BnR IN 17093 Interview Orange Box 01Die Orange Box von B&R: das Industrial-IoT-Upgrade für Bestandsanlagen

Für Bestandsanlagen, sogenannte Brownfields, stellt B&R mit der Orange Box eine Manufacturing-Intelligence-Lösung zur Verfügung. Ohne die existierende Hard- und Software in bestehenden Systemen ändern zu müssen, lässt sich dieses Datenerfassungs- und Analysewerkzeug über eine einfache Parametrierung installieren – unabhängig vom vorhandenen Steuerungsfabrikat. Wie damit die Transformation von Brownfields in Smart Factories aussieht, erläutert Ralf Hagen, E&A Engineering Manager bei Nestlé Deutschland und Thomas Rienessl, Head of Business Development Industries bei B&R.

BnR IN 17093 Interview Orange Box 04Herr Hagen, was zeichnet in Ihren Augen eine Smart Factory aus?

Ralf Hagen, Nestlé: Smart Factory heißt, dass Komponenten auf eine bessere Art und Weise kommunizieren und interagieren müssen, als sie es heute tun. Bei einer Kundenbestellung soll der gesamte Prozessauftrag von Anfang bis Ende in einer logischen Linie verbunden sein und automatisch ablaufen können. Eine Maschine soll also selbst wissen, wann sie langsamer oder schneller fahren muss, Material anfordert oder ablehnt. Im Moment wird das durch die Mitarbeiter und deren Erfahrung bewerkstelligt. In Zukunft sollen Maschinen autonom arbeiten können.

Was sind aus Automatisierungssicht die Merkmale einer Smart Factory?

Thomas Rienessl, B&R: Ein Merkmal der Smart Factory ist zweifellos die Ressourceneffizienz, etwa ein geringer Energieeinsatz und eine damit verbundene Reduzierung von Kosten. Prinzipiell sind heute sämtliche Maschinen und Anlagen automatisiert. Die Automatisierungskomponenten sind intelligent und die Anlagen produzieren sehr viele Daten. Bei der Auswertung dieser Daten geht es industriellen Produzenten darum, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten und zu verbessern – etwa durch eine flexiblere Fertigung, eine höhere Anlagenverfügbarkeit oder um ungeplante Stillstandszeiten zu verhindern. 

BnR IN 17093 Interview Orange Box 05Sind denn alle Nestlé-Fabriken bereits »smart«?

Hagen: Nein. Das liegt vor allem an der Unternehmensgröße, da kleinere Fabriken eine geringere Durchschlagskraft haben, wenn es um Innovationen, Marktdurchdringung und Investment geht. Außerdem gibt es eine Diversifizierung der Fabriken hinsichtlich ihrer Branche und Größe. Dementsprechend groß ist die Bandbreite an Möglichkeiten, die es gibt.

Hat sich Nestlé bereits konkrete Ziele gesetzt, was die Fertigung betrifft?

Hagen: Bezogen auf die Kennzahlen – ja. Diese können hinsichtlich Overall Equipment Effectiveness (OEE) am einfachsten definiert werden. Das Ziel ist, den OEE-Wert über einen bestimmten Zeitraum auf ein bestimmtes Level zu bringen. Dieses definierte Level wollen wir erreichen.

Das ist also eine der größten Herausforderungen, aber hier wird es sicher noch weitere geben?

Hagen: Definitiv, weil es Korrelationen gibt. Wenn es bei einer Maschine zum Beispiel viele Probleme mit ungeplanten Stillständen gibt, leidet darunter etwa auch die Sicherheit der Mitarbeiter. Es kommt zu häufigeren Mensch-Maschine-Interaktionen, die zu Verletzungen führen können. Ein wesentlicher Aspekt ist auch der Energieverbrauch – wenn eine Anlage steht, anläuft, steht und dann wieder anläuft, erhöht sich der Verbrauch enorm. Zugleich sinkt die Qualität, weil sie im Anlauf- und Abstoppverhalten oft Ausschuss produziert.

Sicherheit, Energie, Produktqualität sind also die wesentlichen Anforderungen, die Nestlé stellt?

Hagen: Ja, das sind auch die Anforderungen, die global am besten quantifizierbar sind.

BnR IN 17093 Interview Orange Box 02Kennt B&R diese Anforderungen auch von anderen Kunden?

Rienessl: Auf jeden Fall, aber die Landschaft ist sehr heterogen. Die Kundenanforderungen hängen stark von der Branche ab, ob diese etwa sehr prozessnah oder eher diskret sind, und auch davon, wie hoch der Automatisierungsgrad prinzipiell ist. Es ist immer eine Herausforderung, die Produktion mit den gegebenen Mitteln zu verbessern. Das RAMI-Referenzmodell geht davon aus, dass überall und uneingeschränkt die beste Technologie angewendet werden kann – nur wie viele Neuanlagen im Gegensatz zu wie vielen Bestandsanlagen gibt es? Die eigentliche Herausforderung besteht also darin, aus bereits Vorhandenem mehr herauszuholen, damit die Produktivität gesteigert wird.

Herr Hagen, wie sind Sie auf B&R als Anbieter gestoßen?

Hagen: Wir haben mit vielen potenziellen Anbietern gesprochen, aber nur B&R war in der Lage uns diesen Ansatz von Struktur, Framework, Applikationen und Modularität zu bieten, den wir gesucht haben. Konkret mussten 5 Aufgaben erfüllt werden: Wir wollten jemanden, der ein Framework hat, das Informationen erstellt, bündelt, evaluiert, testet und in Betrieb setzt. Es sollte also ein fertiges Paket sein, das auf Tastendruck so einfach funktioniert wie eine App.

Wie sah die Lösung aus, die mit B&R entwickelt wurde?

Hagen: Wir entwickelten eine Lösung, die modular mitwächst – das ist eine große Kunst. Die Welt unterliegt einer permanenten Veränderung. Einfach ein System hinzustellen und zu sagen „Das ist es jetzt“, führt relativ schnell in eine Sackgasse, wenn es darum geht, diesen Zustand in einen anderen zu migrieren. Das B&R-System ist bislang das Einzige, dass das schafft.

Was können wir uns unter der Orange Box vorstellen, die bei Nestlé zum Einsatz kommt?

Rienessl: Die Orange Box ist ein offenes, flexibles Konzept das Daten in Echtzeit aufnimmt, vereinheitlicht und auswertet. Bei neuen Anforderungen entwickelt sie sich einfach mit. Das Framework besteht aus mapp Technology und Scalability+. Mit der Orange Box wird es dem Maschinenbediener ermöglicht, die relevanten Kennzahlen vor Ort zu prüfen und einzugreifen. Wenn von einer hohen Anlagenverfügbarkeit gesprochen wird, muss die Abweichung sehr rasch erkannt und sofort das Richtige getan werden. Genau das ist mit der Orange Box möglich und auch der Grund, weshalb sie so gut ankommt.

Für welchen Anwendungsfall eignet sich die Orange Box?

Rienessl: Die Orange Box ist branchenübergreifend einsetzbar, aber insbesondere ist sie optimal für Fertigungen geeignet, wo viele Maschinen am Produktionsprozess beteiligt sind. Grundsätzlich werden damit 2 Kundentypen angesprochen: große industrielle Produzenten und Maschinenhersteller.

Was sind die bisherigen Erfahrungswerte mit der Orange Box im Nestlé-Werk Osthofen?

Hagen: Unsere Erwartungen bei der Installation und Konfiguration des Prototyps wurden, was Geschwindigkeit und Einfachheit betrifft, übertroffen. Aktuell arbeiten wir an einer Verbesserung der Analyse und den damit verbundenen täglich neuen Informationen, die etwa bei der Schichtübergabe wichtig sind.

Welche zukünftigen Ziele werden mit dem Einsatz der Orange Box verfolgt?

Hagen: Was wir wollen ist eine intelligente Analyse, um die Gründe die zu einem Problem geführt haben zu erkennen, bevor das Problem auftritt. Ziel ist es, in den nächsten 4 Jahren einen Zustand zu erreichen, bei dem uns Maschinen zum Beispiel vor einem Maschinenstillstand warnen. Und wir nicht bloß im Nachhinein analysieren wie es bisher der Fall war. Es soll in Zukunft gar keine Maschinenstillstände mehr geben und so mithilfe der Orange Box die Laufzeit der Maschine und der Output erhöht werden.

Meine Herrn, vielen Dank für das Gespräch.

www.br-automation.com

 

BnR IN 17093 Interview Orange Box 03Alten Maschinen Intelligenz einhauchen

Auf der Hannover Messe 2017 stellte B&R erstmals sein Lösungspaket Orange Box vor. Die Orange Box sammelt Daten von bisher unvernetzten Maschinen und Linien und wertet die Daten aus. So machen Anlagenbetreiber ihre Bestandsanlagen fit für die Smart Factory.

Die Orange Box setzt sich zusammen aus einer Steuerung und sogenannten mapps. Dabei handelt es sich um vorkonfigurierte Softwarebausteine der mapp Technology von B&R. Die Steuerung sammelt Betriebsdaten einer beliebigen Maschine über I/O-Module oder direkt über eine Feldbus-Verbindung. Aus diesen Daten erzeugen die mapps Kennzahlen, zum Beispiel die Gesamtanlageneffektivität (OEE), die anschließend angezeigt werden können. Die gewonnenen Daten und Informationen lassen sich mit OPC UA auch an übergeordnete Systeme übertragen.

So einfach wie ein Smartphone

Die bestehende Hard- und Software bleibt gleich, wenn die Orange Box an eine Maschine angeschlossen wird. Maschinen- und Anlagenbetreiber erhöhen die Produktivität, ohne viel Zeit oder Geld investieren zu müssen. Die mapps machen die Bedienung der Orange Box so einfach wie die Bedienung eines Smartphones.

Perfekt abgestimmt auf jedes Bedürfnis

Die Orange Box ist vollständig flexibel und modular. Um grundsätzliche Betriebsdaten zu sammeln und zu analysieren, reichen eine 25 mm breite Kompaktsteuerung und die Software-Komponente mapp OEE aus. Für weitere Funktionen – zum Beispiel Alarmmanagement oder Energie-Monitoring – kann die Lösung einfach mit weiteren Software-Komponenten und gegebenenfalls performanteren Steuerungen ausgebaut werden. Soll auch die Bedienoberfläche an den aktuellen Stand der Technik angepasst werden, stehen Panels mit integrierter Steuerung oder Panel PCs zur Verfügung.