Nutzen der Automatisierung für die Produktionssteuerung

1. Nutzen der Automatisierung für die Produktionssteuerung Dipl.-Ing. Frank Knafla Phoenix Contact GmbH & Co. KG SWISS Network Day 22.06.2006

2. Wettbewerbsfähigkeit durch Produktivitätsfortschritt • Das wichtigste Ziel für alle Hersteller und Produzenten ist eine verbesserte Wettbewerbsfähigkeit– die immer auch eine höhere Produktivität voraussetzt: • geringere Kosten • höherer Ausstoß • hohe Verfügbarkeit • höhere Qualität 2| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

3. Produktivitätsfortschritt durch Information • Der wichtigste Faktor zur Gestaltung von Produktivitätsfortschritt – ist bessere Information: • Bessere und schnellere Ergebnisse durch mehr Wissen! • Bessere Qualitätdurch mehr Wissen! • Bessere Prozessedurch mehr Wissen! 3| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

4. Produktivitätssteigerung durch Integration • Erhöhung der Flexibilität der Anlagen und Maschinen • Optimale Ausnutzung der Produktionsressourcen • Kurze Durchlaufzeiten • Vom Materialeingang bis zur Lieferung • Kurze Durchlaufzeiten • Vom Auftrag zur Maschine Integration der horizontalen Wertschöpfungsprozesse und der vertikalen Geschäftsprozesse 4| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

5. Integration – Flexibilität und Kostensenkung integriert interoperabel Flexibilität Kostensenkung offen properitär 1980 2007 ... Quelle: ARC 5| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

6. Beschaffung Management Planung Das Mittel zur Integration Eine einheitliche Netzwerkstruktur zur... ... Verbindung der verschiedenen Produktionsprozesse ... Vernetzung innerhalb der Maschine ... Verbindung zur Planungs- /Managementebene Ethernet 6| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

7. Beschaffung Management Planung Das Mittel zur Integration Eine einheitliche Netzwerkstruktur zur... ... Verbindung der verschiedenen Produktionsprozesse ... Vernetzung innerhalb der Maschine ... Verbindung zur Planungs- /Managementebene 7| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

8. Leistungsmerkmale PROFINET 100ms 10ms 1ms TCP/IP NRT RT IRT 8| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

9. Horizontale und vertikale Integration Enterprise ResourcePlanning System ERP Produktion Qualität Instandhaltung Logistik Zellrechner Steuerungs-Ebene PROFINET Geräte Feldebene 9| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

10. Lager Vorproduktion Montage Kunststoffteile Prüfung Lager Verpackung Horizontale Integration entlang der Wertschöpfungskette 10| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

11. BDE Lager Montage Disposition Auftrag PPS Teilefertigung Distribution Integrierte Produktion Daten- bank Artikel Menge Termin Bestände Reichweiten Termin Auslastung Menge Termin Auftrag Menge Qualität Auftrag Menge Termin 11| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

12. Konzept: Automatisierungslösung Montage-Maschine 12| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

13. Anforderung an die MontageBsp. Reihenklemme • Kurze Umrüstzeiten • Variable Losgrößen • Effiziente Variantenproduktion • Hohe Taktzahlen • Hohe Anlagenverfügbarkeit • Anlagenmanagement 13| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

14. Modulare FunktionseinheitenBsp. Reihenklemme Maschinen werden nach Anforderung aus Modulen zusammengestellt werden. Deckel Gehäuse Schrauben Druckstück Klemmhülse einsetzen Optische Vorsortierung Ver- packen Optische Nach-sortierung Deckel aufsetzen Bedrucken 14| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

15. Modulares Steuerungskonzept (heute) Ethernet 100 ms IPC IPC IPC IPC IPC > 1 ms Firewire Firewire LPT Schrauben Druckstück Klemmhülse einsetzen Optische Vorsortierung Optische Nach-sortierung Deckelmontage Bedruckung Ver- packen 15| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

16. Modulares Steuerungskonzept (heute)Nachteile • Unterschiedliche Geräte erfordern verschiedene Netzwerkanbindungen • Daten müssen mehrfach umgesetzt werden • Kein direkter Zugriff der Zellenebene auf Maschinendaten • Hoher Instandhaltungsaufwand 16| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

17. Modulares Steuerungskonzeptzukünftig Ethernet TCP/IP IPC IPC IPC IPC IPC RT/IRT Schrauben Druckstück Klemmhülse einsetzen Optische Vorsortierung Optische Nach-sortierung Deckelmontage Bedruckung Ver- packen 17| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

18. Mechatronisches ModulSchraube, Druckstück, Klemmhülse • Integration in das Unternehmensnetzwerk über den Zellrechner • Integration unterschiedlicher Geräte (z.B. Kamerasysteme, Drucker, ...) ist notwendig • Optische Qualitätskontrolle sensibler Montageschritte (z.B. Überprüfung von zugeführten Bauteilen, ordnungsgemäße Platzierung von Bauteilen, Überprüfung der Bedruckung Zellrechner Ethernet TCP/IP IPC RT/IRT 18| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

19. Mechatronisches ModulAuftragsbezogene Bedruckung • Auftragsbezogene Bedruckung • Auftragsdaten kommen aus SAP (Artikelnummer, Losgröße) • Automatische Bereitstellung hinterlegter Druckklischees aus einer Datenbank • Modular zusammengestellter Maschinenverbund – Montage – Bedruckung Zellrechner Ethernet TCP/IP IPC RT/IRT 19| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

20. Mechatronisches ModulVerpacken • Integration in das Unternehmensnetzwerk über den Zellrechner • Prozess- und Fertigungsdaten werden erfasst, archiviert und über den Zellrechner rückgemeldet • Hohe Taktzahlen stellen hohe Anforderungen an die Leistung der Steuerung • Hohe Taktzahlen stellen hohe Anforderungen an Realtime-Fähigkeit des Kommunikationsnetzwerkes Zellrechner Ethernet TCP/IP IPC RT/IRT 20| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

21. Mechatronisches ModulVerpackungsportal (Positionieren) • Integration in das Unternehmensnetzwerk über den Zellrechner • Prozess- und Fertigungsdaten werden erfasst, archiviert und über den Zellrechner rückgemeldet • Existierende Feldbusinstallationen werden über Proxy-Server in die Neuinstallation integriert • Investitionsschutz Zellrechner Ethernet TCP/IP IPC RT/IRT Proxy-Server 21| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

22. Durchgängige Kommunikation Wireless Zellrechner Wireless WLAN CU LWL 22| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

23. Internet LAN Durchgängiges und sicheresEthernet Ethernet Die Durchgängigkeit birgt Risiken,die minimiert werden müssen. 23| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

24. Sichere Anlagenverfügbarkeit Die Verfügbarkeit einer Anlage/Maschine wird durch • gewollte, • versehentliche, • nicht autorisierte Zugriffe • ungeschicktes Verhalten der Nutzer • durch falsche Konfiguration • durch eingeschleppte Malware im Servicefall gefährdet Der Zugang muss kontrolliert und eingeschränkt werden ! 24| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006

25. Integrierte Unternehmensprozesse ermöglichen es, die Produktivität zu steigern Die Voraussetzung für Produktivitätssteigerungen sind Informationen und die Integration unterschiedlicher Systeme Ethernet und PROFINET IO als Integrationsbasis schafft die Voraussetzung zur standardisierten Integration der Unternehmensprozesse Die Nutzung eines Standards vereinfacht die Planung, Projektierung, die Inbetriebnahme und den Betrieb einer Produktion Fazit 25| SWISS Network Day | Frank Knafla | Juni 2006