Die fehlende Konnektivität von industriellen Anlagen ist eine der großen – wenn nicht die größte – Hürden bei der Digitalisierung der Fertigung. Der Anlagenpark ist heterogen, die Lösungen benötigen Individualität und sind in der Folge wiederum teuer. Doch es kommen Schritt für Schritt Produkte auf den Markt, die den Prozess der Konnektivität vereinfachen und damit die Kosten reduzieren. Wir stellen eine Variante vor, mit der wir sehr gute Erfahrungen gemacht haben: Der SICK TDC in Kombination mit Node-RED.
Der Prozess der Anlagenkonnektivität zur Optimierung der OEE besteht generisch betrachtet aus 3 Schritten.
- Erfassung der Produktionseinheiten
- Aufbereitung des Signals für den Weiterversand
- Digitaler Datenversand an oee.ai
wofür häufig sowohl zusätzliche Hard- als auch Software in den Anlagen benötigt wird.
Anmerkung: Die folgende Beschreibung kann in diversen Umfeldern eingesetzt werden. Sie ist jedoch keine Universallösung für jeden Use-Case. Wir haben über die Anzahl der Installationen inzwischen einen umfangreichen Erfahrungsschatz aufgebaut, wie gute Konnektivität gestaltet werden muss. Falls dieser Use-Case nicht Ihrer ist, sprechen Sie uns gerne persönlich an.
Erfassung Produktionseinheiten
Basis für die Berechnung der OEE ist die produzierte Stückzahl über die Zeit. Dieser Stückzahlvektor muss vom Produktionsprozess für oee.ai in Echtzeit bereitgestellt werden. Dies erfolgt regelmäßig in einer von 2 Varianten.
Die Retro-Fit-Variante besteht darin, einen zusätzlichen Sensor an der Anlage anzubringen, der dieses Signal erfasst, oder das Signal eines existenten Sensors zu splitten.
Eine zweite Möglichkeit besteht im Auslesen des Signals aus der SPS der Anlage. Dies ist beispielsweise nötig, wenn nicht nur ein einzelner Sensor für das Abbilden einer Stückzahl entscheidend ist. Die SPS kann dann durch die Verarbeitung dieser Sensoren das Stückzahlsignal bilden. Mithilfe eines freien Outputs kann dieses dann aus der Steuerung ausgeleitet werden.
Nun liegt das Signal der Produktionseinheiten auf dem einen oder anderen Weg am Ende eines Kabels an. Der nächste Schritt ist die Aufbereitung des Signals.
Signalaufbereitung und Versand
Für die Singalaufbereitung und den Versand benötigt es sowohl Hard- als auch Software. Beginnen wir mit der Hardware.
SICK TDC als Konnektivitätshardware
SICK hat vor einiger Zeit die Produktreihe Telematik Data Controller (TDC) in der ersten Generation herausgebracht. Diese Hardware kann alleinstehend oder in einem Schaltschrank auf einer Hutschiene installiert werden.
An den TDC können bis zu 6 Anlagen mit analogen Signalen angeschlossen werden, was die Hardware-Kosten im Vergleich zu anderen Infrastrukturen deutlich senkt. Eine Kabelverbindung von der Anlage zum TDC ist hierfür nötig.
Angenommen werden die Anlagensignale durch das zuvor vorbereitete Signalkabel. Den Datenversand erledigt der TDC je nach Modelvariante – was auch den Preis beeinflusst – via Netzwerkkabel, W-LAN oder Mobilfunk.
Auf diese Weise wurde ein preiseffizienter Weg für das Signal aus der Anlage in eine Konnektivitätshardware gelegt. Neben den vergleichsweise geringen Hardwarekosten ist die TDC-Produktfamilie als offene Plattform für Software ausgelegt. Dazu mehr im nächsten Abschnitt.
Im SICK Produktkatalog finden Sie den SICK TDC in seinen Varianten hier.
Node-RED als Konnektivitätssoftware
Das Signal zur Berechnung der OEE befindet sich jetzt im SICK TDC und muss von dort den nächsten Schritt in die oee.ai Cloud Applikation zurücklegen.
Wie oben schon angedeutet, kann auf dem SICK TDC flexibel Software installiert werden.
Im Wesentlichen virtualisiert der TDC mithilfe von Docker sogenannte ‘Container’. Diese laufen unabhängig voneinander auf dem TDC. Die Installation eines Containers ist sehr einfach und ermöglicht eine unkomplizierte und offene Möglichkeit, verschiedene Funktionen auf einem Gerät zu betreiben.
Diese Möglichkeit machen wir uns zu Nutze und installieren die Open Source Low-Code Programmierumgebung Node-RED auf dem TDC. Node-RED verbreitet sich aufgrund seiner Einfachheit in hoher Geschwindigkeit auch im industriellen Umfeld und dient uns zur Signalaufbereitung und Übertragung an oee.ai.
Um den Prozess der Installation weiter zu vereinfachen, hat oee.ai einen Node-RED Flow in der Open Source Library spezifisch für den SICK TDC zur Verfügung gestellt, den Sie hier finden.
Der hier beschriebene Software-Stack steht komplett kostenfrei zur Verfügung und kann bei Bedarf mit nur geringem Programmierwissen an die eigenen Bedürfnisse angepasst werden. Auch steht das Team von oee.ai gerne für Fragen und Unterstützung zur Verfügung.
Nun ist die komplette Kette der Konnektivität über Hard- und Software abgebildet. Mit eigenem Know-how im Node-RED-Umfeld fallen für diese Konnektivität nur Kosten für die SICK Hardware an. Selbst wenn man noch etwas Software-Unterstützung einkauft, ermöglicht dieser Tech-Stack für viele Use-Case eine preiswerte Konnektivität auf Basis professioneller Hard- und Software.
Sie haben weitere Fragen? Melden Sie sich gerne unter info@oee.ai. Wir freuen uns auf die Diskussion.