oee.cloud ist ein System zur Overall Equipment Effectiveness- (OEE-) Analyse in Fertigungsprozessen. Das System kann eigenständig oder als flexible Ergänzung für eine u.U. existierende Betriebsdatenerfassung (BDE) genutzt werden. Mit oee.cloud können ohne Eingriff in die Anlagensteuerung, ohne IT-Aufwand und ohne Investition die OEE und deren Verlustursachen erfasst und im Detail – u.a. mit Hilfe von künstlicher Intelligenz – analysiert werden. Typische Nutzer sind Produktionsleiter, Meister, KVP-/Verbesserungsteams, Betriebsingenieure oder Instandhalter, die Verlustursachen der Anlagenproduktivität verstehen und optimieren wollen.

Die Vorteile von oee.cloud

Modernes Industrie 4.0 OEE-Management für Produktionsprozesse schnell installiert und zur Miete:

  • Installation in 30 Minuten an jeder Anlage
  • Eigenständige Hardware; kein Eingriff in die Anlagensteuerung (= SPS), nutzbar auch für Anlagen ohne Steuerung oder Sensorik (= Retrofit); keine Gefahr für die Datensicherheit der Anlage, kein Bedarf für ein IT-Projekt
  • Sensor überträgt Daten an oee.cloud eigenständig über Mobilfunk, WLAN oder LAN; Datenübertragung immer möglich
  • Verschlüsselter Zugriff auf alle Daten über einen Webbrowser, Speicherung der Daten in der deutschen Cloud; keine Installation von Software nötig
  • Moderne graphische Datenvisualisierung, alle Daten auch zum Download
  • Störgrunderfassung über preiswerte Consumer Tablets; kein Invest in teure Eingabegeräte
  • Identifikation von Produktivitätssteigerungspotentialen durch künstliche Intelligent und maschinelles Lernen ohne Bedarf eines Datenwissenschaftlers
  • Amazon Alexa Sprachinterface zu allen OEE-Daten (z.Zt. nur auf Deutsch)
  • Nutzung zur kurz- oder langfristigen Miete; kein Investitionsbedarf
  • Verfügbarkeit in 6 Sprachen, bei Bedarf können weitere hinzugefügt werden

Einfache Sensorhardware

Grundsätzlich kann entweder die oee.cloud Sensorhardware oder ein Stückzahlsignal aus der Steuerung der Anlage verwendet werden. Viele Kunden bevorzugen die oee.cloud Sensorhardware, da dadurch ein minimalinvasiver Einsatz ohne Eingriff in die Anlagensteuerung und ohne die Anlage mit dem Internet zu verbinden möglich ist.

Um ohne Eingriff in die Anlagensteuerung einen wichtigen Teil der Daten zur OEE-Berechnung automatisch zu erfassen, stellt oee.cloud eine Hardware bereit, die aus IoT-Gateway und einem zu wählenden Sensorkopf besteht.

Das IoT-Gateway muss nur an eine 110/220 Volt Stromversorgung angeschlossen werden und wird in einem Gehäusen der Schutzklasse IP 69 geliefert werden, so dass auch Hygieneanforderungen bis zur Dampfstrahlreinigung erfüllt werden können.

Die Datenübertragung von der Anlage zur oee.cloud kann auf 3 Wegen erfolgen:

  • per Mobilfunk: verbaut ist eine Multi-SIM, welche sich automatisch das stärkste verfügbare Mobilfunknetz sucht – und das überall auf der Welt
  • per WLAN: falls eine WLAN-Ausleuchtung am Anlagenstandort gewährleistet ist und von dort Zugang zum Internet besteht
  • per LAN: falls eine eine LAN-Dose am Anlagenstandort verfügbar ist und von dort Zugang zum Internet besteht

An das IoT-Gateway wird über Standard Industrieanschlüsse ein handelsüblicher Sensorkopf von z.B. Sick oder von Pepperl+Fuchs angeschlossen. Üblich sind Lichttaster, induktive oder kapazitive Sensorköpfe, um aktuelle Stückzahl und Geschwindigkeit der Anlage zu bestimmen.

Zwingend ist der Einsatz der oee.cloud Hardware nicht. Können die Daten auf einem anderen Weg, z.B. über eine TCP/IP-fähige SPS, an den oee.cloud-Server übermittelt werden, ist dies auch eine technische Möglichkeit der Datenübertragung.

Vielfältige Auswertungen

Die empfangenen Daten werden in der oee.cloud grafisch aufbereitet und in einem Internet-Browser nach einem Log-In zur Verfügung gestellt. Der Nutzer hat die Möglichkeit, die Daten nach diversen Kriterien, wie z.B. auch Schicht, zu selektieren und sich anzeigen zu lassen.

Abbildung: OEE-Visualisierung im Zeitverlauf

Im oberen Bereich werden die Daten auf Tage und Schichten oder Uhrzeiten eingegrenzt. Darunter werden die drei OEE-Faktoren – Verfügbarkeit, Leistung, Qualität – der ausgewählten Tage in einem Balkendiagramm visualisiert. Die durchgezogene schwarze Linie gibt die OEE für den jeweiligen Tag an.

Darunter befinden sich zwei sogenannte „Herzschlaglinien“. Mit der unteren Linie wird der Zoom bestimmt – sichtbar durch den blau eingefärbten Bereich. Dieser Zeitabschnitt wird darüber detailliert dargestellt.

In der oberen Herzschlaglinie ist der Stückzahlverlauf in minütlicher Auflösung sichtbar. Die rot durchgezogenen Linie visualisiert die aktuelle Vorgabegeschwindigkeit, die hellroten Bereiche markieren Verfügbarkeitsverluste, wobei der Störgrund mit einem Mouse-Over als zusätzliche Information angezeigt wird.

Zu der jeweiligen Selektion werden alle bedeutenden Kennzahlen des Anlagenlaufs ausgewertet. Dabei wird sowohl die OEE in ihren Bestandteilen dargestellt als auch KPIs wie Meantime between Failures, Meantime to Repair und die No Touch Time zwischen Microstops.

Abbildung: Relevante Kennzahlen des Anlagenlaufs

Der nächste Schritt ist jetzt, die Ursachen für die Verluste zu analysieren. Dafür stehen weitere Detailanalysen zur Verfügung.

Abbildung: Verfügbarkeitsverlustgründe

Die Verfügbarkeitsverlustgründe werden mit Anzahl, Dauer und einer prozentualen Verteilung angegeben. Im Wasserfall-Diagramm sind die Störgründe und deren Verteilung visualisiert. Auf diese Weise kann im Detail analysiert werden, welche Verlustzeiten es mit welchen Ursachen zu welcher Zeit gab.

Abbildung: Leistungsverlustgründe

Nach der gleichen Methodik werden auch die Leistungsverlustgründe ausgewertet, denen im Tagesgeschäft üblicherweise wenig Aufmerksamkeit zukommt. oee.cloud erfasst diese jedoch auch und macht sie transparent.

Einfache Störgrundeingabe

Bei der Eingabe der Störgründe setzt oee.cloud auf den Menschen. Nur er kann in der Komplexität der Gesamtanlage entscheiden, was die eigentliche Ursache für einen Stillstand ist. Deshalb haben wir es dem Mitarbeiter möglichst einfach gemacht, diese Eingaben zu tätigen. Es haben sich handelsübliche Android- oder iOS-Tablets zur Erfassung der Ursachen für Verfügbarkeits-, Leistungs- und Qualitätsverluste bewährt.

Die Tablets benötigen ebenfalls einen Internet-Zugang und werden üblicherweise mit einem Schwanenhals an einer Werkbank oder einem Regal befestigt. Bei Bedarf einer Störgrundeingabe erhält das Tablet eine Push-Notifikation und zeigt den Störgrundkatalog an, wobei unterschiedliche Kataloge für Verfügbarkeits-, Leistungs- und Qualitätsverlusten konfiguriert werden können.

Abbildung: Störgrundeingabe am Tablet

Es können unternehmensspezifische Störgründe auf maximal 9 Ebenen eingegeben werden, so dass eine individuelle Störgrunderfassung pro Sensorlokation möglich ist, und der Mitarbeiter nur wenige Klicks auf das Display machen muss, um eine Störung zu klassifizieren. Nach wieviel Minuten Anlagenstillstand oder reduzierter Anlagengeschwindigkeit eine Eingabeaufforderung auf dem Display erscheint, ist konfigurierbar. Die Eingabeaufforderung wird sowohl optisch als auch akustisch unterstützt, um die Aufmerksamkeit der Mitarbeiter zu gewinnen.

Die Tablets können entweder selbst beschafft oder über oee.cloud gemietet werden.

Echtzeit Andon-Boards

Andon-Boards visualisieren den aktuellen Status der Produktion. oee.cloud zeigt dort live den Status der Anlage, die aktuelle Schicht-OEE und den Verlauf der Anlagenperformance für die jeweilige Schicht an. Visualisiert werden können diese Informationen auf jedem beliebigen Display mit Web-Zugang. Displays ohne eingebauten Browser können z.B. kostengünstig und einfach mit einem Raspberry Zero aufgerüstet werden. So können alle relevanten Informationen an den wichtigen Orten wie beispielsweise auf dem Shopfloor direkt an der Anlage, im Besprechungsraum oder im Büro angezeigt werden. Bewährt hat sich die Darstellung von einem bis maximal acht Anlagen auf einem großen Display. Selbstverständlich kann die Anzeige auch auf jedem Laptop oder Tablet eingesetzt werden.

Abbildung: Mehrfachandon im Meisterbüro

OEE-Analyse mit künstlicher Intelligenz

Im OEE-Datenstrom verbergen sich Anomalien: Nach manchen Rüstvorgängen kommt die Anlage schnell wieder auf die Kammlinie, bei anderen Umbauten dauert es länger. Manche Produkte erzeugen mehr Kurzstillstände als andere. Ob eine Anlage lieber schneller gelaufen lassen werden sollte – oder langsamer und damit mit weniger Kurzstillständen – kann berechnet werden: Die Analysen werden heute in der Regel nicht durchgeführt. Eine Fertigung nach Industrie 4.0 Prinzipien tut aber genau das – Daten erfassen, im großen Maßstab intelligent auswerten und dem Menschen zur Entscheidung vorlegen.

oee.cloud stellt für die Analysen ein Anomalie-Cockpit zur Verfügung. Die OEE-Daten werden in der Cloud-Datenbank für die Analyse vorbereitet und KI-Algorithmen analysieren sie in Echtzeit, so dass Anomalien – und damit Produktivitätsverluste – erkannt werden können, während sie auftreten.

Abbildung: oee.cloud Anomaliecockpit

Wichtig zu wissen ist dabei, dass für den KI-Einsatz kein Datenwissenschaftler nötig ist. Alle Konfigurations- und Trainingsaufgaben der Algorithmen und der neuronalen Netze werden nach einer Periode der Datensammlung durch das Expertenteam von oee.cloud im Hintergrund durchgeführt.

Weitere Informationen zum Thema künstliche Intelligenz befinden sich unter diesem Link.

Sprachinterface mit Amazon Alexa

Sprache ist für den Menschen die einfachste Schnittstelle zu anderen Menschen und zukünftig auch zu „Dingen“. oee.cloud hat deshalb einen Alexa-Skill zur Abfrage der OEE-Daten entwickelt. Dieser Skill funktioniert sowohl auf den Amazon Lautsprechern als auch auf den Alexa-Apps, die man sowohl auf iOS- als auch auf Android-Geräten installieren kann. Auf diese Weise beantwortet Alexa eine große Anzahl von Fragen zur OEE des eigenen Anlagenparks.

Ein Beispielvideo in deutscher Sprache mit englischen Untertiteln ist hier zu sehen.

Video: Amazon’s Alexa beantwortet Fragen zur OEE

Weitere Informationen zum Thema Alexa befinden sich unter diesem Link.

Echtzeit Shopfloor Workflows mit Industrial Smart Watches

Industrial Smart Watches ziehen in die Fabriken ein. Mitarbeiter tragen eine stabile Smart Watch am Handgelenk und erhalten auf diesem Weg Informationen von den Anlagen. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass z.B. bei Mehrmaschinenbedienung auch in hektischen Phasen keine Aktivitäten verloren gehen. oee.cloud stellt dabei die direkte Verbindung zu den Anlagen her, ohne dass diese eine technische Bedingung erfüllen muss. So erfährt der Mitarbeiter, wann eine Anlage zum Stillstand kommt oder ob sie langsamer als erwartet läuft. Auch können Störgründe über die Industrial Smart eingegeben werden. Ereignisse starten jeweils einen Workflow, welche auch von Mitarbeiter zu Mitarbeiter weitergegeben werden können. So sieht eine schnelle und effiziente Kommunikation auf dem Shopfloor der Zukunft aus.

Abbildung: Eine Industrial Smart Watch im Einsatz

Weitere Informationen zum Thema Smartwatch Einsatz finden Sie hier.

Flexible Nutzung und Lizenzierung

oee.cloud steht in der Cloud aus einem Frankfurter Rechenzentrum von DigitalOcean zur Verfügung. Damit wird deutsches bzw. europäisches Datenschutzrecht angewendet. Bei Bedarf können gerne alle Betriebs- und Sicherheitszertifikate eingesehen werden.

Die Datenübertragung erfolgt verschlüsselt über das Internet. Abgerechnet wird die Nutzung auf Basis von angeschlossenen Anlagen bei einer Mietdauer beginnend ab einem Monat. Bei einem Vertragsschluss über mehreren Anlagen und/oder einer Vertragslaufzeit von einem Jahr oder mehr erfolgt eine Rabattierung der Nutzungsentgelte. Bei dem Betrag handelt es sich um eine Flatrate für alle Nutzer eines Unternehmens, die Nutzung, Datenübertragung, Wartung und Updates inkludiert.

Steigerung der Anlagenproduktivität durch OEE-Management

Die beiden Gründer von oee.cloud, Prof. Dr. Markus Focke und Jörn Steinbeck, haben im Jahr 2018 im Springer Verlag ein Buch mit dem Titel „Steigerung der Anlagenproduktivität durch OEE-Management“ geschrieben.

Abbildung: Steigerung der Anlagenproduktivität durch OEE-Management

In dem Buch sind sowohl die Grundlagen der OEE als auch die Schritte bis zu einer professionellen digitalen Umsetzung beschrieben. Das Buch kann über Amazon bezogen werden.