Werkzeugmaschinen einfach anbinden an IT-Netzwerke

Fertigungsunternehmen, die ihre Werkzeugmaschinen in die Unternehmens-IT einbinden wollen, können zwischen Lösungen verschiedener Anbieter auswählen. Oftmals werden dafür lediglich Einzelfunktionalitäten, beispielsweise zur Unterstützung des Programm- oder Werkzeugmanagements, angeboten. Diese müssen jeweils in das IT-Netzwerk eingebunden werden. Darüber hinaus nutzen sie unterschiedliche Technologien, um auf die erforderlichen Maschinendaten zuzugreifen. Siemens hat jetzt mit „Sinumerik Integrate for production“ ein umfassendes Gesamtpaket für ein einfaches Vernetzen von Werkzeugmaschinen innerhalb der IT-Infrastruktur der Fertigung geschnürt mit direktem Zugriff auf Maschinendaten aus CNC und PLC. Die darin enthaltenen Lösungen umfassen alle Funktionalitäten, die für das Zusammenspiel von Maschinen mit internen und externen Netzwerken erforderlich sind: von der Werkzeug- und Programmverwaltung über Condition Monitoring sowie dem sicheren Fernzugriff samt der Fernwartung bis hin zur Produktionsdatenerfassung und dem Erstellen von Leistungskennzahlen. Diese Anwendungen lassen sich speziell im Sinumerik-Umfeld, je nach konkretem Bedarf, auf dem Integrate-Server auswählen und per Lizenz auf der Maschine freischalten. Die übliche Lebens- und Einsatzdauer von Werkzeugmaschinen ist berücksichtigt. Die Anwendungen sind mit existierenden Installationen kompatibel.
Die Software-Suite ermöglicht aufgrund der Integration in die Steuerung sowie die Konnektivität zu übergeordneten Systemen die durchgängige Kommunikation auf Basis konsistenter Daten. Sie stellt somit das Bindeglied zur Unternehmensebene dar.

Sicherheit und Verzicht auf Zusatz-Hardware

Für alle Anwendungen aus der Software-Suite ist der zwischengeschaltete Integrate-Server auf einem Windows-Server installiert, auf dem sämtliche sicherheits- und funktionsbezogenen Updates erfolgen. Dadurch schützt er die Maschine vor Risiken und Bedrohungen, die mit der Vernetzung einhergehen. Er verhindert wirkungsvoll, dass die Anbindung und der Datenaustausch den Maschinenbetrieb stören. Während bei früheren Steuerungsgenerationen oder Anwendungen anderer Anbieter noch zwingend Industrie-PCs notwendig waren, um derartige Funktionen zu realisieren, kann man mit einer modernen CNC wie der Sinumerik 840D sl auf diese zusätzliche Hardware verzichten. Die folgenden Beispiele illustrieren die Funktionen und den Leistungsumfang einzelner Anwendungen.

Wirkliches Optimierungspotenzial bieten Werkzeug- und Programmverwaltungssysteme immer dann, wenn die vorgelagerte Planung miteinbezogen ist. Durch den Zugriff auf bereits vorhandene, reale Daten ist sie nicht länger in ihrer eigenen geschlossenen, virtuellen Welt gefangen. Bei „Manage MyPrograms“ und „Manage MyTools“, den entsprechenden Applikationen aus der Software-Suite „Sinumerik Integrate for production“, ist genau das der Fall. Diese Applikationen entfalten ihren vollständigen Nutzen, der deutlich über die reine Programm- und Werkzeugverwaltung der Maschine hinausgeht, mit der Anbindung an übergeordnete IT-Lösungen wie beispielsweise Enter­prise Resource Planning (ERP) oder Product Lifecycle Management (PLM). Das PLM-System „Teamcenter“ von Siemens verwaltet alle produktionsrelevanten Daten und Ressourcen generisch und integriert sie in eine gemeinsame Datenbasis.

Die an Teamcenter angebundene Werkzeugverwaltung mit Manage ­MyTools und dem „Shopfloor Integrate Resource Management (SFI RM)“ zur Verwaltung der Werkzeugkomponenten gestattet dann sowohl den Überblick als auch den Detailblick (siehe Bild 1 und 2), sodass Informationen über Lokalisation, Reststandzeiten, Zusammenbauvorschriften, Vorrat von Ersatzkomponenten und Komplettwerkzeugen transparent sind. Darüber hinaus sind Schnittstellen zur Anbindung von Lagerungssystemen, automatischen Schränken oder Schneideneinstellgeräten vorhanden, um deren Informationen mit einzubinden. Vom Produktionsleiter über den Werkzeug-Einsteller bis hin zum Einrichter und Maschinenvorbereiter verfügt damit jeder im Werkstattbereich über dieselben konsistenten Informationen – egal, ob der Zugriff darauf von der Maschine oder einem Planungsrechner erfolgt.

Einfache Bedienung

Das Programmverwaltungstool Manage MyPrograms (Bild 3 und 4) ermöglicht darüber hinaus eine deutliche Verein­fachung bei der Bedienung, weil es in der Kombination mit Teamcenter erstmals ohne Medienbruch funktioniert. Über eine einzige Oberfläche, die webbasiert und browserfähig ist, lassen sich NC-Datenpakete nach definierten Kriterien auswählen und auf einzelne Maschinen übertragen. Während dafür in der Vergangenheit ein Umweg über verschiedene Oberflächen notwendig war, laufen die einzelnen Dienste nun im Hintergrund. Dieser browserfähige Windows-Dienst präsentiert sich dem Bediener einheitlich und erfordert nicht einmal die Installation eines Clients.
Mit SinuTrain als PC-basierte Programmier- und Trainingssoftware kann man sämtliche Anwendungen einfach und realistisch testen, simulieren und auch Mitarbeiter schulen. Ab Version 4.5 unterstützt dieses CNC-identische PC-Werkzeug alle Applikationen der Software-Suite.

Offene Schnittstelle

Eigens für den reibungslosen Zugriff auf Daten von Sinumerik-840D-gesteuerten Werkzeugmaschinen wurde die offene Schnittstellenfunktion „Access MyData“ entwickelt. Innerhalb „Sinumerik Integrate for production“ nimmt diese Anwendung eine Sonderrolle ein. Im Gegensatz zu anderen Applikationen, die CNC-Funktionen erweitern, steht Access MyData für eine konsequente universelle Öffnung der ­Sinumerik-Produktfamilie – erstmals via Integrate-Server. Die als Client vernetzte Werkzeugmaschine stellt ihre Daten dabei zur Verfügung – und zwar unabhängig von Hersteller, Betriebssystem, Programmiersprache oder Plattform. Zur Anwendung kommt die Web-Service-Technologie als moderner, gängiger Standard.
Die kostenlose Schnittstellenversion „Access MyData Basic“ ermöglicht das direkte Schreiben und Lesen von NC- und PLC-Daten – und damit den Informationsaustausch mit Leitstandsystemen aller Art sowie die dynamische Maschinenanbindung an PLM-, ERP- oder MES-Lösungen. Beim direkten Bearbeiten von Rohdaten in der CNC und PLC einer Werkzeugmaschine ist jedoch Vorsicht geboten, da sich aus der Daten- und Informationsfülle ein Fehlerpotenzial ergibt. Deshalb kann man anstatt Rohdaten Anwendungsschnittstellen, beispielsweise die Anbindung an die Programm- und Werkzeugverwaltung, aus Access
MyData einsetzen. Diese verwenden im Gegensatz zur Basisversion vorverarbeitete Daten und erleichtern die Realisierung bestimmter, klar abgegrenzter Services. Der einzelne Web-Service besteht aus einem Schnittstellen-Softwaremodul zur jeweiligen Anwendung aus „Sinumerik Integrate for production“.

Einsatzreife Produktivitätshilfen

Die Maschinenanbindung ist das Rückgrat jeder übergeordneten Produktionssteuerung. Maschinen- und Anlagenbetreibern stehen mit der Lösung viele Möglichkeiten offen, um Abläufe sicher zu verketten und zu lenken und die Produktivität zu steigern – unabhängig davon, ob es sich um Anlagen mit ausschließlich oder überwiegend Sinumerik-gesteuerten Werkzeugmaschinen handelt. Damit schafft man die Voraussetzung, ein globales Netzwerk mit vielen Standorten ähnlich managen zu können wie einzelne Anlagen.rt

Markus Wiedemann arbeitet bei Siemens im Bereich Business Development Digital Factory.