Siemens Automationskreis 38. Jahrestag Mai 2007 Die digitale Fabrik am Übergang zur realen Fabrik

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1 Siemens Automationskreis 38. Jahrestag Mai 2007 Die digitale Fabrik am Übergang zur realen Fabrik öffnet Potential für Lean Manufacturing Siemens AG, A&D AS SM MES, Joachim Murawski 2007 Siemens AG

2 Produktion heute: keep it simple and stupid? Was ist ist MES MES MES von Siemens:, 2

3 Bedarf für mehr Integration und Echtzeitinformationen Derzeitige IT Infrastrukturen sind nicht dafür ausgelegt, den erforderlichen Integrationsgrad zu ermöglichen. Durchlaufzeitreduktion Was ist ist MES MES MES von Siemens: 33% Transparenz 30% Produktivitätsverbesserung 29% Termintreueerhöhung 23% Planungssicherheit 21% Lieferterminermittlung 16% Kosteneinsparung 14% Höhere Datenqualität 14% Umlaufbestandsreduzierung 12% Produktrückverfolgbarkeit 12% Flexibilitätserhöhung 6% Fehlervermeidung 6% Auslastungserhöhung 5% Quelle:Fraunhofer IPA / Trovarit AG Lagerbestandsreduzierung 5% Anzahl Befragte: 110 Durchsatzerhöhung 5% Mehrfachnennungen möglich, 3

4 MES Positionierung Was ist ist MES MES MES (Manufacturing Execution System) steuert die Produktion durch Koordinierung und Synchronisation von Anwendungen, Menschen und Geräten in Echtzeit. Geplant MES von Siemens: Prognosen Bestellungen Stücklisten Realisiert ERP-System Planungsebene Das MES System hilft den Werksleitern Ressourcen zuzuteilen Arbeitsaufträge zu verteilen Bediener zu koordinieren Produktion in Echtzeit zu verfolgen Fremdmaterial nachzuverfolgen Effizienz der Maschinen zu verbessern ERP zu aktualisieren MESAusführungsebene Steuerungsparameter Produktvorgaben Steuerungssystem oder Handbetrieb Steuerungsebene Status der Bestellung Produktionsstatus Qualitätsdaten Bestand / Verbrauch Betriebs- / Aufgabenstatus Maschinen- / Bedienerstatus Prozesswerte Materialverbrauch Durchgängigkeit von der Planung bis zur Fertigung, 4

5 Standards setzen mit ISA-95 Funktionen und Architektur entsprechen ISA-95 dem internationalen Industriestandard für MES Wartung, Produktion, Qualität, Bestand VDI 5600 Was ist ist MES MES MES von Siemens: Produktdefintion ERP Wie soll produziert werden? Was kann produziert werden? Was soll wann produziert werden? Was wurde wann produziert? ISA-95: Der Standard für MES Produktionskapazität Produktionsplanung Produktionsleistung Detaillierte Detaillierte ProduktionsProduktionsplanung planung Mgt. Mgt.der der ProduktionsProduktionsressourcen ressourcen Optimierung der Endlosschleife ProduktionProduktionsverfolgung verfolgung Produktion- Produktions- Produktionsauftrag auftrag Mgt.der der Mgt. ProduktProduktdefinitionen definitionen Produktionsanalyse analyse ProduktionsProduktionsdatendatenerfassung erfassung ProduktionProduktionsdurchführung durchführung MES SIMATIC Automatisierung, 5

6 MES-Funktionalität und ISA-95 Was ist ist MES MES MES von Siemens: löst kritische Produktionsaspekte, wie vom Standard ISA-95 definiert, und koordiniert alle Ressourcen in Echtzeit. ERP Produktdefinition B2MML Produktionskapazität Produktionsplanung Produktionsleistung Data Integration Service (DIS) Was kann produziert Echtzeit werden? Dynamik Wann und was wird produziert? Regelbasiert Wann wurde was produziert? Flexibel Report Manager Client Application Builder MESWie vonsoll Siemens produziert werden? Equip Mgr Material Mgr Resource Resource Personnel Mgt Mgt. Mgr Optimierung der EndlosModeler schleife Detailed Detailed Detailed Schedulin Scheduler Scheduling g Material Mgr PPA Personnel Tracking Tracking Mgr Plant Perform Performance Performance Analyzer Analysis Analysis Order Mgr Dispatch Dispatch Product Product Product Definition Definition Definition Mgr Mgt Mgt. Data Historian Data Collection Collection Modeler Execution Execution ISA-95 MES Daten-Server in Echtzeit OPC Automatisierung, 6

7 Suite Suite: Framework + Komponenten Ansatz Regeln für die Koordination & Synchronisierung von Maschinen, Anwendungen und Menschen Externe Software wird vom Framework als eigene Komponente erkannt MES von von Siemens: Siemens: Data Integration Service zur Integration von Transaktionssystemen Optionale Komponenten für Qualität, Spezifizierung und Informationsmanagement Komponenten bieten standardmäßige ISA-95 Funktionalität EchtzeitDatenserver zur Integration von EchtzeitSystemen (voll redundant), 7

8 Kernfunktionalität des Order Managers MES von von Siemens: Siemens: Anlegen, Modifizieren, Dispatchen, Überwachung von Produktionsaufträgen Auftragsübernahme von ERP-Sytemen Manuelle Anlage von Produktionsaufträgen Individuelle Gestaltung von Aufträgen über kundenspezifische Felder Dispatchen von Produktionsaufträgen (manuell, automatisch) Permanentes Monitoring des Auftragsstatus Split, Sequenzierung, Verbinden von Aufträgen Archivierung von Daten abgearbeiteter Produktionsaufträge, 8

9 Kernfunktionalität des Material Managers MES von von Siemens: Siemens: Materialverwaltung, -verfolgung und Genealogy Management der Materiallagerplätze in der Produktion der Materialtpyen (Klassen, Definitionen, Lose) Stücklistenverwaltung (Download von ERP) Erfassung aller Informationen über Materialbewegungen (z.b. Verbrauch, Transformation) Visualisierung aller materialbezogenen Informationen (z.b. Lose, Status, Mengen) Leistungsfähige Genealogy-Funktion (Backward, Forward), 9

10 Produktionsvorgänge: z. B. ereignisbasierte Datenaufbereitung / Berichterstattung Die Integration mit Framework ermöglicht eine automatische Datenaufbereitung und Verteilung sowie Berichterstellung und auf Grundlage von definierten Ereignissen Produktionsabschluss: -> Kennzahlen nach SAP überführen MES von von Siemens: Siemens: Berechnung der Energiekosten durchführen Bei Freigabe durch Labor & Produktion Analysenzertifikat per an Kunden senden. Das Systemverhalten ist durch graphische Produktionsregeln beschrieben. Jedes Auftrags- oder Produktionsevent führt eine instanzierte Produktionsregel aus., 10

11 Report Manager SIMATIC IT Report Manager Report Manager sammelt Daten aus allen -Quellen und erzeugt aussagekräftige Berichte Komponentenübergreifende Berichte Informationsportal Komponentenberichte Unilab Externe Interspec Interspec DB INFORMATIONSQUELLEN Anwender Universe Universe: Visualisierung Informationsauswahl per Drag & Drop Historian Komponenten Suite ENDBENUTZERANSICHT MES von von Siemens: Siemens:, 11

12 Historian Universelle Auswertung mit MS-Excel MES von von Siemens: Siemens:, 12

13 Client Application Builder Web-basierte, standortunabhängige EntscheidungsUnterstützung auf Basis von Echtzeit-Informationen Integriert in MS Visual Studio.Net Einfacher Zugang zu Simatic IT Daten MES von von Siemens: Siemens: Verbindet geschäftliche Daten mit Echzeitdaten Integriert in Messaging Manager Clients ohne Verwaltungskosten, 13

14 Client Application Builder z. B. Auftragsliste Freigabe von Aufträgen MES von Siemens: SIMATIC IT SIMATIC IT Komponenten Aktuelle und Zielproduktionsmenge Schnittstelle SAP, 14

15 Client Application Builder Webbasierte Analyse und Berichterstellung auf Basis von Echtzeitinformationen MES von von Siemens: Siemens: Informationsportal für z. B. Auftragsdaten, Qualitätsbewertungen, Mengenbilanzierungen,..., 15

16 Beispiel zum Informationsfluss Embedded MES von von Siemens: Siemens: als Teilfenster im SAP Portal, 16

17 Bibliotheken (Libraries) ERP SAP Client Application Builder Komponenten, Modelle und Produktionsabläufe sind als MES von von Siemens: Siemens: wiederverwendbare Bibliotheken (Libraries) in einer hierarchischen Struktur abgelegt. MES Sie Zeit und Damit sparen Kosten und vermindern Projektrisiken. JDE Data Integration Service Framework Material Manager Messaging Manager Report Manager Kunden-Bibliotheken Order Mgr. Personnel Manager Historian Industrie-Bibilotheken Unilab Interspec Cross-Industry Libraries Fremdapplikationen und -Datenbanken RTDS Automatisierung PCS 7 S5 & S7 Batch PLC DCS OPC RFID, 17

18 Cross-Industry Libraries Grafischen Regeln, Web Screens, Berichte MES von von Siemens: Siemens: Fertigungsindustrie Durchführung Qualität Grouping & Milestone Mgt Corrective Action Mgt SPC Personnel Mgt Equipment Allocation Electronic Work Instructions Routing Mgt Unit Execution Filters & Probes Batch Mgt Weighing & Dispensing Assembly Interlocking Mgt. der Fertigungsmittel LIMS Integration Leistung Maintenance Defect Mgt OEE / DTM Equipment Bestand Target Mgt Inventory Mgt Batch Analysis Warehouse Mgt Mass Balance & Yield Mgt Rework Mgt Aufträge Cleaning in Place Orders Mgt Load in / Load out Scheduling Filling & Packaging Work in Progress Pallet & Labelling EBR Tank Farm Recipe Mgt Integration Materialverwaltung ERP Integration Kanban SAP Integration Buffer Mgt Material Request Transport Mgt Material Movement RFID Process Genealogy Discrete Genealogy Inventory Mgt Warehouse Mgt, 18

19 Stillstandzeitenanalyse Analyse der Verteilung von Stillstandzeiten Identifizierung häufiger Fehler MES von von Siemens: Siemens: Aufsplittung in detaillierte Ursachen für Stillstandzeiten Gantt-Diagramm für den Betriebsmittel-Status Visueller BetriebsmittelVergleich Analyse und Kontrolle des Anlagenstatus Identifizierung von unausgelasteten Betriebsmitteln und Abhängigkeiten von Ereignissen Manuelles Beschreiben von Ereignissen die zu Stillstandzeiten führten Zuordnen von Ursachen zu Stillstandzeiten, 19

20 Leistungsanalyse Verteilung der Stillstandzeiten Ursachenanalyse Pareto-Analyse Clustermöglichkeiten (Zeit, Charge, Produkt,..) MES von von Siemens: Siemens: Verfügbarkeit Leistung Qualität Gesamteffektivität der Maschinen Mittlere Ausfallzeit (MTBF) Durchlaufzeit Clustermöglichkeiten, 20

21 Ausfallzeitenanalyse MES von von Siemens: Siemens: Gantt-Diagramm zur Darstellung der Ursachen und der Dauer pro Ausfallzeitereignis, pro Fertigungsmittel Überblick über Maschinenstatus (Störungen, Ursachen) Stapelbalkengrafiken Balkendiagramm für Auszallzeitenverteilung Balkendiagramm zum Vergleich von Ausfallzeitenursachen über einen bestimmten Zeitraum, nach, 21 Fertigungsmitteln

22 Benutzeroberfläche MES von Siemens: SIMATIC IT, 22

23 Der Arbeitsbereich: Ansicht 2-Gantt Diagramme Per PDS-I Drag & Dropping wird markiert an welcher Stelle der ausgewählte Eintrag eingeplant werden soll (alternative Betriebsmittel und Zeiträume) MES von Siemens: SIMATIC IT Zu planender -Bereich (ERP oder APS Daten) Automatische Scheduling Tools Geplanter Bereich Ausführliche Planung, 23

24 Drill-Down Warnliste Durch das Drill-Down eines Warnlistenpunktes kann der Anwender auf dem Gantt-Diagramm erkennen, welche Objekte die Warnung generiert haben. MES von Siemens: SIMATIC IT, 24

25 Verwaltung der Ablaufliste Mit Hilfe von PDS-I sind Anwender in der Lage Einträge (Arbeitsabläufe) in tabellarischer Form zu gruppieren, sortieren und zu ordnen. MES von Siemens: SIMATIC IT, 25

26 Materialverfügbarkeitsdiagramm Auf Grundlage der bisher eingegebenen Produktionsdaten und des Verbrauchs, zeigt PDS-I die terminierte Materialverfügbarkeit an. Engpässe werden markiert. MES von Siemens: SIMATIC IT, 26

27 Maßnahmen Zeitplan (Predictive KPI) Zeitliche Maßnahmen des vom Anwender entwickelten Zeitplanes werden kontinuierlich aktualisiert MES von Siemens: SIMATIC IT, 27

28 SPC (statistische Prozessregelung) Verschiedene statistische Berechungen können auf die Messwerte angewendet werden. Die Ergebnisse können in verschiedenen Regelkarten ausgegeben werden. Für quantitative Merkmale: Für qualitative Merkmale: MES von Siemens: SIMATIC IT, 28

29 R&D Suite - Produkt & Bibliotheken R&D Suite ist eine Kombination aus Bibliotheken auf der Basis von Standard-Produktkomponenten. Funktionalitäten aus den Standard-Produkten MES von Siemens: SIMATIC IT Project Libraries Industry Library E-Lab R&D Project Formula Trials & Notebook Management Workbench Experiments Product Components Interspec, Unilab, MM, PPA,... 3rd Party Product, 29

30 VIELEN DANK! Kontakt: Joachim Murawski Business Development Siemens AG, A&D AS SM MES