Die MES-Integration für eine Verpackungslinie verknüpft Produktionsaufträge mit der Linienausführung und leitet anschließend Ist-Produktionsdaten, Ereignisse und Rückverfolgbarkeitsdaten an die Systeme weiter, die diese benötigen. Ein praktikables Konzept legt fest, wem die einzelnen Datenelemente gehören, wie die Geräte miteinander kommunizieren und welche Informationen den Bedienern angezeigt werden sollen, wenn eine Schnittstelle ausfällt.
Welche Verpackungslinien werden durch die MES-Integration miteinander verbunden?
Eine MES-Integration verknüpft den Fertigungsauftrag und die Produktdefinition mit den Vorgängen an der Fertigungslinie. Das MES kann einen freigegebenen Auftrag, Arbeitsanweisungen oder genehmigte Parameter übermitteln. Die Maschinensteuerungen melden Status, Zählwerte und definierte Ereignisse. Qualitätsprüfungen und Schritte zur Freigabe der Fertigungslinie können erfassen, ob die Arbeit fortgesetzt werden darf. Nach Abschluss des Vorgangs kann das MES Ist-Mengen und den Produktionsstatus an das ERP-System oder andere Systeme zurückmelden, sofern diese im Umfang der Schnittstelle enthalten sind.
Das bedeutet jedoch nicht, dass das MES jede Maschinenbewegung direkt steuern sollte. SPSen und Maschinensteuerungen sind weiterhin für die lokale Steuerung und die Anlagensicherheit zuständig. Ein MES kann einen Auftrag oder einen genehmigten Satz von Produktionsparametern ausgeben, während die Steuerungsebene prüft, was die Anlage verarbeiten kann.
Ein typischer Datenfluss
Ein Projekt kann mit vier Übergaben beginnen:
- Von ERP zu MES: Auftragskennung, Produkt, Planmenge, Route, Material und Terminierungsdaten, die im Umfang der Schnittstelle enthalten sind.
- MES an Zeile: freigegebene Aufträge, Arbeitsanweisungen, Materialprüfungen oder genehmigte Parameter, sofern die Ausrüstung und der Prozess den Austausch unterstützen.
- Verbindung zum MES: Maschinenstatus, Produktionsmenge, Ausschuss, Ausfallereignisse, Prüfergebnisse oder Alarme, die für den Anwendungsfall ausgewählt wurden.
- MES zu ERP oder Qualitätsmanagementsystemen: Fertigstellungsstatus, Ist-Mengen, Materialverbrauch, Rückstellungen oder sonstige vereinbarte Ergebnisse.
Legen Sie die Bedeutung jedes Status fest. “Abgeschlossen” könnte beispielsweise bedeuten, dass die Maschine einen Durchlauf beendet hat, das MES den Vorgang abgeschlossen hat oder der Auftrag einen Berichtsmeilenstein erreicht hat. Weisen Sie jedem Status einen klaren Verantwortlichen und eine Übergangsregel zu.
Wenden Sie Standards dort an, wo sie sinnvoll sind
ISA-95 bietet Modelle für den Informationsaustausch zwischen Unternehmensfunktionen und Fertigungsabläufen. Es kann Teams dabei helfen, die Grenze zwischen Geschäftsaufträgen und der Ausführung in der Fertigung zu definieren, bevor sie einzelne Schnittstellen entwerfen.
Bei Verpackungsanlagen, PackML definiert gängige Maschinenzustände und Betriebsabläufe. Das OPC-UA-PackML-Modell kann Maschinen eine einheitlichere Schnittstelle für Status, Alarme und Befehle bieten. Betrachten Sie es als eine Option, die bei der Überprüfung der Anlagen geprüft werden sollte, nicht als eine Anforderung für jede Verpackungslinie. Ältere Steuerungen benötigen möglicherweise ein Gateway, eine OEM-Schnittstelle oder eine separat entwickelte Verbindung.
Sechs Konstruktionsprüfungen vor dem Anschließen der Leitung
- Legen Sie eine „Quelle der Wahrheit“ fest. Ermitteln Sie, zu welchem System der Auftrag, die Produktversion, die Materialcharge, der Zeilenstatus, die Ausgabemenge und der Qualitätsvermerk gehören.
- Lagerausstattung. Erfassen Sie den Controllertyp, die verfügbaren Protokolle, vorhandene Gateways, die Signalqualität sowie etwaige OEM- oder standortbezogene Einschränkungen.
- Einigung über das Datenmodell erzielen. Definieren Sie Maschinennamen, Einheiten, Zeitzonen, Chargen- und Auftrags-IDs, Zählsemantik und Zustandsübergänge.
- Geben Sie den Fehlerpfad an. Legen Sie fest, wie die Schnittstelle veraltete Daten, abgelehnte Befehle, doppelte Nachrichten, Netzwerkausfälle und die Wiederherstellung meldet. Die Bediener benötigen einen klaren Status und einen sicheren nächsten Schritt.
- Behalten Sie explizite Befehlsberechtigungen bei. Dokumentieren Sie, welches System die einzelnen Befehle oder Parameter senden kann, wie der Controller diese überprüft und wie Benutzer eine Änderung genehmigen.
- Testen Sie den gesamten Arbeitsablauf. Dazu gehören der normale Produktionsbetrieb, Umrüstungen, Produktionsstillstände, Ausschussereignisse, Neustarts und Kommunikationsausfälle. Verfolgen Sie denselben Auftrag anhand der Aufzeichnungen im MES, an der Maschine und im ERP-System.
Planen Sie die Einführung anhand eines Anwendungsfalls auf Zeilenebene
Wählen Sie einen Arbeitsschritt aus, bei dem das Team eine bestimmte Lücke messen kann, z. B. doppelte Auftragserfassung, fehlende Stoppgründe oder verspätete Fertigstellungsmeldungen. Erstellen Sie eine Baseline der aktuellen Daten und legen Sie fest, wer für die einzelnen Schnittstellen verantwortlich ist. Testen Sie den Prozess mit realistischen Ausnahmesituationen, bevor Sie ihn auf weitere Maschinen oder Standorte ausweiten.
Accevos Seite zur MES-Integration und Skalierbarkeit beschreibt den Integrationsansatz. Informationen zum Verpackungskontext finden Sie unter Digitale Lösungen für Verpackungsprozesse und die Fallstudie zur OEE einer Verpackungslinie. Verwenden Sie die Details aus Fallstudien als Beispiele für ein bestimmtes Projekt, nicht als Versprechen, dass bei einem anderen Projekt das gleiche Ergebnis erzielt wird.
Häufige Fragen zur MES-Verpackungsintegration
Kann ein MES Maschinen verschiedener Hersteller miteinander verbinden?
Das ist möglich, wenn das Projekt funktionsfähige Schnittstellen und einheitliche Datendefinitionen bereitstellt. Der Aufwand hängt von den Steuerungen, den verfügbaren Protokollen, dem Zugang zu den Geräten, der Datenqualität und dem erforderlichen Verhalten ab. Überprüfen Sie jede Maschine während der Erkundungsphase, anstatt davon auszugehen, dass ein einziger Anschluss die gesamte Anlage abdeckt.
Ersetzt das MES die SPS der Verpackungsmaschine?
Nein. Die SPS bzw. die Maschinensteuerung verwaltet lokale Ablauf- und Sicherheitsfunktionen. Das MES koordiniert den Produktionsablauf und tauscht definierte Auftrags-, Status- und Ergebnisdaten mit der Steuerungsebene aus.
Welche Daten sollte eine Verpackungslinie an das MES senden?
Wählen Sie Daten aus, die einem definierten Arbeitsablauf oder einer Entscheidung dienen. Zu den gängigen Kandidaten zählen der Betriebsstatus, die Anzahl der einwandfreien und zurückgewiesenen Teile, ausgewählte Alarme, Auftrags-IDs und Prüfergebnisse. Legen Sie die Erfassungshäufigkeit und die Quelle auf Geräteebene fest.
Eine erfolgreiche Integration beginnt mit einer kurzen, klar formulierten Vereinbarung zwischen den einzelnen Systemen: Verantwortlicher, Auslöser, Felder, Antwort und Wiederherstellung. Sobald sich die Teams auf diese Vereinbarung geeinigt haben, können sie die Linie als einen einzigen Produktionsprozess testen, anstatt als eine Reihe voneinander getrennter Schnittstellen.
Bei der Datenintegration werden definierte Produktionsinformationen zwischen Systemen ausgetauscht; die Analytik nutzt kontextbezogene Daten, um Muster zu erkennen und Entscheidungen zu unterstützen. Beide Bereiche ergänzen sich: Eine aussagekräftige Analyse hängt von zuverlässigen Datenflüssen ab. Weitere Informationen zur Analytik finden Sie in unserem Leitfaden zur Datenanalyse in der Fertigung.
