KI steigert MES-Fähigkeiten

Zur Software von MES-Systemen teilt Wittmann Battenfeld, Kottingbrunn, Österreich, mit, dass „im Zuge der digitalen Transformation MES-Lösungen nicht nur bei großen Unternehmen eingesetzt werden, sondern im verstärkten Maße auch bei kleinen und mittleren“. Daraus resultiere ein Trend zu einer zunehmend intuitiven und selbsterklärenden Gestaltung der Mensch-Maschinen-Schnittstelle der Software. „Darunter fallen beispielsweise die Minimierung des Aufwands für Schulungen, die Automatisierung der Abläufe und die Datenerfassung ohne Interaktion mit den Produktionsmitarbeitern,“ präzisiert Wittmann. Auch Proses, Pforzheim, spricht Schnittstellen an und berichtet, dass „die in den vergangenen Monaten von manchen Herstellern hoch gepriesene neue Maschinenleitrechner-Schnittstelle Euromap 77 bisher die Erwartungen nicht erfüllen konnte“ und dass „abzuwarten bleibt, ob sich hier noch etwas hinsichtlich Einheitlichkeit und Stabilität bewegt“. Die Kommunikation auf Basis von OPC-UA habe sich aber auf alle Fälle bewährt und werde sicherlich auch in Zukunft für verschiedenste Geräte eingesetzt werden. „Dennoch müssen MES-Hersteller auch weiterhin mit einem heterogenen Maschinenpark und ebensolchen Geräten rechnen“, gibt Proses zu bedenken.

KI-unterstütztes MES minimiert menschliche Kontrolle

„Der Trend hin zu zunehmend intuitiver Software hat auch zur Folge“, stellt Wittmann Battenfeld fest, „dass die menschliche Kontrolle bei der Datenanalyse minimiert wird, was wiederum eine erhöhte Intelligenz des Systems verlangt. Diese wird dank der neuen Algorithmen der Künstlichen Intelligenz (KI) möglich sein. Grundlage für Machine Learning, als Teil der KI, ist das Vorhandensein von großen Datenmengen (Big Data), die wiederum die Umsetzung einer Cloud-Strategie voraussetzt.“ MPDV Mikrolab, Mosbach, berichtet ebenfalls von zunehmendem „Einsatz künstlicher Intelligenz in vielen Anwendungsfeldern, zum Beispiel zur Vorhersage der Produktqualität, zur global optimierten Feinplanung oder zur dynamischen Vorhersage von Rüstzeiten.“ Mit dem Ziel der Optimierung von Lebensdauer und Wartungszyklen an Werkzeugen und Werkzeugkomponenten verbindet Cosmino, Nürnberg, den Einsatz der MES-Software für das „Verwalten von Mehrkomponentenwerkzeugen zur Kontrolle und Auswertung der Standzeiten einzelner Komponenten, Wartung von Werkzeugkomponenten, Unterstützung bei der Montage und Demontage von Werkzeugen.“

Mobile MES-Nutzung

„Da Produktionsprozesse immer komplexer werden und die Komponenten immer stärker vernetzt sind, wird die Datenaufbereitung und Kommunikation mit den Bedienern stärker in den Vordergrund treten“, schreibt Arburg, Loßburg, und ergänzt, dass die Daten nicht mehr auf ein maschinengebundenes Terminal oder einen PC beschränkt sind. „Dieser Trend wird sich weiter fortsetzen“, betont Arburg. „Daten werden also rund um die Uhr orts- und plattformunabhängig verfügbar sein. Gleichzeitig werden die Datenmengen noch größer werden. Die Aufgabe der nutzer- und anforderungsspezifischen Verknüpfung, Aufbereitung und Darstellung wichtiger Daten wird daher in Zukunft verstärkt von MES übernommen. Die Echtzeit-Verfügbarkeit von Produktionsdaten in sämtlichen relevanten Unternehmensbereichen sorgt für eine durchgängige Vernetzung und damit höhere Flexibilität und Effizienz.“

Den vorgenannten Trend sieht auch BMS Vision, Kortrijk, Belgien, und merkt an, dass mobile Geräte wie Smartphones, Smart Watches und Smart Bracelets zunehmend wichtiger werden, weil in der Produktion die Verwendung von Echtzeit-Information-Displays inzwischen ein Muss ist. Auf diese „Verfügbarkeit von Informationen aus dem Produktionsumfeld auf mobilen Endgeräten und die Dateneingabe vor Ort über diese Technologien“ und dass sie „zunehmend wichtiger werden“, verwies auch Arburg schon im vergangenen Jahr. BMS Vision betrachtet darüber hinaus „webfähige Lösungen als den neuen Maßstab bei MES-Software“.

Datensichere Cloud-Lösungen

Nach wie vor liegen, wie E.P. Elektro-Projekt, Weingarten, auch schon im vergangenen Jahr berichtete, „virtualisierte Lösungen stark im Trend.“ Diese sind wie auch „virtualisierte Systeme, die robuste Smart Clients zahlenmäßig zunehmen lassen, deutlich leichter zu administrieren.“ Dazu schreibt Wittmann Battenfeld, dass die Transformation von traditionellen Fertigungssystemen zu neuen Systemen einen Übergang von innerbetrieblichen Server- und Speichersystemen zu Cloud-Lösungen bedingen wird. „Die Vorteile einer ausgelagerten Speicherung und Rechenleistung (virtuelle Ressourcen) sind unbestritten“, merkt Wittmann an, „aber die Bedenken hinsichtlich Industriespionage sind nach wie vor sehr groß.“ Dieses Thema sprach Arburg schon im vergangenen Jahr an und verwies dazu auf das offene Kommunikationsprotokoll OPC UA, das eine gesicherte Verschlüsselung bietet und in Verbindung mit einem „mehrschichtigen Sicherheitskonzept auf der Applikations- und Transportebene sowie dem Aufbau von Berechtigungen eine hohe Datensicherheit ergibt“. Wittmann Battenfeld berichtet nun dazu, dass „Off-the-shelf-Technologien bereits ein ausreichendes Sicherheitsniveau garantieren können“, da „es bereits kostengünstige Lösungen wie Virtual Portable Network (VPN) und Verschlüsselungsalgorithmen gibt“. Allerdings mangele es noch immer stark an Experten für deren Implementierung und Wartung.

Vereinfachte Individualisierung

Laut Industrie Informatik, Riegel am Kaiserstuhl, wird sich die Automatisierungspyramide, wie sie heute bekannt ist, nach und nach auflösen. „Monolythische Softwaresysteme werden flexiblen Anwendungen, Prozessen und Mikroservices weichen“, schreibt die Firma. „Mit neuen Plattformtechnologien wird den Usern eine neue Dimension an Möglichkeiten zur Vernetzung zwischen MES und anderen Systemen (zum Beispiel SAP, Instandhaltung, Maschinenanbindung und so weiter) sowie zur Orchestrierung von Standardprozessen und agilen, spezialisierten Anwendungen am Shopfloor geboten werden. Anforderungen in Richtung Individualisierungsmöglichkeiten mit geringem Programmieraufwand durch User und verkürzte Time2Solution-Wege werden die Öffnung der Fertigung in die digitale Welt weiter beflügeln.“ Proses zufolge gibt es „immer mehr firmenspezifische Cockpit-Systeme Business Intelligence(BI)-Systeme, die Daten aus ERP und MES direkt aus den Datenbanken verarbeiten und firmenspezifisch für Controlling beziehungsweise allgemeine Visualisierung aufbereiten“. Sise, Stuttgart, sieht vor diesem Hintergrund die „Vernetzung der Maschinen einschließlich der Peripherie mit Registrierung und Archivierung der Daten jedes Arbeitsschritts“.

MES steigert Wirtschaftlichkeit

MES-Systeme geben jederzeit einen Überblick über sämtliche Maschinenzustände in Produktionsanlagen. (Bildquelle: Keba)

„Die Anforderungen hinsichtlich hoher Flexibilität, Qualität, Produktivität und Termintreue steigen bei immer komplexeren Produkten und Prozessen kontinuierlich“, betont Arburg. Dies erfordere ein vollständige vertikale und horizontale Vernetzung der gesamten Produktionskette. „MES spielen dabei eine zentrale Rolle, schreibt Arburg, „da sie die Daten der Maschinen, Anlagen und Produktionszellen aggregieren und zu auswertbaren Informationen aufbereiten. Indem vorhandene Kapazitäten aufgrund verlässlicher Daten präventiv plan- und auslastbar sind, kann der gesamte Produktionsprozess bis hin zu einer hohen Liefertreue optimal angepasst werden.“ Wittmann Battenfeld verweist zum Thema Wirtschaftlichkeit auf „eine der zuverlässigsten Methoden zur Umsetzung und Nachverfolgung von Effizienssteigerungen“, den PDCA Deming Zyklus (Plan Do Check Act). „Für diesen ist eine Messung des aktuellen Status (Check) unerlässlich, und dafür bietet sich ein Überwachungssystem wie ein MES in idealer Weise an. Die Vorteile, die sich aus diesem Ansatz ergeben, könnten die Produktivität des Unternehmens um bis zu 20  Prozent steigern, sodass ein ROI (Return of Investment) von unter einem Jahr erreichbar ist“, schreibt Wittmann Battenfeld.