Industrie - Informatik GmbH Aachen. Adalbertsteinweg Aachen. Manufacturing Execution System. Kurz und Knapp

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1 Industrie - Informatik GmbH Aachen Adalbertsteinweg Aachen MESiGA Manufacturing Execution System - Kurz und Knapp

2 Inhalt 1 Allgemein Notwendige Hardware Auftragserfassung D110 - Aufträge D140 - Produktionsaufträge Aggregatdialoge D310 Beispiel Papiermaschine D410 Beispiel Rollenschneider D720 Beispiel Rollenpackmaschine Rückverfolgbarkeit Steuerung und Darstellung Stillstände Ausschuss Sperrungen Schichtanmeldung Freischaltung Benutzerrechte Beispiel: Schichtanmeldung an der Papiermaschine Funktionalität Etiketten Konfiguration... 23

3 1 Allgemein Das MES der Firma iga ist darauf ausgerichtet die termingerechte und ressourcenschonende Abwicklung von Fertigungsaufträgen zu unterstützen. Es stellt eine Verbindung zwischen dem übergelagerten ERP-System (SAP, Movex...) und den einzelnen Produktionseinheiten her. ERP - System (wie z.b. SAP, Infor - M3, Navision, Baan,...) Verschnittoptimierung Z.B. MAS-Tieto Oder StarTrim Feinplanung (SDZ) Schneidpläne Prod.Aufträge Kundendaten Ist-Zustand in der Produktion MES / QS Industrie - Informatik GmbH Aachen Produktionsdaten Profile Gewichte, Laufmeter Tamboure/Rollen Identifikation QLS Measurex-Honeywell, LSC, Parsytec SPS OPC, Modbus, Feldbus FTS Fahrerloses Transport System Abb. 1 Schematische Darstellung des Datenfluss zu anderen Softwaresystemen Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 1 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

4 Geplant wird in gewohnter Weise im ERP-System. Die Daten werden über eine Schnittstelle in das MESiga importiert. Dort stehen sie dem Personal sofort zur Verfügung und können für die Produktion genutzt werden. Während der Produktion oder auch erst bei der Fertigstellung der Produkte können die entsprechenden Daten wieder zurück an das ERP-System gemeldet werden. In der Produktion werden die verschiedensten Systeme an das MESiga angebunden. Systeme wie zum Beispiel Measurex-Honeywell, LSC, Parsytec oder ULMA liefern Daten an den Produktionseinheiten, die direkt in das MES übernommen und dort unter anderem für Auswertungen und Statistiken gespeichert werden. Etiketten können an allen Aggregaten über Industriedrucker oder über herkömmliche Laserdrucker gedruckt werden. 1.1 Notwendige Hardware Das MESiga ist eine weitgehend plattformunabhängige Software. Sie wurde in C++ mit Hilfe der Qt - Library der Firma Trolltech entwickelt und kann so auf den unterschiedlichsten Systemen (Windows, Linux, Unix, Solaris, Mac...) eingesetzt werden und ist somit auch für die Zukunft gut gerüstet. Die Datenhaltung erfolgt in einer SQL - Datenbank, diese kann zum Beispiel Oracle, MS-SQL, Sybase oder jede andere SQL - Datenbank sein. Das MESiga kann als Client-Server-System laufen oder auch über X-Windows oder Windows - CE an sogenannten Thin - Clients benutzt werden, wobei der Datenbank-Server vom Applikation - Server getrennt werden und auch auf unterschiedlichen Systemen laufen kann. Seite 2 von 23

5 Abb. 2 Übersicht Hardware Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 3 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

6 2 Auftragserfassung Im MESiga unterscheidet man zwei Arten von Aufträgen. Zum einen die Kundenaufträge, die die bestellten Rollen unterschiedlicher Sorten beinhalten, zum anderen die Fabrikationsaufträge, die mehrere Kundenaufträge einer Sorte zusammenfassen. Beide Auftragsarten können im MES erfasst und bearbeitet oder von dem ERP- System automatisch übernommen werden. 2.1 D110 - Aufträge In diesem Dialog werden die Kundenaufträge verwaltet. Diese kommen normalerweise aus dem ERP-System und sind einem Kunden zugeordnet falls es keine Lageraufträge sind. Abb. 3 Kundenauftrag Alle kundenspezifischen Merkmale werden hier gespeichert. Dies können sein: Verpackungsvorschriften, die dem Bedienpersonal angezeigt wird Auftragstexte für Besonderheiten Etiketten Zuweisung für das Fertigprodukt etc.. Bereits produzierte Artikel zu diesem Auftrag können über eine Verknüpfung direkt eingesehen und so der aktuelle Fortschritt des Auftrags kontrolliert werden. der Verlauf zeigt die Entstehung des Produkts. Seite 4 von 23

7 2.2 D140 - Produktionsaufträge Produktionsaufträge entstehen normalerweise durch Zusammenfassung von Kunden- und Lageraufträgen eines Artikels. Diese werden in dem Dialog 140 verwaltet. Die Schnittstelle zum ERP-System legt die Produktionsaufträge an und gibt auch die Maschinenreihenfolge mit den entsprechenden Soll-Mengen vor. Diese Maschinenreihenfolge wird an allen Aggregaten überprüft, so dass das Personal sofort eine Meldung bekommt, wenn die Reihenfolge der Maschinen nicht eingehalten wird. Abb. 4 Produktionsauftrag mit aktuellem Bearbeitungsstand Die Soll - Mengen werden den Ist - Mengen gegenübergestellt, so dass man einen Überblick über den Fabrikationsfortschritt bekommt. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 5 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

8 3 Aggregatdialoge Im MES gibt es für die einzelnen Aggregate spezielle Dialoge/Masken, die das Erfassen, Bearbeiten und Anzeigen der speziellen Daten vereinfachen soll. Diese Dialoge sind speziell auf die Bedürfnisse der Benutzer an dieser Maschine zugeschnitten um sie bei der täglichen Arbeit zu unterstützen. Exemplarisch werden hier nun die Dialoge für die Papiermaschine, den Rollenschneider, und der Packanlage beschrieben. 3.1 D310 Beispiel Papiermaschine Im Papiermaschinendialog werden Ereignisse (Tambour- und Stillstandsmeldungen) chronologisch absteigend aufgelistet. Diese Meldungen werden in der Regel automatisch von Systemen wie zum Beispiel ABB, Measurex-Honeywell, LSC, MRP oder Parsytec geliefert, können aber auch manuell nacherfasst werden. Abb. 5 Aggregatdialog für die Papiermaschine Tambour (Rollen) bei denen durch das Labor oder direkt an der Maschine Unregelmäßigkeiten festgestellt wurden, werden im System mit entsprechenden Farben markiert, so dass das Personal direkt darauf reagieren kann. Zu jedem Tambour werden Daten in einem Maschinenbuch erfasst. Diese Daten können automatisch von PLS-Systemen übernommen oder auch manuell vom Personal eingegeben bzw. korrigiert werden. Seite 6 von 23

9 Abb. 6 Elektronisches Maschinenbuch Das komplette Maschinenbuch kann je Aggregat individuell gestaltet werden. Es können neue Werte erfasst, bestehende verändert, neue Gruppen hinzugefügt oder auch zu jedem Feld individuelle Plausibilitätsprüfungen eingegeben werden. Bestimme Werte müssen vom Personal eingegeben werden (rote Pflichtfelder), andere können manuell verändert (grün) und wiederum andere dürfen nicht bearbeitet werden (schwarz). Diese Art der Datenerfassung bzw. Bearbeitung wird nicht nur an der Papiermaschine eingesetzt, sondern kann auch an allen anderen Aggregaten, wie zum Beispiel der Streichmaschine oder dem Kalander, Beschichtungsmaschine, eingesetzt werden. Mit einer jeden Fertigmeldung prüft das MES iga ob ein Prüfauftrag generiert werden muss. Die Festlegung erfolgt über einen Prüfrhythmus, der zum Artikel definiert werden kann. Zusätzlich wird ddie Produktionsmenge (inkl. Einsatzmaterialien an das ERP gesendet. Dies gilt grundsätzlich für alle Aggregate/Maschinen. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 7 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

10 3.2 D410 Beispiel Rollenschneider Am Rollenschneider werden aus den großen Rollen kleine Rollen geschnitten. Die Schneidpläne können aus Verschnittoptimierungsprogrammen z.b. MAS-Tieto oder StarTrim übernommen oder manuell im System über den D160 Schneidpläne erfasst und bearbeitet werden. Abb. 7 Schneidplan für den Rollenschneider Dieser Dialog gibt an, wie viele Rollen in welchen Breiten und Längen nebeneinander am Rollenschneider geschnitten werden sollen. In diesem Fall sollen 3 Rollen mit einer Breite von 2 x 1420mm und 3 x 720mm mit jeweils 8209 Laufmetern 4 mal geschnitten werden. Am Rollenschneider werden, wie an der Papiermaschine, die Ereignisse (Wurf) chronologisch absteigend sortiert. In der ersten Zeile (blau markiert) wird der Schneidplan aus dem D160 für den nächsten Wurf angezeigt. Seite 8 von 23

11 Abb. 8 Rollenschneider mit Bearbeitungshistorie Die Mutterrollen, Laufmeter und die ausgewählte Schneidanweisung, sowie weitere relevante Daten des Wurfes können im oberen Bereich des Dialogs eingegeben werden. Wenn alle Daten korrekt eingegeben wurden, kann der Wurf bestätigt werden und die entsprechenden Rollen werden im System angelegt. Es ist auch möglich nur bestimmte Rollen zu bestätigen und die restlichen Rollen erst beim nächsten Wurf/Stopp fertig zu melden. Dies kann dann sinnvoll sein, wenn man eine Rolle mit doppeltem Durchmesser und 2 mit Halbdurchmessern braucht. Rollen, die in Ausschuss gebucht wurden (rot), oder später noch am Rollendoktor /Umroller nachbearbeitet werden müssen (grau), aber auch gesperrte und wieder freigegebene Rollen, erhalten eine farbliche Markierung um sie besser von den anderen Rollen unterscheiden zu können. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 9 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

12 3.3 D720 Beispiel Rollenpackmaschine An der Rollenpackmaschine werden die zu verpackenden Rollen automatisch über eine Kamera oder man. von Hand gescannt und im System angezeigt. Rollen aus einem Auftrag und dem gleichen Durchmesser, können gemeinsam verpackt werden (blau hinterlegt). Abb. 9 Rollen vor der Rollenpackmaschine Das Personal kann sich zu jedem Auftrag die Verpackungsvorschrift anzeigen lassen. Diese werden in der Planung jedem Auftrag zugeordnet und können im System angepasst und erweitert werden. Die Rollen werden in diesem Fall vor dem verpacken gewogen. Das gewogene Gewicht wird später auf das Etikett für die Außenverpackung gedruckt. Die Etiketten Art kann durch den Kunden bzw. durch den Produktionsauftrag gesteuert werden. Sind die Rollen fertig verpackt, werden sie eingelagert und an das ERP System gemeldet. Seite 10 von 23

13 4 Rückverfolgbarkeit Ob gesetzliche Bestimmungen, Reklamationen oder Qualitätsprobleme; es gibt viele unterschiedliche Aufgabenstellungen, bei denen das Thema Rückverfolgbarkeit extrem wichtig ist. Mir einer eindeutigen Chargennummer eines produzierten Artikels kann festgestellt werden wann, wo und wie der Artikel hergestellt wurde. Mit diesen Informationen ist es dann leichter die Ursache und ggf. andere betroffene Rollen zu finden. Mit der Produktionsauftragsnummer kann man im Dialog 140 den Verlauf des Auftrags grafisch darstellen. Abb. 10 Verlauf Produktionsauftrag Auf dem TAB Arbeitsfolge erhält man dann die Liste der Aggregate und die dort produzierten Soll- und Ist-Mengen. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 11 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

14 Abb. 11 Übersicht Produktionsauftrag Oder mit Doppelklick auf eine einzelne Charge des Verlaufs um einen Überblick über End- und Zwischenprodukte zu erhalten. Abb. 12 Übersicht Produktion einer einzelnen Charge Seite 12 von 23

15 Mit einem weiteren Doppelklick erhält man die Detailinfromationen zu dem ausgewählten Produktionsschrittes. Abb. 13 Übersicht Produktion einer einzelnen Charge Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 13 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

16 5 Steuerung und Darstellung Erfasste Messwerte können im MES sowohl tabellarisch als auch grafisch angezeigt werden. Über den Dialog 331 Tambourprofile können z.b. verschiedene Tambourprofile angeschaut und gegenübergestellt werden. In diesem Fall wird der Verlauf des Flächengewicht von Tambour 1 dem Verlauf des Flächengewichts Lutro von Tambour 2 gegenübergestellt. Abb. 14 Darstellung von Quer- oder Längsprofilen Im Dialog 232 Referenzfabrikation werden Daten aus dem Maschinenbuch zu allen Tambouren einer Fabrikation angezeigt und gegenübergestellt. So kann man sich relativ schnell einen Überblick über den Verlauf bestimmter Werte während der Produktion verschaffen. Im Besondern der Vergleich zu bereits abgeschlossenen Fabrikationen der gleichen Papiersorte erleichtert die Einhaltung der Qualitätsrichtlinien. Seite 14 von 23

17 Abb. 15 Produktionswerte von Referenzfabrikationen 6 Stillstände Stillstände werden direkt an der Maschine erfasst oder von Prozessleitsystemen bzw. Speicherprogrammierbaren Steuerungen erkannt. Bei einer automatischen Erfassung müssen die Stillstände lediglich klassifiziert und bestätigt werden. Abb. 16 Stillstandsklassifizierung Die so erfassten Daten geben später Auskunft über Art und Häufigkeit von Störungen. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 15 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

18 Abb. 17 Auswertung der Stillstände über Aggregate und Zeit 7 Ausschuss Die Erfassung von Ausschuss kann manuell mit dem Dialog D0190 Ausschussmeldungen oder durch einen berechneten Ausschuss erfolgen, wenn eine entsprechende Berechnungsformel für ein Ereignis hinterlegt wurde. Abb. 18 Manuelle Ausschusserfassung Seite 16 von 23

19 Abb. 19 Konfiguration des Ereignisausschusses Abb. 20 Ausschussbericht Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 17 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

20 8 Sperrungen Das MESiga erlaubt Sperrungen für Teilearten. Dies können z.b. Tamboure, Rollen, Kundenaufträge oder Produktionsaufträge sein. Diese könne alle von unterschiedlichen Instanzen (Produktion, Labor, ERP,..) gesperrt werden. Einmal getätigte Sperrungen werden nicht mehr aus dem System entfernt. Bei der Freigabe einer Sperrung wird diese Sperrung lediglich als nicht mehr relevant gekennzeichnet. Sperrmeldung werden zur Dokumentation und Steuerung des Produktionsflusses benötigt. Gesperrte Tambour, Rollen, etc. werden durch unterschiedliche Farben gekennzeichnet. Abb. 21 Sperrmeldung eine Tambours frei... ist jetzt frei, war aber bereits gesperrt. frei... ist vom Labor mit Vorbehalt freigegeben. gesperrt... ist gesperrt. Ausschuss... ist vom MES in Ausschuss gebucht worden. Ausschuss... ist vom Labor in Ausschuss gebucht worden Seite 18 von 23

21 9 Schichtanmeldung 9.1 Freischaltung Die Schichtanmeldung kann immer gemacht werden. Wenn Sie aber in der Maske 25 nicht freigeschaltet wird, hat Sie lediglich eine kommentierende Funktion. Abb. 22 Registry suche nach anmeldung In der MES iga Registry z.b. nach anmeldung suchen und auf das Ergebnis doppelt klicken. Die Freischaltung erfolgt durch den Eintrag Aktiviere Schichtanmeldung, der auf 1 gesetzt werden muss. 9.2 Benutzerrechte In D010 werden Benutzer und ihre Rechte gepflegt. Neben den persönlichen Daten erfolgt hier die Zuordnung von Dialogen über zuvor definierte Profile. Diese Profile enthalten bereits die Rechte für Ändern und/oder Löschen. Ein Benutzer der in Aggregatdialogen (Maschinenrückmeldungen) Daten eingeben soll, muss also mindestens Änder-Rechte in der Eingabemaske seines Arbeitsplatzes und in D026 Schichtanmeldung haben. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 19 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

22 9.3 Beispiel: Schichtanmeldung an der Papiermaschine Das MESiga unterstützt eine Teamanmeldung an allen Arbeitsplätzen. Nur die angemeldeten Personen dürfen an diesen Aggregaten Daten eingeben. Ein normaler Schichtwechsel wird durch die Anwahl einer neuen Schicht und einer der Zuordnung als aktuelle Schicht ausgeführt. Abb. 23 Schichtanmeldung an der Papiermaschine 9.4 Funktionalität MES iga prüft vor jeder Eingabe ob die angemeldete Person zur Schicht gehört. Ist keine Schicht angemeldet erscheint diese Meldung: Abb. 24 Fehlermeldung Keine Schicht an der Maschine angemeldet. Seite 20 von 23

23 Ist die Schichtanmeldung älter als 8,5 Stunden muss die Schichtanmeldung erneuert werden. Dies ist nur eine Warnung und führt nicht zum Abbruch. Abb. 25 Fehlermeldung Keine Schicht an der Maschine angemeldet. Ist der angemeldete Benutzer nicht der aktuellen Schicht zugeordnet, erscheint eine solche Meldung und die Person wird sofort wieder abgemeldet. Abb. 26 Fehlermeldung Angemeldeter Name Max Muster gehört nicht zur Schicht Ist ein Benutzer keiner Schicht zugeordnet wird diese Meldung angezeigt. Sie ist auch nur eine Warnung und führt nicht zum Abbruch. Abb. 27 Fehlermeldung Benutzer gehört keiner Schicht an. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 21 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom

24 10 Etiketten Mit der Maske D0032 Etiketten erstellen kann der Benutzer jedem Kunden ein anderes Etikett zuordnen. Das Etikettenlayout und der Dateninhalt können weitgehend frei definiert und auf jedem Drucker (PS) in allen Formaten A3, A4, A5, etc. gedruckt werden. Auch alle gängigen Barcodes werden dabei unterstützt. Abb. 28 Beispiel Rollenetikett Seite 22 von 23

25 11 Konfiguration Das Programm kann einfach durch den Anwender konfiguriert werden. Die Dialogbezeichnungen sind frei wählbar und durch den Anwender veränderbar. Dazu bedarf es natürlich der entsprechenden Berechtigung, die in Form von Berechtigungsprofilen definiert und zugeordnet werden kann. Wichtige Steuerungsfunktionen im MESiga sind einstellbar mit dem Dialog D0025. Hier können Funktionalitäten für Anwender, Services ( Hintergrundaktivitäten wie Schnittstellenprogramme, Steuerungen, etc.), Werke und einzelne Dialoge ein- oder ausgeschaltet bzw. parametriert werden. Industrie Informatik GmbH Aachen Seite 23 von 23 F:\allgemein\IGA\VERTRIEB\MES\MES_test.doc vom