Qualitätsicherung
Wie sich Messdaten effizient auswerten lassen
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
In vier Stufen zur Lösung
Am Beispiel der Systemlösung von iba lässt sich beispielhaft veranschaulichen, wie sich die automatisierte Informationsgewinnung konkret in vier Stufen realisieren lässt (siehe Bild 2). Im Bereich der Datenerfassung ermöglichen die iba-Komponenten durch ihre umfassende Konnektivität, Daten von verschiedenen Datenquellen dezentral über die unterschiedlichen Funktionsbaugruppen der Anlage hinweg zu erfassen (Phase 1). So können Daten mit analogen und digitalen Baugruppen direkt an der Klemme erfasst werden. Bereits digitalisierte Werte lassen sich aus Steuerungen mit dem Prozessaufzeichnungssystem ibaPDA aufzeichnen, wobei eine Änderung der Datenauswahl ohne Eingriff in die Steuerung bei laufendem Prozess durchführbar ist.
Um die Kommunikation zwischen Steuerungen und Feldgeräten zu beobachten, stehen schließlich Bus-Monitore zur Verfügung, mit denen Daten von Feld- und Antriebsbussen rückwirkungsfrei gelesen und aufgezeichnet werden können. Last but not least können zur Beschreibung der zyklisch aufgezeichneten Messdaten vom Leitrechner oder Manufacturing-Execution-System (MES) weitere Informationen wie Produkt- oder Chargennummer, Sollwerte und Toleranzwerte über Ethernet zum Messdaten-Aufzeichnungssystem übertragen werden.
Sämtliche Daten werden im Prozessdaten-Aufzeichnungssystem (ibaPDA) mit einem gemeinsamen Zeitstempel versehen und in Messdateien gespeichert (Phase 2). Durch die isochrone Erfassung mit einer gemeinsamen Zeitbasis sind Abhängigkeiten und Wechselwirkungen in der Analysephase (Phase 3) exakt bestimmbar. Zur Datenaufbereitung und -analyse stehen schließlich Tools wie der ibaAnalyzer und der ibaDatManager zur Verfügung. Die in ibaAnalyzer integrierten Funktionen (ibaAnalyzer-DB und ibaAnalyzer-Report-Generator) unterstützen beispielsweise eine automatisierte Informationsgewinnung, indem sie den eingehenden Datenstrom ohne weitere Eingriffe systematisch aufbereiten und in nutzergruppen-spezifische Formate überführen (Phase 4).
Nachdem ein Produkt gefertigt und eine Messdatei erzeugt wurde, wird automatisch eine Nachbearbeitung (post-processing) der Messdatei initiiert. Dabei erfolgt eine automatische Auswertung nach vorkonfigurierten Templates automatisch. So können zur Qualitätsdokumentation Berichte im PDF- oder HTML-Format erstellt, die Messdateien überprüft und Alarme ausgegeben werden, oder Daten lassen sich nach vorgegebenen Formeln statisch oder dynamisch aggregieren. Mit ibaDatManager kann im Anschluss daran interaktiv auf diese aggregierten Daten zugegriffen werden, um eine technologie-orientierte Auswertung der Messdateien durchzuführen.
Mit den genannten Auswerte-Werkzeugen ist es jederzeit möglich, von aggregierten Daten den Bezug auf die Rohdaten herzustellen. So kann beispielsweise aus der Ergebnistabelle des ibaDatManagers direkt der ibaAnalyzer geöffnet werden, um eine signalorientierte Auswertung durchzuführen. Nur diese Rückkehr auf die aufgezeichneten Messwerte erlaubt es, den Ursachen für bestimmte Vorfälle auf den Grund zu gehen (Drill Down). Auf diese Weise lässt sich letztlich verhindern, dass sich Fehler einschleichen, die durch die sequenzielle Durchführung mehrerer Aggregationsschritte entstehen. Solche Fehler sind typisch für den Bereich der vertikalen Datenintegration – also einer Verdichtung von Ausgangswerten, die über mehrere Informationsebenen hinweg erfolgt.
Zusammenfassend lässt sich festhalten: Da in komplexen Anlagen Daten im Allgemeinen mehrfach und nach unterschiedlichen Gesichtspunkten (etwa nach der Zeit/Produktionsdauer) beziehungsweise nach festen Vorgaben starr aggregiert werden, kann hierdurch leicht wichtige Prozessinformation verloren gehen. Anders bei der multiplen Datennutzung basierend auf einer gemeinsamen und konsistenten Datenbasis: Sie stellt einen vielversprechenden Weg dar, Produktionsprozesse über sämtliche Bereiche eines Unternehmens hinweg zu optimieren.
Autoren: Dr.-Ing. Ulrich Lettau ist Vorstandsvorsitzender beim Fürther Unternehmen iba und Dr.-Ing. Andreas Quick ist Leiter Produktmanagement bei iba.
- Wie sich Messdaten effizient auswerten lassen
- Dezentrale Messdatenerfassung schafft die Basis
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