Maschinendatenerfassung

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1 Maschinendatenerfassung Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 1/8

2 Inhaltsverzeichnis Protokoll:... 3 Erste Schritte... 3 Beginnzeiten, Stillstandszeiten und Störungsende... 5 Überschneidungen... 7 MTBF, MTTR, Verfügbarkeit, Nutzungsgrad... 7 Abkürzungen... 8 Marktrecherche (englisch)... 9 Machine data collection... 9 Data Collection... 9 Erklärungen aus dem Web... 9 Zeitermittlung... 9 Kurzerklärung... 9 Betriebsdatenerfassung Betriebsdatenerfassung Datenerfassungssysteme Maschinendatenerfassung Definition / Klassifizierung Vorgehensweise Bildverweis: Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 2/8

3 Protokoll: Erste Schritte Um das Exceldokument zu bekommen wird es vom Sharepoint runtergeladen. Um das Chaos aufzuräumen wird nach dem Datum sortiert. Dafür werden die Tabellen markiert und dann auf Sortieren nach geklickt. Dort sollte nach dem Datum aufsteigend sortiert werden. Damit ich meine Maschine 14 bekomme markiere ich alle Angabefelder, damit meine ich Datum, Maschine, Stillstandsursache, usw., und klicke auf Filtern. Dann drücke ich den Peil bei der Zelle Maschine und setzte dann das Hackerl bei 14. Das speichere ich in ein neues Dokument. So sollte das Exceldokument nun ausschaun. Ich möchte als erstes wissen welche Störungsart die Maschine hat. Ich fange damit an das ich die Stillstandsursachen definiere. Damit ich sie definieren kann speicher ich sie in die zweite Tabelle. Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 3/8

4 Nun füge ich bei meinen Maschinendaten eine Spalte namens SU_Bezeichnung. Auf die untere Zelle füge ich einen SVERWEIS ein indem ich auf fx doppelt klicke und unter alle es heraussuche. Das Feld sollte nun kommen. Ins Suchkriterium schreibe ich F1. In der Tabelle2 alles makieren und in Matrix einfügen. In den Spaltenindex gebe ich 2 ein. Nun füge ich eine weitere Spalte ein die den Namen Störungsart hat. Auch hier erstelle ich einen SVERWEIS. Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 4/8

5 Nun sieht man welcher Grund für die Störung ist. Beginnzeiten, Stillstandszeiten und Störungsende Als nächstes werden die Zeiten ermittelt. Dafür bezeichne ich eine neue Spalte mit Beginnzeiten. Damit ich die Zeiten bekomme muss ich eine Formel ertsellen die h, m, und s beinhaltet. Für die erste Zelle sollte die Formel so ausschauen: =ZEIT(B2;C2;D2). Nun ziehe ich die Formel die ganze Spalte runter damit ich überall die Beginnzeiten stehen habe. Nun sollte die Stillstandszeit berechnet werden. Dafür legen wir wieder eine eigene Spalte an. Um die Zeit zu bekommen rechne ich die Stillstandsdauer durch Die Formel für die erste Zelle: =I2/ Nun ziehe ich die Formel die ganze Spalte runter. Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 5/8

6 Um den Störungsende zu bekommen lege ich wie üblich eine dafür vorgesehene Spalte an. Ich rechne hierfür die Beginnzeit plus der Stillstandszeit. Die Formel: =J2+K2 über ganze Spalte ziehen. Jetzt möchte ich die Überschneidungen loswerden. Dafür stelle ich eine WENN Bedingung auf. Sie soll heißen, wenn der Störungsende größer der unteren Beginnzeit dann ist es eine Überschneidung wenn nicht dann OK. Die Formel dafür: =WENN(L2>J3;"Ü";"Ok"). Damit die Überschneidungen hervorgehoben werden ganze Spalte makieren, auf bedingte Formatierung gehen, Regeln zum hervorheben der Zellen auf ist gleich gehen und in Feld Ü eingeben. Dies sind die Überschneidungen Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 6/8

7 So sollte das Dokument nun ausschauen. Überschneidungen Damit ich nun alle Überschneidungen wegbekomme kopiere ich zuerst die Tabelle und arbeite in der neuen weiter damit die bisherige Arbeit gesichert ist. Nun werden alle Überschneidungen rausgelöscht indem ich auf Filtern klick und nur die Ü auswähl. Nun makiere ich alle und klicke auf Zellen löschen. Als nächstes ändere ich die Formel der OK s um: =WENN(L2>J3; WENN(A2<A3;"OK"; "Ü");"OK"). Bei der letzten Zelle kommt für üblich immer eine Überschneidung raus dies bessere ich einfach auf OK um. Nun sollten alle Ü verschwunden sein. MTBF, MTTR, Verfügbarkeit, Nutzungsgrad Um die Meantime to repair zu bekommen muss ich zuerst die Time to repair ausrechnen. Dafür lege ich zuerst eine Spalte an. Als nächstes verwende ich eine WENN Bedingung: =+WENN(H2="technisch";K2;"-") Daraus bilde ich die Summe. Als nächstes muss ich die Anzahl der technischen Störungen ausrechnen. Dies mach ich mit einer Zählenwenn- Formel: =ZÄHLENWENN(H:H;"technisch"). Jetzt kann die MTTR ausgerechnet werden indem man die Summe der TTR durch die Anzahl der technischen Störungen rechnet. Formel: =N1684/N1685 Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 7/8

8 Jetzt muss die ganze Tabelle kopiert werden. Durchs kopieren verliert man die Formeln deshalb müssen sie nachgeschrieben werden. Jetzt kann man MTBF ausrechnen indem man sich eine Spalte mit TBF anlegt. Hier wird die untere Beginnzeit minus dem Störungsende gerechnet. Formel: =J3-L2. Davon wird wieder die Summe gebildet. Die Spalte muss außerdem auf die Urzeit umformatiert werden. Damit unsere Berechnung stimmt muss bei der Beginnzeit noch plus dem Datum gerechnet werden. Dann muss diese und die Störungsendespalte noch umformatiert werden auf Datum und Uhrzeit. Um nun MTBF auszurechnen muss die Summe der TBF durch die Summe der technischen Störungen gerechnet werden. Formel: =O743/O744. Jetzt kann man die Verfügbarkeit ganz einfach ausrechnen indem man MTBF durch MTBF plus MTTR rechnet. Formel hierfür: =O745/(O745+N745). Die Zelle muss ich noch auf Prozent umformatieren. Dies ist die Tabelle mit den Werten. Den Nutzungsgrad rechnet man sich aus indem man die Nutzungszeit durch die Belegzeit rechnet. Abkürzungen MDE: Maschinendatenerfassung BDE: Betriebsdatenerfassung TTR: time to repair; auf Deutsch: Zeit zum reparieren TBF: time between failur; auf Deutsch: Zeit zwischen den Fehlern MTTR: minetime to repair; auf Deutsch: Durchschnittszeit zum reparieren MTBF: minetime between failur; auf Deutsch: Durchschnittszeit zwischen den Fehlern Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 8/8

9 Marktrecherche (englisch) Machine data collection The machine data collection describes the interface between the machine and the production technology of information processing. The data from the MDC can be directly as a parameter in the machine control and be used as a data source for the data collection for further purposes, such as statistical process control (SPC) and the planning and control of production orders. Data Collection Production data acquisition (PDA) is a collective term for the collection of actual data about states and processes in companies. These data can be integrated into plant information management systems, manufacturing execution systems or SCADA systems. Erklärungen aus dem Web Zeitermittlung 1 Kurzerklärung Zeitermittlung erfolgt für die Berechnung von Vorgabezeit des Arbeitnehmers, Belegungszeit des Betriebsmittels, Bewertungszeit des Werkstoffes sowie der Auftragszeit (T) im Rahmen der Arbeitsvorbereitung. Ausführliche Erklärung 1. Zweck: Zeitermittlung erfolgt für die Berechnung von Vorgabezeit des Arbeitnehmers, Belegungszeit des Betriebsmittels, Bewertungszeit des Werkstoffes sowie der Auftragszeit (T) im Rahmen der Arbeitsvorbereitung. 2. Methoden: a) Schätzung in Form der erfahrungs- und kenntnisbedingten Mehrfachschätzung. b) Zusammensetzung: Addition bekannter Zeitwerte für ähnliche Vorgänge. c) Interpolation: Ermittlung neuer aus einer Reihe bekannter Zeitwerte zur Berücksichtigung einer quantitativ veränderlichen Einflussgröße. d) Berechnung und Zeichnung, wenn mathematische Funktion zwischen Einflussgröße und gesuchter Zeit bekannt. 1 Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 9/8

10 e) Systematische Arbeitszeitstudie: Messabschnitte sind durch Analyse des Arbeitsablaufes gewonnene Arbeitselemente. Voraussetzung für Zeitermittlung, v.a. bei Verfahren e), ist die systematische Arbeitsvorbereitung mittels Erzeugnisgliederung und sinnvoller Analyse des Arbeitsablaufes. f) Multimomentverfahren. 3. Hilfsmittel: a) Technische Hilfsmittel: Stoppuhren (mit Dezimaleinteilung) oder schreibende Zeitmessgeräte (Arbeitsschau-Uhren). b) Organisatorische Hilfsmittel: einheitliche Zeitaufnahme- und -auswertungsbogen. Betriebsdatenerfassung 2 Erfassung von Daten, die beim betrieblichen Wertschöpfungsprozess anfallen, i.d.r. mithilfe der Informationsverarbeitung. Wichtige Betriebsdaten: Maschinendaten (Belegungszeiten, Störungen etc.), Fertigungsauftragsdaten (Anfang, Ende von Arbeitsgängen, Freigabe, Fertigstellung von Fertigungsaufträgen; Mengen-, Qualitätsangaben u.a.); Lagerdaten (Zugänge, Abgänge, Reservierungen), Personaldaten (Anwesenheit, Akkord- u.a. Entlohnungsdaten). Die Betriebsdatenerfassung stellt wichtige Rückmeldungen für die Produktionsplanung und - steuerung zur Verfügung, z.b. für die Auftragsfortschrittskontrolle (PPS-System). Betriebsdatenerfassungssysteme haben meist eigene Hardware und Software. Betriebsdatenerfassung (BDE). Methode zur Erfassung der betrieblichen Leistung, bei der sowohl personenbezogene als auch fertigungsauftragsbezogene Mengen und Zeiten erfasst werden Datenschutzrecht. Datenerfassungssysteme Vor allem in Produktionsunternehmen werden die realisierten Produktionsmengen und Zeitwerte der Aufträge und Mitarbeiter, Stillstands- und Ausfallzeiten von Betriebsmitteln sowie der Einsatz von Materialien und Werkzeugen in den Planungs- und Steuerungsprozess zurückgemeldet. Die damit verbundenen Aktivitäten bezeichnet man als Betriebsdatenerfassung (BDE). Die Daten werden dabei über spezielle Hardwaresysteme wie störunanfällige Terminals oder automatische Signal- Geber an Produktionsanlagen, die z.t. auch einen Prozessrechner erfordern, in das Informationssystem eingegeben. Die Leistungsfähigkeit realer BDE-Systeme geht über die reine Datenerfassung hinaus und umfasst auch Funktionen zur Verarbeitung der Daten und zur Ausgabe von Steuerinformationen an Maschinen, Transport- und Lagersteuerungssysteme. Die BDE-Systeme liefern Daten sowohl für die technischen Steuerungsprozesse als auch für betriebswirtschaftliche 2 Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 10/8

11 Planungsfunktionen. Die Integration von BDE-Systemen im Informationssystem einer Unternehmung führt i.d.r. zu einer Vernetzung von mehreren Rechnersystemen. Maschinendatenerfassung 3 Die Maschinendatenerfassung, kurz: MDE, beschreibt die Schnittstelle zwischen Maschinen der Produktionstechnik und der Informationsverarbeitung. Die Daten aus der MDE können direkt als Parameter in die Maschinenregelung einfließen und auch als eine Datenquelle der Betriebsdatenerfassung für weitergehende Zwecke verwendet werden, z. B. zur statistischen Prozessregelung (SPC) und zur Planung und Steuerung von Produktionsaufträgen. Definition / Klassifizierung Maschinendaten sind grundsätzlich alle an einer industriellen Maschine anfallenden Informationen. Es gibt zwei Grundtypen: die Prozess- und die Produktdaten. Prozessdaten umfassen die zum Betrieb der Maschine notwendigen und durch den Betrieb direkt erzeugten Informationen. In erster Linie sind dies die Steuerungsdaten, aber auch Informationen über den z.b. den Stromverbrauch etc. Produktdaten werden an den Verarbeitungseinheiten gemessen und geben im Zusammenhang mit dem Betrieb einer Anlage wertvolle Informationen über den Produktionsverlauf. Bezüglich der Qualität einer Produktion sind die Daten, wie Stückzahl, Gewicht, Dicke oder Temperatur unerlässlich. Die Maschinendatenerfassung beschäftigt sich demzufolge mit der Frage, der Erzeugung und Weitergabe dieser maschinen- bzw. fertigungsbezogenen IST-Daten. Damit steht sie im Gegensatz zu Auftragsdaten, die einen ausschliesslich auf das Endprodukt abgestimmten SOLL-Zustand angeben. Einige wesentliche Maschinendaten: Produktionsmenge Anzahl Teile bzw. Gutteile (sofern die Maschine mit einer automatischen Messeinrichtung ausgestattet ist) Auslastung Laufzeit (z. B. Laufzeiten von Hauptspindel und Vorschubachsen) Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit (Reliability) Maschinenzustand (Hauptzeit, Nebenzeit, Störung, Wartung, Instandhaltung) Energieverbrauch Ziele der Maschinendatenerfassung sind unter andere: Analyse von Fertigungsprozessen 3 Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 11/8

12 Optimierung von Maschinenlaufzeiten Auswertung von Maschinenstillständen Meldung von Maschinenstörungen per SMS oder Bereitstellung von Daten für den Kontinuierlichen Verbesserungsprozess Vorgehensweise Im Idealfall werden die Daten direkt aus der Maschinensteuerung online übertragen (z. B. über die OPC Architektur) oder in einem Datenlogger digital gespeichert. Diese automatisierte Datenverarbeitung setzt einen Microcontroller in der Maschinensteuerung oder als separate Einheit mit angeschlossener Sensorik voraus. Moderne Verarbeitungsanlagen sind in der Regel bereits prozessorgesteuert unter Verwendung unfassender Informationen. Über entsprechende industrielle Schnittstellen und Softwaretools können die Daten dann direkt an ein ERP-, APS- oder MES-System übertragen werden. Diese verwenden die eingegangenen Meldungen direkt um z.b. online den aktuellen Zustand der Produktion anzuzeigen und die Rückverfolgbarkeit der Produkte sicherzustellen. Erst die Kombination der MDE-Daten mit solch einem System ermöglichen eine qualitätsgerechte Planung und Steuerung der Fertigung. Mit Hilfe dieser Informationen lassen sich Rüstzeiten und Durchlaufzeiten reduzieren. Gleichzeitig kann man den Bestand an halbfertigen Teilen in der Produktion reduzieren. Dies hat direkte Auswirkungen auf das im Unternehmen gebundene Kapital und trägt wesentlich zu einer Verbesserung der Termintreue einer Fertigung bei. Alternativ können Maschinendaten auch durch eine steuerungsunabhängige Sensorik direkt an der Maschine oder auch manuell erfasst werden. Zur Erfassung der Werte kommen die ganze Bandbreite von analoger wie auch Digitale Messtechnik zum Einsatz. Zur Erhebung der verarbeitungsorientierten Informationen sind optische Messmethoden unerlässlich. Die Verwendung von Maschinendaten kann als wesentlicher Faktor zur Qualitätssicherung und Leistungssteigerung in der Produktion und somit der Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens ansehen werden. Als Kennzahl gilt hierbei u. a. die Gesamtanlageneffektivität (Overall Equipment Effectiveness, OEE). Bildverweis: Bild 1: WOIca47Qazz4DQAg&sqi=2&ved=0CC0QsAQ&biw=1440&bih=781#q=gr%C3%BCne+drehmaschine& tbm=isch&facrc=_&imgdii=_&imgrc=ipmqnyopdwktbm%3a%3b0dr3g5yjuqlrgm%3bhttp%253a% 252F%252Fwww.pi.physik.unifrankfurt.de%252Finfrastruktur%252Fbilder%252Fdrehmaschine_colchester_2000.jpg%3Bhttp%253 A%252F%252Fneon-gruen.blogspot.com%252F2009_08_01_archive.html%3B1024%3B907 Steiner Lukas/ Protokoll :22:00 12/8