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Optimierte Produktionsplanung im Hause Solarlux

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Optimierte Produktionsplanung im Hause Solarlux

Ein Paradebeispiel für die intelligente Kombination der 3D-Produktsuite Visual Components und des Dualis-Knowhows in der smarten Produktionsplanung (mittels APS) ist das speziell für Oberflächenbeschichtungsanlagen entwickelte Leitrechnersystem FUTURESIM Pro. Auf Basis des Systems können Anwender die Anlage überwachen, planen, optimieren und steuern.

Die Anwendung fand bereits mehrere Einsatzfelder und wird aktuell im Hause der Solarlux GmbH implementiert. Das Familienunternehmen ist Spezialist in der Herstellung von Wintergärten, Terrassenüberdachungen und Glas-Faltwänden. Die gesamte Produktion und die Firmenzentrale von Solarlux sind Ende 2015 vom Stammwerk in Bissendorf in das nahe gelegene neue Werk in Melle umgezogen. Entstanden ist hier eine hochmoderne Produktion, die auf das weitere Wachstum von Solarlux ausgerichtet ist. Zentraler Bestandteil der Fertigung ist die Oberflächenbeschichtung, die bisher außer Haus durch externe Dienstleister gehandhabt wurde.
Die Oberflächenbeschichtungsanlage ist vor Ort mit dem Leitrechnersystem FUTURESIM Pro verknüpft. Diese Applikation wurde in Zusammenarbeit zwischenDualis und dem Hersteller von Oberflächenbeschichtungsanlagen „Rippert Anlagentechnik“ entwickelt. Sie befindet sich bereits erfolgreich bei verschiedenen anderen Unternehmen im Praxiseinsatz.
Steuerung und Planung im Detail
Die neue Anlage wurde im ersten Schritt in 3D mittels Visual Components simuliert. So kann sie bereits in der Planungsphase simulativ untersucht und für den prognostizierten Produktmix optimal ausgelegt werden. In dieser Phase arbeiten Solarlux, Dualis und Rippert eng zusammen. Im nächsten Schritt wird die FUTURESIM Pro-Planungsplattform implementiert. Hierfür wird das 3D-Modell weiter detailliert und an die Steuerungslogik der Anlage angekoppelt sowie mit Optimierungslogik zur Sequenzoptimierung versehen. Mit dieser individuellen Anwendung lässt sich die Lackieranlage schließlich monitoren, planen, optimieren und steuern.
Der Leitrechner übernimmt dabei die zentrale Kommunikation zwischen den einzelnen Systemen. Er wird dazu mittels iDocs an das SAP-System angedockt, was die Aufträge für die Lackieranlage übermittelt. Von SAP werden dabei iDocs für Transportaufträge, Fertigungsaufträge, komplette Materialstammdaten und Stornierungen erzeugt. Diese werden importiert und in der Leitrechner-eigenen Datenbank gespeichert. Abhängig von Art des Auftrags und Status greift das Hochregalsystem auf die Daten zu und erstellt Ein- oder Auslagerungsaufträge.
Die Verständigung zwischen Hochregal und Leitrechner erfolgt mittels Kommunikationstabellen. Dies bedeutet, wenn Kerndaten vom HRL-System geändert werden sollen, muss diese Anfrage in die Tabelle geschrieben werden. Der Leitrechner prüft die Anfrage auf Plausibilität und Korrektheit, dann wird sie verarbeitet und ggf. in Richtung SAP mittels iDoc kommuniziert.
Der FUTURESIM Pro-Leitrechner ermittelt anhand der Aufträge und dem Schichtmodell rückwärtsterminiert Termine, wann Aufträge beschichtet und ausgelagert oder im Kleinteilelager kommissioniert werden müssen. Ist nicht ausreichend Kapazität vorhanden, werden Verspätungen aufgezeigt.
Die Optimierungslogik bricht die Aufträge auf Profilbedarfe herunter und erstellt eine parametrisierbare und restriktionsgeprüfte Aufhängreihenfolge für jeden Laufwagen, so dass nur Profile mit den gleichen Beschichtungseigenschaften auf einem Laufwagen geplant werden und die Kapazität maximal genutzt wird.
Dem Mitarbeiter wird an den Aufhängstationen angezeigt, wo er welches Profil aufzuhängen hat und wo er dieses auf dem Transportwagen findet. Es können Ausnahmen wie Fehlteile, Ausschuss etc. eingegeben und vom Leitrechnersystem verarbeitet werden. Sind die Beschichtungsartikel aufgehängt und der Laufwagen ist freigegeben, werden die Daten mittels Kommunikationstabellen wieder an den Leitrechner übertragen. Dieser prüft und verarbeitet die Information, schreibt sie in der Power’n’Free-SPS und erteilt dem Laufwagen die Freigabe für die Lackierung. Im Normalfall werden alle Artikel automatisch beschichtet. Der Mitarbeiter wird beim Farbwechsel und bei der Handbeschichtung benötigt. Er erhält an der jeweiligen Kabine die Anzeige, wann Laufwagen mit manuellen Tätigkeiten an den Kabinen eintreffen.
Der Farbwechsel wird an einem Dualis-Client durchgeführt und kommuniziert mittels Kommunikationstabellen mit dem Leitrechner, wenn ein Farbwechsel durchgeführt wurde. In diesem Fall fährt der Laufwagen automatisch wieder in die Pulverkabine.
An den Qualitätsstationen wird dem Nutzer angezeigt, welche Qualitätstests an den jeweiligen Profilen durchgeführt werden müssen. An den Abgabestationen gibt es die Anzeige, für welche Zielabteilung das jeweilige Profil geplant ist. So kann der Nutzer diese schon für die nachfolgenden Schritte vorkommissionieren. Die Zuteilung auf den entsprechenden Transportwagen geschieht mittels Wireless Scanner.
Die Herausforderung ist es, alle Gewerke zu koordinieren und die Einhaltung der vereinbarten Schnittstellen zu gewährleisten. Jeglicher Datentransfer aus dem ERP-System zur Beschichtungsanlage und zurück geschieht über den Leitrechner – ein hochverfügbares System, das auch mit fehlerhaften Daten in den iDocs umgehen muss. Daher ist es essenziell, dass andere Gewerke nur lesend in bestimmten Tabellen agieren dürfen. Nur auf die entsprechenden Kommunikationstabellen darf schreibend zugegriffen werden. So ist sichergestellt, dass nur valide Daten im System vorhanden sind, die für eine korrekte Optimierung zwingend notwendig sind.
Fazit
FUTURESIM Pro berechnet unter Termin- und Reihenfolgerestriktionen die optimale Anlagenbelegung. Aufgabe des Leitrechners ist es außerdem, anhand der optimierten Reihenfolge die ideale Materialentnahme – also Auslagerungsaufträge aus dem Hochregallager – zu steuern. Die Hochregalsoftware kommuniziert dabei mit dem Leitrechner mittels MS SQL Datenbank und die einzelnen S7-Steuerungen via OPC.
Der Leitrechner optimiert alles in allem die Auftragsdaten anhand verschiedener Kriterien, wie Termintreue, Durchsatz, Farbwechsel und hält alle Daten, die die Beschichtungsanlage benötigt, vor. Ferner stellt das System die Daten für weitere Dualis-Sichten an den einzelnen Prozessstationen zum Start der Produktion bereit. Auch ist die 3D-Anlagenvisualisierung der Lackieranlage ein Bestandteil des FUTURESIM Pro – je nach Bedarf.
Insgesamt ist das Projekt eine sehr anspruchsvolle Planungs- und Steuerungsaufgabe, für die Dualisdie Algorithmen der APS (Advanced Planning and Scheduling) Software GANTTPLAN adaptiert. Mit der eigenen Oberflächenbeschichtungsanlage steigert Solarlux die Flexibilität und Qualität. Dualis liefert dazu ein System zur Produktionsfeinplanung und Steuerung der Anlage, so dass diese optimal betrieben werden kann, was wiederum den Durchsatz erhöht. Das System ist skalierbar und Zielsetzung ist es, GANTTPLAN und das Dualis-Optimierungs-Knowhow später auch für die Planung und Steuerung der nachfolgenden Fertigungsschritte bei Solarlux zu nutzen.
Dualis GmbH IT Solution

Die Autorin
Heike Wilson,Geschäftsführerin, Dualis GmbH IT Solution.
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