Suchen

Vorausschauende Intelligenz Mehr als eine übergeordnete Steuerung

Redakteur: Anne Richter

MMS5 von Fastems ist eine offene und von Werkzeugmaschinen unabhängige Automationssoftware für Flexible Fertigungssysteme (FFS). Es besteht aus einem Multi-Level-System (MLS), an dem mehrere Werkzeugmaschinen unterschiedlicher Hersteller miteinander verkettet sind, um schlussendlich die Produktivität zu steigern.

Firmen zum Thema

Zur Abarbeitung der Fertigungsaufträge plant MMS5 permanent unter Berücksichtigung aller am FFS angeschlossenen Systeme, etwa Ladestationen, Maschinen etc.
Zur Abarbeitung der Fertigungsaufträge plant MMS5 permanent unter Berücksichtigung aller am FFS angeschlossenen Systeme, etwa Ladestationen, Maschinen etc.
(Bild: Fastems)

Viele Unternehmen beschäftigen sich seit geraumer Zeit mit «Industrie 4.0». Dabei gibt es Firmen, die bereits seit mehreren Jahren Lösungen im Sinne dieser Initiative entwickelt haben, und das noch bevor das Schlagwort oder die damit verbundenen Ziele überhaupt bekannt waren.

Eines dieser Unternehmen ist Fastems, ein führender Anbieter von Systemlösungen für die Fabrikautomation, der mit MMS5 eine offene und von Werkzeugmaschinen unabhängige Automationssoftware für Flexible Fertigungssysteme (FFS) entwickelt hat. MMS5 fungiert gewissermassen als Leitwarte in FFS von Fastems, bspw. bestehend aus einem Multi-Level-System (MLS), an dem mehrere Werkzeugmaschinen unterschiedlicher Hersteller miteinander verkettet sind. Das Ziel dieser hochautomatisierten Fertigungslösung: Entkopplung der Nebenzeiten von den Maschinenaktivitäten durch hauptzeitparalleles Rüsten und somit eine hohe Produktivität durch hohe Spindellaufzeiten.

Bildergalerie

Vorausschauende Produktionsplanung

MMS5 steht für die fünfte Generation des Manufacturing-Management-Systems von Fastems, wobei der Begriff «Management» durchaus wörtlich zu verstehen ist. Das System ist in der Lage, anhand der aktuellen Auftrags- und Fertigungssituation sowie aller hierfür notwendigen Ressourcen eine vorausschauende Produktionsplanung vorzunehmen. MMS5 gibt somit allen Anwendern, vom Mitarbeiter im Shop Floor bis hin zur Betriebsleitung und zum Management, eine genaue Vorstellung, welche Ressourcen und Aufgaben über einen Produktionstag hinweg einzuplanen bzw. auszuführen sind. Bei Bedarf bzw. auf Wunsch trifft das System ausserdem eigenständig Planungsentscheidungen, wenn der ursprüngliche Fertigungsablauf einmal durch unvorhersehbare Ereignisse geändert werden muss.

Prozessplan direkt aus dem ERP-System

Die Intelligenz eines auftragsorientierten Systems wie MMS5 kann freilich nur so gut sein, wie es die ihm zur Verfügung gestellten Daten zulassen. Neben den Stammdaten, darunter die am FFS angebundenen Maschinen, die zur Verfügung stehenden Vorrichtungen, die zu bearbeitenden Teile sowie die NC-Programme und Werkzeuge, benötigt die Steuerung Aufträge und Prozesspläne, die in Form von sogenannten «Artikeln» im System hinterlegt werden. Diese Daten kann MMS5 übernehmen, soweit sie eingepflegt oder zum Zeitpunkt der Auftragsvergabe bekannt sind, entweder über eine Schnittstelle direkt von einem ERP- oder PPS-System, zusätzlich seitens der Arbeitsvorbereitung oder alternativ hierzu durch unmittelbare Eingabe am sogenannten «Cell-Controller».

Die Prozesspläne orientieren sich an einem Artikel, Werkstück bzw. Teil, sodass steuerungsseitig ein spezifischer Prozessplan mindestens aus den Teilprozessen Laden, Bearbeiten und Entladen besteht. Ein Werkstück kann dabei über mehrere Arbeitsgänge (Fertigungsschritte) produziert werden, wodurch sich für jeden Arbeitsgang ein Prozessplan ergibt.

Intelligente Verknüpfung

Ein zentraler Bestandteil von MMS5 ist der Datenmanager, in dem die Stammdaten und Fertigungsaufträge verwaltet werden, die Planung und Überwachung der Ressourcen sowie die Feinplanung erfolgt. Hierzu ein einfaches Beispiel: Aus einem Rohmaterial soll ein Teil mit einer bestimmten Kontur gefräst und anschliessend mit Bohrungen versehen werden. Es müssen demnach zwei unterschiedliche Arbeitsschritte ausgeführt werden, um ein Fertigteil zu produzieren. Im werkstückbezogenen Prozessplan für den Arbeitsschritt «Konturfräsen» sind die Zeiten für die Beladung, Bearbeitung und Entladung im FFS berücksichtigt und es wird bspw. festgelegt, dass die Werkstücke auf einer Ladestation am FFS aufzuspannen sind und hierzu eine bestimmte Vorrichtung erforderlich ist. Ferner werden im Prozessplan die Maschinen für die Bearbeitung des Werkstückes sowie die Anzahl der hierfür notwendigen NC-Bearbeitungsoperationen pro Maschine definiert. Der Arbeitsschritt «Maschinenoperationen» innerhalb des Prozessplanes enthält das für die Bearbeitung benötigte NC-Programm und die für die Teilbearbeitung notwendigen Werkzeuge im Magazin. MMS5 erhält in diesem Zusammenhang von einer Maschine ausserdem Informationen über die Reststandzeit der an ein spezifisches NC-Programm gekoppelten Werkzeuge, um sicherzustellen, dass maschinenseitig alle Ressourcen zur Bearbeitung im ausreichenden Masse vorhanden sind.

Werkzeug-Check vor der Bearbeitung

Ein interessantes Feature ist dabei u. a. auch der sogenannte «Tool-Check», mit dem geprüft wird, ob sich das an einen Fertigungsauftrag gekoppelte Werkzeug in dem für die spezifische Teilebearbeitung erforderlichen Zustand befindet.

In der höchsten Ausbaustufe von MMS5 kann das System zudem sämtliche Werkzeugdaten und -instanzen verwalten und ist damit auch zuständig für die datentechnische Generierung neuer Werkzeuge. Ein neues Werkzeug wird hierzu vermessen und mit seinen Istdaten in MMS5 abgespeichert. Wird ein Werkzeugmagazin mit dem neuen Tool beladen, übergibt MMS5 die jeweiligen Daten aus seiner Verwaltung an die Maschine.

Hohe Transparenz der Kapazitätsauslastung

Auf Basis der Prozesspläne plant MMS5 die Fertigungsabläufe im FFS, wobei eine Reihenfolgeplanung der Paletten auf Basis der Aufträge durchgeführt wird. Im System ist zudem ein Fabrikkalender hinterlegt, um zu definieren, wann jeweils mannlos oder bemannt gearbeitet wird. Das System arbeitet dann den Reihenfolgeplan der Paletten, der das System steuert, ab.

Zur Abarbeitung der Fertigungsaufträge plant MMS5, welche Palettenreihenfolge gemäss der aktuellen Fertigungs- und Auftragssituation für die Produktion notwendig ist – und das permanent unter Berücksichtigung aller am FFS angeschlossenen Systeme, etwa Ladestationen, Maschinen etc. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil einer vorausschauenden Planung, die «weiss», was im FFS passiert und welche Ressourcen für die Auftragsbearbeitung benötigt werden, also z. B., welche Werkzeuge vorzubereiten sind, welche Teile aufgespannt werden müssen und welche Vorrichtung sowie welches Rohmaterial zu welcher Zeit im FFS zur Verfügung stehen müssen.

Vorausschauend planen im Sinne von MMS5 bedeutet demnach validierbare Prognosen über Maschinen-, Werkzeug-, NC-Programm- und Vorrichtungsressourcen bereitzustellen, wodurch auch Aussagen möglich sind, wie viele Teile in einer Schicht oder an einem Tag in einem FFS produziert werden. Darüber hinaus ermöglicht eine permanente Planung, dass ein intelligentes System wie MMS5 selbst auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren kann.

Automatisch Vorschläge für die Neuplanung

Derartige Ereignisse können z. B. eilige Aufträge sein, die in die aktuelle Produktion eingeschoben werden müssen, eine dringend anstehende und noch nicht erfolgte Rohmateriallieferung oder auch ein Maschinenausfall. In solchen oder ähnlichen Fällen reagiert MMS5 automatisch und schlägt einen neuen Fertigungsablauf unter Berücksichtigung der veränderten Rahmenbedingungen vor, sofern es die Ressourcen im FFS zulassen. Im Falle eines Maschinenausfalls würde MMS5 demnach gemäss Priorisierung die Fertigungsaufträge für die nicht verfügbare Maschine an eine andere Werkzeugmaschine im FFS übergeben.

Bessere Prozesskenntnis = höhere Produktivität

Der Einsatz von MMS5 erleichtert das Verständnis für ein äusserst dynamisches Produktionsumfeld, indem transparente und übersichtliche Daten sowie Informationen für alle Anwenderschnittstellen bereitgestellt werden. Eine bessere Prozesskenntnis führt letztendlich zu einer steigenden Produktivität und ermöglicht es darüber hinaus, auf unerwartete Situationen besser und schneller reagieren zu können.

Anpassungs- und wandlungsfähig

Ein zentrales Ziel von «Industrie 4.0» ist die intelligente Fabrik, die sich u. a. durch ein hohes Mass an Flexibilität im Sinne von Anpassungs- und Wandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz sowie Ergonomie auszeichnet. Intelligente Automationslösungen wie MMS5 im Zusammenspiel mit FFS von Fastems können dabei die Menschen im Hinblick auf zunehmend komplexer werdende Aufgabenstellungen entscheidend unterstützen. <<

(ID:43036601)