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MesstechnikEndress+Hauser baut US-Fertigung aus

Endress+Hauser

Der Mess- und Automatisierungstechnik-Spezialist Endress+Hauser hat seine Fertigung in den Vereinigten Staaten weiter ausgebaut. In Ann Arbor/Michigan erweiterte das Unternehmen für 9 Millionen US-Dollar die Produktion von Raman-Analysatoren; in Greenwood/Indiana entstand für 8 Millionen US-Dollar ein neues Werk für Temperaturmesstechnik.

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Manufacturing Execution SystemRezepte für alle

Viele neue Produkteinführungen scheitern aufgrund mangelnder Koordinierung zwischen Entwicklung und Fertigung. Die MES-Lösung von Siemens wurde erweitert und ermöglicht es so Unternehmen, die Zusammenarbeit zu optimieren und Produkte schneller zu entwickeln.

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Manufacturing Execution System: Rezepte  für alle

Unternehmen stellen sich dem wachsenden Bedarf der Integration der F&E-Aktivitäten (Forschung und Entwicklung) in ihre Prozesse. Dabei konzentrieren sie sich auf die Suche nach einer Plattform, um F&E-Prozesse rationalisiert und die finalen Produkt-Designs einfach und konsistent an die weltweiten Fertigungsanlagen weiterleiten zu können.

Mit der Simatic IT R&D Suite hat Siemens sein Manufacturing Execution System (MES) Simatic IT durch ein komplettes und skalierbares Angebot für F&E-Aktivitäten erweitert, das es Unternehmen in der Prozessindustrie ermöglicht, ihr F&E-Potenzial gewinnbringend zu nutzen und neue Produkte schneller zu entwickeln.

Die R&D Suite gestattet eine unkomplizierte Abstimmung und Synchronisation der F&E-Ergebnisse mit der Simatic IT Production Suite. Sie ergänzt das Siemens-Gesamtkonzept der Totally Integrated Automation (TIA), setzt die Koordination und Integration der F&E- und der Fertigungsprozesse real um und deckt dabei den gesamten Zyklus ab – vom ursprünglichen F&E-Projekt zum fertigen Produkt.

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Typische F&E-Aktivitäten wie Projektmanagement, Entwicklung von Rezepturen und Verpackungen, Verwaltung von Tests und Experimenten sowie Konzeption von Produktionsprozessen erfordern einen integrierten Satz der jeweils besten Komponenten in ihrer Klasse – angefangen bei Notebooks bis zu Systemen und Geräten für Labormanagement, Chargen- und Bestandsmanagement, Fertigung in Pilotanlagen etc. Um Best-in-Class-Funktionalität, einen integrierten Workflow und konfigurierbare Flexibilität miteinander zu vereinen, basiert die Simatic IT R&D Suite auf:

-dem Production Modeler zur Konfiguration und Koordination komponentenübergreifender Aktivitäten und Interaktionen mit Entwicklungs-, Qualitäts-, MES-, Warenwirtschafts- und anderen IT-Systemen zur Unternehmensführung.

- den Components wie Simatic IT Interspec (Produktspezifikationsmanagement), Simatic IT Unilab (Laborinformationsmanagement), Material Manager (Materialwirtschaftssystem), Report Manager (Berichterstellung), Product Definition Manager, etc.

- dem Client Application Builder (CAB) zum flexiblen Aufbau spezifischer Benutzeroberflächen (rollenbasierte Bildschirme, in denen die spezifischen Unternehmensprozesse erfasst werden und integrierte Funktionalitäten von verschiedenen Simatic-IT-Komponenten und Drittanbieterkomponenten genutzt werden)

- dem Data Integration Service (DIS) – zur Integration von Drittanbieteranwendungen über Standardtechnologien.

Konzept besteht aus Suite und Bibliotheken

Auf dieser Grundlage wurden mehrere F&E-Bibliotheken entwickelt, die Funktionalitäten zur Unterstützung spezifischer F&E-Vorgänge vorsehen. Doch wie erfasst und strukturiert man alle Informationen in einer F&E-Umgebung, ohne die Kreativität der Forschenden einzuschränken, und diese Informationen für alle nutzbar zu machen?

Das Electronic Lab Notebook (ELN) der Simatic IT R&D Suite liefert maßgeschneiderte Funktionalität, um sicherzustellen, dass jeder wissenschaftliche Mitarbeiter alle Daten beliebiger Versuchstypen oder Berichte in einem elektronischen Format erfassen kann. Dazu ist eine Integration mit Microsoft Office vorhanden. Die Integration von Dokumenten oder anderer Dateitypen in eine Projekt- oder Experimentseite bzw. eine Seite auf einem elektronischen Notizbuch kann einfach durch Ziehen und Ablegen des Dokuments auf die jeweilige Seite erfolgen. Sämtliche Versuchsdetails und -schritte aller möglichen Eingabekanäle werden gesammelt und im Kontext der jeweiligen Aufgabe, des jeweiligen Experiments oder Projekts dargestellt. Außerdem werden der Schutz des intellektuellen Eigentums in Forschungsdokumenten und die Patentanmeldung wesentlich vereinfacht.

Werden alle experimentellen Daten in einem elektronischen Datenlager gespeichert, kann die gesamte Wissensdatenbank einschließlich aller bisherigen Experimente einfach durchsucht werden. Damit wird die Effizienz der F&E-Abteilung merklich gesteigert, weil eine schnelle Zusammenarbeit und die gemeinsame Nutzung von Wissen unter den Kollegen unterstützt wird. Obwohl die F&E-Mitarbeiter in der Regel separat an unterschiedlichen Aufgaben arbeiten (und all ihre Untersuchungsergebnisse in ihr persönliches ELN eingeben), tragen sie doch alle zu einem größeren Projekt bei. Deshalb bietet das Siemens-ELN die Möglichkeit, eine beliebige Anzahl von einzelnen ELN-Seiten als Teil eines größeren Experiments oder Projekts in einer konfigurierbaren, hierarchischen Struktur zu organisieren und mit Querverweisen zu versehen. Persönliche und projektspezifische Taskleisten ermöglichen es dem Benutzer, zwischen verschiedenen Tasks oder Projekten zu wechseln. Die Zugriffsrechte können basierend auf Benutzerprofilen oder Projektphasen konfiguriert werden. So wird sichergestellt, dass Forschungsdaten nach Genehmigung und Freigabe nicht mehr geändert werden können.

Da jedes Projekt, jedes Experiment und jeder Versuch mehrere Phasen durchläuft, sind in der Regel Arbeiten zur Planung, Vorbereitung, Durchführung, Bewertung und Berichterstellung erforderlich. Um diesen Prozess effizient verwalten zu können, muss der Übergang von einer Phase zur anderen formalisiert werden.

Deshalb ist es jeder Organisationsstruktur bzw. Abteilung möglich, die verschiedenen Phasen eines Projekts oder Experiments zu definieren – über ein sogenanntes State Transition Diagram (Zustandsübergangsdiagramm). Dieses wird dann mit dem Simatic IT Production Modeler verknüpft, um den Prozess so weit wie möglich zu automatisieren. Diese Funktionen zur Lebenszyklusverwaltung bieten auch die Möglichkeit, die Zugriffsrechte auf ein Experiment dynamisch zu steuern. So wird sichergestellt, dass die Forschungsdaten nicht mehr geändert werden können, sobald der endgültige Bericht genehmigt und freigegeben ist. Das ELN setzt auf Simatic IT Unilab auf, dem Laboratory Information Management System (LIMS) von Siemens und kann deshalb das Beste beider IT-Umgebungen anbieten. Zum einen verfügt der Wissenschaftler über die ganze Flexibilität der Notebook-Umgebung zur Erfassung seiner Versuchsdaten. Zum andern kann er alle Testverfahren und Instrumentenverbindungen des LIMS nutzen, um Labortests anzustoßen und deren Durchführung und Ergebnisse zu verfolgen. Auf diese Weise kann der Forschende zum Beispiel geeignete Qualitätsprüfverfahren entwickeln, die im Rahmen der Qualitätssicherung und -Kontrolle während der Produktion des Produkts durchzuführen sind.

Die Bibliothek Formula Workbench stellt die Umgebung für die Verwaltung einer großen Anzahl von Prototypen in einer Workbench-Anwendung bereit, um neue Rezepturen, Verpackungsmaterialien, Inhaltsstoffe und deren Lieferanten einzuführen und zu testen. Das Formular Workbench ist primär zur Unterstützung der Verwaltung von Experimenten und Versuchen ausgelegt, bei denen der Schwerpunkt auf experimentellen Rohmaterialien, Rezepturen, Verpackungsdesigns, Konzepten für Fertigungsprozesse, Testabläufen und -ergebnissen liegt. Auch zugehörige Dokumentationen und relevante Objekte werden mit einbezogen.

Bessere Abstimmung von Entwicklung und Produktion

Ein Ziel besteht oftmals darin, bestimmte gewünschte Produkteigenschaften oder -versionen zu fixieren. Um verschiedene Zielsetzungen wie bestimmte Nährwerte, einen bestimmten Fettgehalt oder einen gewünschten Feuchtigkeitswert zu realisieren, ist es wichtig, dass eine solide Berechnungs-Engine zur Verfügung steht, die zum Beispiel lineare Programmiermethoden verwendet.

Da die F&E-Bibliotheken an das Spezifikationsdatenlager von Simatic IT Interspec angebunden sind, verwenden sie dieselben Eigenschaften und Merkmale wie andere Unternehmensabteilungen, was die Weiterleitung korrekter Informationen erheblich fördert. Für das Erstellen einer neuen Rezepturvariante genügen einige wenige Mausklicks, und die Auswirkungen von Änderungen bei den Inhaltsstoffen werden unverzüglich visualisiert. Ebenso ist es möglich, bestimmte Sollwerte vorzugeben und dann die Zusammensetzung der Inhaltsstoffe an diese Zieleigenschaften anzupassen.

Mit der Kombination aus Simatic-IT-Standardkomponenten und spezifischen Bibliotheken für die F&E-Umgebung wird eine effektive Verbindung zwischen F&E und Fertigung geschaffen. Die Simatic IT R&D Suite bietet bezüglich Kosten- und Zeitbedarf klaren Mehrwert für die F&E-Verfahren und -Prozesse.

Filip Schiettecat, Senior Produkt Manager, Siemens/ hs

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