S P E ZI A L AU S G A B E
2020
DA S M AGA ZIN VON COPA-DATA
SPEZIAL FOOD AND BE VER AGE
produc t s & serv ices
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S ERVI C E G R I D
FAQs
Was Sie schon immer über das zenon Service Grid wissen wollten Damit wird das Internet of Things für die Industrie zum Kinderspiel
Das zenon Service Grid vervollständigt die Softwareplattform vor allem für verteilte Anwendungen. Wo liegen die konkreten Vorteile dieser Softwareergänzung, wieso ist das zenon Service Grid ideal für landesoder weltweit verteilte Anlagen geeignet, wie realisiert es die Verbindung zwischen OT- und IT-Netzwerk im Unternehmen, auf welche Weise wird es installiert und welche Lizenzmodelle gibt es? Die Antworten auf diese und viele weitere Fragen finden Sie hier. Soll das zenon Service Grid die zenon Runtime, zenon Logic und den zenon Analyzer ablösen? Nein. Das zenon Service Grid erweitert die Plattform in Richtung Internet of Things (IoT). Es ist kein eigenständiges Produkt, sondern ein IoT-Upgrade der Softwareplattform zenon für ganz neue Anwendungsfälle. Das zenon Service Grid wurde nach aktuellen Best Practices und State-of-theArt-Ansätzen der Softwareentwicklung konzipiert. Hier kommen Architekturkonzepte wie Microservices zum Einsatz. Es gibt also mehrere einzelne Softwarekomponenten, die im Zusammenschluss eine große, skalierbare Anwendung ergeben. So erreichen Sie durch Verteilung der Komponenten eine effiziente Ressourcennutzung der vorhandenen Hardware. Was sind die Hauptvorteile im Vergleich zu anderen IoT-Lösungen? Mit dem zenon Service Grid können Sie in einer integrierten Lösung die Daten aus verteilten Standorten überwachen.
Damit erlaubt Ihnen die Softwareplattform zenon, innerhalb eines Systems Daten von der Feldbusebene bis hin zur Cloud durchgängig zu übertragen. Die zentrale Entwicklungsumgebung erleichtert das Projektieren und reduziert den Gesamtaufwand. Durch die Abwärtskompatibilität können auch Bestandsprojekte einfach in das Gesamtsystem eingebunden werden. Wie unterstützt das Service Grid die Absicherung des OT-Netzwerks? Das zenon Service Grid arbeitet ausschließlich mit unidirektionalem Verbindungsaufbau. Alle Nodes benutzen ausgehende Verbindungen, um mit dem Service Hub zu kommunizieren, also auch die zenon Runtime. Die Kommunikation ist per Transport Layer Security (TLS) verschlüsselt und die Identität der Teilnehmer wird durch digitale Zertifikate sichergestellt.
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Für welche Anwendungsfälle ist das Service Grid besonders geeignet? Im Vordergrund steht vor allem die einfache Verbindung von geografisch verteilten zenon Installationen – etwa bei internationalen Produktionsstandorten oder in der Stromerzeugung. Die gesammelten Produktionsdaten können Sie dabei an einer zentralen Stelle wie in einem Control Center mit Hilfe der zenon Runtime oder der HTML Web Engine visualisieren. Ein weiteres Szenario ist der Einsatz als Security Gateway zwischen OT- und IT-Netzwerken, um Daten von der Feldebene an Drittsysteme in der IT-Landschaft zu übergeben. Lesen Sie hierzu bitte auch den vorherigen Artikel, in dem weitere konkrete Beispiele genannt werden. Soll das Service Grid das zenon Netzwerk ersetzen? Nein, das zenon Service Grid und das zenon Netzwerk können und sollen parallel existieren und je nach Anwendungsfall verwendet werden. Wo ist das zenon Netzwerk weiterhin sinnvoll? Das zenon Netzwerk wird innerhalb eines Werks im Bereich der OT zur Synchronisierung von Runtimes untereinander verwendet. Das zenon Service Grid kommt dagegen üblicherweise für WAN-Verbindungen über große Distanzen zum Einsatz, um ausgewählte Daten der zenon Runtime oder des Analyzers in einer Cloudanwendung oder einem lokalen Data Center zu verarbeiten. Welche Systeme können für den Datenaustausch eingebunden werden? In erster Linie bietet Ihnen das zenon Service Grid den Datenaustausch zwischen Softwarekomponenten der Softwareplattform zenon. Also etwa zwischen zenon Runtime, zenon Analyzer, zenon Logic und der HTML Web Engine. Um die Sicherheit der Daten und des Datenaustausches zu garantieren, können in die interne Kommunikationsschicht des Service Grid keine Fremdsysteme eingebunden werden. Drittsysteme können Daten über die bereitgestellte REST-Schnittstelle des Service Grid API beziehen und diese weiterverarbeiten. Welche Daten können über das Service Grid ausgetauscht werden? Das Service Grid unterstützt unterschiedliche Arten von Daten. Prozessdaten wie Variablen, Alarme und Ereignisse können auch in großen Datenmengen ausgetauscht werden. Das System kann nicht nur Echtzeitwerte verteilen, sondern auch auf historische Archivwerte zugreifen. Für jeden Datenpunkt können Sie zusätzlich einstellen, ob dieser im Service Grid nicht, nur lesend oder lesend und schreibend verfügbar sein soll. Alarme können bestätigt und mit Kommentaren sowie Ursachen verknüpft werden. Das Service
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Grid hat auch eine Schnittstelle zum zenon Analyzer. Hierüber können Sie Reports erzeugen und abholen. Mit dem zenon Analyzer können Sie zudem alle vorhandenen SQL Stored Procedures verwenden und somit Datenanalyse betreiben. Engineering-Daten lassen sich zwischen zenon Editor und zenon Analyzer synchronisieren. Somit sind die Metadaten des zenon Analyzers immer auf dem aktuellsten Stand. Ist das zenon Service Grid skalierbar? Gerade in großen verteilten Systemen mit vielen Werken ist ein performantes und stabiles System eine Notwendigkeit. Die zenon Runtime ist hier seit Jahren das stabile Fundament für Datenakquise und -auswertung sowie Prozesssteuerung. Das Service Grid reagiert auf hohe Lastspitzen dynamisch. Ein übergeordnetes Managementsystem erfasst die Auslastung der einzelnen Services und kann Skalierungsmaßnahmen durchführen. Durch einen generischen Ansatz mit containerbasierten Applikationen können Sie jeden Service innerhalb des zenon Service Grid eigenständig skalieren. Bei der Containerplattform und dem Managementsystem haben Sie freie Wahl. COPA-DATA empfiehlt Ihnen jedoch den Einsatz von Docker und Kubernetes. Sie finden Anleitungen zum Betrieb auf dieser Plattformbasis in den Hilfedokumenten. Warum wird im Service Grid die Schnittstelle REST angeboten? REST-Schnittstellen sind weit verbreitet und eine beliebte Möglichkeit, um Daten per HTTPS zwischen Softwaresystemen auszutauschen. Weitere Vorteile sind die Unabhängigkeit von Programmiersprachen und Plattformen, eine Optimierung für große Datenmengen sowie die Anbindung von mobilen Anwendungen. REST-Schnittstellen sind nicht standardisiert und immer applikationsspezifisch aufgebaut. Sie unterstützen diverse Datenaustauschformate, etwa JSON, XML oder beliebige Textformate. Was macht das Service Grid, wenn das Netzwerk ausfällt? Mit zenon können Sie historische Daten aus der zenon Runtime in das zenon Service Grid evakuieren. Bei Ausfall der Netzwerkverbindung werden die Einträge so lange gepuffert, bis die Kommunikation erneut aufgebaut worden ist. Nach erfolgreicher Synchronisation wird der lokale Speicher wieder freigegeben und Datenverlust somit vermieden. Wie werden Benutzerberechtigungen realisiert? Der Authentifizierungs- und Autorisierungsmechanismus basiert auf einem zweistufigen Konzept. Im ersten Schritt werden Benutzer mit Hilfe des Identity Services authentifiziert, es wird also die Frage „Wer bin ich?“ beantwortet.
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Danach wird mit Hilfe des Policy Services entschieden, welche Rechte der Benutzer hat, folglich wird die Frage „Was darf ich?“ gestellt. So können Sie auch komplexe Zugriffsrechte verwirklichen.
Komponenten aktualisiert. Die Konfiguration der Installation des Service Grid wird dabei nicht verändert. Somit können Sie das System nach der Aktualisierung sofort wieder einsetzen.
Ist spezielles IT-Wissen für Installation und Betrieb des Service Grid nötig? Ihr IT-Personal braucht erweitertes Know-how, etwa um die erforderlichen Parameter der einzelnen Services auf die Installationsplattform abzustimmen. Das geschieht bei der Installation direkt über Konfigurationsdateien. Sind erweiterte Funktionalitäten wie dynamische Skalierung und Ausfallsicherheit gefordert, werden Technologien wie Docker und Kubernetes vorausgesetzt. Hierfür ist spezielle Erfahrung notwendig. Denn das IT-Personal muss sich langfristig um den Betrieb und die Wartung der Installation kümmern, Fehler beheben und die Software aktualisieren.
Benötige ich ein SLA für das Service Grid? Für den Erwerb und den Betrieb von zenon Service Grid benötigen Sie ein gültiges Service Level Agreement (SLA). Damit haben Sie stets Zugriff auf die aktuellsten SecurityUpdates und Funktionserweiterungen. Verbesserungen werden kontinuierlich im zenon Service Grid implementiert und über die COPA-DATA Registry bereitgestellt.
Läuft das Service Grid nur in einer bestimmten Cloudumgebung? zenon Service Grid ist plattform- und cloudunabhängig. Sie können einen beliebigen Cloudanbieter auswählen oder sich für den Betrieb innerhalb eines privaten Rechenzentrums entscheiden. Warum werden neue Technologien wie Docker verwendet? Gerade bei Web-Anwendungen im Cloudumfeld ist es vorteilhaft, auf neue Technologien zu setzen. Anforderungen an Applikationen wie Skalierbarkeit, Plattformunabhängigkeit und einfache Installation sind damit einfacher und effizienter umzusetzen. Wo gibt es die Installationspakete und wie installiere ich das zenon Service Grid? Je nach Art der Installation unterscheidet sich das Vorgehen. Für die klassische Installation steht ein WindowsSet-up zur Verfügung. Sie sollte auf Server-Hardware und Server-Betriebssystem erfolgen. Für die Installation in einer Cloudumgebung oder einem lokalen Data Center stehen Docker-Images aus der COPA-DATA Registry zur Verfügung. Diese werden auf einem bestehenden KubernetesCluster installiert. Wie werden die einzelnen Komponenten des Service Grid aktualisiert? Im Fall der klassischen Installation werden die einzelnen Komponenten mit dem ISO-Installationspaket aktualisiert. Wird das Service Grid mit Kubernetes betrieben, können Sie die Komponenten auf einfache Art und Weise aktualisieren, indem Sie die neuesten Docker-Images verwenden. In beiden Fällen werden jeweils nur die Binärdateien der
Welche Lizenzmodelle gibt es? Das zenon Service Grid können Sie als monatliches Abonnement mit jährlicher Abrechnung beziehen. Die Komponenten Service Hub, Data Storage, Identity Service und Egress Connector sind inkludiert. Je nach Bedarf wird zusätzlich der Ingress Connector lizenziert, wobei hier die Zahl der Variablen der vorhandenen zenon Runtime den Preis beeinflusst. Die Anbindung der Web Engine an das Service Grid kann entweder als lesende oder als lesende und schreibende Verbindung erfolgen, wobei auf Basis der Zahl der Benutzer lizenziert wird. Auch eine etwaige Anbindung weiterer Komponenten über API Gateway kann entweder als nur lesend oder als lesend und schreibend erfolgen. Außerdem kann eine Verbindung vom zenon Analyzer zum Service Grid lizenziert werden, um Reports über die Web Engine oder das API Gateway ausgeben zu können. Wie sieht der Releasezyklus des Service Grid im Vergleich zum Supervisor und Analyzer aus? Wir haben die zenon Plattform in den letzten Jahren konsequent weiterentwickelt. Mit der nächsten Version zenon 10 werden erstmalig alle Komponenten der Softwareplattform zenon zeitgleich erscheinen. Das Service Grid ist natürlich auch dabei. Der jährliche Releasezyklus wird in der OT-Welt als passend angesehen, doch gerade für Cloud-szenarien ist das nicht schnell genug. Deshalb bietet zenon das Service Grid in zwei unterschiedlichen Versionen an. Die Variante mit Langzeitsupport wird jährlich mit den anderen Komponenten der zenon Plattform freigegeben. Für zeitnahe Updates und Erweiterungen gibt es zusätzlich drei weitere Releases jeweils am Ende eines Quartals. Somit können Sie je nach Bedarf auswählen.
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ZENTR A LI S I ERTE H M I - I N FR A S TR U K T U R M IT ZEN O N
HMI-Herausforderungen zu Chancen der Digitalisierung machen
In Zeiten der digitalen Innovation spielt das Human Machine Interface (HMI) für Produktionsteams eine wichtige Rolle. In den letzten Monaten haben wir mit Experten aus der Praxis über ihre Anforderungen und Ziele gesprochen und tiefe Einblicke bekommen, wie sie zenon als industrielle Softwareplattform bei ihren Vorhaben unterstützen kann. Wir möchten diesen Artikel all den Menschen in der Lebensmittelund Getränkeindustrie widmen, die im Rahmen unserer Besuche in Afrika, Asien, Südamerika und Europa ihre Meinungen zum Thema HMI mit uns geteilt haben. Erschienen in
information unlimited das magazin von copa-data Nr. 35, November 2019 © Ing. Punzenberger COPA-DATA GmbH www.copadata.com/iu
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Bei einer klassischen Lösung besteht das Anlagen-HMI aus einem Hardware-Panel, einem Betriebssystem, einer Runtime-Applikation und einem ausgeführten Projekt. Es handelt sich um unterschiedliche Komponenten mit verschiedenen Lebenszyklen, die aber auch dem kontinuierlichen technologischen Wandel unterliegen. Die Maschinenhersteller investieren fortlaufend in Verbesserungen, um ihren Kunden mehr als nur eine funktionierende Maschine bieten zu können. Das HMI ermöglicht eine einfachere und benutzerfreundlichere Interaktion mit komplexen Maschinenfunktionen, wodurch Bedienfehler und Ausfallzeiten reduziert werden. Für eine hohe Zuverlässigkeit und eine effiziente Produktion der Anlage ist das HMI daher von wesentlicher Bedeutung. Vor Kurzem hatten wir die Möglichkeit, mit Produktionsteams von unterschiedlichen Standorten auf mehreren Kontinenten über das Thema HMI zu sprechen. Im Folgenden möchten wir ihre Gedanken mit Ihnen teilen. A LTE U N D N E U E H E R AU S FO R D E R U N G E N F Ü R D I E A N L AG E N - H M I Gespräche mit Maschinenbedienern und Personen, die im Verpackungsbereich tätig sind, liefern interessante Einblicke in die Fertigungspraxis. Seit Jahren gibt es eine eindeutige Tendenz zur Verringerung der Anzahl der zur Bedienung einer Abfüllanlage erforderlichen Fachkräfte. Heute ist meist ein Bediener für eine Gruppe von mehreren Maschinen verantwortlich. Dieser Bediener geht von einer Maschine zur nächsten und führt die notwendigen Schritte durch, ohne Zeit- oder Materialverlust zu verursachen. Gelegentlich gibt es Unterschiede im Look-and-feel der einzelnen HMIs. Doch wie navigieren sich die Bediener durch die Optionen des HMI? Wie führen sie bestimmte Aktionen aus? Welche Bedeutung haben bestimmte Farben? Die zentrale Frage, die sich daraus ableiten lässt, lautet: Wie erschaffen wir ein HMI-Konzept, das dem Bediener die Steuerung und Verwaltung seiner Maschinengruppe vereinfacht? Bei der Überwachung einer Abfüllanlage geht es den Linienmanagern vor allem um Produktionsflexibilität bei gleichzeitiger Gewährleistung von optimaler Qualität und Effizienz sowie idealem Verbrauch. Auf der Suche nach einfacheren Konzepten zur Lösung komplexer Probleme profitieren sie zunehmend von der wachsenden Menge von Produktionsdaten und zugehörigen Analyseinstrumenten. Für Linienmanager ist das HMI das wichtigste Werkzeug zur Integration der Bediener in Optimierungsmaßnahmen für verschiedene Maschinen und Prozesse. Die schnelle und präzise Übermittlung von Informationen zwischen dem HMI und anderen Systemen ist mindestens genauso wichtig wie die Erfassung von Daten und Ereignissen von jeder Anlage. Die größte Herausforderung für Linienmanager liegt demnach darin, dass das Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Produktionsanlagen und dem Bedienpersonal bestmöglich zu gestalten. IT-Manager in Brauereien auf der ganzen Welt stehen vor der Aufgabe, ihre IT-Infrastruktur optimal zu vernetzen
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sowie dafür zu sorgen, dass die Software aktuell, sicher und funktionstüchtig ist. Die Bandbreite der Automatisierungsund IT-Netzwerke nimmt weiter zu und auch die eingesetzte Hardware wird immer robuster. Dies ebnet den Weg für neue Digitalisierungsinitiativen. Allerdings stellen HMIPanels mit veralteten Betriebssystemen, die nicht mehr mit Sicherheitspatches aktualisiert werden können, ein Risiko dar. In solchen Fällen muss die für die gesamte Linie so kritische Komponente vom Rest der Infrastruktur isoliert werden – eine entgangene Chance im Hinblick auf die Vernetzung der Maschinen mit der übergeordneten Anlagenarchitektur. Man muss sich also fragen: Wie hoch sind die Gesamtkosten eines Upgrades eines HMI? Welche Vorteile stehen diesen Kosten gegenüber? Wie viel einfacher wäre es, die Zugriffsrechte des Bedieners auf Anlagenebene anstatt auf Maschinenebene zu verwalten? Für die Automatisierungsexperten in der Fertigung stellt das HMI eine der vielen Automatisierungskomponenten dar, die zusätzlich zu den SPSen, Motorantrieben, Messgeräten und vielen weiteren Einrichtungen berücksichtigt werden müssen. So kann ein Experte etwa nach Ablauf der Garantiezeit die Verantwortung für eine SPS übernehmen und sogar ihre Lebensdauer verlängern. Dennoch gilt das HMI oft als „Blackbox“, an der nur sehr begrenzt Verbesserungen zur Erhöhung der Maschinenlebensdauer vorgenommen werden können. Die Herausforderung besteht also darin, herauszufinden, wie der Automatisierungsexperte einfacher mit den technologischen Entwicklungen einer heterogenen Automatisierungslandschaft Schritt halten kann. Der Digitalisierungsmanager von heute hat bereits eine klare Meinung zur OT/IT-Integration. Der Wandel in Richtung Virtualisierung ist nicht mehr aufzuhalten und es gibt nur wenig Hardware, die nicht von der neuen „Bring Your Own Device“-Mentalität betroffen ist. Architekturen verbinden klassische Systeme mit Hybrid-IoT-Konzepten von den Sensoren bis hin zur Cloud. Das HMI ist nur ein wichtiger Bestandteil des Smart-Factory-Gedankens der Zukunft. Wie können wir Komponenten-Bundles wie das HMI aus der Isolation holen und ihre Aktualisierbarkeit verbessern? Wo soll die HMI-Anwendung ausgeführt werden: auf Maschinen- oder auf Linienebene? Wichtig ist zunächst, dass sich neue Konzepte zur Maschinenbedienung nicht auf die Maschine, sondern auf den Benutzer konzentrieren. Wir müssen gewährleisten, dass sich die neuen Technologien basierend auf Big Data und der Cloud so einsetzen lassen, dass sie die Produktionsteams unterstützen. Im Hinblick auf das HMI als Anlagenkomponente, die repariert, ersetzt oder umgerüstet werden muss, sorgen sich die Wartungsleiter insbesondere um die Kosten für Ersatzteile. Das Preis-Leistungs-Verhältnis der einzelnen Komponenten des HMI-Bundle wird dank der kontinuierlichen Weiterentwicklung immer besser. Doch wie können Wartungsmanager sicherstellen, dass sie von dieser Entwicklung profitieren?
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All diese Überlegungen sind wertvolle Beiträge der Produktionsteams, die Verständnis und Berücksichtigung verdient haben. Die Konkretheit und die Häufigkeit dieses Feedbacks haben uns zu folgender Lösung inspiriert. E I N E LÖS U N G M IT VI E LE N C H A N C E N Unsere Lösung könnte als „zentralisierte HMI-Infrastruktur“ bezeichnet werden. Sie basiert vollständig auf bestehenden zenon Technologien, die bereits in zahlreichen anlagenweiten Anwendungen zum Einsatz kommen. Diese Technologien wurden anhand einer Vielzahl relevanter Branchenstandards auf Herz und Nieren geprüft. Im Folgenden möchten wir uns mit ihren wichtigsten Grundsätzen und Komponenten auseinandersetzen – aber auch mit ihren Vorteilen. Achtung: An dieser Stelle ist etwas Wissen über zenon hilfreich! 1. NEUAUFBAU DES HMI-BUNDLE AUF ZENTRALER LINIENEBENE
Die zentrale Infrastruktur besteht aus einem physischen oder virtualisierten Server – siehe Abbildung – mit dem Betriebssystem und der zenon Runtime Software. In dieser Umgebung wird die zenon HMI-Projektanwendung jeder Maschine als Modul eingesetzt. Basierend auf einer Reihe von Voraussetzungen und nativen zenon Funktionen werden diese HMI-Anwendungen harmonisch integriert. Unterstützt durch ein leistungsstarkes und zuverlässiges Kommunikationsnetzwerk interagieren sie dann direkt mit den SPSen der Maschinen. Auf diese Weise wird aus dem HMI-Bundle eine Kombination von einfach zu verwaltenden und zu wartenden Komponenten. zenon unterstützt immer die neusten Betriebssysteme und gewährleistet die Kompatibilität und Konvertierung verschiedener Projektversionen. In zenon erweitert die hierarchische Projektintegration diese Lösung um einen besonderen Bonus – für zenon Neulinge oft „unerwartet“. Ohne zusätzlichen technischen Aufwand werden sämtliche HMI-Daten, -Ereignisse, -Alarme und -Kontextinformationen in einem Line Controller Projekt zentralisiert. Daneben wird durch den unkomplizierten Einsatz von Active Directory in zenon eine gemeinsame Benutzerverwaltung für alle HMIs sichergestellt, deren Nutzung zudem mit bestehenden IT-Sicherheitskonzepten harmonisiert werden kann. Darüber hinaus bietet die Redundanz von zenon eine gute Möglichkeit, die gesamte zentralisierte HMI-Infrastruktur noch zuverlässiger zu gestalten. 2. ENTWICKLUNG FLEXIBLER KONZEPTE FÜR DEN ANLAGENBETRIEB
Wie viele Bediener werden für die gesamte Linie benötigt? Für welche Gruppe von Maschinen ist jeder Bediener verantwortlich? Wo soll die Schnittstelle installiert werden, sodass der Bediener eine oder mehrere Maschinen sicher steuern kann? Und welche Anforderungen hat der Bediener
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im Hinblick auf die gleichzeitige Darstellung der Informationen verschiedener Maschinen (z. B. Status, Alarme, Leistung)? Die Beantwortung dieser Fragen hilft uns bei der Entwicklung eines optimierten Betriebskonzepts, bei dem der Beitrag des Bedieners zur Anlagenleistung gefördert wird. Was bedeutet dies für die zentralisierte HMI-Infrastruktur? Höchstwahrscheinlich kommen bei Ihnen eine Reihe von Panel-PCs zum Einsatz. Auf jedem davon werden ein oder mehrere Maschinen-/HMI-Projekte ausgeführt, je nachdem, ob der Fokus auf Bedienung oder Überwachung liegt. Die Maschinenprojekte werden als Clients der bereits auf dem Server gestarteten Projekte ausgeführt und automatisch mit zentralen Änderungen aktualisiert. So vermeiden wir Blackboxen. Stattdessen profitieren Sie von mehr Flexibilität bei der Verwaltung Ihrer Hardware, Betriebssysteme und zenon Projekte. Der Lebenszyklus einer Maschine verlängert sich und die Bediener profitieren von einer einfacheren und hochwertigeren HMI-Steuerung. 3. TIEFERE INTEGRATION VON OT UND IT
Die zentralisierte HMI-Infrastruktur mit zenon ist standardmäßig die Stelle, an der OT und IT integriert werden sollten. Erstens findet eine direkte, stabile Kommunikation mit den SPSen statt. Die HMI-Anwendungen jeder Maschine stehen den Anwendern entsprechend ihrer zentral verwalteten Benutzerrollen überall dort zur Verfügung, wo sie sie brauchen. Über konfigurierbare Mechanismen überwacht zenon die Zuverlässigkeit und Aktivität der gesamten Infrastruktur. Zweitens bietet zenon verschiedene Möglichkeiten zur Integration von Anlagensystemen und Geschäftsanwendungen wie ERP-Schnittstellen (z. B. SAP), SQL-Datenarchivierung, Cloud-Architekturen und Process Gateways (z. B. OPC UA). Die zentralisierte HMI-Infrastruktur ermöglicht Digitalisierungsmanagern neue Konzepte, von denen die Linienmanager und ihre Kollegen gleichermaßen profitieren, indem sie die kontinuierliche Verbesserung der Anlagenleistung vereinfachen. Reale Beispiele dafür sind zahlreich vorhanden – von der Kommunikation zwischen ERP und HMI zur Senkung von Umrüstzeiten in den Abfüllanlagen bis hin zu Predictive Intelligence in der Cloud. 4. BREITERE ANWENDUNG VON LINE PERFORMANCE TOOLS
Ein wichtiges Ergebnis der zentralen Integration aller HMIProjekte ist der zenon Line Controller, mit dem automatisch Daten, Ereignisse, Alarme und Kontextinformationen zentralisiert werden. Der Line Controller ist wie ein HMI/ SCADA-System für die komplette Linie, das eine Überwachung und Bedienung in Echtzeit ermöglicht. Er hilft den Anwendern, die Geschwindigkeit von Maschinenumrüstungen zu erhöhen oder Linien nach Top-down-Ansatz zu visualisieren – von aggregierten Indikatoren bis hin zu kleinsten Details rund um Produktivität, Qualität oder
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Line Performance Tools
OT/IT-Integration
Clients für stationäre und mobile Endgeräte
on-premise oder cloudbasiert (z. B. ERP, Datenbanken)
Line Controller Anlagenüberwachung, Historian, aggregierte Daten, Events, Alarme, gemeinsam genutzte Komponenten, gemeinsame Benutzerverwaltung, Datenmodelle etc.
Maschinen-HMI Clients von einfach zu wartender Hardware
HMI 1
HMI 2
zenon zentrale Projektstruktur
HMI m
HMI Maschine 1
anlagen- oder benutzerzentriert (m ≠ n)
Maschinen-SPS
ZENTRALISIERTE INFRASTRUKTUR MIT ZENON physische oder virtualisierte Server
SPS 1
SPS 2
Jede Maschine wird mit einem HMI-Projekt ausgeliefert.
HMI Maschine n
SPS n
E i ne ze nt ra l i s ie r te H M I-I n f ra s t r u k t u r m it ze non ze ic h net s ic h du r c h e i ndeut ige Vor te i le au s: Wa r tba rke it , E r we ite rba rke it , Kompat ibi l it ät u nd Be nut ze r f r eu nd l ic h ke it
Energieverbrauch. Zudem erlaubt zenon die kontinuierliche Erweiterung dieser Funktionalitäten, beispielsweise die Umsetzung neuer Ideen wie des zenon Process Recorders, der 3D-Visualisierung oder der Verwaltung von standardisierten Arbeitsanweisungen. Wie können Sie als Anwender vollständig von einer solchen Menge von verfügbaren Daten profitieren? Mit zenon können Sie Daten historisieren und kontextualisieren – von HMI-Projekten bis hin zu SQL. Für umfangreiche Analysen können Reportingsysteme wie zenon Analyzer genutzt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Daten in weiteren Systemen zu nutzen. Die zentralisierte HMI-Infrastruktur unterstützt Mobillösungen sowie weitere Arten von Client/ Server-Konzepten. So profitieren Sie maximal von Ihren Daten, ganz gleich, wo Sie diese benötigen. FA Z IT Wir haben von Produktionsteams auf der ganzen Welt erfahren, dass das klassische HMI heute zahlreichen Herausforderungen gegenübersteht, aber auch viele neue schafft. Glücklicherweise bietet zenon interessante Möglichkeiten für den Aufbau nachhaltiger Lösungen. Eine zentralisierte HMI-Infrastruktur mit zenon zeichnet sich durch eindeutige Vorteile aus: Wartbarkeit, Erweiterbarkeit, Kompatibilität und Benutzerfreundlichkeit. Daraus ergibt sich eine Vielzahl neuer Möglichkeiten, wie das HMI einen wichtigen Beitrag zu einem optimalen Anlagenbetrieb leisten kann. Wenn Sie auch Ihre Erfahrungen mit uns teilen oder mehr über die Möglichkeiten von zenon wissen möchten, freuen wir uns über Ihre Kontaktaufnahme.
EMILIAN AXINIA I n dustr y M a nag e r Foo d & B eve rag e Emilian Axinia ist seit Mai 2007 Mitglied des COPA-DATA Teams in Salzburg, Österreich. Als Industry Manager beschäftigt sich der studierte Computertechniker mit der Geschäftsentwicklung in der Food&-Beverage-Branche. Er verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung mit Engineering- und Automatisierungsprojekten in der Nahrungsmittelindustrie. e milia na @ copa data .com
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ZE NON SUCCE SS STORY
ZEN O N A N L AG EN AU TO M ATI S I ER U N G M AC HT S P EC K P RO D U K TI O N ZU K U N F TS FIT
Automatisiert zu traditionellem HANDL-Speckgenuss
5.000 Tonnen Speck verlassen jährlich die moderne Produktionsstätte der HANDL TYROL GmbH in Haiming (Tirol). Die von COPA-DATA Silver Partner ematric gmbh realisierte Gesamt-Automatisierungslösung auf Basis der Softwareplattform zenon ermöglicht die hocheffiziente Produktion der traditionellen Spezialitäten. Erschienen in
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Da s ge s a mte We rk e i n s c h l ie ßl ic h a l le r Ma s c h i ne n , A n la ge n u nd de r G ebäudete c h n i k i s t i n ze non abgebi ldet.
Seit Jahrtausenden beherrscht die Menschheit die Kunst, Fleisch durch Pökeln, Trocknen und Räuchern haltbar zu machen. Durch die Vereinigung von Fleisch mit Salz, Feuer, Luft und Gewürzen entsteht Speck. Dieser ist besonders in alpinen Regionen als energiereicher Imbiss beliebt. Der echte Tiroler Speck entsteht durch eine Mischung aus der nordischen Räucher- und der mediterranen Trockenmethode mit wenig Salz und kaltem Rauch, viel frischer Luft und einer mehrwöchigen Reifezeit. Erkennbar ist er an einer geschützten geografischen Angabe (g. g. A.). Bekanntester und größter Hersteller von Tiroler Speck g. g. A. ist HANDL TYROL. Das 1902 gegründete Familienunternehmen produziert mit ca. 550 Mitarbeitern an vier Standorten jährlich rund 15.000 Tonnen original Tiroler Speck-, Schinken-, Rohwurst- und Bratenprodukte, die es in 25 Länder exportiert. Neben höchster Qualität und bestem Geschmack der Produkte verdankt HANDL TYROL diesen Erfolg häufigen Innovationen bei Produktionstechnik und Produktvarianten. DA S A LTE AU F N E U E WE I S E T U N Die Herstellung der fertigen Produkte aus Tiroler Speck g. g. A. für den Verkauf im Einzelhandel ist ein mehrere Monate dauernder Prozess. Die angelieferten Fleischstücke kommen nach dem Einsalzen drei Wochen lang in den Pökelraum und werden anschließend bei rund 20 Grad mit Buchenholz kalt geräuchert. Anschließend werden sie acht bis 16 Wochen lang luftgetrocknet. Dabei verlieren sie rund 40 Prozent ihrer ursprünglichen Masse. Nach dem Formen und Zurichten der Teile erfolgen das Schneiden und die Verpackung. Angesichts neuer Märkte und steigender Nachfrage entschloss sich HANDL TYROL dazu, für die Herstellung der Kernprodukte Schinken und Karreespeck eine neue
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ze non g ibt A nwe nde r n d ie Kont r ol le üb e r s ä mt l ic he A n la ge n , von E i n ze l m a s c h i ne n üb e r P r o du k t ion s s t a ndor te bi s z u m ge s a mte n Unte r ne h me n.
Produktionsstätte zu errichten, um nach der hauseigenen Definition von Innovation das Alte auf neue Weise zu tun. „Die bewährten, schonenden und zum Teil vorgeschriebenen Produktionsverfahren sollten beibehalten werden“, erläutert Karl Christian Handl, geschäftsführender Gesellschafter der HANDL TYROL GmbH, die Ziele des Projekts. „Zugleich sollte ein hoher Automatisierungsgrad nach den Grundsätzen von Industrie 4.0 die flexible und energieeffiziente Produktion großer Mengen ermöglichen und die Erfüllung der hohen Qualitätsziele und der Nachweispflichten erleichtern.“ VO RQ UA LI F I K ATI O N I N B E S TE H E N D E N WE R K E N Mit dem Ziel, die Gebäudetechnik in die Gesamtautomatisierung einzubeziehen, hatte HANDL bereits vor der Errichtung der neuen Speckproduktion seine bisherigen Standorte mit einem Leitsystem ausgestattet. „Bei der Bestandsaufnahme zeigte sich die breite Vielfalt der vorhandenen Steuerungs- und Automatisierungssysteme, die einzubinden waren“, erinnert sich Rainer Haag, Geschäftsführer des COPA-DATA Silver Partners ematric gmbh. „Wegen seiner Fähigkeiten zur Kommunikation mit praktisch jedem denkbaren Fremdsystem fiel die Wahl auf zenon.“ Auf Basis der bewährten Softwareplattform von COPADATA entstand zunächst ein Leitsystem für Heizung, Lüftung, Kühlung und weitere gebäudetechnische Einrichtungen, die einen direkten Einfluss auf die Produktion haben. Über mehrere Jahre hinweg integrierten die Automatisierungsspezialisten von ematric nach und nach immer mehr Bestandsanlagen. So entstand auf der Basis von zenon ein umfassendes, standortübergreifendes Anlagen- und Gebäudeleitsystem.
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M it e i ne m hohe n Autom at i s ie r u n g sg rad e r zeu g t H A N DL T Y ROL i m We rk Ha i m i n g au s S c hwe i nef le i s c h Ti r ole r Sp e c k g. g. A .
E I N H E ITLI C H E SYS TE MWE LT A L S Z I E L Ein Ziel der Planung für das neue Produktionswerk war, Produktionsanlagen und Gebäudetechnik in eine Gesamtanlagenautomatisierung zu integrieren. Eine einheitliche Systemwelt mit einem übergeordneten Leitstand sollte nicht nur die Produktionsabläufe steuern, sondern auch einen einfachen und Fehler vermeidenden Datenaustausch mit dem ERP-System gewährleisten. Eine weitere Erwar-
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A n e i ne m L e it s t a nd pr o St a ndor t we r de n au f me h r e r e n Bi ld s c h i r me n a l le Bet r ieb sz u s t ä nde üb e r s ic ht l ic h d a r ge s te l lt.
HANDL hatte zur Absicherung der Projektziele die Anlage von innen nach außen geplant. Erst nach Computersimulationen der zu erwartenden Warenströme durch ein externes Institut erfolgte die Auslegung von Maschinen, Anlagen und Nebenaggregaten. Dimensionierung und Gestaltung des Gebäudes folgten am Ende. Der digitale Zwilling der Anlagen aus dem Computermodell bildete auch eine hervorragende Basis für die Planungsarbeit von ematric.
„Der komplett integrierte Datenfluss über alle Systeme hinweg ermöglicht uns, mit minimalem Aufwand das ganze Werk zu steuern.“ KARL CHRISTIAN HANDL, GESCHÄFTSFÜHRENDER GESELLSCHAFTER, HANDL TYROL GMBH
tung an die Systemausstattung war, den Aufwand für die Erstellung der Dokumentation zur Erfüllung der umfangreichen Nachweispflichten erheblich zu senken. „Wir hatten in den Bestandswerken mit der Software zenon und der Implementierung durch ematric hervorragende Erfahrungen gemacht“, sagt Karl Christian Handl. „Deshalb entschieden wir uns, auch für den Neubau diesen Weg zu gehen.“ Anders als in den Vorprojekten waren hier auch sämtliche Prozessanlagen, Produktionsmaschinen und Förderanlagen einzubeziehen, einschließlich eines Fahrerlosen Transportsystems.
U M G E S TA LT U N G D E R AU TO M ATI S I E R U N G S PY R A M I D E Neben der Bewährung in den bestehenden Werken und der Möglichkeit zur direkten Anbindung an das ERP- und SCADA-System des Fleischwarenherstellers war die Ausfallsicherheit von zenon ein weiteres Auswahlkriterium. Die Software lässt sich mit redundanten Servern betreiben und weist zahlreiche Möglichkeiten zum Betrieb direkt vom Client aus auf. „Wir gestalteten die Gesamtanlage so, dass selbst bei einem Totalausfall von zenon jede der Einzelmaschinen sinnvoll weiterarbeiten kann“, erklärt
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HMI/SCADA-Spezialist Daniel Weiskopf von ematric. „Das ermöglicht auch Wartungs- und Anpassungsarbeiten ohne Betriebsunterbrechung.“ Um bei hoher Betriebssicherheit eine lückenlose Datendurchgängigkeit zu gewährleisten, gestalteten HANDL und ematric die bekannte Automatisierungspyramide um. Nach Rücksprache mit COPA-DATA ersetzten sie sämtliche Ebenen zwischen ERP- und MES-System einerseits sowie Maschinen und Aggregaten andererseits durch zenon. Die umfassende Software für den hochautomatisierten Betrieb von Maschinen und Anlagen deckt die traditionellen Ebenen Prozessleitsystem, SCADA, HMI und SPS ab. Diese Form der Implementierung reduziert die Anzahl der Schnittstellen zwischen unterschiedlichen Systemen deutlich. Das erleichtert die Konfiguration und Wartung des Gesamtsystems und minimiert die Anzahl möglicher Fehlerquellen. AU S TR A D ITI O N WI R D Z U K U N F T Die Techniker von ematric nutzten einen großen Teil des riesigen Spektrums an Funktionalitäten, das zenon bietet. Dazu gehört neben dem SAP-Interface die Anlagenmodellierung ebenso wie das Modul Extended Trend, um nur einige wenige zu nennen. Da im Gesamtsystem rund 40 SPSen verschiedener Hersteller vorhanden sind, zogen sie in manchen Fällen auch die integrierten Softwaremodule wie VSTA und die Soft-SPS zenon Logic heran, um Sonderlösungen optimal integrieren zu können. Die Implementierung erfolgte parallel zum Bau der neuen Produktionsstätte. Sie umfasste neben der SPS-Programmierung und der Personalisierung von zenon auch den Aufbau eines Leitstandes an jedem Standort. Dort werden auf mehreren Bildschirmen alle Betriebszustände übersichtlich dargestellt. Fehlfunktionen und Störungen können sofort erkannt und die erforderlichen Maßnahmen für eine effiziente Behebung rasch eingeleitet werden. Durch Alarmierung über Message Control und Zugriff über Web Services lassen sich Störungen sehr schnell beheben und Stillstände vermeiden. Mit standardisierter Bedienführung und umfangreichen Auswertemöglichkeiten, auch durch historische Daten, unterstützt die zenon Implementierung die Mitarbeiter bei der Steuerung der Produktion. „Der komplett integrierte Datenfluss über alle Systeme hinweg ermöglicht uns, mit minimalem Aufwand das ganze Werk zu steuern“, bestätigt Karl Christian Handl. „Durch die Integration aller Systeme in zenon können wir sehr rasch auf Störungen reagieren und Prozessoptimierungen vornehmen.“ Zusätzlich lassen sich aus den erfassten Mess-, Produktions- und Verbrauchsdaten durch verschiedene Auswertungen Qualitäts- und Kostenoptimierungen ableiten. Nach einem einmonatigen Probebetrieb nahm die Anlage ohne die Notwendigkeit weiterer Anpassungen den
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Vollbetrieb auf. Seither läuft im Werk Haiming von HANDL TYROL die Produktion von Tiroler Speck g. g. A. mit traditionellen Herstellungsverfahren, aber modernsten Produktionsmethoden. Die Gesamtautomatisierung mit zenon sichert einen hocheffizienten Betrieb, ermöglicht weiteres Wachstum und sorgt für ein Endprodukt mit gleichbleibend hoher Qualität. Karl Christian Handl kommentierte das anlässlich der Eröffnungsfeier mit den Worten: „Eine Vision wurde Realität – aus Tradition wurde Zukunft.“
H I G H LI G HT S : –
Sta n dor tüb e rgreife n d e G esa mta nlag e nste u e rung un d - üb e r wa ch ung
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Ü b e rsichtlich e B e die n ung üb e r ein e n Leit sta n d pro Sta n dor t
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KO NTA K T: CO PA- DATA CE E /M E sales .ce e @ copa data .com
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I NTELLI G ENTE EI G EN SC H A F TEN VO N ZEN O N F Ü R I H R LI N I EN M A N AG EM ENT-SYS TEM .
Wie zenon Anlagenmanager glücklich macht
Es ist immer wieder inspirierend, Menschen zu treffen, die sich intensiv mit der Lebensmittel- und Getränkeproduktion beschäftigen. Besonders interessant finde ich Gespräche mit Managern von Abfüll- oder Verpackungsanlagen. Sie alle kennen die Herausforderung, jederzeit die Kontrolle behalten zu müssen, sehr gut. Sie haben direkten Einfluss auf die Leistung der Produktionsstätte – und damit auf den wirtschaftlichen Erfolg der Brauerei oder Abfüllanlage. Die Linien müssen reibungslos und planmäßig laufen. Produktqualität und -vielfalt sind von grundlegender Bedeutung. Doch wie kann man das möglichst einfach hinbekommen? E I N B E S S E R E S LI N I E N M A N AG E M E NTSYS TE M – A B E R WI E ? Wer bereits im Alltag mit einem Linienmanagement-System arbeitet, kennt das Prinzip: In der Regel basiert so ein System auf einer industriellen Softwareplattform und kommuniziert direkt mit den verschiedenen Maschinen der Linie. Über einen Bildschirm behalten Anlagenmanager dabei den Überblick über den gesamten Abfüllprozess in Echtzeit, aber auch über die Key Performance Indicators sowie verschiedene Überwachungs- und Analysefunktionen. Erschienen in
information unlimited das magazin von copa-data Nr. 34, Juni 2019 © Ing. Punzenberger COPA-DATA GmbH www.copadata.com/iu
Ist die erste Implementierung gut verlaufen, stellt sich die Frage nach der Systemflexibilität. Braucht es noch Unterstützung, um Verbesserungen vornehmen zu können? Wie einfach ist die Anbindung weiterer Geräte oder Softwareanwendungen? Wie lässt sich der Kreis der Benutzer erweitern? Im Privatleben haben wir bereits Erfahrung mit dem Einsatz intelligenter Geräte. Mobil können wir uns mit unseren Haushaltsgeräten verbinden, bequem mit ihnen interagieren und von den erfassten Daten profitieren.
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Immer bessere Softwaretechnologien bieten uns immer neue Vorteile. Zu Hause ist diese Form der Intelligenz also schon selbstverständlich. Warum dann nicht auch in der Fertigungsstraße? F Ü N F I NTE LLI G E NTE E I G E N SC H A F TE N VO N Z E N O N Höchste Zeit, unsere Erwartungen an LinienmanagementSysteme zu verändern. Im Zuge der Evolution der Softwaretechnologien formulieren Verpackungsspezialisten und ihre Partner in den Bereichen Automatisierung und IT ihre Ideen neu. Wie steht es um den Fortschritt Ihrer Initiativen rund um Digitalisierung, Industrial IoT und Industrie 4.0? Hier können Sie mit den intelligenten Eigenschaften von zenon große Sprünge machen – mit einem strukturierten Ansatz, der Ihre Abfüllanlage in einen intelligenten Betrieb verwandelt. Auf die folgenden fünf intelligenten Eigenschaften gehen wir nun näher ein: – – –
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F U N K T I O N A L I TÄT: Neue, erweiterte Funktionen, die gängige Erwartungen übertreffen. KO N N E K T I V I TÄT: Kopplung mit Geräten und Sensoren für Messungen und Datenerfassung. D I G I TA L E I N T E L L I G E N Z : Integrierte Datenverarbeitung und -analyse sowie künstliche Intelligenz. I N T E G R AT I O N : Im Rahmen der breiteren Anlagenautomatisierung und IT-Architektur, einschließlich Cloud-Computing. B E N U T Z E R F R E U N D L I C H K E I T: Ergonomie und Verfügbarkeit der Benutzeroberfläche.
Auf diese fünf Erfolgsfaktoren für die Digitalisierung stützt sich die COPA-DATA Partner Community, denn sie ermöglichen eine wertschöpfende und kreative Implementierung von Linienmanagement-Systemen. Werfen wir im Folgenden einen genaueren Blick darauf. F U N K TI O N A LITÄT Für den Anlagenmanager bedeutet ein LinienmanagementSystem Echtzeitüberwachung und historische Analysen rund um den Abfüllprozess. Bei Bedarf sind Sie in der Lage, schnell und gezielt einzugreifen, und können so die Anlagenleistung kontinuierlich verbessern. Prozessansichten, Dashboards sowie Ereignis- und Alarmlisten werden im Top-down-Prinzip dargestellt, also von der Ebene des Verpackungsbereichs bis hin zu jeder einzelnen Maschine. Aggregierte Indikatoren für Leistung, Qualität, Ressourcenverbrauch und Wartung werden durch detaillierte Werte von Parametern, Sollwerten, Messungen und Statusdaten ergänzt. zenon verfügt über verschiedene Baustein-Komponenten, mit denen sich ein Linienmanagement-System weiter ausbauen lässt. So helfen z. B. die Rezeptverwaltung auf
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Maschinenebene sowie die Integration mit ERP-Systemen, die Umrüstzeiten zu verkürzen, aber auch die Qualität zu sichern. Der zenon Process Recorder erlaubt Ihnen eine „Zeitreise“ – so können Sie sich ausführlich mit komplexen Situationen in der Vergangenheit auseinandersetzen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine bessere Kontrolle und weniger Ausfallzeiten. Darüber hinaus eignet sich zenon hervorragend für die Entwicklung und Umsetzung einer Vielzahl von Konzepten zur präventiven und vorausschauenden Wartung. KO N N E K TIVITÄT Intelligente Systeme im industriellen Umfeld sind in der Lage, sich mit jeder relevanten Datenquelle zu verbinden. Ein Linienmanagement-System mit zenon bezieht Daten von jeder Maschine der gesamten Linie sowie von verschiedenen SPS-Typen und Sensoren. Dieses hohe Maß an Konnektivität und Datenzentralisierung eröffnet vielfältige Möglichkeiten zur Kombination und Korrelation von Informationen, z. B. in Form von Indikatoren zur Overall Equipment Effectiveness (OEE) sowie Energieverbrauchsdaten. Die Erfassung und Archivierung steigender Datenmengen sind wesentliche Bestandteile eines automatisierten Informationsflusses. Hinter den Kulissen gewährt zenon dem Systemintegrator die notwendige Designflexibilität. Doch was bedeutet das für Sie als Anwender? Ganz einfach: Sie können Ihre Ideen noch besser umsetzen. Und da die Umstellung schnell und kostengünstig verläuft, profitieren Sie innerhalb kürzester Zeit von Ihren Daten. D I G ITA LE I NTE LLI G E N Z Im Industrial Internet of Things (IIoT) gibt es interessante Beispiele für hybride Architekturen. Digitale Intelligenz kommt genau dort zum Einsatz, wo sie gebraucht wird: vor Ort sowie in virtualisierten oder cloudbasierten Systemen. Was bedeutet der Einsatz eines LinienmanagementSystems mit zenon für Sie? Zum einen nutzen Sie damit fortschrittliche Verfahren zur gewinnbringenden Transformation von Daten. Gleichzeitig wird Ihr Linienmanagement zum Extract Transform Load (ETL) Tool. Ihr Systemintegrator kann die Daten mit der für Sie am besten geeigneten Technologie unter Verwendung von Automatisierung oder Programmiersprachen verarbeiten. Das Ergebnis? Zuverlässige und effiziente Informationsflüsse, maximaler Gewinn aus Produktionsdaten und zuverlässige Analysen der Produktionsleistung. I NTE G R ATI O N Ihr Linienmanagement-System ist Teil einer größeren Architektur. zenon verhindert dabei die Entstehung von „Softwareinseln“. Ältere oder neuere Systeme – beispielsweise SCADA, MES, ERP, IIoT oder Hybrid- und cloudbasierte Lösungen – lassen sich sicher integrieren. So kann etwa ein klassisches Konzept zur Kommunikation von ERP zu HMI die Kontinuität von Maschinenbetrieb und
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Integration mit lokalen und globalen Systemen Implementierung von Funktionen zur Arbeitserleichterung
Flexible Unterstützung aller Benutzer zur richtigen Zeit am richtigen Ort Profitieren von leistungsfähiger Datenverarbeitung Verbindung mit jeder Maschine und jedem Gerät
Abbildung: L i n ie n m a n a ge me nt m it ze non f ü r e i ne i nte l l ige nte Abf ü l lu n g u nd Ve r pac k u n g.
Materialversorgung gewährleisten und den Bedienern helfen, die Leistung zu verbessern. Durch die Kombination zahlreicher Technologien bietet Ihnen zenon aber noch mehr Vorteile. So können Sie z. B. cloudbasierte Data Lakes für Analysen in Ihrem globalen Unternehmen nutzen oder mit cloudbasiertem maschinellen Lernen intelligente Maßnahmen zur präventiven Wartung auf Maschinenebene umsetzen. B E N U T Z E R F R E U N D LI C H K E IT In der Regel umfasst eine Produktionsumgebung verschiedene Geräte und IT-Systeme. Wie einfach gestaltet sich für Sie als Benutzer die Interaktion mit dieser komplexen Infrastruktur? Wie können Sie bei der Analyse der Anlageneffizienz, bei der Ermittlung des Energieverbrauchs oder bei der Qualitätsüberwachung die Daten visualisieren? zenon bietet jedem Systemintegrator erweiterte Grafiktools und damit mehr Benutzerfreundlichkeit. Darüber hinaus können Informationen von besonderem Interesse je nach Anlage, Zeitrahmen oder Produktionskontext
herausgearbeitet werden. Daten werden so relevant, eindeutig und umsetzbar. Mittels modernster Netzwerk- und Kommunikationstechnologien stellt Ihnen zenon diese wichtigen Informationen genau dort zur Verfügung, wo Sie sie brauchen: am Schreibtisch, auf größeren Anzeigetafeln im Produktionsbereich oder auf Mobilgeräten. Und das sind nur einige der intelligenten Eigenschaften von zenon. Der Einsatz der Softwareplattform zenon als Linienmanagement-System kann Ihre Arbeit effektiv und nachhaltig erleichtern. Wir laden Sie und Ihre Kollegen in den Bereichen Automatisierung und IT ein, mit zenon neue Ideen zu erkunden, um Ihre Leistungsfähigkeit langfristig zu erhalten. Technologie sollte nicht schwierig sein. Die Intelligenz von zenon macht es einfach, auf neue Ideen zu kommen. Technologie, die Anlagenmanager glücklich macht.
emili a n a x ini a , industry m a nager food a nd be v er age
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ZE NON SUCCE SS STORY
TR A N S PA R ENTE A B F Ü LLVO RGÄ N G E D U RC H DATEN ER FA S S U N G M IT ZEN O N
Informationen für smarte Entscheidungen sammeln
Als Hersteller einer Vielzahl verschiedener Getränke in Glas- und PET-Flaschen, Dosen und Kartons ist der PepsiCo-Partner SMLC das größte Getränkeabfüllunternehmen im Libanon. Seit der Einführung eines Linienmanagement-Systems basierend auf der Software zenon von COPA-DATA gehören manuelle Dateneingaben der Vergangenheit an und umfassende Informationen für effiziente Abfüllvorgänge stehen zur Verfügung.
Published in
information unlimited the copa-data magazine No. 34, June 2019 © Ing. Punzenberger COPA-DATA GmbH www.copadata.com/iu
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Abbildung 2: D ie ze non I mple me nt ie r u n g von Te k nolog i x e l i m i n ie r t m a nue l le Date ne i n gab e n u nd ze ig t d ie t at s äc h l ic he E f f i z ie n z e i ne r L i n ie au f e i ne n Bl ic k .
Abbildung 1: E i n au f ze non ba s ie r e nde s L i n ie n m a n a ge me ntSy s te m l iefe r t SM L C u m fa s s e nde I n for m at ione n f ü r e i ne n ef f i z ie nte n Abf ü l lb et r ieb.
Mit dem Einzug von Haushalts-Kühlschränken, Kaufhäusern und Supermärkten in den 1950ern haben sich die Marktgesetze für Getränkehersteller wie PepsiCo grundlegend geändert. Die Hersteller von Pepsi Cola erkannten, dass die Konsumgesellschaft enorme Chancen für weltweites Wachstum bot. 1952 starteten sie eine Zusammenarbeit mit der Société Moderne Libanaise pour le Commerce (SMLC) in Beirut, Libanon, die bis heute als Abfüller und
M A N G E LN D E TR A N S PA R E N Z Auch wenn die Verpackungsabläufe bei SMLC immer ziemlich effizient gewesen sind, waren zur Erhebung von Produktionsdaten und Managementinformationen immer auch eine manuelle Datenerfassung auf Papierformularen sowie die Verwendung von Tabellenkalkulationsprogrammen nötig. Da sowohl das Produktions- als auch das Wartungspersonal andere Arbeitsprioritäten haben und das Führen von
„Das auf zenon basierende Linienmanagement-System gibt uns volle Transparenz in unserer Fertigung und liefert uns die Informationen, die wir brauchen, um auf einer fundierten Basis intelligente Entscheidungen treffen zu können.“ SHADY KHOURY, DIRECTOR OF OPERATIONS BEI SMLC
Händler der beliebten PepsiCo-Marken in den Bereichen Softdrinks, Eistee, Sportdrinks, Säfte, Energydrinks und Wasser fungiert. Mit zehn Abfüllanlagen für Glas- und streckgeblasene PET-Flaschen, Aluminiumdosen und Verbundstoffkartons ist SMLC das größte Getränkeabfüllunternehmen des Landes. Das Unternehmen hat schon mehrere Auszeichnungen erhalten, zuletzt den „Performance with Purpose“ Award von PepsiCo International, der die herausragenden Anstrengungen zur Senkung des Wasser- und Energieverbrauchs hervorhebt.
Aufzeichnungen als mühselige Nebentätigkeit empfinden, waren die Angaben in Reports oft ungenau und manchmal widersprüchlich. In manchen Fällen wurde sogar ein gewünschter Status anstelle eines Ist-Wertes angegeben. Angesichts dessen beschloss das Unternehmen, eine Modernisierungsinitiative zur Steigerung der Qualität und Effizienz zu starten. Hierfür waren organisatorische Veränderungen, Investitionen in moderne Fertigungslinien sowie der Bau neuer Gebäude erforderlich. Im Rahmen dieser Umstellung entschied sich die Geschäftsleitung auch dafür, in Software zu investieren, die alle Verpackungslinien umfasst. Diese sollte vor allem einer Verbesserung des Informationsflusses von der Fertigung bis zur Chefetage dienen
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Abbildung 3: Be r ic hte kön ne n i n s e h r k u r ze r Ze it e r s te l lt we r de n. P ra k t i s c h a l le Det a i l s kön ne n au f C h a r ge neb e ne a n ge ze ig t we r de n.
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Abbildung 4: M it de n dy n a m i s c he n Rep or t i n gF u n k t ione n von ze non h at SM L C d ie Ü b e r w ac hu n g u nd Vi s u a l i s ie r u n g f ü r de n C lea n-i n-place - (C I P-) P r oze s s e i n gef ü h r t.
und so schnellere und besser informierte Managemententscheidungen ermöglichen. Zudem sollten so die erforderlichen Informationen für den Clean-in-Place(CIP)-Prozess des Unternehmens bereitgestellt werden.
berichtet Lucien Kazzi. „Auch die Reports waren langsam. Da der Aufbau des Gantt-Diagramms zwei Minuten dauerte, wurden die Berichte häufig nicht aktualisiert oder stürzten ab.“
E R S TE V E R S U C H E M IT B E SC H E I D E N E N E RG E B N I S S E N SMLC vergab den Vertrag für eine Pilotinstallation an einer Abfülllinie an Teknologix. Dieses Team aus Industrieautomatisierungsexperten mit Sitz in Beirut verfügte über gute Referenzen aus zahlreichen Automatisierungs- und Nachrüstungsprojekten, die es in den vergangenen Jahren bereits erfolgreich für SMLC umgesetzt hatte. Zudem umfasste sein Angebot, im Gegensatz zu denen europäischer Dienstleister, keine massiven Reisekosten für Kommissionierung und After Sales Support. Um die Menge der zu transportierenden und verarbeitenden Daten und zu reduzieren, entwickelte Teknologix eine Systemkonfiguration, die für jede Linie eine SPS zur Erfassung, Konzentration und Vorverarbeitung der Informationen aus den einzelnen Linienstationen verwendet. „Obwohl wir wussten, dass das Konzept stimmig ist, und wir viele Tage und Nächte damit verbracht haben, unter enormen Anstrengungen den Anforderungen von SMLC gerecht zu werden, konnten wir die Erwartungen des Kunden nicht erfüllen“, gibt Lucien Kazzi, Gründer und CEO von Teknologix, zu. „Grund dafür war, dass wir die falsche Software verwendet haben.“ Die ursprünglich verwendeten Softwareprodukte konnten viele Reporting-Anforderungen des Kunden nicht erfüllen, obwohl renommierte Prozessvisualisierungssysteme weltweit agierender Anbieter von Automatisierungslösungen ausgewählt und durch zahlreiche Add-ons und Upgrades ergänzt wurden. „Wir mussten mehrere Monate lang Skripts programmieren, um auf Systeminformationen basierende Gantt-Diagramme darstellen zu können“,
D I E R I C HTI G E SO F T WA R E F Ü R B E S S E R E I N FO R M ATI O N E N Wir haben mehrere Versuche unternommen und dabei verschiedene Plattformen verwendet, aber keine hat alle Anforderungen erfüllt. Auf der Suche nach einer besseren Plattformlösung fand Lucien Kazzi heraus, dass ein führender Anbieter von Abfülltechnologie und Verpackungsmaschinen der Software zenon von COPA-DATA als umfassende Leitsystemlösung vertraute. Da dachte er sich: „Wenn sie damit zufrieden sind, ist diese Software ja vielleicht auch die richtige für uns“, und entschloss sich, Kontakt mit COPADATA aufzunehmen. Seine Vermutung erwies sich als die Rettung für das Projekt. zenon war sofort einsatzbereit, Projekte konnten ausschließlich durch Konfiguration und ohne jegliche Programmierung mit benutzerfreundlichen grafischen Schnittstellen angelegt werden. Lucien Kazzi bestätigt, dass die Verwendung von zenon verglichen mit der Implementierung des anderen Systems nicht nur viel einfacher war, sondern generell viel unkomplizierter als erwartet. Folglich stellte Teknologix nur wenige Wochen, nachdem sie ihre erste zenon Schulung absolviert hatten, erfolgreich das erste Linienmanagement-System für SMLC fertig. „Sehr nützlich waren dabei die flexiblen, dynamischen ReportingTools. Damit kann man beispielsweise ganz einfach Qualitätsberichte, Leistungs- oder Ursachenanalysen mit Tortenoder Pareto-Diagrammen erstellen“, erläutert Lucien Kazzi. „Weitere wesentliche Erfolgsfaktoren waren die hervorragende Qualität und die schnelle Reaktionszeit des After Sales Support von COPA-DATA.“
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Abbildung 5: D ie A n a ly s e de r A la r m h äu f ig ke it h i l f t SM L C d ab e i , P r oble m sze n a r ie n a n z u ge he n u nd d ie G e s a mtef f i z ie n z de r A n la ge z u ve rb e s s e r n.
E I N E U M FA S S E N D E LÖS U N G Mit zenon hat Teknologix innerhalb kürzester Zeit eine umfassende Lösung für die Datenerfassung und das Linienmanagement bei SMLC implementiert. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse haben die Automatisierungsexperten dazu genutzt, Vorlagen zu erstellen, sodass schon sehr bald vier weitere Linien folgten. Das auf zenon basierende System umfasst nun fünf Getränkefertigungsstraßen; eine mit Pfandflaschen, zwei mit PET-Flaschen und zwei mit Dosen. Dank der umfangreichen Liste von Kommunikationstreibern kann zenon unter Verwendung verschiedener SPSen mit Maschinen diverser Hersteller kommunizieren. Die Erstellung standardisierter SPS-Blöcke ermöglicht sogar die Integration älterer Anlagen. Die optimierte Datenbankstruktur der Software reduziert den Speicherplatzbedarf für die Datenspeicherung und die Ladezeit von Reports. Während beim alten System zur Datenspeicherung für eine einzige Abfülllinie jeden Monat 500 GB nötig waren, benötigt die jetzige Lösung mit zenon nur 10 GB für ein ganzes Jahr. Ebenso dauert die Darstellung eines Gantt-Diagramms nun zwei Sekunden statt zwei Minuten und Abstürze gibt es nicht. Die Anwendung verfügt über dynamische ReportingFunktionen. Während bei der vorherigen Systemarchitektur nur statische Zeitrahmen anzeigbar waren, können sie mit dem zenon Modul Extended Trend zu Vergleichszwecken leicht zusammengefügt werden, und zur Echtzeit-Überwachung sind Live-Trends darstellbar. Die Gantt-Diagramme beispielsweise, für deren Programmierung Teknologix mit der zuvor verwendeten Software über zwei Monate benötigte, konnten mit dem Modul Extended Trend in nur einer Stunde konfiguriert werden. E I N E F U N D I E R TE BA S I S F Ü R S M A R TE E NT SC H E I D U N G E N Die von Teknologix implementierte Lösung mit zenon hat die Nachteile ihres Vorgängers überwunden und erfüllt die Anforderungen des Kunden, der bereits über zukünftige
Erweiterungen beispielsweise im Bereich Predictive Analytics nachdenkt. „Mit dem neuen, auf zenon basierenden Linienmanagement-System fallen die manuellen Dateneingaben weg und uns steht ein dynamisches ManagementReporting mit Qualitätsberichten, Leistungs- und Ursachenanalysen sowie Zeitverlustkategorien zur Verfügung“, sagt Shady Khoury, Director of Operations bei SMLC. „Das gibt uns volle Transparenz in unserer Fertigung und liefert uns die Informationen, die wir brauchen, um auf einer fundierten Basis intelligente Entscheidungen treffen zu können, wie beispielsweise Validierungen des Akkumulationsdesigns einer Linie.“
H I G H LI G HT S : –
Ve r we n dung von ze n on als Abf üll -/ Ve rpa ckungslinie n ma nag e me nt-Syste m f ür S M LC
–
Ze ntrale Syste müb e r wa ch ung
–
Eliminie rung m a n uelle r Date n e r fassung
–
U mfasse n de M a nage m e ntinform ation e n
–
S ch n elle Validie rung d es Linie n Akkumulationsd esigns
–
H oh e Syste msta bilität, g e ring e r S p eich e rb e da r f
–
S ch n elle Erstellung n e u e r un d dyna misch e r Diagra mme oh n e Progra mmie rung
KO NTA K T: Lucien Kazzi M a naging Dire c tor Te kn ologix lkazzi @ te kn ologix-a utom ation .com
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C Y B ER-S I C H ER H EIT: D I E ERG EB N I S S E U N S ER ER U M FR AG E U N D D I E VO RTEI LE VO N ZEN O N
FOOD & BEVER AGEBR ANCHE ÜBERNIMMT DIE FÜHRUNG Bei neuen Technologien gilt die Lebensmittelbranche oft als Frühstarter. Wettbewerbsfähige Produktionsanlagen brauchen eine hohe Produktivität und flexible Prozesse. Immer mehr Unternehmen automatisieren die Datenflüsse ihrer Produktionsanlagen – bis hin zur vollständigen Integration. Stetig wachsende Datenmengen werden erfasst, übertragen und verarbeitet. Spannend, welche großartigen Möglichkeiten dieser Trend in der Branche schafft! Trotzdem: die damit verbundenen neuen Sicherheitsrisiken sollten dabei nicht außer Acht gelassen werden.
D I G ITA LI S I E R U N G M U S S S I C H E R S E I N Im Zeitalter der Digitalisierung spielen Automatisierung und IT-Softwareplattformen bei der zuverlässigen und sicheren Nahrungsmittel- und Getränke-Produktion eine entscheidende Rolle. In Verbindung mit mechanischen und elektrischen Teilen ist Software das zentrale Steuerungselement für jeden einzelnen Prozessschritt. Software stellt sicher, dass die für die gewünschte Qualität erforderlichen Rezepturparameter angewendet werden. Sie ist die Schnittstelle zwischen Maschinenbediener und Maschinen und ermöglicht die Überwachung der Produktion in Echtzeit, die Analyse historischer Daten und die Integration mit anderen IT-Systemen. Angesichts dieser wichtigen Rolle von Software stellt sich die Frage: Was wäre ohne solide Cyber-Sicherheitskonzepte? Hier ein einfaches Szenario: eine unbefugte Person nimmt leichte Veränderungen an einigen Sollwerten in einem Brauverfahren vor. Die Folgen wären weitaus Erschienen in
information unlimited das magazin von copa-data Nr. 33, November 2018 © Ing. Punzenberger COPA-DATA GmbH www.copadata.com/iu
gravierender als nur ein unerwarteter Bier-Geschmack. Durch die Fehlcharge könnten große Mengen teurer Inhaltsstoffe verschwendet werden, oder noch schlimmer: die Sicherheit des Brauereibetriebs wäre gefährdet. U M F R AG E : C Y B E R -S I C H E R H E IT I N D E R G E TR Ä N K E P RO D U K TI O N zenon spielt eine große Rolle in zahlreichen industriellen Anwendungen weltweit. Deshalb hat COPA-DATA „security by design“ von zenon entwickelt. Unterstützt wird das Konzept durch laufende Investitionen im Bereich Sicherheit. Unsere Endkunden, deren OEMs sowie Systemintegratoren genießen dadurch ein hohes Maß an Cyber-Sicherheit in ihren Anwendungen. In diesem Zusammenhang haben wir eine Umfrage unter Vertretern aus rund 230 Firmen durchgeführt und um ihre Sicht auf das Thema Cyber-Sicherheit gebeten. Hier ein Überblick über das erhaltene Feedback.
Cyber Security in der Getränkeproduktion Mit Trends und Initiativen wie Industrie 4.0, Smart Factory, Industry of Things etc. steht ein Thema immer im Mittelpunkt: Konnektivität.
IEC 62443
verschlüsselte Kommunikation
Benutzerauthentifizierung
Updates Firewalls
Durch die steigenden Anforderungen an die Kommunikationsfähigkeit von Maschinen ist es auch wichtig, das Thema Cyber Security in den Fokus zu rücken. Cyber Security setzt unter anderem voraus, dass die Systeme aktuell sind und Sicherheitsupdates durchgeführt werden, um Angriffe bestmöglich zu verhindern.
umfrage
priorität
Wir haben nachgefragt und wollten wissen, ob das Thema Cyber Security in der Getränkeproduktion Beachtung findet.
Stellenwert von Cyber Security in der Produktion
Cyber Security
Für 55,7 % der Befragten in der Getränkeproduktion
ist das Thema Cyber Security in der Produktion niedrig (Getränkeproduktion, Trends und Initiativen wie Industrie priorisiert. 4.0, Smart Factory, Getränkeabfüllung u.Mit Brauereien)
Es nahmen 228 Unternehmen teil.
Industry of Things etc. steht ein Thema immer im Mittelpunkt: Konnektivität.
IEC 62443
16,2%
8,8%
11,8%
35,1%
1,8%
Benutzerauthentifizierung
13,2%
verschlüsselte Kommunikation
13,2%
Die Teilnehmer waren Betriebe aus Deutschland, Österreich und der Schweiz.
Prio. 1
Prio. 2
Prio. 3
Prio. 4
Prio. 5
Prio. 6
keine Antwort
Unternehmen aller Größenbereiche waren vertreten.
Updates
sehr hohe Priorität
Firewalls
sehr niedrige Priorität
Je größer das Unternehmen (am Output gemessen), desto höher ist die Priorisierung des Themas Cyber Security in der Produktion.
windows betriebssysteme 20,6%
Windows XP
ist laut unserer Umfrage das am meisten genutzte Betriebssystem in der Getränkeproduktion.
11,8%
11,8%
8,3% die steigenden Anforderungen an die Kommunikationsfähigkeit Durch
Jedes 5. Unternehmen
von Maschinen ist es auch wichtig, das Thema Cyber Security in den nutzt noch Windows XP. 2,2%
1,3%
Alte Systeme stellen ein großes Fokus zu rücken. Cyber Security setzt unter anderem voraus, dass die Sicherheitsrisiko dar, da keine
Windows 10
entsprechenden Updates Systeme aktuell sind und Sicherheitsupdates durchgeführt werden, um Windows Windows Windows Ältere Windows 8/8.1
7
XP
Windows-
(Version
AngriffeVersion bestmöglich zu verhindern. unbekannt)
verfügbar sind.
verantwortlichkeit
Cyber Security Wer kümmert sich um Cyber Security in der Produktion?
in der Getränkeproduktion
Produktionsteam
43,0%
IT-Team 19,7% 7,5% ProduktionsundInitiativen IT-Team gemeinsam Mit Trends und wie Industrie 4.0, Smart Factory,
Industry of Things etc. steht ein Thema3,1% immer im
Produktionsteam gemeinsam mit einem anderen Team IT-Team gemeinsam mit einem anderen Team
1,8%
Mittelpunkt: Konnektivität.
Externe Beratungsunternehmen 8,3% Geschäftsführer oder Eigentümer
5,3%
Instandhaltung und/oder Elektrotechnik
1,8%
IEC Qualitätsmanagement oder Datenschutzbeauftragter 62443
Andere
1,3%
1,3% Keine Antwort 7,0% verschlüsselte Kommunikation
Gibt es im Unternehmen Strategien und Workflows zu SystemUpdates?
Benutzerauthentifizierung
x
Updates
Die Strategien und Workflows zu Updates von SoftwaresystemenFirewalls sind sehr unterschiedlich. Sie variieren je nach internen Unternehmensstrukturen, Lieferanten, Verträgen und Alter der Maschinen.
JA 46,5% NEIN 44,7%
Updates KEINE ANTWORT 8,8 %
state of the art? Wie schätzen die Befragten ihr Produktionsequipment im Vergleich zu ähnlichen Unternehmen ein? Keine Antwort
7,5%
Durch die steigenden Anforderungen an die Kommunikationsfähigkeit 2,6% Sehr veraltet Veraltet
von Maschinen ist es auch wichtig, das Thema Cyber Security in den 11,4%
Durchschnittlich Modern
Fokus zu rücken. Cyber Security setzt unter anderem voraus, dass die 38,6% 32,0%
Systeme aktuell sind und Sicherheitsupdates durchgeführt werden, um
Sehr fortschrittlich
Angriffe bestmöglich zu verhindern.
7,9%
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U M F R AG E : C Y B E R -S I C H E R H E IT I N D E R G E TR Ä N K E P RO D U K TI O N − U N S E R E SC H LU S S FO LG E R U N G E N
Die Sicherheit unserer Lösungen ist uns ein wichtiges Anliegen, und wir haben aus den Ergebnissen dieser Umfrage einige interessante Schlüsse gezogen. P R I O R ITÄT: N E U E SC HWE R P U N K TE S E T Z E N Cyber-Sicherheit als Geschäftsrisiko ist unabhängig von der Größe der Unternehmen ein Thema. zenon kann jedes Unternehmen pragmatisch und unkompliziert bei der Stärkung der Cyber-Sicherheit im Betrieb unterstützen, unabhängig davon, ob eine Cyber-Sicherheitsstrategie existiert oder nicht. So hilft zenon zum Beispiel IT-Teams bei der Umsetzung ihrer Sicherheitskonzepte und -architekturen – von Datengateways bis hin zu geeigneten Kommunikationskanälen. zenon gewährleistet eine verschlüsselte Kommunikation in alle Richtungen: Standard im zenon-Netzwerk und kompatibel mit verschiedenen Datenübertragungsprotokollen. zenon bietet ein solides Benutzermanagement mit differenzierten Berechtigungen, entweder auf lokaler Ebene oder anlagenweit im Rahmen des Active-DirectorySystems. Darüber hinaus sind zenon-Anwendungen per Signatur vor böswilliger Manipulation geschützt. Dies sind nur einige der vielen Sicherheitsfunktionen, von denen Food & Beverage-Produktionsanlagen mit zenon profitieren. V E R A NT WO R T U N G : E I N P RO F E S S I O N E LLE R A N SAT Z Die Befragten waren sich einig: die Produktionsteams sollten die Hauptverantwortung für die Cyber-Sicherheit übernehmen – neben vielen weiteren Anforderungen: Produktivität, Verbrauch, Qualität, Flexibilität usw. Produktionsteams
sollten ihre Anforderungen an die Cyber-Sicherheit definieren, vor allem in den Bereichen sensibler Produktionsdaten und geistiges Eigentum (z. B. Produktrezepturen), Rechte und Zuständigkeiten von Mitarbeitern, Verfügbarkeit von Informationen sowie Kommunikation. Allerdings lässt sich Cyber-Sicherheit ohne Automatisierung und IT-Expertise nicht gewährleisten. Vielmehr ist ein neuer Fokus auf Wartung und Instandhaltung, Elektrotechniker und Maschinenbediener erforderlich. Diese organisatorischen Aspekte müssen durch wirksame Softwaretechnologie unterstützt werden. So gewährleistet z. B. zenon von Grund auf die Sicherheit jeder industriellen Anwendung, sei es bei der Prozesskontrolle, Überwachung der Produktivität, Energieoptimierung oder Archivierung und Berichterstattung. U P DATE S : G LE I CH G E WI CHT Z WI SCH E N KOS TE N U N D S I C H E R H E IT S R I S I K E N Software-Updates werden häufig mit Kosten für Lizenzen, Wartung und Integrationsarbeit verbunden – und damit den Gesamtbetriebskosten zugerechnet. Wie kann zenon hier unterstützen? Einerseits mit einem vereinfachten Upgrade-Prozess dank Versionskompatibilität. Die Nutzer können selbst entscheiden, wann die Version der Runtime (mit der die zenon-Anwendung ausgeführt wird) aktualisiert werden soll. Gut zu wissen: auch ältere Versionen bleiben mit der neuen Entwicklungsumgebung und anderen zenon-Anwendungen, die unter Umständen anderswo
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im Netzwerk verwendet werden, kompatibel. Alle nativen Komponenten einer zenon-Anwendung lassen sich außerdem einfach in die neueste Version umwandeln – und das ohne zusätzliche Entwicklungsarbeit. So profitieren Nutzer von zenon mit minimalem Aufwand stets von den Vorteilen der neuesten Sicherheitsfunktionen. WI N D OWS - B E TR I E B S SYS TE M E : LE B E N S DAU E R VO N M A SC H I N E N VERLÄNGERN Eine überraschende Erkenntnis aus unserer Umfrage: eines von fünf Unternehmen verwendet noch immer Windows XP – ein Betriebssystem, das seit einigen Jahren nicht mehr aktualisiert wird und daher inzwischen Sicherheitslücken aufweisen kann. Anlagen, auf denen Windows XP läuft, sind mit allen Maschinen und Systemen einem hohen Risiko ausgesetzt – und damit auch all jene, die mit diesen Systemen vernetzt sind, sei es zur Datenerfassung oder Fernwartung. Digitale Produktion ist stets stark vernetzt – ein Updateplan für installierte Betriebssysteme ist deshalb unerlässlich. zenon ist stets auf dem neuesten Stand und kompatibel mit den aktuellen Windows-Betriebssystemen. Dadurch können Produktionsteams den Lebenszyklus ihrer Maschinen verlängern und die allgegenwärtigen Herausforderungen der Digitalisierung meistern. I N N OVATI O N : FO O D & B E V E R AG E Ü B E R N I M MT DIE FÜHRUNG Unsere Umfrage zum Thema Cyber-Sicherheit endet mit einem positiven Fazit – die meisten Teilnehmer setzen auf moderne, aktuelle Ausrüstung. Kein Wunder, denn die dynamische Nahrungsmittel- und Getränke-Branche ist führend im Bereich neuer Technologien und nützt ihre Vorteile meist schon früh. Die Herausforderung für die Branche besteht nun darin, ihrer Führungsrolle auch in der wichtigen Frage der Cyber-Sicherheit gerecht zu werden: mit modernen Sicherheitstechnologien. Das Thema Cyber-Sicherheit bedeutet aber nicht nur Herausforderungen, sondern auch Chancen. Wachsende Kompetenz und die kontinuierliche Verbesserung der Sicherheitsstrategien sind von wesentlicher Bedeutung. Wir beobachten bereits, wie die Vorteile von zenon an dieser Stelle greifen. Trotzdem: bei COPA-DATA geht die Reise weiter. Wir werden die Cyber-Sicherheitsagenda durch neue Forschungsschwerpunkte, lösungsorientierte Produktverbesserungen, spezielle Aus- und Weiterbildung sowie viele andere Initiativen weiter vorantreiben. Seit August 2018
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ist COPA-DATA außerdem nach dem Sicherheitsstandard IEC 62443 zertifiziert. Bleiben Sie auch in Zukunft über unseren Food & Beverage-Newsletter zum Thema Cyber-Sicherheit up to date.
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Handarbeit trifft auf industrielle Effizienz
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Um der steigenden Nachfrage nach ihrem erlesenen Craft-Bier gerecht zu werden, hat sich Birrificio Antoniano S.r.l. aus Padua bei seiner Umstellung zur automatisierten Brauerei für das Unternehmen Treesse Progetti S.r.l. sowie für zenon, die HMI/SCADASoftwarelösung von COPA-DATA, entschieden.
D I E B R AU E R E I A NTO N IA N O Birrificio Antoniano wurde 2013 in Padua als „Agrarbrauerei“ gegründet. Es war eine bewusste Entscheidung der Gründer, eins mit dem Land zu werden, das dem Bier seinen einzigartigen Geschmack verleiht. Mit der Gründung der Brauerei erfüllten sich einige ehemalige Getränkehändler, die zu Craft-Brauern wurden, ihren Traum. Das Team von Birrificio Antoniano entschied sich für den Einsatz von Craft-Brewing-Methoden, da ihnen das Land und die Qualität der Rohstoffe und Produkte am Herzen liegt. Unter der Führung des Braumeisters, der jeden Produktionsschritt anleitet, setzen die Brauer auf einen respektvollen Umgang mit den Rohstoffen und auf Geduld bei der Reifung des natürlichen Produktes. D I E AU SGA N G S S IT UATI O N Birrificio Antoniano begann mit der Produktion einiger Sorten von Craft-Beer in 500-Liter-Chargen und einer sehr
Markt, indem es Biere herstellt, die die unterschiedlichen Geschmäcker vieler verschiedener Abnehmer treffen. D I E A N FO R D E R U N G E N Die Nachfrage auf dem Craft-Beer-Markt stieg und der Geschäftsführung von Birrificio Antoniano wurde klar, dass die Zeit für eine Erweiterung der Produktionskapazität mithilfe von Automatisierung gekommen war. Ihr Ziel war es, die Chargengrößen in ihrer Brauerei von 500 Liter auf 2.000 Liter zu steigern. Um das zu erreichen, brauchten sie eine neue Produktionsanlage mit mehr Kapazität und einem höheren Automatisierungsgrad, die aber gleichzeitig dieselben Mitarbeiter weiter beschäftigen sollte, die die neuen Marken betreuen würden. Oberstes Ziel war es, eine Anlage zu bauen, die eine optimale Nutzung der Rohstoffe garantiert und eine konsistente Produktion – Charge für Charge – sicherstellt, jedoch gleichzeitig flexibel genug ist, um die Bierrezepte auch ändern zu können. Ebenso musste sie eine
„zenon hat alle Projektanforderungen erfüllt, vor allem bezüglich der Anzeige auf mehreren Bildschirmen und der Rezeptverwaltung, bei der die Struktur von einem anderen System importiert wurde. Besonders wichtig für unsere Anwendungen sind auch die Funktionen zur Erstellung von Trends und Berichten.“ STEFANO GASPARINI, TECHNICAL SALES MANAGER BEI TREESSE PROGETTI S.R.L.
einfachen, quasi manuellen Produktions- und Prozesssteuerung. Diese Steuerung wurde hauptsächlich durch den Braumeister und sein Personal durchgeführt. Trotz der 500-Liter-Chargenkapazität und des manuellen Prozesses konnte Birrificio Antoniano dank des erfahrenen Personals und des sehr flexiblen Produktionsprozesses mehrere Biersorten herstellen. Das Unternehmen etablierte sich auf dem
strenge Kontrolle der Temperatur und des Gärprozesses in jedem einzelnen Tank der Brauerei ermöglichen. Dasselbe System sollte dann nicht nur die Produktion, sondern auch Hilfsmittel und Komponenten der gesamten Brauerei, von einer zentralen Stelle aus überwachen.
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Abbildung 1: De r Brau me i s te r k a n n au f me h r e r e n Mon itor e n m it a l le n Ü b e r w ac hu n g s i n for m at ione n de n ge s a mte n Fe r t ig u n g s pr oze s s üb e rbl ic ke n.
D I E LÖS U N G Um diese Ziele zu erreichen, wandte sich Birrificio Antoniano an Treesse Progetti S.r.l., ein Spezialunternehmen für Automatisierungssoftware und -systeme für Brauereien, das Projekte auf Basis der HMI/SCADA-Software zenon von COPA-DATA umsetzt. Mit über 30 Jahren Branchenerfahrung ist Treesse Progetti ein führendes Unternehmen im Bereich industrieller Prozessautomatisierung, das seinen Kunden maßgeschneiderte Produkte und hochqualitative Dienstleistungen bietet. Über die Jahre hat sich das Unternehmen auf den Bereich Food & Beverage spezialisiert und sich dabei insbesondere auf die Brau-Branche konzentriert. Aktuell laufen 70 % der Brauereianlagen in Italien mit Software von Treesse. COPA-DATA ist Technologieführer im Bereich der Entwicklung industrieller Automatisierungssoftware. Mit seiner Produktfamilie zenon kann COPADATA jede Automatisierungsebene abdecken – vom einzelnen Sensor bis zur Cloud. Gemeinsam konnten Treesse Progetti und COPA-DATA die Anforderungen von Birrificio Antoniano erfüllen. Ihre Anlage erstreckt sich über eine Fläche von 1.850 m 2 und verfügt über eine jährliche Produktionskapazität von
21.000–22.000 Hektoliter. Fünf Tage die Woche können täglich vier bis fünf 2.000-Liter-Chargen gebraut werden. Birrificio Antoniano hat aber nicht nur seine Produktion gesteigert. Durch die leistungsfähige Rezeptverwaltung in zenon konnte auch die Flexibilität maßgeblich erhöht werden. Die Software ist plattformunabhängig und funktioniert, dank starker Integrationsfähigkeit mit existierenden Anlagen, mit jeder Art von Hardware. Mit ihrer intuitiven grafischen Oberfläche, ihrer Konformität mit den entsprechenden Standards und ihrer Fähigkeit, die bestehende SQL-basierende Rezeptverwaltung zu replizieren, konnte schließlich eine exzellente Gesamtperformance erreicht werden. M I N I M A LE E I N SC H U LU N G S DAU E R Nach der Einführung von zenon durch Treesse Progetti ging man bei Birrificio Antoniano von einer nahezu manuellen Produktion zu einem vollautomatisierten Craft-Beer-Brauprozess über. Das Ergebnis war eine Steigerung der Produktionskapazität sowie eine höhere Flexibilität und bessere Ergonomie in der Bedienung. Das Personal benötigte nur sehr wenig Einschulung beim Umgang mit den neuen Erschienen in
information unlimited das magazin von copa-data Nr. 33, November 2018 © Ing. Punzenberger COPA-DATA GmbH www.copadata.com/iu
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Abbildung 2: M it ze non u nd L ös u n ge n von Tr e e s s e P r oget t i S.r.l. kon nte d ie Brau m a nu fa k t u r Bi r r i f ic io A nton ia no i h r e P r o du k t ion von 5 0 0 -L ite r- C h a r ge n au f 2.0 0 0 -L ite r- C h a r ge n pr o Ta g s te ige r n.
Anwendungen. Die intuitiv aufgebaute graphische Oberfläche war auf maximale Usability ausgerichtet, darum konnte die benötigte Einschulungsdauer auf nahezu Null reduziert werden. M U LTI - M O N ITO R - Ü B E RWAC H U N G Eines der Projektziele war es, die gesamte Anlage von einem einzigen Leitstand aus überwachen und steuern zu können. Mit zenon verfügt der Braumeister nun über einen Leitstand mit mehreren Monitoren, auf denen er den gesamten Produktionsprozess überblicken kann. Auf dem einen Monitor sieht er den Status der Rezepte, die gerade vorbereitet werden. Die Alarme werden auf dem nächsten angezeigt. Auf einem weiteren Monitor sieht er einen Gesamtüberblick der Produktionslinie, vom Mischen der Zutaten über den Gärprozess bis hin zur Lagerung. Zu jedem Zeitpunkt hat er die Temperaturanzeigen und die wichtigsten Produktionskennzahlen im Blick.
D I E VO R TE I LE I M Ü B E R B LI C K : –
Pro duk tivität ssteig e rung
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Ergon omie
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Flexibilität
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I ntuitive graf isch e B e n utze rob e r flä ch e
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G e ring e Einsch ulungsda u e r
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M ulti- M onitor- Ü b e r wa ch ung
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Leistungsfä hig e Reze pt ve r waltung
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H oh e B e n utze r f re un dlich keit
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