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Tino M. Böhler, M.A.,
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SMS group: Schmid Engineering verknüpft 55 Anlagen mit dem MES

„Kosteneffekte und hohe Fertigungskostentransparenz“

Ingenieurdienstleister und Systemhaus Schmid Engineering (SE) wurde von der SMS group GmbH in Hilchenbach mit der Anbindung des Maschinenparks mit bis zu 30 Jahre alten Maschinen und Steuerungen an ein übergelagertes Manufacturing Execution System (MES) beauftragt. Ziel war die Ermittlung des Produktionssignals aus mehreren Einzelsignalen. Der ursprüngliche Plan, die Steuerungen durch die Maschinenhersteller aufrüsten und teilweise neu programmieren zu lassen, war damit obsolet.

Die SMS group mit Hauptsitz in Düsseldorf ist ein international tätiges Unternehmen auf dem Gebiet des metallurgischen Maschinen- und Anlagenbaus.

Björn Schutte, SMS group: „Mit der Schaffung von Voraussetzungen zur Nutzung des MES mit BDE und MDE können wir neben Kosteneffekten auch eine hohe Fertigungskostentransparenz erzielen. Störgründe können zeitnah erfasst, bewertet und abgestellt werden.“ Bild: SMS group

Das Produktprogramm für Neuanlagen, Modernisierungen und Turnkey-Projekte entlang der gesamten Prozesskette umfasst Anlagen für die Stahl-, Aluminium- und NE-Metallindustrie von der Roheisenerzeugung, Stahlwerkstechnik, Stranggießtechnik für Flachprodukte und Walzwerkstechnik, Veredelungslinien für Warm- und Kaltband, Stahlwerke und Stranggießanlagen für Langprodukte, Rohranlagen, Profilwalzwerke, schmiedetechnische Anlagen, Kupfer- und Aluminiumanlagen, Gesenkschmiedeanlagen bis hin zu Ringwalzwerken einschließlich der passenden Wärmetechnik, dem Technischen Service, der Elektrik und Automation sowie digitaler Anwendungen. An über 50 Standorten ist die SMS group weltweit vertreten. Neben den deutschen Niederlassungen in Düsseldorf, Hilchenbach, Mönchengladbach Netphen und Witten ist die Gruppe auch mit einem breit gefächerten, stetig wachsenden Netzwerk internationaler Service- und Fertigungsstandorte global aufgestellt.

Geschichte SMS group

Carl Eberhard Weiss legte 1871 mit dem Aufbau eines Schmiedebetriebs in Siegen den Grundstein des Familienunternehmens. Heute ist die Unternehmensgruppe, die einheitlich unter dem Markenzeichen SMS group auftritt, in vierter Generation in Familienbesitz. Sie vereint verschiedene international tätige Anbieter von Anlagen und Maschinen für die Verarbeitung von Stahl und NE-Metallen. Alleineigentümer der Holding SMS GmbH ist die Familie Weiss-Stiftung. Rund 14.000 Mitarbeiter aus 40 Nationen erwirtschaften weltweit einen Umsatz von rund 2,9 Milliarden Euro.

 

„Suche nach einem passenden Dienstleister als schwierig erwiesen“

Am Standort Hilchenbach kam 2017 im Rahmen eines MES-Projekts (Manufacturing Execution System) die Anforderung, die Maschinenanbindung von 55 Werkzeugmaschinen zeitnah umzusetzen, um damit Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und darauf reagieren zu können. Eine Realisierung mit dem eigenen Instandhaltungspersonal wäre technisch möglich gewesen, jedoch weder zeitnah noch kapazitiv zu lösen.

Um das Produktionssignal aus mehreren Einzelsignalen zu ermitteln, wurden von Schmid Engineering Steuerungen auch umprogrammiert und Signale elektrisch abgegriffen. Der Großteil der Maschinen wurde aber über vorhandene Schnittstellen oder über zusätzliche Hardware wie Buskoppler und LAN-Module an das Netzwerk angebunden, um dann direkt auf die Steuerungen zuzugreifen. Bild: SMS group

Fündig wurden die Verantwortlichen der SMS group GmbH bei Schmid Engineering (Freudenstadt im Schwarzwald), einem Ingenieurdienstleister und Spezialisten für Produktionsdatenmanagement und MES. Dazu Björn Schutte, Vorbeugende Instandhaltung sowie Instandhaltung Elektrik und Elektronik, SMS group: „Die Suche nach einem passenden Dienstleister hatte sich zuerst als schwierig erwiesen. Es war kein Anbieter dabei, der alle Maschinen anbinden konnte. Zum Glück wurden wir dann noch auf das Unternehmen Schmid Engineering aufmerksam, das mit dem DataSErver sämtliche Fabrikate und Steuerungstypen anbinden konnte.“ Bei den Steuerungen handelt es sich in der Mehrzahl um Siemens Sinumerik 840D-Steuerungen. „Es sind jedoch auch noch ältere Siemens-Steuerungen wie Sinumerik 880M, Simatic S5, Simatic S7 sowie Liebherr-, Heidenhain  TNC430-, Heidenhain iTNC530- sowie R&D-Steuerungen im Einsatz“, sagt Schutte.

 

Anbindung der Maschinennach 10 Tagen erledigt

Zu den Projektanforderungen gehörte neben einer schnellen Umsetzung der Maschinenanbindung mit wenig Aufwand auch minimaler Regieaufwand für das eigene Instandhaltungspersonal. „Wir wollten eine nachhaltige technische und standardisierte Lösung über alle Steuerungen hinweg sowie die Sicherstellung der Zukunftssicherheit durch erweiterbare Signalgewinnung“, erläutert Schutte die Ausgangssituation. „Ausschlaggebend war schlussendlich, dass Schmid Engineering die komplette Anbindung – von der Verdrahtung im Schaltschrank bis zur Implementierung der Software in unser MES – umsetzen konnte.“ Ebenfalls entscheidend sei das Preis- und Leistungsverhältnis im Vergleich zu individuellen, maschinenspezifischen Lösungen gewesen.

Am Standort Hilchenbach, dem auch eine große Fertigungswerkstatt angeschlossen ist, kam 2017 im Rahmen eines MES-Projekts die Anforderung, die Maschinenanbindung von 55 Werkzeugmaschinen zeitnah umzusetzen, um damit Maschinenstillstände frühzeitig zu erkennen und darauf reagieren zu können. Bild: SMS group

Um das Produktionssignal aus mehreren Einzelsignalen zu ermitteln, wurden von SE teilweise S5- und Heidenhain- Steuerungen umprogrammiert und Signale elektrisch abgegriffen. Der Großteil der Maschinen wurde aber über vorhandene Schnittstellen oder über zusätzliche Hardware wie Buskoppler und LAN-Module an das Netzwerk angebunden, um dann direkt auf die Steuerungen zuzugreifen. Somit hat SMS heute einheitliche und vergleichbare Maschinendaten für alle Anlagen (mindestens eine Achse läuft, Vorschubbearbeitung aktiv, keine Störung anstehend). Aus diesen Teilinformationen wird dann ein Produktionssignal gebildet.

 

„Anforderungen werden voll abgedeckt“

„Die Planung und die Bereitstellung der benötigten Informationen für Schmid Engineering war in kurzer Zeit abgeschlossen“, bilanziert Schutte das Projekt.

Auch die SMS group als ‚Leading Partner in the World of Metals’ setzt auf die Digitalisierung der Produktionsprozesse. Bild: SMS group

Die Anbindung der Maschinen selbst war dank der DataSErver-Komplettlösung von SE für alle Steuerungsarten nach 10 Tagen erledigt. Derzeit werden Signale zum Erfassen des Anlagenzustandes abgegriffen. „Aus mehreren Signalen wird der Status ‚Anlage in Produktion’ oder ‚Anlage nicht in Produktion’ generiert. Dieses Signal wird zur Erstellung von Kennzahlen sowie zur automatischen Generierung von Fertigungsstörungen im MES genutzt“, so Instandhalter Schutte weiter. „Die gestellten Anforderungen aus dem Projekt werden somit zu 100 Prozent abgedeckt.“ Derzeit prüfe man noch etwaige Erweiterungsmöglichkeiten.

Zu den großen Vorteilen der DataSErver-Lösung von SE für die SMS group GmbH in Hilchenbach zählen laut Björn Schutte die flächendeckende Nutzung der MDE (Maschinendatenerfassung) an sämtlichen Werkzeugmaschinen, Transparenz über die reellen Produktionsdaten, die automatische Generierung von Kennzahlen sowie die Zukunftssicherheit durch die erweiterbaren Anbindungsoptionen.

„Mit der Schaffung von Voraussetzungen zur Nutzung des MES mit BDE (Betriebsdatenerfassung) und MDE können wir jetzt neben Kosteneffekten auch eine hohe Fertigungskostentransparenz erzielen. Störgründe können zeitnah erfasst, bewertet und abgestellt werden“, kommentiert Schutte die Situation heute in Hilchenbach. Dank eines in 2020 ebenfalls von SE umgesetzten Visualisierungsprojekts sind die Instandhalter der SMS Group GmbH in Hilchenbach nun in der Lage – ohne tiefere Kenntnisse der verschiedenen Schnittstellen –Fehler in der MDE-Anbindung schnell und zuverlässig zu erkennen.