Die Maschinendatenerfassung (MDE) ist ein entscheidender Bestandteil moderner Fertigungsprozesse. Sie bildet die Verbindung zwischen den Produktionsmaschinen und der Informationsverarbeitung. In diesem Blogbeitrag werden wir uns mit dem Grundlagenkonzept der MDE befassen, also u. a. mit der Bedeutung, der Funktionsweise und den Vorteilen. Außerdem werfen wir einen Blick darauf, wie MORYX bei Ihnen als effizientes MDE-System (und vieles mehr) genutzt werden kann.

Was ist Maschinendatenerfassung (MDE)?

Die MDE beschreibt die Schnittstelle zwischen den Maschinen in der Produktionsebene und der Informationsverarbeitung. Sie ermöglicht die Erfassung, Speicherung und Bereitstellung von Daten, die im Zusammenhang mit der Produktion und Fertigung stehen. Diese Daten sind von unschätzbarem Wert für die Effizienzsteigerung, Qualitätskontrolle und Prozessoptimierung.

Es gibt zwei Haupttypen von Maschinendaten:

• Prozessdaten: Diese umfassen alle Informationen, die zur direkten Steuerung der Maschine notwendig sind. Dazu gehören Steuerungsdaten, Betriebsparameter und Zustandsinformationen wie Stromverbrauch und Auslastung.
• Produktdaten: Diese Daten werden an den Verarbeitungseinheiten gemessen und liefern wertvolle Informationen über den Produktionsverlauf. Hierzu zählen z. B. Stückzahlen, Gewicht, Dicke und Temperatur.

Die MDE beschäftigt sich mit der Erzeugung und Weitergabe dieser maschinen- bzw. fertigungsbezogenen IST-Daten. Im Gegensatz dazu geben Auftragsdaten einen ausschließlich auf das Endprodukt abgestimmten SOLL-Zustand an.

Einige wesentliche Maschinendaten sind:

• Produktionsmenge
• Auslastung
• Laufzeit
• Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit
• Maschinenzustand
• Energieverbrauch

Unterschied zwischen MDE, BDE und MES

1. MDE (Maschinendatenerfassung): Erfasst und analysiert Maschinenbetriebsdaten. Sie unterstützt bei der Fehlerüberwachung und Problemdiagnose in Fabriken und Produktionsstätten.
2. BDE (Betriebsdatenerfassung): Erfasst allgemeine Betriebsdaten, wie Arbeitszeiten, Stillstandszeiten und Stückzahlen.
3. MES (Manufacturing Execution System): Steuert und überwacht die Produktion, optimiert Ressourcen und unterstützt die Planung.

Vorteile von Maschinendatenerfassungssytemen

• Analyse von Fertigungsprozessen: Durch die Auswertung der erfassten Daten können Schwachstellen identifiziert und Prozesse optimiert werden.
• Optimierung von Maschinenlaufzeiten: Die MDE hilft dabei, die Effizienz der Maschinen zu steigern und Stillstandszeiten zu minimieren.
• Auswertung von Maschinenstillständen: Durch die Überwachung von Maschinenstörungen können rechtzeitig Maßnahmen ergriffen werden.
• Meldung von Maschinenstörungen per SMS oder E-Mail: Frühzeitige Benachrichtigung bei Problemen.
• Bereitstellung von Daten für den kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP): Die MDE liefert wichtige Informationen für die kontinuierliche Weiterentwicklung der Produktion.

Umsetzung der Maschinendatenerfassung

Idealerweise werden die Daten direkt aus der Maschinensteuerung online übertragen oder in einem Datenlogger digital gespeichert. Moderne Verarbeitungsanlagen nutzen industrielle Schnittstellen und Softwaretools, um die Daten an ERP-, APS- oder MES-Systeme zu übertragen. Diese Systeme ermöglichen eine qualitätsgerechte Planung und Steuerung der Fertigung.

Umsetzung der Maschinendatenerfassung mit MORYX

Die wichtigsten Elemente von MORYX sind das Open Source-Framework, sowie die Treiber, Module und Adapter.

Ein Open Source Framework ist das offene Software-Fundament für IIoT-Applikationen, die auf digitalen Zwillingen basieren. Die MORYX Treiber sind dafür da, um die digitale Sprachvielfalt der Maschinen (OT) auf die einheitliche MORYX-Sprache zu übersetzen. Hinter den Modulen von MORYX verbirgt sich die Logik, um die digitale Fabrik zu analysieren, steuern und optimieren. Die MORYX Adapter dienen dazu, die digitale Sprachvielfalt der IT-Systeme auf einheitliche MORYX-Sprache zu übersetzen.

Um die Maschinendaten zu erfassen, nimmt MORYX über die Treiber die Daten aus der OT-Ebene auf (Standardprotokolle wie MQTT oder OPC UA, bei Bedarf können proprietäre Protokolle nachgerüstet werden). In MORYX können die gesammelten Daten dann semantisch angereichert werden und damit in einen bestimmten Kontext gebracht werden.

Als Beispiel: Die Verknüpfung von Daten aus dem Auftrag (Welcher Kunde hat dieses Teil bestellt?) mit denen des digitalen Produktzwillings (Aus welchem Material sind die Schrauben in dem Produkt?) mit denen des gerade abgelaufenen Prozesses (Mit welchem Drehmoment wurde die Schraube angezogen?).

MORYX leitet dann die gesammelten und angereicherten Daten nach Bedarf weiter, z. B. an Datenbanken, wie InfluxDB oder an IT-Systeme wie MES, ERP, etc. Welche Protokolle und Systeme angebunden werden, ist nach dem modularen Ansatz von MORYX für jeden Anwendungsfall individuell zusammenstellbar.

Aufgaben der Maschinendatenerfassung

• Erfassung der Produktionsmengen
• Maschinenmonitoring in Echtzeit
• Analyse von Fertigungsprozessen
• Analyse von Störgründen bei Stillständen

Die Grafik erläutert:

Stufe 1:
In der ersten Stufe setzen wir die MORYX Treiber ein, um die Produktionszellen (OT) digital anzubinden. Dafür werden digitale Zwillinge modelliert, um den nun kontinuierlich empfangenen Maschinendaten bei ihrer Entstehung sofort eine menschenverständliche Bedeutung zu geben – „sie interpretieren zu können“. Anschließend werden MORYX Module eingebunden, um aufbauend auf den Maschinendaten Analysen und Trends abzuleiten und zu visualisieren (z. B. Dashboards).

Stufe 2:
In diesem Schritt nutzen wir die MORYX Adapter, um zusätzlich IT-Systeme digital anzubinden. Dazu werden die digitalen Zwillinge erweitert, um die kontinuierlich empfangenen IT-Daten zu den Maschinendaten in Beziehung zu setzen. (z. B. welcher Artikel gerade produziert wird). Darauf aufbauend werden die Analysen und Trends in den MORYX Modulen noch aussagekräftiger. Mit MORYX ist die digitale Durchgängigkeit von der IT bis zur Maschine (OT) und andersherum gegeben. MORYX nutzt die digitale Durchgängigkeit insbesondere, um die Produktion flexibel zu steuern und einer breiten Produktvarianz und schwankenden Stückzahlen zu begegnen.

Stufe 3:
In dieser Stufe werden weitere MORYX Module eingebunden, um basierend auf IT- und OT-Daten die Produktion (Menschen und Maschinen) aktiv zu steuern.

Wir verstehen uns als langfristiger Technologiepartner zur Digitalisierung der Fabrik. MORYX wächst durch seine modulare Architektur mit den Anforderungen der Kunden mit und baut auf dem schon erreichten Zustand auf. Mit MORYX können Sie, wie bei der Maschinendatenerfassung, hochwertige Daten sammeln und analysieren. Darüber hinaus ist es möglich, die IT zu integrieren und damit die Daten zu verarbeiten und zu optimieren. Mit MORYX können Sie aktiv Ihre Produktion steuern. Somit ist MORYX ein absoluter Allrounder und bietet Ihnen viele Möglichkeiten, die Sie immer individuell passend auf Ihre Anforderungen zusammenstellen und nutzen können.

Fazit

Die Maschinendatenerfassung ist ein unverzichtbares Instrument für die moderne Produktion. Sie trägt dazu bei, die Effizienz zu steigern, die Qualität zu sichern und die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.

Haben Sie noch Fragen zur Maschinendatenerfassung? Lassen Sie es uns wissen!

FAQ:  MDE bei MORYX