Produktion optimieren Hardwarekonsolidierung leicht gemacht

Das CDS von compmall bei Continental im Einsatz.
Das CDS von compmall bei Continental im Einsatz.

Eine IPC-Plattform für möglichst viele Anwendungen im Shopfloor-Bereich nutzen - diesen Ansatz verfolgt Continental in der Produktion von Luftfedern. Mit dem CDS-System von compmall werden einerseits Produktionsstillstände verkürzt, andererseits verringert sich der Administrationsaufwand.

Testen, testen, testen und dann hoffentlich die Freigabe: Wird in neue Hardware investiert, sind gerade im industriellen Bereich umfangreiche Funktions- und Kompatibilitätstest essenziell. Je heterogener die Hardware-Plattform, desto höher der Initialaufwand für die Softwaretests, aber auch für spätere Updates. Jedes Windows-10-IoT-Security-Update zum Beispiel erfordert die Überprüfung eines jeden einzelnen Systems.

Continental geht in der Produktion von Luftfedern am Standort Hannover den Weg der Hardwarekonsolidierung und stattet seine Produktionsanlagen mit einer einzigen Hardware-Plattform aus. Continental beschäftigt in seinem Geschäftsbereich für Luftfedersysteme weltweit an zwölf Standorten rund 2100 Mitarbeiter. Produziert werden Luftfedersysteme für Nutzfahrzeuge, Busse, Schienenfahrzeuge, stationäre Maschinen sowie Fundamentlagerungen. Darüber hinaus werden für den Maschinen- und Anlagenbau Balgzylinder und Gummikompensatoren gefertigt.

An den Produktionsanlagen für Luftfedern werden unterschiedliche Industrie-PC-Systemtypen benötigt: Panel-PC mit verschiedenen Displaygrößen und Stand-alone-PCs, an die Monitore, Tastatur und Maus angeschlossen werden. Die umfassenden Anforderungen zu erfüllen, ist compmall mit einer einzigen Hardware-Plattform, dem CDS-System, gelungen.

Hinter dem CDS-System oder Convertible-Display-System verbergen sich nach dem Baukastenprinzip konstruierte Industrie-PCs. Die Einzelelemente Display und PC-Modul ergeben in Kombination einen Panel-PC, das PC-Modul kann auch autark als Embedded-PC zum Einsatz kommen. Die Displays sind in den Größen von 8 bis 24 Zoll erhältlich, sowohl mit resistivem als auch kapazitivem Touch, zudem Sunlight-readable-Versionen für Outdoor-Anwendungen. Die PC-Module sind aktuell in Leistungsstufen von Intel Atom bis Intel Core i7 verfügbar. Display und PC-Modul werden kabellos über einen Steckverschluss verbunden, für die sichere Fixierung sorgen sechs Schrauben.

Das PC-Modul P2002 als Stand-alone-Lösung kommt bei Continental in der Luftfederproduktion an den sogenannten Eingabeplätzen zum Einsatz. Angeschlossen sind Monitor, Tastatur und Maus. An diesen zentralen Eingabeplätzen werden zum Beispiel SAP-Daten und Messwerte erfasst oder Auftragswechsel für eine Maschinenreihe angestoßen.

Die Panel-PC-Lösung setzt Continental sowohl für die neuen Produktionsanlagen ein, aber auch alte Anlagen werden damit aufgerüstet. Dies ist möglich, weil der P2002 über ein breites Schnittstellenangebot verfügt – für die neuen Anlagen wird Ethernet benötigt, die alten Anlagen sind häufig über serielle Schnittstellen angebunden. Die Panel-PCs dienen als Schnittstelle zwischen Mitarbeitern und Maschinen, zum Steuern der Anlagen – der zu produzierende Luftfedertyp wird ausgewählt und alle Daten erfasst, die für die Qualitätskontrolle wichtig sind, zum Beispiel der Materialmix. Die Komplexität veranschaulicht die Größe der Anlage, die teilweise bis zu 100 Meter misst.

Nach dem Fertigungsprozess folgt die Qualitätsprüfung. Dies geschieht entweder am Prüfplatz oder in einer Prüfmaschine. Am Prüfplatz wird sie manuell vermessen und die Werte mit den vorgegebenen Prüfparametern verglichen. Die Daten erfasst der Mitarbeiter häufig an einem zentralen Eingabeplatz. Alternativ übernimmt die Prüfmaschine die Qualitätskontrolle. Auch hier bilden die Panel-PCs von compmall das Human-Machine-Interface. Über den Panel-PC wählt der Mitarbeiter das passende Prüfprogramm aus. Die Prüfmaschine misst und protokolliert Temperaturen, Drücke, Abmessungen und andere Parameter der Luftfedern. Ein Prüfprotokoll wird erstellt, das zum Beispiel im Fall einer ICE-Luftfeder auch umfangreich werden kann.

Ausfälle und Defekte insbesondere an den Displays kommen vor, zumal in der Produktion bei Continental raue Umgebungsbedingungen vorherrschen und die mechanischen Belastungen hoch sind. Während man früher den kompletten Panel-PC austauschen und neu installieren musste, wird nun einfach nur das Display getauscht. Sechs Schrauben lösen, Display abstecken, neues Display verbinden, sechs Schrauben festziehen – und die Produktion läuft weiter. Die Produktionsstillstände haben sich dadurch enorm verkürzt – früher stand eine Produktionslinie mehrere Stunden oder im Worst Case sogar einen ganzen Tag still, mit dem CDS-System ist ein Tausch in zehn Minuten erledigt.

Das modulare Systemdesign erleichtert bereits die Entwicklung der Produktionsanlagen. Sind Änderungen gewünscht, obwohl die Anlage bereits aufgebaut ist, lassen sich diese häufig effektiv umsetzen. Wird zum Beispiel ein größeres Display angefordert, dann muss dank CDS-System lediglich die Einbauöffnung vergrößert und das Display getauscht werden. Ein geringer Aufwand im Vergleich zum Tausch des kompletten Systems.

Die PC-Module haben einen großen Funktionsumfang. Continental beginnt nun schrittweise, die digitalen Ein-/Ausgänge mit Funktionen zu belegen. Zum Beispiel, um Stückzahlen zu zählen oder um Projektoren in der Fertigung zu steuern, die Bilder über die richtige Positionierung von Bauteilen auf das Förderband projizieren.

Die PC-Module verfügen in der Standardausstattung über eine breite Schnittstellenausstattung, die zudem über PCIe oder proprietäre Module mit zusätzlichen Schnittstellen oder Funktionen wie PoE erweitert werden kann. Zudem werden jährlich neue PC-Module mit den neuesten CPU- Generationen, schnelleren RAM und Schnittstellen entwickelt.