Betriebsdatenerfassung – Hardware und Software

Das Erfassen von aktuellen Ist-Daten über Zustände und Prozesse in Betrieben ist eine wichtige Aufgabe, um beispielsweise Abweichungen frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Behebung einleiten zu können. Unter dem Begriff Betriebsdatenerfassung (BDE) werden entsprechende Techniken und Methoden zusammengefasst, wobei sowohl organisatorische (Auftrags- und Personaldaten), als auch technische (Maschinen- und Prozessdaten) Daten berücksichtigt werden.

Das Center for Enterprise Research (CER) an der Universität Potsdam hat zahlreiche Anbieter von BDE-Soft- und -Hardware zu Ihren Produkten befragt. Dabei sind 35 Antworten zu Softwarelösungen und 15 Antworten zu Hardware-Produkten eingegangen. Die Ergebnisse werden nachfolgend sowohl in Form einer qualitativen als auch quantitativen Auswertung der Schwerpunktbereiche zusammengefasst.

Gerade im Zusammenhang mit dem Thema Big Data ist die Erfassung von Prozess- und Zustandsdaten in produzierenden Unternehmen eine wichtige Aufgabe. Es wird unter anderem die Möglichkeit geschaffen, Abweichungen von Soll und Ist zu erkennen. Darauf basierend können automatische Warnungen generiert und somit ein rechtzeitiges Eingreifen ermöglicht werden. Zudem wird die Transparenz der Prozesse gesteigert. In Produktionsbetrieben sind beispielsweise Informationen über Mengen, Zeiten und Qualität relevant. Während früher die benötigten Daten manuell mittels Strichlisten auf Papier erhoben wurden, stehen heute moderne elektronische Hilfsmittel zur Verfügung. Diese werden unter dem Begriff „Betriebsdatenerfassung“ (BDE) zusammengefasst. BDE-Terminals sind direkt an die Maschinen angeschlossen und bieten häufig die Möglichkeit, dass die Werker direkt vor Ort über ein Benutzerinterface zusätzliche Daten eingeben und sich Auswertungen anzeigen lassen können.

BDE-Terminals

In Produktionsbetrieben sind BDE-Terminals unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, beispielsweise Temperatur, Feuchte oder Schmutz, ausgesetzt. Um langfristig eine Funktionsfähigkeit zu gewährleisten, werden konstruktiv bestimmte Vorkehrungen geschaffen. Schutzart und -klasse definieren hier die entsprechenden Eigenschaften. Elf Anbieter gaben an, dass ihr Terminal eine Schutzart von IP65 oder höher haben, womit sie gegen Staub und Strahlwasser geschützt sind.

Gängige Bedienformen des Gerätes sind Touchscreen, Maus, PC-Tastatur oder Folientasten. Der Touchscreen wird mit 14 Nennungen am häufigsten angeboten, die Mausbedienung mit acht Nennungen am seltensten. Erklärbar ist dies dadurch, dass in der Produktion häufig mit Schutzhandschuhen gearbeitet wird, welche die zumeist filigrane Bedienung einer Maus erschweren.

Bild 1 stellt die absolute Häufigkeit der an den Geräten vorhandenen Schnittstellen dar. Während Ethernet, USB, WLAN und RS232 bzw. Rs485 am häufigsten genannt wurden, wird IrDA von nur zwei Produkten unterstützt.

Bei der Verwendung externer Geräte wie beispielsweise Barcode-, RFID-, Transponder- oder Ausweisleser sowie akustische und optische Signalgeber sind alle teilnehmenden Produkte sehr breit aufgestellt. Zehn Systeme bieten den Anschluss aller sechs genannten Geräte an, jeweils ein Produkt nur zwei bzw. drei. Alle Terminals haben die Möglichkeit RFID- und Barcodeleser zu verwenden.

Bild 2: Erfüllte Aufgaben der BDE-Terminals

In Bild 2 ist erkennbar, welche Aufgaben von den teilnehmenden Lösungen erfüllt werden. Dabei ist unter anderem zu bemerken, dass alle fünfzehn Lösungen die manuelle, jedoch nur dreizehn Lösungen die automatische Eingabe von Meldungen ermöglichen.

BDE-Software

BDE-Software kann in unterschiedlichen Bereichen und für unterschiedliche Funktionen eingesetzt werden. Bild 3 stellt zehn typische Bereiche und Funktionen dar. Alle der teilnehmenden Lösungen bieten die Möglichkeit der Betriebsdatenerfassung, am nächst häufigsten wurde die Auftragsdatenerfassung (34 Systeme) und die Maschinendatenerfassung (33 Systeme) genannt. Mit nur acht Nennungen wurde CNC am seltensten als Teil des Systemumfangs angeführt.

Typische Formen der Datenanbindungen sind Funk, Ethernet und Bus-Systeme. Ethernet wird von allen Lösungen angeboten, die anderen beiden von jeweils 28.

Bild 4: Maschinendaten der BDE-Software, die aufgenommen werden können

Zur Überwachung von Maschinen können mittels BDE-Terminals unterschiedliche Maschinendaten erhoben werden. In Bild 4 ist erkennbar, welche Maschinendaten von wie vielen der teilnehmenden Lösungen aufgenommen werden können. Unterbrechungen, Laufzeiten und Störungen sind die am häufigsten, Immissionswerte die am seltensten genannten. Neben der Überwachung von Maschinen sind auch Prozessdaten von hoher Bedeutung. Deren Analyse und Auswertung kann wertvolle Informationen zur Verbesserung des Prozesses bzw. der Erklärung und frühzeitigen Erkennung von Soll-Abweichungen verwendet werden.

In Bild 5 sind sieben Prozesswerte und die Anzahl der teilnehmenden BDE-Systeme, die diese anbieten, dargestellt.

Trends

Neben Fragen zu den eigenen Hard- und Softwarelösungen wurden die teilnehmenden Unternehmen auch gefragt, welche Trends Sie im Bereich der Betriebsdatenerfassung sehen.

Bild 5: Prozesswerte der BDE-Systeme, die aufgenommen werden können

Eine häufig genannte Entwicklung ist die steigende Verfügbarkeit von Daten und Informationen auf mobilen Geräten wie Smartphones und Tablets. Ebenso werden Daten künftig neben den stationären Geräten auch via mobilem Endgerät eingegeben werden können. Die Speicherung der Daten in der Cloud und die erweiterte Integration von vor- und nachgelagerten Stufen der Fertigungskette wurden von den teilnehmenden Unternehmen auch als Trends im Bereich der Betriebsdatenerfassung aufgeführt. Durch eine direkte Anbindung an das unternehmensweite ERP-System sowie automatisch durchgeführte Rückmeldungen wird die Flexibilität erhöht und die Datenverfügbarkeit verbessert.