Verbesserte Transparenz, höhere Verfügbarkeit und gezielte Wartung: Das waren die wichtigsten Triebkräfte hinter einem gemeinsamen Projekt der Schuler Pressen GmbH und Siemens, das hilft, den Weg für die Digitalisierung zu ebnen. Mithilfe von Industrial Edge haben die beiden Unternehmen eines der Presswerke von Siemens in eine intelligente Fabrik verwandelt.
Die ursprüngliche Idee entstand aus einer Situation, die sich ein bisschen wie ein Film anfühlt: „Alles begann mit einer Managementsitzung über Digitalisierungsstrategien. Und dann sagten die Beteiligten einfach: ‚Lassen Sie uns das zusammen machen! '“ Tobias Grüner erinnert sich.
Als Leiter der Abteilung Digitalisierung und Infrastruktur bei Siemens Large Drives Applications ist er verantwortlich für eine der wichtigsten Produktionsanlagen des Unternehmens für große Antriebe, das Siemens-Presswerk in Nürnberg. In dieser Werkstatt betreibt Siemens neun verschiedene Arten von Pressen der Schuler Pressen GmbH. Das waren die Maschinen, die mit Industrial Edge und Schulers digitaler Lösung ausgestattet werden sollten.
Michael Weiher und das Team unter der Leitung von Dr. Stefanie Apprich arbeiten daran, die Zuverlässigkeit, Produktivität und Effizienz von Druckmaschinenlösungen durch digitale Dienste zu verbessern.
Es war diese Art der agilen Zusammenarbeit, die das Projekt so besonders machte, erklärt Grüner: „Wir hatten einen Kickoff-Workshop, bei dem das Schuler-Team einen ersten Entwurf der Lösung vorstellte, und wir wussten, dass wir auf dem richtigen Weg waren.“ „Die Konzepte basierten auf dem digitalen Portfolio, das Schuler zur Unterstützung seiner Anwender entwickelt hat“, sagt Michael Weiher, Projektleiter für digitale Lösungen bei der Schuler Pressen GmbH: „Unsere Cloud-Lösungen enthalten bereits Anwendungen wie den Production Monitor und den Press Force Monitor. Wir setzen diese Apps als Industrie-Apps auf unseren Pressen ein, um den Anwendern Informationen zum Produktionsstatus und zum aktuellen Anlagenstatus zu liefern.“
Erschließung von Brownfield-Möglichkeiten:
Grüner erkannte sofort die Vorteile dieses Ansatzes. „Wir betreiben mehrere Pressen, die sich sowohl hinsichtlich der Verfahrensart als auch des Lebenszyklus stark voneinander unterscheiden – was für eine Brownfield-Fabrik typisch ist. Doch mit den Anwendungen von Schuler und mit Industrial Edge können wir all diese unterschiedlichen Systeme in eine standardisierte Lösung integrieren, die sich in die Architektur unseres Standorts einfügt und uns alle Informationen liefert, die wir zur Optimierung unserer Prozesse benötigen.“ Die Umstellung einer gesamten Produktionshalle auf das digitale Zeitalter war auch für Weiher eine besondere Erfahrung, „denn normalerweise würde man klein anfangen, mit einer Maschine, die Ergebnisse auswerten und dann auf weitere Maschinen ausweiten. Diesmal war das anders. Wir haben in viel größeren Dimensionen gedacht. Das war eine Herausforderung, aber auf diese Weise kann man von Anfang an viel mehr Wert schaffen.“
Edge in a Box: Die gesamte Systemhardware ist in einem Schrank zusammengebaut, der einfach vom Benutzer installiert und dann von Schuler aus der Ferne aktiviert werden kann. „Schuler-Lösung für Industrial Edge“
Die Lösung, die jetzt in der Nürnberger Fabrik installiert ist, ist einfach, sicher und flexibel. Alle Komponenten für die Industrial Edge Edge-Integration werden von Schuler in einem gebrauchsfertigen Schrank zusammengebaut — „wir nennen das ‚Edge in a Box'“, sagt Weiher.
Das Kabinett enthält eine SIMATIC Industrie-PC mit allen erforderlichen Schnittstellen. Diese Box-Lösung wird vor Ort von Siemens installiert, und die Anwendungen werden von Schuler aus der Ferne vom Hauptsitz in Göppingen auf dem Edge-Gerät bereitgestellt. Das zentrale Managementsystem ermöglicht es Schuler, die Apps kontinuierlich zu aktualisieren, zu erweitern und zu warten, was die Lösung sehr vielseitig macht — „einfach intelligent“, sagt Grüner. Das Edge-Gerät sendet dann die Daten zur Auswertung und Analyse an das interne Siemens-Netzwerk.
Am Ende des Projekts wurden alle neun Druckmaschinen in die Industrial Edge Edge-Lösung integriert, und Grüner und sein Team haben die Maschinendaten bereits genutzt, um wertvolle Erkenntnisse zu gewinnen.
„Ein Aspekt, der für unseren Betrieb sehr relevant ist, ist der Verschleiß von Maschinen und Werkzeugen“, erklärt er. „Maschinenverschleiß ist etwas, das unsere Bediener tatsächlich spüren können — zum Beispiel durch eine Veränderung des Maschinengeräusches, verursacht durch ein stumpfes Werkzeug. Jetzt sind wir in der Lage, diesen Effekt tatsächlich zu messen.
Wir überwachen die Presskraft und wir können sehen, wie sie mit zunehmendem Verschleiß allmählich zunimmt. Diese Änderung ist so gering, dass wir sie nicht allein mit dem Presskraftsensor erkennen können, aber wir können sie sehen, wenn wir die Daten über Industrial Edge analysieren, sodass wir überprüfen können, ob wir unsere Geräte gut bedienen.“
Dr. Stefanie Apprich, Head of Cloud Services – Schuler Digital Suite, Schuler Pressen GmbH
„Mit unseren digitalen Lösungen können wir Anomalien erkennen, Ausfallzeiten verhindern und die Produktivität steigern.“
Siemens kann auch auswählen, welche Signale in die Schuler-Cloud übertragen werden dürfen, wo das Team von Schuler diese Daten verwendet, um Grüner und sein Team bei der Optimierung des Pressenbetriebs zu unterstützen. Dies ist ein weiteres Merkmal, das die Schuler-Lösung auszeichnet: Die Benutzer behalten immer die volle Kontrolle über ihre Daten und können entscheiden, welche Daten sie teilen möchten.
„Wir als Hersteller kennen unsere Druckmaschinen am besten und unsere Anwender kennen ihre Abläufe am besten. Die Kombination dieser gemeinsamen Expertise mit unseren digitalen Lösungen hilft uns, neue Dienste zu entwickeln „, erklärt Dr. Stefanie Apprich, die den Bereich Cloud Services — Schuler Digital Suite bei der Schuler Pressen GmbH leitet. Schuler wird auch von der Zusammenarbeit mit Siemens bei der Weiterentwicklung dieser digitalen Lösungen profitieren, sagt Apprich: „Wir konnten zeigen, wie wir mit unseren Pressen eine intelligente Fabrik bauen können, wie wir Anomalien erkennen, Ausfallzeiten verhindern und die Produktivität steigern können. Ich bin mir sicher, dass dieses Branchenbeispiel dazu beitragen wird, mehr Nutzer zu überzeugen.“ In der Zwischenzeit implementiert Weiher bereits das erste Add-on für das Nürnberger Presswerk: Fehleranalyse über Industrial Edge. „Auch hier sind wir wegweisend und erweitern die Lösung gemeinsam — was für mich auch beweist, dass sich das Projekt auszahlt“, schließt er.
„Von Anfang an haben wir in viel größeren Dimensionen gedacht. Das war zwar eine Herausforderung, aber auf diese Weise kann man einen viel größeren Mehrwert schaffen.“
Dank der Digital Suite und Industrial Edge kann die Schuler Pressen GmbH die Digitalisierung direkt in das Presswerk bringen.
Die Industrial Edge-Lösung der Schuler Pressen GmbH basiert auf bewährten Industriekomponenten der SIMATIC-Reihe und Siemens Industrial Edge für die Systemhardware und -software. Industrial Edge Edge-Apps, die auf einem SIMATIC IPC227E, sammeln Sie die Daten der Presse und leiten Sie die Ergebnisse an die Schuler Cloud und das Siemens-Netzwerk weiter. Die kompakte Lösung eignet sich gut für die einfache Integration in bestehende Anlagen, und die meisten Druckmaschinenlösungen von Schuler werden bereits mit einem vorinstallierten Paket geliefert. Schuler entwickelt Anwendungen zur Datenerfassung und -analyse als Teil seiner Digital Suite.
Mit dem Industrial Edge Edge-Plattform, die Standardanwendungen können durch maßgeschneiderte Anwendungen ergänzt werden, die dann als Docker-Container-Format zentral über den Industrial Edge Hub eingebunden, von einem zentralen Industrial Edge Management System verwaltet und dann mit nur wenigen Klicks auf dezentralen Shopfloor-Systemen bereitgestellt werden können.
Umfassende Sicherheitsmechanismen stellen sicher, dass die Daten jederzeit vor unberechtigtem Zugriff geschützt sind.