Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Piovan: Überwachungssoftware für Smart Factory

Winfactory 4.0 ist betriebsbereit für die digitale Fertigung. (Foto: Piovan)

Winfactory 4.0 ist betriebsbereit für die digitale Fertigung. (Foto: Piovan)

Winfactory 4.0 ist keine neue Version der Winfactory-Software, die Piovan, Santa Maria di Sala (Italien), für die Überwachung und Kontrolle von industriellen Prozessen im Jahr 2008 auf den Markt gebracht hat. Diese neue Applikation ist bereits betriebsbereit für Industrie 4.0, einer Gruppe von integrierten Protokollen und Instrumenten, die als Kern der vierten industriellen Revolution betrachtet werden kann: die digitale Fertigung.

Überwachung und Optimierung von Produktionsprozessen

Industrie 4.0 wurde für die technologische Entwicklung und Optimierung von Industrieprozessen im Rahmen eines strategischen deutschen Regierungsprojektes entwickelt, dessen Ziel die Implementierung eines detaillierten Systems war, das selbst in der Umgebung einer Massenproduktion dank der Übernahme der in der Smart Factory implementierten vier Grundprinzipien eine maximale Produktionseffizienz, beste Energieausnutzung und eine optimale Anpassung von Produkten ermöglicht:

  • Cyber-physische Systeme (CPS): Garantierte Interoperabilität dank des globalen, von Unternehmen entwickelten Netzes, das Maschinen, Logistik, Strukturen und Anwender umfasst, die miteinander vernetzt sind und kontinuierlich über das Internet of Things (IoT) und dem Internet of People (IoP) im Dialog stehen.
  • Integration von Daten in den Kontext: Durch die Verwendung von Informationssystemen, die in der Lage sind Rohdaten zu aggregieren, die während des Produktionsprozesses im vollumfänglichen Kontext direkt von Maschinen empfangen werden, können Zeitanforderungen noch besser erfüllt werden.
  • Digitale Vernetzung während des gesamten Prozesses: Vom Endnutzer bis hin zum Hersteller und umgekehrt ermöglicht die Verfahrenstechnik eine Anpassung des Produkts über das System, das unabhängig davon die Informationen erfasst, die für die Durchführung der erforderlichen Aufgabe benötigt werden.
  • Dezentralisierung von Entscheidungen: Dank der Integration ihrer Komponenten und ihrer Verbindungen können cyber-physische Systeme trotz Ausnahmen, Störungen oder einschränkenden Anforderungen ihre Aufgaben autonom ausführen.

Die Integration zwischen Produktion, Distribution und den Informationsstrukturen der Fertigungsindustrie ist das Schlüsselkonzept der Smart Factory. Piovan hat dies mit der Entwicklung ihrer Prozesssteuerungs- und Management-Software umgesetzt, die auf den Richtlinien von Industrie 4.0 basiert und Kommunikationsnetze mit Datenaustauschkapazitäten schafft, um Verbindungen zwischen verschiedenen Teilen des technologischen Ökosystems zu ermöglichen.

Bereit zur Kommunikation

Winfactory 4.0 nutzt OPC-UA (Open Platform Communication – Unified Architecture), das Protokoll, das von Industrie 4.0 schon vor den Spezifikationen der Smart Factory gewählt wurde: Entwickelt von der OPC Foundation im Jahr 2015, definiert sie die Kommunikationsregeln und den Datenaustausch zwischen den verschiedenen Einheiten, aus denen das System besteht.

Dank der Nutzung dieses Protokolls ermöglicht Winfactory 4.0 die Überwachung und Sicherstellung des Dialogs zwischen den Maschinen von Piovan und den Maschinen von anderen Herstellern. Eine Schnittstelle, die die von jeder Einrichtung kommenden Daten in ein gemeinsames Format übersetzt, ist nicht mehr erforderlich – der Informationsaustausch erfolgt direkt und verschiedene Systeme können unabhängig voneinander interagieren. Eine ähnliche Kommunikationsplattform ermöglicht einen Zugang und die Nutzung der Software auf Tablets und Smartphones. Trotz der Komplexität der technischen Herausforderung hat Piovan mit Winfactory 4.0 eine Software entwickelt, die bei der Verwaltung von Einrichtungen und Prozessen hohe Flexibilität bietet.

Innovatives Management des Energieverbrauchs

Parallel zur Entwicklung von Winfactory 4.0 entwickelte Piovan eine Gruppe von integrierten Funktionen, die die Steuerung von genauen Betriebsparametern ermöglicht, die zur Verwaltung der betrieblichen Energiequellen zu verwenden sind: Die Wirtschaftlichkeit ihrer Nutzung wird durch das Wissen bestimmt, wie und warum sie auf der Basis der Fertigungsmengen für jeden einzelnen Prozess verwendet werden. Die Datenvolumina, die zur Identifizierung der KPI und besten Praktiken erforderlich sind, um den Energieverbrauch zu optimieren – nur einer der Faktoren, der großen Einfluss auf die Produktionskosten hat – lassen sich im Handumdrehen aus verschiedenen, weit voneinander entfernten Betriebsstätten erfassen. Das ist das Konzept für die Erfassung von großen Datenmengen und für Datenanalysen, das Piovan branchenspezifisch realisiert hat.

Winfactory – Ein kurzer Abriss

Die Piovan-eigene Überwachungssoftware wurde im Jahr 2008 unter dem Namen Winfactory auf den Markt gebracht, obwohl das Unternehmen bereits 1996 mit der Entwicklung und Produktion von Fernsteuerungssoftware für seine Einrichtungen begann. Winfactory war die erste Applikation dieser Art, die ausschließlich für die kunststoffverarbeitende Industrie entwickelt wurde. Die Software beinhaltet alle internen Funktionen, die für transformative Unternehmen verwendet werden. Die Anzahl der von Piovan implementierten Installationen ist von 35 im Jahr 2008 auf fast 200 im Jahr 2012 angestiegen. Mit dem neuen Produkt wurden die typischen Überwachungsfunktionen von Winfactory durch viele weitere Funktionen ergänzt, die der Grundinstallation hinzugefügt werden können, um ein kundenspezifisches Anwendungsset zu erhalten. Verfügbar in elf Sprachen (mit der Option weitere hinzuzufügen) mit einer neuen anpassbaren grafischen Benutzeroberfläche, Barcodeleser, Touchscreen-Unterstützung, E-Mail-Benachrichtigungsfunktion bei Alarmen und Protokoll-Reporting ist Winfactory 4.0 ein hochentwickeltes Instrument für ein sorgfältiges und effizientes Management des gesamten Produktionsprozesses.

Verschiedene Konfigurationen möglich

Basierend auf der Art der industriellen Verarbeitung lässt sich Winfactory 4.0 auf mehrere Arten konfigurieren. Piovan hat verschiedene Module entwickelt, um jeder Situation gerecht zu werden, ob in der Produktion von PET oder von Vorformlingen für flexible Folien oder von Vorformlingen für spezifische Sektoren, wie die Medizin- oder Automobilbranche, mit einer vollständig anpassbaren Einrichtung für jeden Aspekt, basierend auf der speziellen Art des Prozesses.

Die Energie-Konfiguration ist nicht speziell auf die Kunststoffbranche ausgerichtet, sondern fokussiert auf die Überwachung des Energieverbrauchs nach Art der Branche und lässt sich in alle übergeordneten Konfigurationen integrieren. Die Möglichkeiten von Winfactory lassen sich außerdem durch eine Reihe von optionalen und On-Demand-Funktionen und -Dienste erweitern, wie beispielsweise Tracking, OPC-UA-Server, Fernunterstützung, Verwaltung des Netzstroms, der Werkstoffformeln, der Produktion und der erforderlichen Materialnachbestellung. Basierend auf der Art der Produkte und der erforderlichen Herstellungsmengen verwaltet das System die Nutzung der (Produktions-)Linien automatisch, indem man z. B. auswählt, dass eine kritische Schwelle nicht unterschritten werden darf. Ein Los mit einer bestimmten Formel zu produzieren ist beispielsweise günstiger, wenn die Produktion in einer Anlage erfolgt, die für die gleiche Art Mischung bereits verwendet wurde, da zur Reinigung der Maschinen dann weniger Eingriffe erforderlich sind.

Durch die Installation des OPC-UA-Protokolls können an Maschinen, Systemen und Automatisierungseinrichtungen, die nicht von Piovan stammen, sowohl die grundlegenden als auch die zusätzlichen Funktionen von Winfactory 4.0 verfügbar gemacht werden, wodurch sie dann direkt mit dem Management-System an der individuellen Anlage und mit dem Unternehmensnetzwerk kommunizieren können. Auf diese Weise lassen sich die zwischen verschiedenen Systemen ausgetauschten Informationen und Daten erfassen, um die Prozesse zu verbessern und eine Smart Factory der vierten industriellen Revolution zu erschaffen.

www.piovan.com

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