Produktionsvisualisierung: Drei Produktionslinien in einem System. AVEVA-Migration in der Lebensmittelindustrie

Wenn mehrere Produktionslinien in unterschiedlichen Systemumgebungen arbeiten, kann der tägliche Betrieb mit der Zeit immer aufwendiger werden. Verschiedene Anwendungen, unterschiedliche Arbeitsweisen, eingeschränkte Möglichkeiten für Änderungen und die Zusammenarbeit mit mehreren Anbietern können die Wartung der Systeme spürbar erschweren. Eine einheitliche Produktionsvisualisierung kann dabei helfen, diese Umgebungen zusammenzuführen und den Zugriff auf wichtige Produktionsdaten zu vereinfachen.

Vor genau dieser Herausforderung stand ein Werk aus der Lebensmittelindustrie. Ziel des Projekts war es, die bestehende Systemlandschaft zu strukturieren, eine ältere Version des AVEVA-Systems zu migrieren und eine gemeinsame, konsistente Produktionsvisualisierung für drei Produktionslinien zu schaffen. Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Implementierung war der Webzugriff. Dadurch lässt sich der aktuelle Produktionsstatus sowohl direkt in der Produktionshalle als auch von einem Büro-PC aus überprüfen.

Das Werk ist Teil einer größeren Produktionsgruppe. Das Projekt selbst konzentrierte sich jedoch auf einen konkreten Standort mit drei dort betriebenen Produktionslinien. Der Kunde nutzte bereits AVEVA-Technologie, allerdings in einer älteren Version. Die bestehende Umgebung wurde vom bisherigen Dienstleister nicht mehr unterstützt, und ihre geschlossene Struktur erschwerte sowohl Änderungen als auch die weitere Entwicklung.

Die beiden übrigen Produktionslinien arbeiteten mit einer anderen Software eines anderen Herstellers. Das technische Team musste daher mehrere Anwendungen und unterschiedliche Bedienkonzepte nutzen. Selbst kleinere Änderungen waren mit zusätzlichen Serviceanfragen verbunden, während die fragmentierte Systemlandschaft den schnellen Zugriff auf Produktionsinformationen erschwerte.

Anstatt drei voneinander unabhängige Lösungen weiterzuentwickeln, wollte der Kunde die wichtigsten Daten an einer zentralen Stelle zusammenführen. Unsere Aufgabe bestand deshalb darin, das bestehende AVEVA-System auf eine neuere Version zu migrieren und eine gemeinsame Produktionsvisualisierung für alle drei Linien zu entwickeln.

Der erste Schritt war ein Besuch im Werk. Wir wollten uns die Produktionslinien ansehen, den Zustand der vorhandenen Lösungen prüfen und diesen mit den Projektannahmen abgleichen. Gespräche mit den technischen Mitarbeitern halfen uns außerdem zu verstehen, welche Informationen im Arbeitsalltag tatsächlich benötigt werden und wie sie dargestellt werden sollten.

Eine der wichtigsten Anforderungen war Konsistenz. Die bisherige Nutzung verschiedener Anwendungen war unpraktisch, insbesondere wenn Daten zu einem einzigen Prozess an mehreren Stellen geprüft werden mussten. Der Kunde wollte außerdem vermeiden, dass Produktionsinformationen ausschließlich auf Bedienpanels direkt an den Maschinen verfügbar waren.

Deshalb wurde eine webbasierte Version von AVEVA InTouch zu einem Bestandteil des Projekts. Es war das erste Projekt, bei dem wir beim Kunden eine solche webbasierte Lösung einsetzten. Der Nutzer muss sich nun nicht mehr an einem bestimmten Bedienpanel befinden, um die aktuelle Situation in der Produktion zu überprüfen. Die Produktionsvisualisierung lässt sich im Browser öffnen, sodass die wichtigsten Daten auch von einem Computer im Büro aus eingesehen werden können.

Gemeinsam mit dem für die Maschinen verantwortlichen Team definierten wir die Liste der Signale, die in die Produktionsvisualisierung aufgenommen werden sollten. Dazu gehörten unter anderem Informationen zu Durchflussmengen, Füllständen von Behältern, Gerätezuständen und weiteren Parametern, die für die Überwachung der Produktionslinien erforderlich waren.

Die Daten stammten direkt aus den Maschinen. Auf unserer Seite übernahmen wir ihre Verarbeitung, bereiteten sie für die Visualisierung auf und führten, wo erforderlich, zusätzliche Berechnungen durch. Dadurch konnte das System nicht nur Rohwerte darstellen, sondern auch praxisrelevantere Informationen, beispielsweise zur Maschinenverfügbarkeit oder zu längeren Stillständen.

Parallel dazu führten wir die Migration der bestehenden AVEVA-Umgebung durch. Am Ende wurden die beiden wichtigsten Projektbestandteile – das modernisierte System und die neue Produktionsvisualisierung – miteinander verbunden, sodass sie innerhalb einer gemeinsamen Lösung zusammenarbeiten konnten.

Wir wollten nicht die gesamte Anwendung auf Basis einer einmalig erstellten Anforderungsliste entwickeln und dem Kunden erst am Ende das fertige Ergebnis präsentieren. Deshalb fanden während der gesamten Projektlaufzeit wöchentliche Abstimmungen mit dem Kunden statt. Wir präsentierten den aktuellen Entwicklungsstand, besprachen die nächsten Komponenten und stimmten die Art der Datendarstellung kontinuierlich ab.

Dabei ging es sowohl um technische Fragen als auch um die Benutzerfreundlichkeit der Produktionsvisualisierung. Gemeinsam legten wir das grafische Layout, die Reihenfolge der angezeigten Informationen und die Darstellung einzelner Werte fest. Auf Kundenseite arbeiteten zwei Automatisierungstechniker eng mit uns zusammen. Sie halfen dabei, Fragen zu den Signalen zu klären und zu überprüfen, ob die im System dargestellten Daten der tatsächlichen Situation in der Produktion entsprachen.

Den größten Teil der Arbeiten führten wir remote durch. Gleichzeitig wurden weitere Teile der Anwendung schrittweise bereits während der laufenden Umsetzung implementiert. Dadurch erhielt der Kunde relativ früh Zugriff auf die ersten Ansichten der Produktionsvisualisierung und konnte die Ergebnisse der Arbeiten fortlaufend verfolgen.

Mit der Weiterentwicklung des Systems kamen nach und nach neue Ansichten und Funktionen im Menü hinzu. Diese wurden sukzessive unter realen Produktionsbedingungen überprüft. Die Präsentation der Lösung direkt im Werk fand erst in einer späteren Projektphase statt, als ein großer Teil des Systems bereits in Betrieb war und vom Kunden genutzt wurde.

Eine der praktischeren Herausforderungen während der Implementierung war die Überprüfung von Signalen, die nur in bestimmten Situationen auftreten, beispielsweise bei einem konkreten Maschinenfehler. Theoretisch wäre es am einfachsten gewesen, einen solchen Zustand gezielt auszulösen. In einem laufenden Produktionsbetrieb kann jedoch keine Linie allein deshalb gestoppt werden, um ein einzelnes Signal zu testen.

In solchen Fällen überprüften wir die einzelnen Szenarien während des laufenden Produktionsbetriebs und nutzten Ereignisse, die unter realen Bedingungen ohnehin auftraten. Hilfreich waren außerdem Informationen des Werksteams über geplante Stillstände bestimmter Maschinen. So konnten wir weitere Fälle validieren, ohne künstlich Zustände herbeizuführen, die den Produktionsprozess hätten beeinträchtigen können.

Gerade deshalb reicht bei der Integration von Produktionssystemen die Dokumentation allein nicht aus. Eine Signalliste ist wichtig, ebenso entscheidend ist jedoch das Verständnis der tatsächlichen Betriebsbedingungen und die Anpassung der Implementierung an den Produktionsrhythmus. Das gilt auch für eine Produktionsvisualisierung, die in einer laufenden Fertigungsumgebung eingesetzt wird.

Ein Element, das beim Kunden besonders positiv aufgenommen wurde, war der Zugriff auf historische Daten über die Webversion von AVEVA Historian. Die Lösung wurde mit der AVEVA InTouch Produktionsvisualisierung integriert. Dadurch können Nutzer innerhalb einer gemeinsamen Umgebung sowohl den aktuellen Produktionsstatus überprüfen als auch auf zuvor aufgezeichnete Daten zugreifen.

Während der Mitarbeiterschulung stießen insbesondere die Diagramme auf großes Interesse, mit denen sich Veränderungen von Prozessparametern im Zeitverlauf analysieren lassen. Der Nutzer ist damit nicht mehr auf die Informationen beschränkt, die zu einem bestimmten Zeitpunkt auf einem Panel direkt an der Maschine sichtbar sind. Er kann frühere Betriebszustände analysieren, den Verlauf ausgewählter Parameter prüfen und die gesammelten Daten für eine weiterführende Prozessbewertung nutzen.

Die Integration von AVEVA InTouch mit den übrigen Systembestandteilen erweiterte zudem die Möglichkeiten, Produktionsdaten für Reporting-Zwecke zu verwenden. Nutzer sind nicht ausschließlich auf die aktuell an einer Maschine sichtbaren Informationen angewiesen. Sie können historische Daten aufrufen, die Arbeit von Anlagen analysieren und die gesammelten Informationen für die weitere Bewertung des Prozesses nutzen.

Die aktuelle Produktionsvisualisierung dient ausschließlich der Überwachung und ermöglicht keine Steuerung der Produktion. Unabhängig davon, ob sich der Nutzer in der Produktionshalle oder im Büro befindet, kann er jedoch den aktuellen Produktionsstatus prüfen und auf die von den einzelnen Linien erfassten Daten zugreifen.

Die erste Phase der Implementierung verlief reibungslos und ohne größere Störungen. Das System wurde nicht als geschlossene Lösung konzipiert, die nach dem Go-live nicht mehr erweitert werden kann. Der Kunde steht weiterhin mit uns in Kontakt und ergänzt die bestehende Produktionsvisualisierung schrittweise um zusätzliche Signale.

In Produktionsbetrieben, in denen sich die Anforderungen an das Monitoring im Laufe der Zeit verändern, ist diese Flexibilität besonders wichtig. Die Möglichkeit, ein gemeinsames System kontinuierlich weiterzuentwickeln, verhindert, dass für jeden neuen Datenbereich eine weitere unabhängige Anwendung entsteht.

Ausgangspunkt waren in diesem Fall drei Produktionslinien, die in unterschiedlichen Systemumgebungen arbeiteten. Das Ergebnis ist eine zentrale Lösung, über die sich die Produktion überwachen, historische Daten analysieren und der Umfang der verfügbaren Informationen schrittweise erweitern lässt. Statt drei getrennter Umgebungen verfügt das Werk nun über eine einheitliche Produktionsvisualisierung, die gemeinsam mit den Anforderungen des Unternehmens weiterentwickelt werden kann.

In Produktionsbetrieben sind häufig noch Systeme im Einsatz, die vor mehreren oder sogar mehr als zehn Jahren implementiert wurden. Mit der Zeit können sie ihre Unterstützung verlieren, schwieriger weiterzuentwickeln sein oder dazu führen, dass jede Änderung von einem einzigen Anbieter abhängig ist. Das bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass die bestehende Lösung vollständig ersetzt werden muss.

Eine Möglichkeit besteht darin, das System auf die neueste oder eine ausgewählte stabile Version zu migrieren und dies mit der Modernisierung weiterer Bestandteile der Systemlandschaft zu verbinden. Gleichzeitig lohnt es sich zu prüfen, ob Daten aus verschiedenen Systemen in einer gemeinsamen Produktionsvisualisierung zusammengeführt werden können. Das erleichtert die Arbeit von Bedienern und Automatisierungstechnikern und verschafft Produktionsverantwortlichen zugleich schnelleren Zugriff auf benötigte Informationen.

Ein sinnvoller Ausgangspunkt ist ein Audit des Werks. Dabei lässt sich der Zustand der aktuellen Systemumgebung bewerten, die Möglichkeit einer Migration und Integration prüfen und feststellen, welche Komponenten weiterhin sinnvoll genutzt werden können. Auf dieser Grundlage lässt sich die passende Lösung leichter auswählen, der Projektumfang besser einschätzen und eine Modernisierung planen, die auf die tatsächlichen Anforderungen der Produktion zugeschnitten ist.

Wenn einzelne Produktionslinien mit unterschiedlichen Anwendungen arbeiten, ein älteres System nicht mehr unterstützt wird oder Produktionsdaten auf mehrere Arbeitsplätze verteilt sind, lohnt es sich zunächst, die Möglichkeiten der bestehenden Umgebung zu prüfen. Migration, Integration und eine gemeinsame Produktionsvisualisierung können sich als deutlich sinnvollere Lösung erweisen als der vollständige Austausch aller Systeme.

Wir beginnen mit einem Verständnis des Werks, der vorhandenen Systeme und der tatsächlichen Bedürfnisse der Nutzer. Auf dieser Grundlage können wir beurteilen, ob eine AVEVA-Migration, die Integration mehrerer Systemumgebungen, die Implementierung einer Produktionsvisualisierung oder eine Kombination dieser Maßnahmen innerhalb eines gemeinsamen Projekts der richtige Weg ist.