INNOVATIVE FABRIKSOFTWARE Addons für Maschinen. 4FAS FFS-Integration Fastems MMS-Anbindung

Transkript

1 INNOVATIVE FABRIKSOFTWARE Addons für Maschinen MASCHINENDATENERFASSUNG ENERGIEEFFIZIENZOPTIMIERUNG AUTOMATISIERUNG FFS PROZESSKONTROLLE SPC MAZAK HEIDENHAIN SIEMENS ADDONS 4FAS FFS-Integration Fastems MMS-Anbindung

2 4FAS Fastems MMS-Anbindung Herausforderung Mithilfe eines flexiblen Fertigungssystems (FFS) lässt sich die Fertigung mit Werkzeugmaschinen automatisieren und ermöglicht so die mannlose Fertigung sowie die Steigerung der Produktionskapazität und der Auslastung. Einer der Marktführer für FFS ist der finnische Hersteller Fastems mit Niederlassungen in ganz Europa. Die FFS von Fastems können Maschinenpaletten, runde Paletten, breite Paletten, Vorrichtungen mit Nullpunktspannsystem und andere Beladungsarten handhaben. Die Systeme beinhalten auch Funktionen für die Materialhandhabung und können unterschiedliche Größen von Maschinen- und Materialpaletten in dasselbe System einbeziehen. Die Abmessungen der Beladung können von Paletten mit einigen Hundert Millimetern bis zu mehreren Metern für Lasten von bis zu 20 metrischen Tonnen und mehr reichen. Fastems hat seit Anfang der Achtzigerjahre seine eigenes Steuerungssystem - genannt MMS - für hunderte flexibler Fertigungssysteme ausgeliefert und tausende Werkzeugmaschinen in diese Systeme integriert. MMS umfasst alle wichtigen Betriebsfunktionen, einschließlich der Auftrags-/ Jobabwicklung, dem Rüsten der Paletten, der Ressourcenverwaltung und des Produktionsmanagements für das FFS. Für Anwender von Fastems ergeben sich Herausforderungen in der planungs- und erfassungsseitigen Einbindung des FFS in die gesamte Produktion, da es sich hierbei quasi um eine "black box" handelt: die Aufträge bzw. Jobs müssen zum einen mit Menge, Termin Artikelnummer usw. manuell am MMS eingegeben werden. Zum anderen gibt MMS die Abarbeitungsreihenfolge selbst vor. Unternehmen, die auf den Fastems FFS keine Komplettbearbeitung durchführen, sondern die so produzierten Halbfertigprodukte in Folgearbeitsgängen weiterbearbeiten, haben ein Planungsund Synchronisierungsproblem. 4FAS löst dieses Problem durch bidirektionalen Informationsaustausch mit Fastems MMS sowie einem Zusatzmodul zur Planung von FFS/Palettenmaschinen in der 4APS Multiressourcenplanung. Einsatzgebiet und Nutzen 4FAS unterstützt die Planung, Erfassung und Integration von Fastems FFS mit MMS in der Einzel-, Auftrags-, Variantenfertiger, Kleinserien- und Serienfertigung. Best- Practices aus dem Maschinen/Anlagen-/Apparate-/Werkzeug-/Formenbau, der Automobil-/Luftfahrt-/Medizintechnik sind integriert. 4FAS ermöglicht die Planbarkeit der gesamten Aufträge signifikant zu steigern, die Produktionsdurchlaufzeiten durch die Synchronisierung der Folgearbeitsgänge nach dem FFS zu reduzieren, den feingeplanten Arbeitsvorrat und auch die Reihenfolge der Abarbeitung automatisch ohne manuellen Eingriff an das Fastems MMS zu übergeben sowie die Ist-Mengen und den Status direkt aus MMS verarbeiten zu können.

3 Integration von Fastems FFS in die ERP/MES-Welt Palettenmaschinenplanung und direktes Fastems MMS-Interface Einbindung der "black box" FFS in die gesamte Produktionsplanung und -steuerung durch bidirektionale MMS-Schnittstelle

4 Bestandteile Die 4FAS-Gesamtlösung für Fastems FFS besteht aus 1. Schnittstelle zu beliebigen ERP/PPS-System, 2. Zusatzmodul zur Planung von FFS/Palettenmaschinen in 4APS sowie 3. 4FAS-Server für Datenaustausch mit Fastems MMS. Im Folgenden werden die Bestandteile näher erläutert. Schnittstelle ERP/PPS Ist bereits ein ERP/PPS-System vorhanden, bietet sich die Übernahme von Stammund Bewegungsdaten an. Alternativ können Aufträge im Modul 4AVO auch standalone verwaltet werden. ERP/PPS-Schnittstellen bestehen im Allgemeinen aus zwei Schnittstellen: 1. Download vom ERP/PPS-System nach 4APS: Kunden-/Fertigungsaufträge, Arbeitspläne, BDE-Daten (falls im ERP/PPS vorhanden), Arbeitsplätze, Artikel und Stücklisten (falls notwendig) 2. Upload von 4APS zum ERP/PPS-System (optional): Rückgabe der Plandaten (geplante Start-/Endetermine der Arbeitsgänge und Aufträge), Übergabe von BDE/MDE-Daten (aus 4BDE, aus 4FAS bzw. der Fastems MMS, aus 4MDE) Technologisch werden diese Schnittstellen wie folgt realisiert: 1. Filebasiert (ASCII, CSV. XML) 2. SQL-Datenbankgestützt: Übergabetabellen und SQL-Trigger / Stored Procedures 3. Webservices: über beidseitige Webservices = Echtzeitkommunikation Zu folgenden ERP/PPS-Systemen existieren Standardschnittstellen, die lediglich kundenspezifisch konfiguriert werden: SAP ERP Microsoft Dynamics:NAV und AX Infor:com, LN ABAS ams.erp Sage Officeline und viele mehr.

5 Palettenmaschinenplanung Kunden-/ Fertigungsaufträge, Arbeitsgänge, Ressourcen und deren Kapazitäten sind die zentralen Elemente der rückstandsfreien Feinplanung. Eine detaillierte Beschreibung der Multiressourcenplanung ist dem 4APS-Prospekt zu entnehmen. An dieser Stelle wird auf die Planung von FFS bzw. Palettenmaschinen eingegangen. Tabelle mit Kunden-/Fertigungsaufträgen und Arbeitsgängen Alle freigegebenen Aufträge werden eingangs in die Planung eingelesen, wobei die Einleseregeln im Leitstand konfigurierbar sind. Tabellarisch können Kunden-/ Fertigungsaufträge und Arbeitsgänge aufgerufen werden. Zeitachse und -verlauf Die Plantafel ist als Balkendiagramm aufgebaut, wobei die Zeitachse horizontal und die Reihenfolge der Arbeitsplätze vertikal abgebildet ist. In jeder Zeile wird die Belegung des Arbeitsplatzes mit allen seinen Arbeitsgängen durch farbliche Balken dargestellt. Eine Skalierung der Zeitachse kann stufenlos per Zoom erfolgen. FFS/Palettenmaschine Bei einem FFS erfolgt eine automatische Splittung des Auftrags aber der FFS-Ressource entsprechend der Paletten bzw. Aufspannmöglichkeiten. Splittung deshalb, da der Folgearbeitsgang innerhalb eines Fertigungsauftrags ja direkt nach Bearbeitungsende einer Palette begonnen werden kann. Die auf Palettengröße gesplitteten Arbeitsgänge werden virtuell zusammengefasst (Rüstoptimierung), wobei eine t R für das hauptzeitparallele Rüsten der Paletten berücksichtigt wird. Kapazitätsangebot Das zur Verfügung stehende Kapazitätsangebot wird im Betriebskalender gepflegt und die Schichtmodelle der Ressourcen wie folgt in der Plantafel dargestellt: grün = Ressource hat verfügbare Kapazität entsprechend Schichtmodell weiß/gelb = Ressource ist nicht verfügbar (z.b. Wochenende) Ein FFS sollte mit 7/24-Stunden Kapazität verplant werden, falls sie unbegrenzt verfügbar ist. Geplante Wartungsstillstände sollten auch hinterlegt werden. Der geplante Auftragsvorrat auf dem FFS wird beim Speichern an MMS übertragen.

6 Schnittstelle: Fastems MMS Es bestehen zwei verschiedene Wege zur Kommunikation mit Fastems MMS: 1. filebasiert per XML-File (MMS-3010) 2. Webserver-basiert (MMS-3110) Beide werden von S4P hierzu angeboten, wobei der Webserver-basierte Ansatz unserem Echtzeitgedanken am besten entspricht. Der Ablauf der filebasierten Kommunikation ist den folgenden Abbildungen zu entnehmen, die ausgetauschten Daten sind im Fall 1 und 2 die Gleichen. Die in 4APS anhand der Paletten virtuell zusammengefassten Arbeitsgänge werden als Aufträge an das Fastems MMS übergeben. Hierbei ist datentechnisch New, Update und Delete (falls Auftrag noch nicht in Arbeit) möglich. Ein so übergebener MMS- Auftrag enthält eine Auftragsnummer, einen Beschreibungstext, eine Teilenummer (muss in MMS vorhanden sein), einen Status (Planned, Suspended, Released, Emergency), eine Menge, einen Liefertermin und einen frühesten Starttermin. MMS erzeugt entsprechende Events, wenn ein fertig bearbeitetes Teil auf der Palette abgespannt wird. Hierbei wird die Auftragsnummer, der Auftragsstatus, der Arbeitsgangstatus, die produzierte Menge, der Abarbeitungsgrad sowie ein Zeitstempel übertragen.

7 Anwendungsfälle Die 4FAS-Gesamtlösung für Fastems FFS kann modular für unterschiedliche Anwendungsfälle eingesetzt werden: 1. Integration eines beliebigen ERP/PPS-Systems mit Fastems MMS Hierzu wird lediglich eine Schnittstelle zum vorhandenen ERP/PPS-System konfiguriert (Übernahme Fertigungsaufträge und Arbeitsgänge) und das/die Fastems MMS mittels 4FAS integriert. Als Ergebnis wird der ERP/PPS-Auftragsvorrat an das Fastems MMS übertragen und die Ist-Mengen an das ERP/PPS zurückgegeben. Nutzen: Kosteneinsparung, kein BDE-Buchen notwendig, bessere Nachkalkulation 2. Feinplanung mit 4APS sowie Zusatzmodul Planung von FFS/Palettenmaschinen Zusätzlich zur Stufe 1 kann mittels 4APS die Feinplanung der FFS/Palettenmaschine erfolgen. Wie eingangs erläutert, ist dies besonders bei Nicht-Komplettbearbeitung auf dem FFS äußerst wichtig, da sonst die Folgearbeitsgänge nicht synchronisiert sind und teilweise Lücken von x Tagen entstehen. Außerdem wird das FFS optimal ausgelastet und produziert kritische Engpassaufträge auch in richtiger Reihenfolge. Nutzen: Durchlaufzeiten, Produktivität, Transparenz 3. Maschinendatenerfassung an den im FFS eingesetzten Werkzeugmaschinen Zusätzlich zu Stufe 1 und/oder Stufe 2 können bei den im Fastems FFS eingebundenen Werkzeugmaschinen noch mittels 4MDE die Maschinendaten bzw. Stillstands- und Produktivzeiten erfasst werden. Die Auswertungsmöglichkeiten in Fastems MMS sind hierbei begrenzt. Zwar sind Aussagen über produktive Spindellaufzeiten im Gesamtverbund möglich, weniger aber auf Einzelmaschinenebene. Gerade hier ist es aber sehr interessant, die Produktivität damit die FFS/MMS-Auftragseinsteuerung zu erfassen. Zusätzlich kann auch ein Alerting per SMS/ o.ä. bei Störung oder Maschinenstillstand auf Einzelmaschinenebene eingerichtet werden. Nutzen: Produktivität, Transparenz, Stillstandszeiten, Verschwendungen 4. Intelligente Paletten dank 4PRO-Displays Unsere 4PRO Produktionslogistiklösung wandelt unintelligente Objekte (z.b. Ladungsträger) dank Soft- und Hardware zum "Mitdenker". Hierzu wird an den Paletten ein Paper-White-Display mit Funktionstasten angebracht. Dadurch können Produktions-/ Logistikmitarbeiter direkt interagieren (zwei Funktionstasten für z.b. Start/Ende). Die vertikale Integration zum Planungs- und Leitsystem wird über WLAN hergestellt. Details siehe 4PRO-Prospekt. Projektablauf In der Praxis hat sich hierzu diese phasenorientierte Vorgehensweise bewährt: 1. Kickoff: mit Verabschiedung Ziele, Projektplan, Terminen und Verantwortlichkeiten 2. Pflichtenheft: Erstellung und Verabschiedung mit Schnittstellenspezifikation 3. Umsetzung des Pflichtenhefts 4. Schulung der Key-User per Fernwartung oder Vorort 5. Schulung der Anwender durch die Keyuser ( Train-the-Trainer") 6. Test-/ Parallelbetrieb 7. Echtstartvorbereitung wie Umzug auf das Livesystem und Golive / Echtstart 8. Projektabschluss und Dokumentation

8 ÜBER UNS Mission: Innovative Softwareschmiede und Problemlöser für die Industrie 4.0 Strategie: Entwicklung innovativer Fabriksoftware made-in-germany als Innovationsführer und Vermarktung über eigene Vertriebskanäle sowie Vertriebs-/ OEM-Partner. Markt-/ Branchenfokus: Kleinbetriebe, mittelständische Industrieunternehmen, Werke von Konzernen des Maschinen-/Anlagen-/Werkzeug-/Formenbaus, der Metall-, Kunststoff-, Automotive-, Aerospace-, Elektronik- oder Verpackungsindustrie. Produkte und Technologie: Das modulare Lösungsportfolio deckt unterhalb von ERP/PPS-Systemen die komplette Produktion von der Arbeitsvorbereitung, Multiressourcenplanung bis hin zur Ist-Datenerfassung ab. Des Weiteren werden Addons für Maschinen zur Energieeffizienzoptimierung oder Automatisierung angeboten. Die von low-cost bis high-end skalierbaren Standard- und Individuallösungen zeichnen sich durch innovative Funktionalität, hohe Wandlungsfähigkeit sowie praktischen Nutzen aus. Die service-orientierte IT-Architektur basiert zu 100% auf Java und ist so unabhängig von Betriebssystem, Hardware oder SQL-Datenbank. Kunden haben damit eine nachhaltige Investitions- und Zukunftssicherheit. Qualität: DIN ISO 9001:2008 zertifiziert, Entwicklung nach ISO/IEC 29110:2011 Alleinstellungsmerkmale: Innovationen, 100% Java, Bestpractices in verschiedenen Branchen, Problemlösungskompetenz, Wandlungsfähigkeit von low-cost bis high-end Mitgliedschaften: VDI, NC-Gesellschaft, REFA, BITMI Auszeichnungen: 2010 wurde uns der NOAE Innovationspreis der Automobilindustrie und 2012 der Innovationspreis-IT für Industrie und Logistik verliehen. Portfolio OPTIMIERT ENTSCHEIDEN! KONTAKT software4production GmbH Anton-Böck-Str. 34 D München Tel. +49 (0) 89/