Das Frühwarnsystem für die Fertigung

Automatisches Prozessmonitoring

In der Produktion werden Messwerte aus unterschiedlichen Quellen erfasst. Anlagensteuerungen generieren Prozessparameter. Die Betriebsdatenerfassung erfasst Betriebszustände und das CAQ-System Qualitätsdaten. Doch wer behält in diesem DatenBerg den Überblick? Ein automatisches Prozessmonitoring kann hier Abhilfe schaffen.

Wieso ein automatisches Prozessmonitoring?

Das automatische Prozessmonitoring ist relevant für die Erfüllung von Standards, wie dem IFS im Lebensmittelbereich. Dabei wird verlangt, dass die Überwachung von kritischen Parametern von einer verantwortlichen Person des Unternehmens überprüft und für einen zu definierenden Zeitraum aufbewahrt werden. Dies bedeutet, dass Überschreitungen von Grenzwerten dokumentiert und gerechtfertigt werden müssen. Das manuelle Aufbereiten von solchen Auswertungen in Tabellenkalkulationsprogrammen ist aufwändig und findet oft mit einem großen Zeitversatz zur Datenaufnahme statt. So werden Personalkapazitäten gebunden und die Daten erst angeschaut, wenn es eigentlich schon zu spät ist. Die stets ansteigende Zahl an möglichen Überwachungspunkten erschwert die manuelle Analyse weiterhin.

Was ist ein automatisches Prozessmonitoring?

Bei einem automatischen Prozessmonitoring werden die aufgenommenen Messwerte gegen hinterlegte Spezifikationsgrenzen oder Toleranzgrenzen abgeprüft. Überschreitet ein Messwert eine Grenze wird eine Aktion, wie zum Beispiel der Versand einer E-Mail oder einer SMS getriggert.

Wo kann die automatisierte Überwachung im operativen Tagesgeschäft konkret unterstützen? Hier ist ein Auszug der Möglichkeiten:

  • Qualitätsmanagement: Logging von Prozesseingriffen
  • Anlagenhochfahren: Empfehlungen zur Prozessanpassung
  • Serienbetrieb: Sicherstellung der Prozesssicherheit
  • Instandhaltung: Remote-Überwachung von Energieverbräuchen oder Vibrationen
  • Management: Regeln zur OEE-Überwachung festlegen

Was sind die Mehrwerte?

Anlagen in der Produktion erzeugen immer mehr Daten. Daten sind aber nicht direkt nützliche Informationen. Um von den Messwerten zu einer Entscheidung zu gelangen, bedarf es immer einer Interpretation. Fehlen den Mitarbeitern die Erfahrung oder schlicht die Zeit zur Analyse, können unerwünschte Ereignisse unentdeckt bleiben. Hier unterstützt eine automatische Anlagenüberwachung. Diese überwacht nach der Installation die Anlage rund um die Uhr und erkennt relevante Ereignisse. Die Überwachung ist auch eine Unterstützung beim Thema Transparenz, so können Fehleranalysen auf Zahlen, Daten, Fakten zurückgeführt werden.

Auch die Überwachung von Betriebsmitteln ist für die Instandhaltung möglich. Dies erspart es, vor Ort zu gehen, sondern wird nur dann alarmiert, wenn an der Anlage relevante Ereignisse auftreten.

Monitoring Möglichkeiten

In der Produktion sind typischerweise folgende Überwachungsarten relevant

  • Trends: Messwerte entwickeln sich in eine positive oder negative Richtung. Im Six Sigma-Umfeld ist ein positiver Trend definiert als sieben aufeinander folgende steigende Messwerte. Analog liegt ein fallender Trend bei sieben aufeinander folgenden fallenden Messwerten vor.
  • Anomalien: Eine Anomalie ist ein unerwarteter Messwertverlauf, z. B. das Überschwingen einer Dosierpumpe.
  • Prozesseingriffe: Anlagen werden häufig im laufenden Betrieb durch den Anlagenfahrer feinjustiert, um z.B. Rohstoffschwankungen auszugleichen. Zu Dokumentationszwecken können diese Eingriffe in den Prozess automatisiert erfasst werden.
  • Toleranzverletzungen: Messewerte über- oder unterschreiten eine hinterlegte Toleranz- oder Eingriffsgrenze.

Daneben können zum Beispiel Benachrichtigungen eingerichtet werden, wenn eine Nelson Rule im Messwertverlauf detektiert wird.

Welche Auffälligkeiten können erkannt werden? Trends, Anomalien, Prozesseingriffe und Toleranzüberschreitungen.

Funktion des automatischen Prozessmonitoring

In unserer Software smartPLAZA wird ein automatisches Prozessmonitoring zentral für die ganze Produktion angelegt und verwaltet. Dazu durchläuft man folgende Schritte:

  1. Selektion der zu überwachenden Messwerten: Welche Messwerte sollen überwacht werden? Gibt es Anlagenzustände die nicht überwacht werden sollen (z.B. Rüsten)?
  2. Konfiguration der Überwachungsart: Nach was für Mustern (Trends / Anomalie / Eingriffe / Toleranzgrenzen/Nelson Rules) soll überwacht werden?
  3. Konfiguration der Benachrichtigung: An wen soll die Nachricht gesendet werden (z.B. per E-Mail oder SMS)?
  4. Individuelle Benachrichtigungen: Soll dem Mitarbeiter eine Handlungsempfehlung mitgegeben werden? Dann wird diese hier hinzugefügt.
  5. Live-Schaltung: Geschafft - Ihre Anlage ist nun 24/7 automatisiert überwacht.

Bausteine für eine automatisierte Prozessüberwachung

  • Data Warehouse: Hier werden Daten von der Anlage abgefragt und abgelegt. Hier mehr erfahren
  • Monitoring: Hier verwalten Sie Überwachungen und hinterlegen Auswerteregeln. Hier mehr erfahren

Anwendungsfälle für eine automatisierte Prozessüberwachung

Wo kann ein automatisches Prozessmonitoring im operativen Tagesgeschäft unterstützen? Hier ist ein Auszug der Möglichkeiten:

  • Qualitätsmanagement: Logging von Prozesseingriffen
  • Anlagenhochfahren: Empfehlungen zur Prozessanpassung
  • Serienbetrieb: Sicherstellung der Prozesssicherheit
  • Instandhaltung: Remote-Überwachung von Energieverbräuchen oder Vibrationen
  • Management: Regeln zur OEE-Überwachung festlegen
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