Uptime-Verdopplung

Wonderware InTouch Visualisierung: Integration der neuen InBatch 9.5 Clients.

Am Standort Oldenburg-Ohmstede produziert die BÜFA Reinigungssysteme GmbH & Co.KG ca. 500 verschiedene Reinigungs- und Desinfektionsprodukte für die Betriebshygiene in der Nahrungs- und Genussmittelbranche sowie Reinigungs- und Pflegeprodukte für die Industrie- und Fahrzeugreinigung, ebenso Spezialreinigungsprodukte zur Textil- und Lederreinigung und für Wäschereien.

Seit über 10 Jahren setzt BÜFA auf eine Lösung mit Wonderware-Softwarekomponenten und profitierte von hoher Anlagentransparenz und verbessertem Produktionsablauf. Die Rezepte können bei jedem Auftrag variieren, alle Rezepte müssen flexibel auf allen Behältern fahrbar sein. Deshalb stellt sich Wonderware InBatch dem Anwender als System „ohne“ Rezepte dar. Im Hintergrund werden aus EDV-Aufträgen automatisch Steuerrezepten generiert. Das Konzept des InBatch-Servers teilt die Anlage nach Linien auf und ordnet das entsprechende Equipment zu.

Aktualisierung der Rezeptursteuerung

Zudem bietet Wonderware InTouch Betreibern eine Visualisierung zur Darstellung von Daten aus der SPS. Deren ActiveX-Elemente erlauben Anwendern, Aufträge zu laden, zu verifizieren und zu starten. Die vorhandene SQL-Datenbank wird zur Archivierung und Aufbereitung von Stördaten genutzt. Über den Einsatz von Skripts schreibt und liest die Software Störungen der Anlagen in die Datenbank, wo sie für Auswertungen zu Verfügung stehen. Bei Neuanlagen oder Erweiterung bestehender Anlagen wurden entsprechende Darstellungen auf der Visualisierung erstellt.

Mit einer Uptime von 10 Jahren bei einer Ausfallzeit von nur einem Produktionstag hat diese Lösung aus dem Jahre 2001 mit Wonderware InBatch als Kernkomponente die prognostizierten Ziele weit übertroffen. Allerdings nagt auch an guten Lösungen der Zahn der Zeit. Daher wurde ein Upgrade-Projekt zur Erweiterung des vorhandenen Batchsystems gestartet.

Aktualisierung der Rezeptursteuerung zur Herstellung von chemischen Reinigungs- und Textilpflegemitteln bei der BÜFA-Gruppe.

Hauptziel Verfügbarkeit

Neben der Forderung nach einem Systemübergangs ohne negative Einflüsse auf die Produktion wurde die Modernisierung des Systems inklusive Infrastruktur bei Sicherstellung der gewohnt hohen Verfügbarkeit verlangt. Zudem sollten die bisherigen Limitierungen bei der Rezepterstellung abgeschafft werden. Die MES-Funktionen waren in Zusammenspiel mit dem ERP-System zu erweitern, die Softwarearchitektur aus MES Software, Wonderware InBatch und Wonderware InTouch neu zu strukturieren. Auch sollte das Visualisierungssystem optimiert und die EX-fähige Vorortvisualisierung durch einen vollwertigen HMI-Client ersetzt werden.

Verwendet wurden für die Visualisierung Wonderware InTouch 10.1, als Batch-Server Wonderware InBatch 9.5 und zur Anlagenkopplung Wonderware DA-Server DASSIDIRECT 2.0. Auf der MES-Ebene kommen Microsoft SQL-Server 2008, Microsoft Visual Studio (C#) und MS-Reporting-Services zum Einsatz.

Sportliche Kriterien

Als Eckpunkte zur Umsetzung der Anforderungen wurde festgelegt, keine oder nur geringfügige Änderungen an den bestehenden SPS-Programmen vorzunehmen, die bestehende InBatch 7.1 Applikation auf InBatch 9.5 und die Visualisierung von Wonderware InTouch 7.0 auf eine aktuelle Version zu aktualisieren sowie das Bedienkonzept schlanker zu gestalten. Die bisherigen „Built-In“-MES-Funktionen sollten durch eine eigenständige Lösung ersetzt werden, die Erzeugung der Rezepte auf Basis von BatchML anstatt wie bisher mittels vordefinierten Operations und API-Aufrufen erfolgen. Schließlich wurde eine Reduktion von doppelter Datenhaltung erwartet.

Upgrade mit Partner

Wie bereits 2001 wurde der langjährige Wonderware System-Integrator G&O Automatisierungsgesellschaft mbH & Co. KG (G&O) mit der Umsetzung beauftragt. Dieser entschied sich, die beiden Teilprojekte stufenweise durchzuführen. Im ersten Projekt „Wonderware InTouch“ wurden in Version 7.0 nicht mehr benötigte Komponenten, die Kopplung zum ERP-System sowie die Rezeptgenerierung, die in einer C++-DLL ausgelagert war, entfernt, ebenso wie nicht mehr benötigte Bedienschaltflächen und Fenster. Hiernach wurde die bereinigte Visualisierung über die Versionen 7.11 (neues Alarmmanagement), 8.0,9.0, 9.5 bis zur Version 10.1 hochgezogen. Dieses Vorgehen war insofern vorteilhaft, da sich G&O sofort im Fall von Konvertierungsfehlern mit der Ursache beschäftigen konnte, anstatt den Grund zwischen den Versionen zu suchen.

Analog dazu wurden beim Projekt „InBatch-Konvertierung“ die Versionen 8.1, 9.0 als Zwischenschritte benutzt, um zur finalen Ausbaustufe von Wonderware InBatch 9.5 zu gelangen. So wurde z.B. mit der Version InBatch 9.0 die Item-Syntax „ArchestrA-enabled“, so dass die entsprechenden Variablen direkt im InTouch-Projekt angepasst werden konnten.

Umstellung der Rezepterstellung mit BatchML

Dass bei Büfa Reinigungsysteme die Rezepthoheit seit jeher im ERP-System liegt, wurde schon in der Erstinstallation 2001 berücksichtigt. Allerdings wurden zur Rezeptgenerierung auf Basis der Stückliste einige Reglementierungen eingeführt, die sich im Nachhinein als zu eng gefasst erwiesen. So war es nicht möglich, mehr als acht Tanklager-Rohstoffe parallel zu dosieren. Auch wurde während Automatikdosierungen eine Handzugabe mittels der vorhandenen Bodenwaage verhindert.

G&O beschloss, die alten Mechanismen komplett zu verwerfen und den Defakto-Standard BatchML zu implementieren. Hierbei generiert die MES-Schicht aus den übergebenen Daten des ERP-Systems die XML-Datei und importiert diese dann mittels API-Aufrufen in den InBatch-Server. Erstmals bietet diese Struktur dem ERP-System die Möglichkeit, den Rezeptablauf zu beeinflussen. In gewohnter Weise bietet das MES-System von G&O Produktionsverantwortlichen die Möglichkeit, auf die Rezeptprozedur einzuwirken, etwa um Wartezeiten zwischen Dosierungen einzufügen.

Neuerstellung der MES-Schicht

Schnell wurde klar, dass ein Standard-MES-Produkt nicht zum Einsatz kommen kann, da viele seiner Komponenten nicht benötigt wurden und die Kosten das Budget gesprengt hätten. Also fiel die Wahl auf eine angepasste, webbasierte Lösung, die mittels moderner Microsoft-Technologien erstellt werden sollte. G&O entschied sich für MS-SQL 2008, Visual Studio 2010, Microsoft Windows Communication Foundation Services und Reporting Services. Das Frontend zur Bedienung und Anzeige wurde in einem Web-Portal erstellt, wodurch die Informationen des Produktionssystems firmenweit zur Verfügung stehen.

Die Reintegration in das Visualisierungssystem erfolgte über die Einbettung des Webportals in Wonderware InTouch. Ebenfalls in das MES-Portal integriert wurde die Tanklagerverwaltung, die sowohl Tankbestände als auch die Tankzuordnung umfasst. Durch die Ausführung als webbasierte Lösung konnte deutlich mehr Transparenz für weitere Abteilungen über den Produktionsleitstand hinaus erzeugt werden. So können jetzt Arbeitsvorbereitung, das Labor und Qualitätsmanagement die Lösung nutzen.

Störungsfreier Übergang

Die hervorragende Vorbereitung der Produktion bei BÜFA ermöglichte dem Projektteam eine glatte Umstellung auf das neue System. In einer „Batch-Pause“ wurde der alte Server abgeschaltet und das neue Gesamtsystem hochgefahren. Die nachgeschalteten Produktionsbereiche Abfüllung, Verpackung und Versand haben den Systemwechsel nicht wahrgenommen und konnten ohne Unterbrechung weiter produzieren. Während der mehrwöchigen Validierungsphase arbeiteten alle MES-Funktionen mit der Testinstanz des ERP-Systems. Somit war die Umstellung auf das Echtsystem ohne Überraschungen durchführbar.

Nicht ganz erfüllt werden konnte die Forderung nach Beibehaltung der SPS-Programme. Der System-Integrator G&O überführte daher einige über die Jahre entstandenen „Work-Arounds“ in die Standardstruktur. Auf Basis einer bewährten und erfolgreichen Lösung aus dem Jahr 2001 wurde eine erfolgreiche Modernisierung und Erweiterung durchgeführt. So steht einer weiteren langen Uptime nichts mehr im Wege.