDipl.-Ing. Axel Kather

Lehrstuhl für LebensmittelverpackungstechnikFreising-Weihenstephan


Gliederung1 Einleitung2 Informationstechnische Integration

− Weihenstephaner Standard für kostengünstige Systemanbindung3 Dokumentation

− Chargen- und Artikelverfolgung, Rückverfolgbarkeit− Berichtswesen

4 Datenauswertung− Kennzahlen− Erforderliche Grundfunktionen− Schwachstellenanalyse mit künstlichen neuronalen Netzen

5 Wartung und Instandhaltung− Instandhaltungs-Planungssystem− Fernwartung per Internet und Modem− Störungsmeldung per GSM

6 Anlagengestaltung− Computersimulation von Abfüllanlagen− Übergeordnete Anlagenregelung zum Verbessern des Laufverhaltens− Abfüllfeinplanung

7 Zusammenfassung und Ausblick


IT-Architektur im GetränkeabfüllbetriebErgebnisse der Weihenstephaner Standardisierung

AbfüllanlagenProzesstechnik

MES PPLIMS

ERP

Leitsysteme

Steuerungen Steuerungen

BDE

Abnahmeleitfaden

Inhalte (Datenpunkte),Tagnamen, Tagnummern,XML-Gerätebeschreibungsdatei

Bidirektionale KommunikationBefehlssätze (in Zukunft XML)Formate, Testbarkeit

Tracking & Tracing,Kennzahlen, Auswertefunktionen, Reporting


OMAC Packaging Workgroup

In der OMAC (Open Modular Architecture Controls) Packaging Workgroup treffen sich in den USA zwischenzeitlich die großen Enduser− Anheuser Busch, General Mills, Hershey

Foods, Kraft Foods, M&M Mars, Nabisco,Procter & Gamble, Ralston Purina, SAB Miller, Unilever

und sprechen über Anforderungen und Standardisierungen.Die heutigen Anforderungen der Enduser sind nicht mit den konventionellen Automatisierungskonzepten realisierbar.Nur mit modernen, flexiblen Automatisierungslösungen lassen sich diese hochgesteckten Ziele erreichen.Die Vision ist plug-and-play und nicht plug-and-pray!!!

http://www.arcweb.com/omac/default.htm


Weihenstephaner Standards

Teil 1: Physikalische Schnittstellenspezifikation

Teil 2: Inhaltliche Schnittstellenspezifikation

Teil 3: Datenauswertung und Berichtswesen

Teil 4: Überprüfung und sicherer Betrieb










Automatisierte innerbetriebliche Chargenverfolgung

Prozessleitsystem mit Chargenrückverfolgung

Lager-verwaltugs- /

Stapler-leitsystem

Datenerfassungs-/ IT-System für Abfüllanlagen

In Abfüllaufträgenwerden aus

ProduktionschargenVersandeinheiten

Problem: Zuordnung

(Prozess-) Chargen

Roh-stoffe

Halb-fabrikate

Produkt (Getränk)

Getränke-packung

Versand-einheit

Verkaufs-einheit

Versandein-heiten (NVE)

Lager Ladung

Verknüpfung


Definition der Produktionseinheiten

Paletten-belade-

maschine

Einpack-maschine

Ausstattugs-maschine

Füll-maschine

Verschließ-maschine

Getränk

Verschluss

Ausstattung

Sekundärver-packung

(Kasten,Karton,...)

Tertiärver-packung(Palette,...)

Getränke-packung

Verkaufs-einheit

Primärver-packung(Getränke-behältnis)

Drucktank, Ausmisch-

tank, ...

Versand-einheit

Die Ausgangsstoffe bestimmen eine

Abfüllcharge(Gleiches Getränk in

identischem Behälter)

Aus einer oder mehreren

Abfüllchargen entstehen ein oder

mehrere Abfüllaufträge (kontinuierlich

produzierte Menge eines Abfüllartikels)

Abfüllcharge:Homogene Menge gleichartiger Getränkepackungen, bei welchen das gleiche Produkt (Getränk) in identische Getränkebehältnisse (Primärverpackung) gefüllt wurde.Abfüllauftrag:Abgegrenzte und kontinuierlich abgefüllte Menge eines bestimmten Abfüllartikels.Abfüllartikel:Kleinste Einheit oder Kundenpackung, die einzeln bestellt und nicht in kleinere Ein-heiten aufgeteilt werden kann. (Verkaufs-oder Versandeinheit)Wird eindeutig durch das abgefüllte Produkt (Getränk), das Getränkebehältnis, seine Ausstattung (inkl. Verschluss) und seine Umverpackung festgelegt.


Chargen und Auftragsbezogener Datenaustausch

Füll-maschine

Palettenbelade-/ -ausstattungsmaschine

Ausstattungs-maschine

Chargenund Auftrags-start,-wechsel,-ende

Chargen -start,-wechsel,-ende

Datenerfassungs-/ IT-System für Abfüllanlagen

Chargen-nummer

Chargen-und Auftrags-nummer,NVE

Batch-ID Batch-ID Batch-ID

Order-ID

SSCC


U.leit-

ebene

Produktions-leitebene

Prozess-leitebene

Unternehmens-LeitungManagement

Kaufmänischer BereichTechnisches ControllingQualitätsmanagementLeiter Technik/Produktion

LaborInstandhaltungAbteilungsleiter AbfüllungSchichtführer

Berichtsempfänger im Abfüllbetrieb


Technische Berichteauf Basis chargenbezogener Betriebsdaten

09.10.99 16:29

Ist PlanArt.-Nr.: 123 Drucktank: 14 Start: 07:15 07:00Artikel: Pils 0,5l Abfüllanl.: 2 Ende: 13:35 13:30

Arbeitszeit 06:20 06:30

Ist Planhl 1785,5 1800 -14,5 -0,81%Flaschen 354687 360000 -5313 -1,48%Kästen 17713 18000 -287 -1,59%Paletten 354,2 360 -5,8 -1,61%

Schwand 0,79%Biersteuer 1771 hl

Wirkungsgrad Anlage: 89,60% Ausnutzungsgrad Anlage: 92,50%

Nach Dauer (min) Nach Häufigkeit (Anzahl)Aggregat Dauer Aggregat HäufigkeitVollgutkontr. 23 Füllmasch. 9Füllmasch. 18 Einpacker 5Einpacker 12 Bepalettierer 3EtiMa 5 EtiMa 2Auspacker 3 Auspacker 1

Ist Plan Abweichung Menge/Flasche EinheitGebinde 356040 360000 -3960 -1,10% 1,00000 FlaschenH2O kalt 720 720 0 0,00% 0,00202 hlCO2 1,895 1,9 -0,005 -0,26% 0,00001 kgKK 354458 360000 -5542 -1,54% 0,99556 KK

Mittel Min Max EinheitO2 vor Füller 0,24 0,09 0,31 mg/lCO2-Gehalt 5,41 4,98 5,53 g/lTemp. Lauge ReiMa 82,9 78,1 85 °CLeitwert Lauge ReiMa 210 180 225 mSAbfülltemperatur 3,1 2,9 3,4 °C

Laborbefund DT 14 ohne mikrobiologische BefundeChemisch-technische Analyse OK

Ausschleusungsrate Inspektionsmaschine 0,17% entspricht 612 Flaschen

Geplatzte Flaschen 98Unterfüllte Flaschen 456Unverschlossene Flaschen 187

Datum: 01.09.99

Abweichung

ChargenberichtChargen-Kennung: 0224-99-123-2

Mengen

Stammdaten

Kennzahlen

Füllerrelevante Störungen

Verbrauchsdaten

Qualitätsdaten

17500176001770017800179001800018100

Ist PlanVerkaufseinheiten (Kästen)

09.10.99 16:29

Beginn 07:00 Schichtf. MaierAbfülllinie 2 Ende 16:00 Personal 5,0

Pausen 01:00 Pers.-Zeit 2380 min

1 2 3 SummeChargen-Nr 0217-99-123-2 0218-99-246-2 0221-99-127-2Artikel-Nr 123 246 127Artikel Pils 0,5 Hopfenhell 0,5 Pils 0,33

Abgefüllte hl 945,5 238,7 456,3 1640,5Abgefüllte Flaschen 189100 47740 138264 375104Abgefüllte Kästen 9455 2387 5761 17603

Anlauf 00:30 - - 00:30Ablauf - - 01:00 01:00Rüstzeiten - - 00:30 00:30sonstige Nebenzeiten 00:02 00:18 00:05 00:25Summe Nebenzeiten 00:32 00:18 01:35 02:25

Wirkungsgrad Anlage 88,50% Einstellausbringung 60000Ausnutzungsgrad Anlage 90,70% Durchschnittsausbringung 53120

Dauer/min Häufigkeit

Entpal. 23 4Kastenkontr. 0 0Auspacker 20 8ReiMa 5 2Inspektor 6 2Füllmasch. 42 9EtiMa 18 7Vollgutkontr. 7 3Einpacker 15 5Bepal. 16 3

Ausschleusung hart 502 Flaschen, Ausschleusung weich 260 Flaschen

Grund AnzahlSeitenwand 1 83Seitenwand 2 81Seitenwand 3 91Boden 1 75Boden 2 77Flüssigkeit 1 101Flüssigkeit 2 98Mündung 117Verschluss 34Metall auf Boden 5

Datum: 31.08.99

SchichtberichtFrühschicht

Stammdaten

Chargen

Kennzahlen

Störungen

0

5

10

15

2 0

25

3 0

35

4 0

45

Dauer/min

Häufigkeit

Inspektionsmaschine

0

2 0

4 0

6 0

8 0

10 0

12 0

14 0

09.10.99 16:29

sortiert nach

Art.-Nr. Artikel Aktuell Vorjahr Abweich. Aktuell Vorjahr Abweich.123 Pils 0,5 5416,1 5458,6 -42,5 123568,2 125468,9 -1900,7246 Hopfenhell 3877,3 3880,4 -3,1 65987,3 65988,0 -0,7127 Pils 0,33 3001,3 3125,2 -123,9 52456,2 53069,9 -613,7560 HW hell 2987,9 2651,0 336,9 51500,0 48799,2 2700,8580 HW dunkel 2450,6 2231,7 218,9 47650,2 44365,9 3284,3341 Dunkel 0,5 1750,6 1710,2 40,4 39845,2 39254,6 590,6756 Bock hell 965,4 952,9 12,5 21003,6 20857,4 146,2774 Bock dunkel 897,5 901,2 -3,7 17890,5 17796,3 94,2995 Light 0,33 450,3 503,2 -52,9 10254,3 13564,8 -3310,5

Summe 21797,0 21414,4 382,6 430155,5 429165,0 990,5

Abgefüllte hl Kumuliert vom 01.01. bis heute

vom: 04.09.99 bis: 08.09.99

Abfüllbericht

Menge

Übersicht

Kumulierte Mengen

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000

Pils 0,5

Hopfenhell

Pils 0,33

HW hell

HW dunkel

Dunkel 0,5

Bock hell

Bock dunkel

Light 0,33

hl

Aktuell

Vorjahr

09.10.99 16:29

Abfüllanl. 2Uhrzeit 07:30

EtaEntpalettiermaschine 0,789Kastenkontrolle 0,856Auspackmaschine 0,921Reinigungsmaschine 0,902Inspektionsmaschine 0,897Füller/Verschließer 0,890Ausstattungsmaschine 0,905Vollgutkontrolle 0,915Einpackmaschine 0,923Bepalettiermaschine 0,897

06:30 06:45 07:00 07:15 07:30

=Produktion =Störung =Flaschenmangel

=Bedienereingriff =füllerrelevante Störung =Flaschenstau

Anteil Dauer (min)Entpalettiermaschine 0,00% 0,0Kastenkontrolle 0,00% 0,0Auspackmaschine 0,00% 0,0Reinigungsmaschine 0,00% 0,0Inspektionsmaschine 68,50% 7,5Füller/Verschließer 15,40% 1,7Ausstattungsmaschine 16,10% 1,8Vollgutkontrolle 0,00% 0,0Einpackmaschine 0,00% 0,0Bepalettiermaschine 0,00% 0,0

vom: 04.09.99 bis: 04.09.99

StörungsrückverfolgungStörbericht

Rückverfolgung

füllerrelevante Störungen

09.10.99 16:29

Aggregat

Dauer (h)

Betrieb 06:57Automatik 05:57Hand 00:02Wartet 00:17Störung 00:58

sortiert nach Dauer (min) sortiert nach HäufigkeitFlaschenbruch 36 Flaschenbruch 18Druckluftmangel 8 Allgem. elektr. Störung 8Ventildefekt 6 Allgem. mech. Störung 5Allgem. elektr. Störung 5 Druckluftmangel 3Allgem. mech. Störung 2 Produktmangel 3Produktmangel 1 Ventildefekt 1

Summe Fremdstörungen (min): 9Summe Eigenstörungen (min): 49

Wirkungsgrad Durchschnitt: 91,54%Wirkungsgrad Vorgabe: 92,00%Wirkungsgrad Abweichung: -0,46%

Einstellausbringung 0,5 NRW 55000Durchschnittsausbr. 0,5 NRW 37850

Einstellausbringung 0,33 Vichy 60000Durchschnittsausbr. 0,33 Vichy 41558

Betriebszeit im Zeitraum 06:57Gesamt seit letzter Inspektion 187:32 Letzte Inspektion 05.07.99Gesamt seit letzter Abschmierung 52:28 Letzte Abschmierung 25.08.99

Inspektion fällig am 05.11.99Abschmierung fällig am 11.10.99

vom: 04.09.99 bis: 08.09.99

Maschinenbericht

Füllmaschine 2

00:00

01:12

02:24

03:36

04:48

06:00

07:12

08:24

Betrieb Automatik Hand Wartet Störung

h

Betriebszeiten

Störungshitliste

90

90,5

91

91,5

92

92,5

04.09. 05.09. 06.09. 07.09. 08.09.

%

Kennzahlen

Wartungsdaten

Längerfristige Berichte

QS-Berichte

AbfüllberichtSchichtbericht

Störberichte Maschinen-bericht

Artikelberichte

Chargenbericht










Zeitbegriffe und Kennzahlen nach DIN 8782Effektive Laufzeit Maschinen oder

anlagebedingte Störzeit

Allgemeine Laufzeit

Maschinen oder anlagenfremde Störzeit

BetriebszeitArbeitszeit

Nebenzeiten(Anlauf, Auslauf, Reinigen, Rüsten, Warten, Pause, ... )

Nennausbringung Qn einer Maschine oder Anlage:Ausbringung, für welche eine Maschine/Anlage ursprünglich konzipiert und gekauft wurdeEinstellausbringung Qest einer Maschine oder Anlage:Ausbringung, mit welcher eine Maschine/die Füllmaschine einer Anlage bei störungsfreiem Betrieb arbeitetEffektivausbringung Qeff einer Maschine oder Anlage:Zahl korrekt abgefüllter Behälter, bezogen auf die Allgemeine LaufzeitDurchschnittsausbringung Qm einer Maschine oder Anlage:Zahl korrekt abgefüllter Behälter, bezogen auf die Arbeitszeit


Kennzahlen nach DIN 8782Effektive Laufzeit Maschinen oder


Allgemeine Laufzeit



Nebenzeiten(Anlauf, Auslauf, Reinigen, Rüsten, Warten, Pause, ...)

Wirkungsgrad η einer Maschine oder Anlage:

Liefergrad λ einer Maschine oder Anlage:

Ausnutzungsgrad ϕ einer Anlage:

LaufzeitAllgemeineLaufzeitEffektive

QQ

est

eff ==η

nn

m

QtArbeitszeiBehälterrabgefülltekorrektStückzahl

QQ

⋅==ϕ

nn

eff

QLaufzeit AllgemeineBehälterrabgefülltekorrektStückzahl

QQ

⋅==λ


Kennzahlen nach DIN 8782Effektive Laufzeit Maschinen oder


Allgemeine Laufzeit



Nebenzeiten(Anlauf, Auslauf, Reinigen, Rüsten, Warten, Pause, ...)

Wirkungsgrad η einer Maschine oder Anlage:

Liefergrad λ einer Maschine oder Anlage:

Ausnutzungsgrad ϕ einer Anlage:

LaufzeitAllgemeineLaufzeitEffektive

QQ

est

eff ==η

nn

eff

QLaufzeit AllgemeineBehälterrabgefülltekorrektStückzahl

QQ

⋅==λ

nn

m

QtArbeitszeiBehälterrabgefülltekorrektStückzahl

QQ

⋅==ϕ


Im BDE-System zu ermittelnde Kennzahlen

Kennzahl Bedeutung

Maschinenwirkungsgrad Eη Technische Beurteilung einzelner Aggregate

Anlagenliefergrad BDEAλ Technische Beurteilung der

Gesamtanlage Anlagenausnutzungsgrad Aϕ Wirtschaftliche Beurteilung der

Abfüllarbeit


Erforderliche Grundfunktionen eines Datenerfassungssystems

ProzessvisualisierungOnline-Darstellung von Daten in Balkendiagrammen und Trend-ChartsAnlagen- und Maschinenbewertung nach vergleichbaren KennzahlenWerkzeuge zur Schwachstellenanalyse


Automatisierte Schwachstellenanalyse

Problemstellung am Gantt-Chart der Maschinenzustände


Vorgehensweise beim wissensbasierten Erkennen von Füllerstillstandsverursachern

aufbereiten, visualisierenaufbereiten, visualisieren

BetriebsdatenBetriebsdaten KNNKNN

Experten-wissen

Experten-wissen

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Epoche

Tra

inin

gsfe

hler

L: 0,6; M: 1; F: 0,2L: 0,6; M: 0,8; F: 0,2L: 0,2; M: 0,8; F: 0,2L: 0,6; M: 0,8; F: 0L: 0,9; M: 0,8; F: 0,2L: 0,6; M: 0,8; F: 0,5L: 0,3; M: 0; F: 0

trainieren

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Epoche

Tra

inin

gsfe

hler

L: 0,6; M: 1; F: 0,2L: 0,6; M: 0,8; F: 0,2L: 0,2; M: 0,8; F: 0,2L: 0,6; M: 0,8; F: 0L: 0,9; M: 0,8; F: 0,2L: 0,6; M: 0,8; F: 0,5L: 0,3; M: 0; F: 0

trainieren

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

Ant

eil b

ezog

en a

uf F

ülle

rstil

lstä

nde

[%)

Belade

r

Entlad

er

Etikett

ierer

Reinigu

ngsm

asch

ine

Auspac

ker

Binder

Sonsti

ges

Anteil verursachter Füllestillstandszeitaufgrund von Füllermangel oder -stau

WissenVorver-arbeiten

auto-matisches

Inter-pretieren 0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

Ant

eil b

ezog

en a

uf F

ülle

rstil

lstä

nde

[%)

Belade

r

Entlad

er

Etikett

ierer

Reinigu

ngsm

asch

ine

Auspac

ker

Binder

Sonsti

ges


Wissen

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

Ant

eil b

ezog

en a

uf F

ülle

rstil

lstä

nde

[%)

Belade

r

Entlad

er

Etikett

ierer

Reinigu

ngsm

asch

ine

Auspac

ker

Binder

Sonsti

ges


WissenVorver-arbeiten

auto-matisches

Inter-pretieren


Forschungsbedarf zur SchwachstellenanalyseGeplantes Forschungsprojekt:

Wissensbasierte Werkzeuge zur Schwachstellenanalyse in der GetränkeabfüllungAusgangsbasis:

Standardisiert (kostengünstig) erfassbare Maschinendaten

Datentabellen (Störungshitlisten, Meldungsprotokolle, ...)

Kennzahlen

Aber: Warum ist meine ermittelte Kennzahl zu niedrig?

Ziel: Effiziente Werkzeuge auf Basis kognitiver AlgorithmenAufzeigen von logistischem Optimierungspotential (Losgrößenplanung, Nebenzeitenterminierung, ...)

Verursachergerechte Zuordnung der Effizienzverluste (Füllerstillstandsverursacher, technische Anlagenschwachstellen, ...)

Durchführung am Lehrstuhl für Lebensmittelverpackungstechnik in engem Kontakt und unter Einbeziehung aller profitierenden Branchen (DBB, GdB, VdF, Maschinehersteller, Systemanbieter,...)

Wir suchen: Projektpartner aus der Industrie!










Feuerwehr-strategie

(ausfallbedingt)

volle Nutzung der Bauelemente-lebensdauergeringe Planunggeringer Personalbedarf

- volles Risiko- keine Planbarkeit

Präventiv-strategie(periodisch

vorbeugend)

hohe Zuverlässigkeithohe Planbarkeit

- hoher Wartungsaufwand

- eingeschränkte Bauelemente-lebensdauer

- Planungsaufwand

Inspektions-strategie(zustands-orientiert

vorbeugend)

hohe VerfügbarkeitNutzung der Bauelemente-lebensdauerPlanbarkeit

- Inspektionsaufwand- hoher

Planungsaufwand

Erhöhen der Maschinenverfügbarkeitendurch Wartung und Instandhaltung

http://www.jugendvigil.ch/informationen/aktuell.htm


EDV-gestützte Instandhaltungsplanungs-und Steuerungs-Syteme (IPS)

IPS-Einsatz ist vor allem bei periodischer Wartung und Inspektion sinnvollZiele:− Erhöhen der produktiven Zeitanteile des Instandhaltungspersonals− Erhöhen der Planungssicherheit und -genauigkeit− Einführen oder Intensivieren von Inspektion, Wartung und geplanter

Instandsetzung− Erhöhen der Materialverfügbarkeit− Reduzieren der Materiallagerbestände− Erkennen störungsärmerer bzw. instandhaltungsfreundlicherer

Anlagen und Maschinen− ggf. optimales Dimensionieren der Fremdinstandhaltung


Funktionen eines IPS

Auftragserstellung und AuftragsverfolgungWartung und InspektionMaterialbestandsverwaltungAnlagenstrukturierungStammdaten und BasisfunktionenBerichteindividuelle AbfragefunktionenHistoriendatei


Auftrag abschließen

Maschine

Auftrag in SIPSRückmeldung in SIPS

BDE Meldung in SIPS

BDE

History periodisch

Syskron - Instandhaltungs-Planungs-System SIPS


Fein – und Grobübersicht über notwendige Tätigkeiten

Status Priorität

Periodisch vs. einmalig

Geplante Dauer


Instandhaltungs-System MaximoZustandsorientierte / vorbeugende Instandhaltung

höhere Anlagenverfügbarkeit / Effektivität

Störfallanalysen / Maschinentagebuch

KHS-Datenbestand / kein weiterer Aufwand

weltweites Standardprodukt für den gesamten Betrieb

schnelle / einfache Ersatz- / Verschleißteil-identifikation

einfaches Bestellwesen (auch E-Commerce)

DV-technisch an allen Maschinen verfügbar

Steuerung Ersatzteilvorräte / Lagerwesen

Umfassendes Dienstleistungspaket mit MRO Software

Investitionssicherung durch IH


Messdatenerfassung für Fernüberwachung und Teleservice

Hardwareanforderungen an heutige Messdatenerfassungssysteme− Kombination aus flexibler Filtertechnik− einfacher Datenübermittlung und − Selbständigkeit („Stand-Alone-Systeme“)Der Trend der Hardwareentwicklung zeigt, dass die Verwendung von Ethernet und TCP/IP im Bereich der Sensorik und Aktorik immer öfters anzutreffen ist, denn die Vorteile von Ethernet liegen auf der Hand: − große Verfügbarkeit− schneller Datentransport− flexible Ankopplung an jeden Rechner möglich− Störfestigkeit sowie Betriebssystemunabhängigkeit sind ideale Eigenschaften für

den Einsatz im Teleservice und in der Fernüberwachung sowie bei der Datenerfassung innerhalb eines Firmen-Datennetzes

Widak, Heiko: Netzwerktransparentes Messdatenerfassungsmodul für Fernüberwachungs- und Teleserviceaufgaben. Karlsruhe, FH, Dipl.-Arb., 2002


AlarmmeldesoftwareÜber spezielle Alarmmelde-Software können BDE-Systeme oder Maschinensteuerungen vollautomatisch E-Mails oder SMS-Nachrichten verschicken, um auf Fehler oder Störungen aufmerksam zu machen oder auf fällige Wartungsarbeiten hinzuweisen und so eine optimale Anlagenverfügbarkeit zu erreichen. Per E-Mail kann z. B. auch ein Abbild der von der Störung betroffenen Steuerung mit gesendet werden. So lässt sich der Fehler schneller identifizieren und beheben – dank Teleservice auch über Internet oder via ISDN-oder Modemverbindung.Damit wird der Schritt von der reaktiven zur präventiven Wartung vollzogen. Der Nullfehlerbetrieb rückt in greifbare Nähe.


Siemens – Alarmmanagement mittels Funkserver


Heuft PILOT -TerminalGrafische Benutzerführung für vernetzte Geräteund Maschinen mit HEUFT TX TechnologieZugriff auf alle Gerätefunktionen und -daten überein lokales Netzwerk, Intranet oder InternetTCP/IP DatenübertragungsprotokollVernetzung über Standard Ethernet TechnologieVollständige Unterstützung von HEUFT PEM (Personal Event Messenger) zur Weiterleitung von Betriebsmeldungen per E-Mail oder SMSBebilderte Online-Ersatzteillisten der angeschlossenen Geräte mit Bestellmöglichkeit per E-Mail an die interne Einkaufsabteilung oder direkt zum Hersteller mittels HEUFT PEM


KHS ReDiS – Remote Diagnostic Service – 1Für den KHS-Diagnoseservice REDIS (RemoteDiagnostic Service) wird entweder eine ISDN-Leitung bzw. die entsprechende Satellitenverbindung benötigt. REDIS beinhaltet die Analyse von Maschinen und Anlagen im Stammhaus vom Bildschirm aus. Alle wesentlichen Aspekte der Maschinentechnik werden abgefragt. Auch das kleinste Detail wird auf optimale Funktionsfähigkeit hin geprüft. Ist die Diagnose abgeschlossen, erhält der Getränkebetrieb umgehend die entsprechende Auswertung. Auf die Steuerung der Maschine ist auf Wunsch ein direkter Zugriff möglich. Realisierbar ist auch eine Neueinstellung aus der Ferne nach entsprechender Analyse in Sekundenschnelle.


KHS ReDiS – Remote Diagnostic Service – 2

Ist der KHS-Spezialist vor Ort gefragt, tritt er zukünftig nicht mehr alleine auf. Durch einen Datenhelm oder über eine Kamera ist er an das komplette Know-how des Stammhauses angeschlossen. Spezialisten des Stammhauses können den Blick in die Maschine auf dem Bildschirm jederzeit nachvollziehen und sofortige Hilfestellung leisten.

Diese Hilfestellung sieht so aus, dass beispielsweise komplette Schaltpläne in die Brille des Datenhelmes eingeblendet oder über eine Kamera zur Verfügung gestellt werden. Denkbar ist ebenfalls die Kommunikation mit den Mitarbeitern des jeweiligen Getränkebetriebes über Datenhelm oder Kamera.


PROLEIT Plant Acquis iTPlant Acquis iT erfasst, verarbeitet und archiviert Prozess-, Produktions-, Betriebs- und Maschinendaten.Archivdaten können sowohl zeitbezogen als auch chargen-, schicht- oder auftragsbezogen erfasst werden.Über Auswertungsmodule kann in den erfassten Daten recherchiert werden.

Der Plant Acquis iT Messenger ist ein Benachrichtigungsdienst. Meldungen werden mittels Pagerdiensten oder SMS sowohl an Mobiltelefone als auch an Pager gesendet. Sie können quittiert werden.










Computersimulationen

Die Informationstechnologie kann bereits in der Planungsphase von Abfüllanlagen wichtige Dienste erweisen. Neben den heute üblichen CAD-Plänenist vor allem der Einsatz der Computersimulation zu nennen.Studien mit ereignisdiskreten Materialflussmodellen geplanter oder bestehender Anlagen ermöglichen:− Vergleiche unterschiedlicher Aufstellungsvarianten− Vorhersagen von Effizienzkennzahlen− Fundierte Pufferzeitengestaltungen− Ausbringungsauslegungen


Bildschirmabzug des Computersimulationsmodellseiner Mehrwegabfüllanlage


Am Lehrstuhl entwickeltes Konzept zurübergeordneten Anlagenregelung

Stand der Technik: konstante Transportgeschwindigkeiten,Stufenregelung über Stauschalter

hoher StaudruckLärmScuffinglange Totzeitenvorgeschalteter Puffer

SM SS

S2

S1

v2

v3 v1

SMSM SS

S2S2

S1S1

v2v2

v3v3 v1v1 Qzu

Qab

QzuQzu

QabQab

entwickelt: kontinuierliche Regelung anhand des Pufferfüllungsgrades f

staudruckarm schnelles Schließenvon Lücken durch variierte Stauschalter-anordnung

SM SS

v2

v3 v1S1

S2

SMSM SS

v2v2

v3v3 v1v1S1S1

S2S2

Qzu

Qab

QzuQzu

QabQab

geringePuffertotzeiten


Übergeordnete AnlagenregelungFuzzy-Control der Maschinenausbringungen anhand einer Beispielregel

Eingangs-werte

Abweichung vom Sollfüllungs-grad eines Puffers von 4%

Fuzzi-fizierung

ist zu 0,8dem Set null und zu 0,2 dem Set positiv zugehörig

InferenzWENN Abweichungpositv (0,2) UNDFüllerausbringung normal (1,0)DANNEtikettiererausbring.hoch (0,2) ...

Defuzzi-fizierung

Etikettierer-ausbringungzu 0,2 hochund zu 0,8normal

SollwerteEtikettierer-ausbringung106%(bezogen auf max. Fülleraus-bringung)

Ergebnisse vergleichender Simulationsstudien

0,80

0,82

0,84

0,86

0,88

0,90

0,92

ungeregelt Maschinen-regelung

Transport-regelung

komplettgeregelt

effektive Füllerlaufzeit Liefergrad nach DIN 8782

05

101520253035

Palet-tenent-ladem.

Aus-packm.

Reini-gungsm.

Inspek-tionsm. +Füll- und

Ver-schließm.

Ausstat-tungsm.

Ein-packm.

Paletten-beladem.

Stop

and

Gos

/h

ungeregelt MaschinenregelungTransportregelung komplett geregelt


Produktionsfeinplanung im Flaschenkeller

Abfüllplan

Absatzmengen/-termine

Anlagen-kapazitäten

Artikel-vielfalt

Lager-kapazitäten

Schichtpläne, Feiertage

Personal-verfügbarkeit

Material-bestände

Ziel im Sinne einer hohen Anlagenverfügbarkeit:

Vermeiden von Umstellungen mitRüst- und Einstellverlusten


Abfüllplanung

Die Fülle der unterschiedlichen Einflussfaktoren auf die Gestaltung der Abfüllfeinplanung nach− Losgrößen− Abfüllchargen− Anlagenbelegung und − Personaleinsatz

legt nahe, auch hierbei IT-Werkzeuge einzusetzen. Folgende Funktionen sind anzustreben:−Übersichtliche Planung im Gantt-Chart (Plantafel)− Planungskontrolle/-simulation− Planungsoptimierung


Werum Pas-Plan – Feinplanung für Abfüllanlagen

ProduktionsplanungGrob- und Feinplanung,

Planungshorizont flexibel einstellbar Planungssimulation Anzeige und Überwachung von Planungs- und Produk-tionsdaten/Soll-Ist-Vergleich Materialplanung Prüfung der Materialverfügbarkeit


Feinplanung von Abfüll- und Verpackungsanlagen

Feinplanung von Abfüll- und Verpackungsanlagen für Produktion, Wartung und Instandhaltung

Dokumentation des Ist-ZustandesProzessleitsystem Anlagenqualitätsmgmt.Lagerverwaltungssystem

AQMPL LVS

SIPSPP

ERP-SystemeEnterprise Resource Planning(SAP, Baan, JD Edwards, PeopleSoft, etc)

MiddlewareSmartMES

AnlageFeldebene










Markteinschätzung von SiemenszentralvorstandProf. Dr. Klaus Wucherer, München


Fazit

Beim Inbetriebnehmen und Betreiben von Einzel-aggregaten und Gesamtanlagen gewinnt die moderne Kommunikationstechnik künftig zunehmend an Bedeutung. Durch gezielten Know-how-Transfer lassen sich Inbetriebnahmephasen schlanker und durchgängiger gestalten und zudem entscheidend verkürzen.Moderne Diagnosetechnik verbunden mit den ergänzenden E-Techniken wird künftig die Getränkebranche revolutionieren und gleichzeitig die Effizienz von Abfüllanlagen noch weiter steigern.


Dissertationen Kehl, H.: Organisation und Technik integrierter Informations- und Kommunikationssysteme in Brauereien. Freising-Weihenstephan: TU München, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Dissertation, 1996Spitz, B.: Rechnerintegrierte Produktion in Brauereien - Systemanalyse für den Aufbau eines produktionsspezifischen Auswertesystems auf der Basis von Datenbanktechnologie. Freising-Weihenstephan: TU München, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Dissertation, 1997Rädler, T.: Modellierung und Simulation von Abfüllinien. Freising-Weihenstephan: TU München, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Dissertation, 1999Vey, S.: Anlagenplanung in Brauereien und Getränkebetrieben unter Verwenden von Standardsoftware. Freising-Weihenstephan: TU München, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Dissertation, 2000Scharbrodt, M.: Produktionsplanung in der Prozessindustrie: Modelle, effiziente Algorithmen und Umsetzung. München: TU München, Institut für Informatik und Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Dissertation, 2000Voigt, T.: Neue Methoden für den Einsatz der Informationstechnologie bei Getränkeabfüllanlagen. Freising-Weihenstephan: TU München, Lehrstuhl für Brauereianlagen und Lebensmittel-Verpackungstechnik, Dissertation, 2004


Homepage Weisser

http://www.wzw.tum.de/~weisser

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Einsatzgebiete der Informationstechnologie bei der ... · Zeitbegriffe und Kennzahlen nach DIN 8782 Effektive Laufzeit Maschinen oder anlagebedingte Störzeit Allgemeine Laufzeit