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Siemens und TDK Electronics bringen KI in die reale Welt

In ihrem Werk in Deutschlandsberg, Österreich, zeigen Siemens und TDK Electronics, wie KI durch digitale Zwillinge, autonome Infrastruktur und softwaredefinierte Automatisierung zum Leben erweckt wird, die auf einer standardisierten Produktionsintegrationsebene aufgebaut ist, die Daten im gesamten Werk verbindet.

Nicht Datengenerierung, sondern Datenverarbeitung

TDK Electronics betreibt das größte europäische Werk der Gruppe in Deutschlandsberg, Österreich, mit einer Fläche von 70.000 Quadratmetern. Zusammen mit Siemens implementierte das Unternehmen eine sichere Shopfloor-Integrationsebene, um Produktionsdaten am gesamten Standort besser zu integrieren und zu nutzen. Was als Lösung für die immer komplexere Datenverarbeitung begann, hat das Werk inzwischen zu einem Kompetenzzentrum für Integrationsprojekte gemacht, sodass Produktionsstätten weltweit von standardisierten, skalierbaren und zukunftssicheren Digitalisierungsansätzen profitieren können.

Datensilos in vernetzte Informationen umwandeln

Die Anlage zeichnet sich durch einen hohen Automatisierungsgrad und das Vorhandensein von rund drei Generationen von Steuerungssystemen verschiedener Hersteller aus. Der Business Solution Manager von TDK und sein Team brauchten eine Möglichkeit, Daten aus verschiedenen Quellen intelligent zu verknüpfen. Verbindungslösungen von Siemens Experten bewerteten die Hardwarelandschaft und entwickelten eine maßgeschneiderte Lösung auf Basis von WinCC OA:
„Erstens waren wir bereits mit der Standardsoftware WinCC vertraut“, erklärt Sascha Peter Neumeister, Business Solution Manager innerhalb der Geschäftsbereich Piezo- und Schutzgeräte bei TDK Electronics, „und zweitens haben wir erkannt, dass WinCC Open Architecture (WinCC OA) ideal für unsere beiden ‚Welten' geeignet ist — Wartung und Gebäudemanagement auf der einen Seite und Betriebs- und Betriebs-IT auf der anderen Seite.“

Wenn es um die Ebenen der Werkstattintegration geht, hat sich TDK Electronics für eine Standardplattform ausgesprochen, die vom Hersteller für die nächsten 15 bis 20 Jahre beibehalten wird.
Andreas Platzer, Siemens

Daten vollständig und korrekt verknüpfen

Andreas Platzer, Siemens Digital Industries, betont, dass die Shopfloor-Integrationsebene kein Analysetool ist. Stattdessen stellt die Lösung die Schnittstelle zu diesen Tools dar. Mit der Standardplattform können die generierten Daten im Voraus in Bezug auf Vollständigkeit, Genauigkeit und Beziehung zueinander vorbereitet werden, was auch das Potenzial der Analysetools erhöht. Gleichzeitig werden nicht „nur“ Prozessdaten verarbeitet: Wenn beispielsweise ein Fehler auftritt, kann dies mit einer Bestellnummer, einer Seriennummer oder beidem verknüpft werden, einschließlich der relevanten Prozessdaten. Das bedeutet, dass Prozesstechniker sofort alle Daten für eine bestimmte Charge abrufen können: Alle relevanten Daten sind bereits verknüpft.

Zwei Ingenieure überprüfen Produktionsdaten auf dem SIMATIC HMI HMI-Touchscreen-Bedienfeld von Siemens
Mit der zentralen Entwicklungsbibliothek können andere Standorte mehr oder weniger sofort von unserer Innovationskraft profitieren und umgekehrt.
Sascha Peter Neumeister, Manager für Geschäftslösungen, TDK Electronics

Eine Bibliothek, die auf die spezifischen Bedürfnisse von TDK zugeschnitten ist

„Wir haben viele Funktionen zusammen mit dem Kunden implementiert, sodass sie nicht nur hier, sondern auch weltweit bei TDK verwendet werden können“, sagt Adrian Pinter, Leiter Horizontal Cybersecurity bei Siemens. „Da am Standort Keramikkomponenten hergestellt werden, haben wir zum Beispiel mit einem Modul zur Überwachung der Öfen begonnen. Ein in der Bibliothek hinterlegtes Modul kann immer wieder aufgerufen werden; eine manuelle Datensuche nach einem Bericht ist dann nicht mehr notwendig. Darüber hinaus kann die Bibliothek mit jedem anderen Ort geteilt und dort sofort verwendet werden.“ Die Shopfloor Integration Layer unterstützt derzeit 15 Sprachen, und das System wird unter anderem in China, Malaysia, Kroatien und der Tschechischen Republik eingeführt.

Neumeister fasst die Vorteile aus Sicht seiner Unternehmensgruppe zusammen: „Mit der Shopfloor-Integrationsebene und dem zentralen Bewertungssystem sind standardisierte Daten jetzt Teil des Prozesses und nicht mehr das Ergebnis zeitaufwändiger und vor allem manueller Datensuche und -verarbeitung. Darüber hinaus können Prozesse, die nicht optimal oder wie erwartet laufen, ohne größere Ausfallzeiten zurückgesetzt werden. Wir haben erkannt, dass wir mit dem System wahrscheinlich nie an unsere Grenzen stoßen werden. Dadurch können wir den Erfolg unseres Unternehmens bestmöglich mitgestalten.“

Roboterarm, der im automatisierten keramischen Produktionsprozess arbeitet

Hochmoderne Hard- und Software

Elektronikfabriken bestehen im Allgemeinen aus zwei Bereichen: Produktion und Gebäudemanagement (FM). „Unsere Aufgabe in der Produktion ist es, Daten zu sammeln und zu verarbeiten, um Analysemöglichkeiten und Schnittstellen zu anderen Systemen zu schaffen. Bei FM geht es in erster Linie darum, die Funktionalität der relevanten Systeme und Geräte zu überwachen „, erklärt Andreas Platzer. Zu diesem Zweck ersetzt TDK Electronics schrittweise alte Steuerungssysteme. „Das war eine Herausforderung im Reinraum, dem eigentlichen Herzstück der Produktion, aufgrund des sehr engen Zeitrahmens, aber wir konnten sie zusammen mit dem TDK-Team erfolgreich meistern“, fügt Adrian Pinter hinzu.

Gemeinsam zukunftssicher

Aufbauend auf der Entwurfsphase verbrachte Siemens rund drei Jahre damit, die Anforderungen in einem iterativen Prozess zu verfeinern, einschließlich der Einführung in andere Systeme, Datenbankintegration und Bewertungssysteme für zukünftige Datenanalysen. Die Ebene bietet bereits klare Vorteile: Die Zeit für die Datenbereitstellung, z. B. während eines Qualitätsproblems, ist stark gesunken, auf nur noch Sekunden nach Eingabe der Chargennummer. Die Mitarbeiter wurden auch geschult, um die Projektschritte selbst durchzuführen. Diese verknüpften Daten bilden die Grundlage für zukünftige Digitalisierungsschritte, einschließlich Algorithmen und künstlicher Intelligenz. „Mit der Shopfloor Integration Layer, die wir zusammen mit TDK Electronics geplant und entwickelt haben, schaffen wir unglaubliche Flexibilität und tragen zur Zukunftssicherheit bei“, stimmen Andreas Platzer und Adrian Pinter zu.

Team diskutiert Ausrüstung zur Ofenüberwachung in der Produktionshalle