Implementierung eines Produktionsdatenarchivs bei SHW Kunshan

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Zentrales Archivsystem, Web-basierte Auswertungen, Anbindung mehrerer Produktionslinien

An Montageanlagen in der Automotive-Industrie entstehen eine Vielzahl von Prozess- und Prüfdaten. Ein Teil dieser anfallenden Informationen gehört zu den archivierungspflichtigen Daten der OEMs und Zulieferer. Eine intelligente Langzeitarchivierung dieser Daten erfüllt nicht nur die gesetzlichen Anforderungen im Bezug auf die Produkthaftung, sondern bildet unter anderem die Grundlage für eine ausgefeilte Qualitätssicherung und Optimierung von Produktionsprozessen.

Mit der Einführung des Archivsystems der Kontron AIS bei SHW Kunshan werden die relevanten Produktionsdaten aller Fertigungslinien in einem einheitlichen Format langfristig sicher und zentral gespeichert. Zudem werden die anlagennahen Leitsysteme von dieser Aufgabe entlastet. Mit Hilfe der dazugehörigen Web-Anwendung können umfassende Recherchen und Analysen einfach vom Büro aus über die gesamte Produktion durchgeführt werden.

„Das System der Kontron AIS speichert zentral all unsere Produktionsdaten mehrerer Montagelinien und ermöglicht uns einen schnellen weltweiten Zugriff auf die Informationen.”
James-Owen Kerslake, Betriebsleiter, SHW Automotive Pumps (Kunshan) Co. Ltd.

Herausforderung

Sehr hohe zu verarbeitende Datenmenge
Migration existierender Daten in neues Langzeitformat
Installation während laufender Produktion

Lösung

Kurzzeitarchiv für Zugriff auf alle Daten < 2 Jahre
Langzeitarchiv mit hybridem Datei- und Datenbankkonzept
Entkopplung der Produktion von der Datenauswertung

Ergebnis

Kontinuierlicher Datenfluss von den Anlagen ins Archiv
Entlastung der Leitsysteme
Zentrale Datenauswertungen der Produktion

Umsetzung

Aufgrund gesetzlicher Vorschriften und Kundenanforderungen müssen die Produktdaten bei SHW für mindestens 15 Jahre gespeichert werden. Bisher wurden diese Daten der einzelnen Linien auf SCADA-Ebene in den Datenbanken der Linienrechner gespeichert. Um eine hohe Verfügbarkeit und Performance dieser Systeme bei wachsendem Datenvolumen sicherzustellen war die Archivierung unumgänglich. Zusätzlich unterstützt die Datenarchivierung die Qualitätssicherung und hilft bei der Optimierung der Fertigungslinien.

Zu Beginn des Projektes wurden eine umfangreiche Anforderungsanalyse und ein Workshop durchgeführt, um die Anforderungen an das System konkret zu definieren und den Rahmen des Projektes festzulegen. Die Dokumentation der Ergebnisse erfolgte in einer Systemspezifikation.

Anschließend wurde auf Basis des FabEagle®LC Archivsystems ein Softwaredesign erstellt, das unter anderem die Schnittstellen definiert und als Basis für die Implementierung diente. Hier stand im Fokus, mit geeigneten Datensammlern Linien unterschiedlicher Anlagenhersteller an das System anbinden zu können.

Das Archivsystem wurde termingerecht in Betrieb genommen und die bestehenden Daten erfolgreich migriert. Durch die Einführung des Archivsystems können nun die Produktdaten langfristig gespeichert werden. Die vielseitigen Reports helfen dem Kunden, Probleme frühzeitig zu erkennen und Optimierungen durchzuführen. Des Weiteren wurde eine Vollständigkeitsüberprüfung basierend auf den Daten des Archives realisiert. Diese konnte einen wesentlichen Beitrag zur Qualitätssicherung leisten.

Softwarelösung

Das Archivsystem speichert die Prozessdaten der einzelnen Montagelinien und Teststationen produktbezogen in einer zentralen Datenbank. Zusätzlich werden qualitätsrelevante Daten in Form von Dateien abgelegt und mit Produkten verknüpft. Die Daten einer Fertigungslinie werden von einem Datensammler über eine REST-Schnittstelle an das Archivsystem übertragen und dort in einem einheitlichen Format gespeichert.

Die kompletten Rohdaten eines Produktes stehen für einen Zeitraum von zwei Jahren im Kurzzeitarchiv für Auswertungen zu Verfügung. Nach Ablauf der zwei Jahre werden nur noch die Langzeitarchivdaten eines Produktes gespeichert, die individuell konfiguriert werden können. Neben den Langzeitproduktdaten werden im Langzeitarchiv aggregierte Produktionsdaten für statistische Auswertungen gespeichert. Diese beinhalten Produktionskennzahlen, Produktfehler und statistische Kennzahlen ausgewählter Prozesswerte. Der Zugriff auf die Daten wird durch Web-Clients ermöglicht, der durch eine Vielzahl von Auswertungen zu Produktdaten, Alarmen, Zuführchargen, Taktzeiten und Produktfehlern zur Verfügung steht.

Das System ist durch eine leichte Erweiterbarkeit gekennzeichnet, die somit für die Anbindung zukünftiger Anlagen und Systeme vorbereitet ist. Die Architektur bietet dem Kunden auch die Möglichkeit eigene Systeme an das Archivsystem anzubinden. Dafür wird vom Archivserver eine dokumentierte REST-Schnittstelle zur Verfügung gestellt, über die weitere Datensammler die Produktionsdaten in einem standardisierten Format an das Archivsystem übermitteln können. Eine weitere Schnittstelle ermöglicht es externen Applikationen Daten aus dem Archiv z. B. für Analysezwecke abzurufen.