Wichtigste Erkenntnisse: Die Qualität der OEE-Daten hängt vollständig von der Datenerfassungsmethode ab. Manuelle Eingabe führt zu Werten, die 10–20 Prozentpunkte zu optimistisch sind. Die automatische, SPS-basierte Datenerfassung liefert präzise Echtzeitdaten, die die tatsächliche Produktionsleistung aufzeigen. Fabrico ist mit nahezu allen SPS-Herstellern in der Fertigung kompatibel – Siemens, Allen-Bradley, Fanuc, Mitsubishi, Beckhoff, Omron – und bietet Schnittstellen zu OPC-UA, Modbus und proprietären Protokollen sowie IoT-Sensoroptionen für ältere Maschinen ohne digitale Ausgänge.
Die häufigste Frage zur OEE-Implementierung betrifft nicht Softwarefunktionen oder Preise, sondern die Maschinenanbindung. „Kann Ihre Plattform mit unseren Siemens S7-300 verbunden werden?“ „Wir haben sowohl ältere als auch neuere Maschinen – wie gehen Sie damit um?“ „Unsere älteste Druckmaschine hat überhaupt keine digitalen Ausgänge – was tun wir?“
Diese Fragen sind die richtigen, denn die Qualität der Konnektivität bestimmt die Qualität der OEE-Daten, und die Qualität der OEE-Daten bestimmt, ob die Zahlen, die Sie im Dashboard sehen, das widerspiegeln, was tatsächlich in Ihrer Produktion passiert.
Die manuelle Erfassung von OEE-Daten – bei der die Bediener am Ende jeder Schicht Produktionszahlen und Ausfallzeiten dokumentieren – führt zu Zahlen, die durchweg 10–20 Prozentpunkte zu optimistisch ausfallen und die tatsächliche Produktionsleistung überschätzen. Die Bediener geben ungefähre Werte an; Vorgesetzte runden auf die nächsten 5 Minuten; Stillstände unter 5 Minuten werden oft gar nicht erfasst. Die resultierende OEE-Zahl vermittelt ein trügerisches Gefühl der Sicherheit und lenkt Investitionen in die falschen Bereiche.
Die automatische, SPS-basierte OEE-Datenerfassung eliminiert diese Fehler. Die Maschine meldet ihren Zustand, die Stückzahl und die Zykluszeit selbstständig über ihre Steuerungssignale. Keine menschlichen Schätzungen, keine Rundungen, keine selektive Berichterstattung. Die OEE-Kennzahl spiegelt die tatsächlichen Gegebenheiten wider, nicht das, woran sich jemand erinnert oder was er melden möchte.
Moderne SPS mit OPC-UA (Geräte ab 2010):
OPC-UA ist das branchenübliche Kommunikationsprotokoll, das von den meisten modernen SPSen nativ unterstützt wird. Siemens S7-1500, Allen-Bradley CompactLogix und ControlLogix (mit EtherNet/IP), Beckhoff TwinCAT und viele andere Hersteller bieten OPC-UA-Server an, die Fabrico direkt über eine Standard-Netzwerkverbindung ausliest. Es ist keine zusätzliche Hardware, keine proprietäre Software und keine Lizenzgebühren für die Konnektivität erforderlich. Dies ist der einfachste Weg zur Konnektivität: Konfigurieren Sie die Adresse des OPC-UA-Servers und die Tag-Namen in Fabrico, und die Maschinendaten in Echtzeit fließen.
Die praktische Einschränkung von OPC-UA: Die spezifischen OPC-UA-Server-Tags, die Maschinenstatus, Produktionsanzahl und Zykluszeit übermitteln, variieren je nach SPS-Hersteller, -Modell und Anwendungsprogrammierer. Das Implementierungsteam von Fabrico hat Hunderte von SPS-Typen konfiguriert und pflegt eine Tag-Bibliothek, die die meisten Standardmaschinentypen abdeckt. Bei nicht standardmäßigen Konfigurationen reichen in der Regel 1–4 Stunden SPS-Programmierung durch einen qualifizierten OT-Ingenieur aus, um die benötigten Signale bereitzustellen.
Ältere SPSen ohne OPC-UA (Geräte vor 2010):
Die SPSen der Siemens-Serien S7-300 und S7-400 verwenden das proprietäre S7comm-Protokoll anstelle von OPC-UA. Fabrico unterstützt die S7comm-Konnektivität für diese älteren Siemens-Steuerungen – dieselbe Echtzeit-Datenerfassung, nur ein anderes Protokoll. Ältere Serien von Allen-Bradley ControlLogix und MicroLogix nutzen EtherNet/IP oder die seriellen Protokolle DF1; Fabrico unterstützt beide. Fanuc-CNC-Steuerungen verwenden das FOCAS2-Protokoll für Maschinendaten; der FOCAS2-Adapter von Fabrico liefert Daten zur Spindelauslastung, Programmlaufzeit und Produktionsmenge von Fanuc-CNC-Steuerungen, ohne dass Änderungen an der CNC-Programmierung erforderlich sind.
Maschinen ohne digitale Ausgänge (vordigitale oder speziell angefertigte Geräte):
Nicht jede Maschine verfügt über eine SPS oder ein digitales Signal, das den Betriebs-/Stopp-Status und die Produktionsmenge eindeutig anzeigt. Für diese Maschinen bietet Fabrico drei IoT-Sensoransätze an:
Das Edge-Gateway von Fabrico verarbeitet Signale von allen Sensortypen und leitet die standardisierten Maschinenstatus- und Produktionszähldaten an die Fabrico-Cloud weiter – wodurch das gleiche OEE-Dashboard und die gleiche Analyse für sensorverbundene Legacy-Maschinen wie für SPS-verbundene moderne Maschinen ermöglicht werden.
Die oben genannten Konnektivitätsoptionen sind für Maschinen mit elektronischen Steuerungssystemen geeignet. Ein wesentlicher Teil der Fertigung – insbesondere in arbeitsintensiven Montageprozessen mit hoher Produktvielfalt – umfasst manuelle Stationen, halbautomatisierte Stationen und Hybridlinien, an denen menschliche Bediener wichtige Schritte zwischen automatisierten Prozessen durchführen.
Die Anbindung von SPSen und IoT-Sensoren erfasst nicht, was an diesen Stationen geschieht. Sie erkennen zwar Zustandsänderungen der Maschinen, übersehen aber die Bearbeitungszeiten der Bediener, manuelle Inspektionsschritte und die Ineffizienzen im Arbeitsablauf, die sich in den Mensch-Maschine-Schnittstellenbereichen ansammeln.
Fabricos Computer Vision – Ineffizienzen Zoom-In – bietet Konnektivität für diese Umgebungen:
Kamerabasierte Produktionsüberwachung: An manuellen oder hybriden Stationen positionierte Kameras erfassen Produktionsvorgänge (Teileeingang, Bedienerinteraktionen, Produktausgang) und berechnen die tatsächliche Zykluszeit pro Arbeitsgang. Keine Sensorinstallation, keine Elektroarbeiten, keine Maschinenmodifikation – die Kamera beobachtet, die Bildverarbeitungsalgorithmen interpretieren die Daten.
Anomalieerkennung und Erfassung von Mikrostopps: Neben der Zykluszeitmessung erkennt Fabricos Computer Vision Abweichungen vom normalen Betriebsablauf – Mikrostopps, Eingriffe des Bedieners in die Maschine zur Behebung von Störungen, falsch ausgerichtete Teile und Verzögerungen bei der Qualitätskontrolle. Diese Ereignisse werden als Videoclips erfasst, kategorisiert und als Leistungsverluste in die OEE-Berechnung integriert.
Analyse der Bedienereffizienz: An Montagestationen, an denen die Bedienertechnik variiert, erfasst die Computer Vision die spezifischen Bewegungen und Zeiteinteilungen, die leistungsstarke Bediener von durchschnittlichen Bedienern unterscheiden – und identifiziert so Schulungsmöglichkeiten und Standardisierungsziele, die mit SPS-Daten nicht erkennbar sind.
Die Kombination aus SPS-Konnektivität für automatisierte Anlagen, IoT-Sensoren für ältere Maschinen und Computer Vision für manuelle Stationen bietet Fabrico eine vollständige Abdeckung der gesamten Produktionshalle – jede Maschine, jede Station, jeder Prozesstyp, in einem einzigen OEE-Dashboard.
Die Anbindung von Produktionsmaschinen an cloudbasierte OEE-Software wirft Sicherheitsaspekte im OT-Netzwerk auf, die von IT- und OT-Teams sorgfältig geprüft werden. Die Konnektivitätsarchitektur von Fabrico ist so konzipiert, dass sie diese Sicherheitsanforderungen erfüllt, ohne die OEE-Datenqualität zu beeinträchtigen, die die Investition so wertvoll macht.
Edge-Gateway-Architektur: Fabrico verwendet ein speziell entwickeltes Edge-Gateway-Gerät, das in der DMZ zwischen dem OT-Netzwerk und dem IT-/Internet-Netzwerk positioniert ist. Das Edge-Gateway liest Maschinensignale von SPSen über OPC-UA, Modbus oder andere Protokolle auf der OT-Netzwerkseite. Alle Verbindungen vom Edge-Gateway zur Cloud-Plattform von Fabrico sind ausschließlich ausgehende HTTPS-Verbindungen – eingehende Verbindungen aus dem Internet zum OT-Netzwerk sind weder erforderlich noch zulässig.
Diese Architektur erfüllt die ISA/IEC 62443-Anforderung an die Isolation von OT-Netzwerken: Die Grenze des OT-Netzwerks ist keiner Internetverbindung ausgesetzt, und das Edge-Gateway kann keine Befehle von außen empfangen, die Maschinensteuerungssysteme beeinträchtigen könnten.
Datenverarbeitung: Das Edge-Gateway verarbeitet Rohmaschinensignale zu Produktionskennzahlen (Maschinenstatus, Produktionsmenge, Zykluszeit) und leitet diese an die Fabrico-Cloud weiter. Die Rohdaten der SPS – die proprietäre Prozessparameter enthalten können – verbleiben im OT-Netzwerk; nur die abgeleiteten Produktionskennzahlen verlassen das Werksnetzwerk.
Offline-Funktionalität: Das Edge-Gateway speichert bis zu 72 Stunden Produktionsdaten lokal und leitet sie an die Fabrico-Cloud weiter, sobald eine Verbindung besteht. Netzwerkunterbrechungen – geplante Wartungsfenster, temporäre Verbindungsabbrüche – führen nicht zu Lücken in den OEE-Daten. Nach Wiederherstellung der Verbindung lädt das Edge-Gateway die gespeicherten Daten automatisch hoch.
Die IT- und OT-Sicherheitsprüfung der Konnektivitätsarchitektur von Fabrico ist ein Standardbestandteil des Implementierungsprozesses. Fabrico stellt die Netzwerkarchitekturdiagramme, die Datenflussdokumentation und die Sicherheitsspezifikation bereit, die IT-Teams vor der Genehmigung der OT-Netzwerkanbindung benötigen. Die meisten Sicherheitsprüfungen sind in Standard-Fertigungsumgebungen innerhalb von ein bis zwei Wochen abgeschlossen.
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