Mit Datenintegration mehr Effizienz und Sicherheit in der Fertigung

Shopfloor Integration Layer für viele Standorte von TDK Electronics.

TDK Electronics betreibt im steirischen Deutschlandsberg auf einer Fläche von 70.000 Quadratmetern das größte Werk des Konzerns in Europa. Die Digitalisierung wird u.a. durch die Kooperation zwischen TDK Electronics und Siemens zur gemeinsamen Umsetzung eines sicheren Shopfloor Integration Layers vorangetrieben.

Das TDK Electronics Werk in Deutschlandsberg zählt zu den wichtigsten Entwicklungs- und Forschungszentren des Unternehmens. Zu den Kernkompetenzen gehören Piezo-, Varistoren-, und Multilayer-Technologie sowie Industrie 4.0 und Robotik. Es dient mittlerweile auch als Center of Competence für Integrationsprojekte. Werke auf der ganzen Welt können von Fertigungsdaten profitieren und somit schneller, flexibler, skalierbarer und zudem zukunftssicherer agieren.

Der Business Solution Manager von TDK und sein Team suchten nach einer Lösung, mit der sich Daten aus unterschiedlichen Quellen intelligent verknüpfen und für eine nachfolgende Datensuche, -analyse, oder -auswertung aufbereiten lassen. Für die Lösung auf Basis von WinCC OA sprachen letztlich unterschiedliche Gründe: „Zum einen waren wir bereits mit der Standardsoftware WinCC vertraut“, erklärt Sascha Peter Neumeister, Business Solution Manager innerhalb der Piezo and Protection Devices Business Group von TDK Electronics, „zum anderen haben wir festgestellt, dass sich WinCC OA bestmöglich für unsere beiden ‚Welten‘ eignet – das heißt für die Instandhaltung und das Facility Management auf der einen Seite sowie für Operations und die Operations-IT auf der anderen Seite.“

Daten vollständig und richtig verknüpfen

Andreas Platzer, Siemens Digital Industries, betont, dass es sich beim Shopfloor Integration Layer um kein Analysetool handelt. Stattdessen stellt die Lösung die Schnittstelle zu diesen Tools dar. Mit der Standardplattform lassen sich die generierten Daten im Sinne der Vollständigkeit, Richtigkeit und Relation zueinander im Vorfeld aufbereiten, womit auch das Potential der Analysetools erhöht wird. Gleichzeitig werden nicht „nur“ Prozessdaten aufbereitet: Tritt etwa ein Fehler auf, so kann dieser, inklusive der jeweiligen Prozessdaten, mit einer Auftrags- und/oder Seriennummer verknüpft werden. Damit können Prozesstechniker:innen sofort alle Daten zu einer entsprechenden Charge abrufen: Alle relevanten Daten liegen bereits verknüpft vor.

„TDK Electronics hat sich in puncto Shopfloor Integration Layer von Anfang an für eine Standardplattform ausgesprochen, die herstellerseitig über die nächsten 15 bis 20 Jahre gewartet wird.“

Andreas Platzer, Siemens Digital Industries

Personalisierte Standardisierung

Eine eigens für TDK Electronics erstellte Library sorgt für die Anpassung von WinCC OA an die spezifischen Bedürfnisse und Anforderungen der Werke. „Wir haben viele Funktionen mit dem Kunden gemeinsam implementiert, damit diese nicht nur hier, sondern weltweit bei TDK eingesetzt werden können“, sagt Adrian Pinter, Head of Horizontal Cybersecurity bei Siemens. „Da der Standort keramische Bauteile produziert, haben wir beispielsweise mit einem Modul zur Überwachung der Brennöfen begonnen. Ein in der Library abgelegtes Modul kann immer wieder abgerufen werden, eine manuelle Datensuche für einen Report ist dann nicht mehr vonnöten. Darüber hinaus kann die Library mit jedem anderen Standort geteilt und dort ebenfalls sofort zum Einsatz gebracht werden.“ Aktuell berücksichtigt der Shopfloor Integration Layer 15 Sprachen, das System wird u.a. in China, Malaysien, Kroatien und der Tschechischen Republik ausgerollt.

„Mit der zentralen Entwicklungslibrary können andere Standorte mehr oder weniger sofort von unserer Innovationskraft profitieren und vice versa.“

Sascha Peter Neumeister, Business Solution Manager innerhalb der Piezo and Protection Devices Business Group von TDK Electronics

Neumeister fasst die Vorteile aus Sicht seiner Business Group zusammen: „Mit dem Shopfloor Integration Layer sowie dem zentralen Auswertesystem sind standardisierte Daten mittlerweile ein Teil des Prozesses und nicht länger das Resultat einer zeitintensiven und vor allem manuellen Datensuche und -bearbeitung. Darüber hinaus lassen sich auch Prozesse, die nicht optimal oder erwartungsgemäß verlaufen, ohne große Stillstände zurücksetzen. Wir haben festgestellt, dass wir mit dem System wahrscheinlich nie an unsere Grenzen stoßen werden. Damit können wir den Erfolg unseres Unternehmens bestmöglich mitgestalten.“  

© Siemens

Standardisierte Daten als Teil des Fertigungsprozesses

Hard- und Software auf dem neuesten Stand

Electronics-Werke bestehen in der Regel aus zwei Bereichen: Der Produktion und dem Facility Management (FM). „Unsere Aufgabe in der Produktion beschäftigt sich mit der Sammlung und Aufbereitung von Daten, um Analysemöglichkeiten sowie Schnittstellen zu anderen Systemen zu schaffen. Im FM geht es in erster Linie um die Überwachung der Funktionstüchtigkeit der entsprechenden Gewerke und Geräte“, erklärt Andreas Platzer.

Dafür werden bei TDK Electronics alte Steuerungen schrittweise ersetzt. „Das war im Reinraum, also dem eigentlichen Herzstück der Produktion, aufgrund des sehr knappen Zeitfensters schon eine Herausforderung, die wir aber gemeinsam mit dem Team von TDK erfolgreich meistern konnten“, ergänzt Adrian Pinter.

Gemeinsam zukunftssicher

Aufbauend auf der Designphase arbeitet Siemens seit rund drei Jahren die unterschiedlichen Anforderungen in einem iterativen Prozess ab. Vieles ist bereits erfolgreich realisiert worden, etwa der Rollout auf weitere Anlagen sowie die Einbindung mehrerer Datenbanken und Auswertesysteme. Damit ist künftig auch der Einsatz von Data Analytics möglich.

Für TDK führt der Shopfloor Integration Layer bereits jetzt schon zu einer Reihe von Vorteilen: So hat sich etwa die Zeit bis zur Datenbereitstellung, etwa im Fall eines Qualitätsproblems, erheblich verkürzt: Nach Eingabe der entsprechenden Chargennummer ist in wenigen Sekunden ein Ergebnis vorhanden. Gleichzeitig sind die Mitarbeitenden umfassend im Umgang mit dem Shopfloor Integration Layer geschult worden und können somit selbst unterschiedliche Projektschritte umsetzen.

Die Bereitstellung von im Vorfeld intelligent verknüpfter Daten dient als Grundlage für künftige Digitalisierungsschritte, beispielsweise mittels Algorithmen und künstlicher Intelligenz. „Mit dem Shopfloor Integration Layer, den wir gemeinsam mit TDK Electronics geplant und entwickelt haben, schaffen wir unglaubliche Flexibilität und tragen zur Zukunftssicherheit bei“, sind sich Andreas Platzer und Adrian Pinter einig.