Abfüllanlagen mit der Smartwatch im Blick
Der effiziente Betrieb von Abfüllanlagen ist ohne entsprechende IT-Systeme praktisch nicht mehr möglich. Bislang kaum eine Rolle spielen dabei Smartwatches. Christian Diederich, Gründer von SubLine Solutions, stellt ihr enormes Potenzial für den Einsatz in der Getränkeproduktion vor.
Der Mensch im Mittelpunkt der Anlagensteuerung
Der Betrieb von Abfüllanlagen zählt bei Getränkeherstellern zu den kostenintensivsten Bereichen. Auch einfache Maßnahmen zur Effizienzsteigerung, selbst wenn sie die Stillstandszeit um nur wenige Minuten am Tage verkürzen, können bei größeren Anlagen leicht Einsparungen im 5- bis 6-stelligen Euro-Bereich pro Jahr bedeuten.
Die Vernetzung von Maschinen und IT-Systemen sowie die reibungslose Kommunikation zwischen diesen Systemen bildet die Grundlage der digitalen und hochautomatisierten Getränkeproduktion. Vernachlässigt wird hier häufig ein weiterer entscheidender Teilnehmer in dieser Vernetzung: der Mitarbeiter. Er bedient verschiedenste Maschinen und IT-Systeme über ihre HMIs (Human Machine Interfaces). Suboptimale Schnittstellen führen dabei zu Ineffizienzen.
Konventionelle Ansätze
Übliche Mensch-IT-Schnittstellen sehen so aus, dass sich die mobilen Mitarbeiter zu einem Endgerät wie einem HMI, PC oder Tablet bewegen und Eingaben via Touch oder Tastatur vornehmen, um dann die Informationen am Bildschirm visuell aufnehmen zu können. Andere Lösungen gehen etwas weiter: Beispielsweise hängen Großbildschirme in der Produktionshalle, sodass Informationen ohne zusätzliche Bedienung aufgenommen werden können. Teilweise verfügt das Personal auch über Smartphones, die ebenfalls Informationen bereitstellen können.
Bei all diesen Lösungen müssen die Mitarbeiter aber aktiv werden, ihre Arbeit unterbrechen, sich zu einem Bildschirm bewegen bzw. das Smartphone aus der Tasche ziehen, den Bildschirm entsperren und das Gerät bedienen.
Smartwatches als Mensch-IT-Schnittstelle
Smartwatches in der Produktion sind in vielen Fällen ideal geeignet, die Mensch-IT-Kommunikation zu übernehmen, da sie eng mit dem Körper verbunden sind und quasi eine Einheit mit dem Menschen bilden. Sie können durch Vibration, über die Lautsprecher sowie das Display effektiv auf sich aufmerksam machen. Eine Smartwatch ist im wahrsten Sinne des Wortes im Handumdrehen nutzbar: Ein kurzer Schwenk des Handgelenks und der Anwender kann die Informationen direkt vom Display ablesen.
Benutzereingaben erfolgen über den Touchscreen oder sind mittels physischer Tasten und Scrollräder auch mit isolierenden Handschuhen möglich. Spezielle Smartwatches verfügen noch über weitere Eingabemöglichkeiten wie beispielsweise optische Scanner. Diese können eingesetztes Material erfassen und an das MES oder WMS automatisch weitergeben.
Dank integrierter NFC-Technologie (Near Field Communication) besteht zudem die Möglichkeit, die Authentifizierung der Mitarbeiter gegenüber anderen Systemen wie HMIs berührungslos vorzunehmen.
Einsatzmöglichkeiten von Smartwatches in der Getränkeproduktion
Benachrichtigung über kritische Ereignisse
In Abfüllanlagen sind fehlende oder zu spät erhaltene Informationen die Hauptursachen vieler Wirkungsverluste. Smartwatches können hier ihren größten Vorteil ausspielen. Bei kritischen Ereignissen können sie zuverlässig die Mitarbeiter in der Anlage benachrichtigen. Dazu zählen unter anderem:
- Maschinenstörungen
- Blockaden durch umgekippte Flaschen
- Materialmangel
- kritische Prozesswerte
- sprunghaft ansteigende Ausschleusungen
- bevorstehende Produktwechsel und Umrüstarbeiten
- Wartungs- und Reinigungsaufgaben
Die Mitarbeiter können sich frühzeitig mit der neuen Situation auseinandersetzen und beispielsweise bereits auf dem Weg zu einer Maschine fehlendes Material oder notwendiges Werkzeug mitnehmen. Anlagenstillstände können somit verkürzt oder gar präventiv vermieden werden, anstehende Aufgaben delegiert oder Unterstützungshilfen angefordert werden.
Digitale Checklisten können zudem bei Aufgaben wie Maschinenumrüstungen, Wartungs- oder Reinigungsarbeiten helfen, indem sie die wichtigsten Zwischenschritte anzeigen und somit eine vollständige und korrekte Ausführung unterstützen. Durch eine Bestätigung der Zwischenschritte kann gleichzeitig eine Dokumentation und Protokollierung der Arbeiten an übergeordnete Systeme erfolgen. Zusammen mit der erwähnten NFC-Technik können zeit- und ortsgebundene Nachweise erbracht werden. Durch die gewonnenen Daten ergeben sich wiederum neue Analyse- und Optimierungsmöglichkeiten.
Ortsunabhängige Bereitstellung von Daten
Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist das manuelle Einsehen von Maschinen- und Produktionsdaten. Die Mitarbeiter in den Produktionsanlagen müssen häufig lange Laufwege in Kauf nehmen, um sich über Materialbestände, Maschinenzustände, Prozesswerte wie Temperaturen, Drücke, Füllstände von Tanks oder auftrags- bzw. chargenbezogene Daten wie Stückzahlen zu informieren. Smartwatches können diese Informationen in nur wenigen Augenblicken ortsunabhängig zur Verfügung stellen.
Neben der eingesparten Zeit werden die Mitarbeiter zudem auch physisch entlastet. Der Einsatz von Smartwatches kann auch auf direkt angrenzende Bereiche der Abfüllung wie die Intralogistik ausgeweitet werden. Eine direkte Zustellung von Transportaufträgen an Staplerfahrer kann eine verbesserte Materialversorgung der Abfüllanlage zur Folge haben.
Thema Datenschutz
An dieser Stelle ist die Grenze zur Leistungs- und Mitarbeiterüberwachung erreicht, und das Thema Datenschutz rückt in den Fokus. So attraktiv und nützlich die Anwendungsfälle sind, sie haben auch eine Kehrseite. Es ist davon auszugehen, dass sich der größte Nutzen nur dann entfaltet, wenn die Mitarbeiter ein eigenes Interesse an der Nutzung haben. Um dies zu erreichen, sollte das Sammeln von personenbezogenen Daten auf ein Minimum reduziert werden. Stattdessen sollten Transparenz geschaffen und etwaige Bedenken frühzeitig aus dem Weg geräumt werden.
Voraussetzungen für den Einsatz von Smartwatches in Abfüllanlagen
Allgemeine technische Anforderungen
Die allgemeinen technischen Anforderungen zur Einbindung von Smartwatches in Abfüllanlagen sind überschaubar. Smartwatches befinden sich naturgemäß in einem drahtlosen Netzwerk. Häufig bietet sich eine Anbindung per WLAN als robuster und zuverlässiger Funkstandard an. Aber auch Bluetooth oder gar der Mobilfunk, sei es mit oder ohne Kopplung eines Smartphones, sind ebenfalls mögliche Optionen. Ein Internetzugang ist technisch nicht erforderlich.
Smartwatches sind vollwertige Computer, daher gibt es auf der Anwendungsebene kaum technische Einschränkungen. Protokolle wie HTTP und MQTT sind ebenso einsetzbar wie der Standard OPC UA.
Anforderungen je nach Einsatzzweck
Die Anforderungen an die Smartwatch selbst hängen stark von ihrem Einsatzzweck ab. Grundsätzlich können Smartwatches in zwei Geräteklassen eingeteilt werden:
- Smartwatches, die speziell für den industriellen Einsatz hergestellt werden sowie
- Smartwatches, die für den Consumermarkt hergestellt werden.
Industrielle Smartwatches sind besonders robust und verfügen häufig über zusätzliche Funktionen wie optische Scanner.
Smartwatches aus dem Consumermarkt hingegen sind besonders klein, leicht und in der Arbeit kaum einschränkend. Da sie häufig über viele Stunden tagtäglich getragen werden, ist dies ein nicht zu unterschätzender Vorteil. Es handelt sich hierbei um Massenware, somit sind die Preise der Geräte entsprechend niedrig. Sie verfügen über eine ausreichende Robustheit, sodass sie grundsätzlich auch für den industriellen Einsatz geeignet sind.
Ein spritzwassergeschütztes Gehäuse gehört für beide Geräteklassen zum Standard. Die Akkuleistung einer Smartwatch spielt keine besonders große Rolle, da es häufig nur darum geht, mit einer Akkuladung über eine Schicht von acht Stunden zu kommen. Das ist in der Regel problemlos möglich.
Realitätscheck
Smartwatches erfreuen sich bei Endverbrauchern schon seit Jahren großer Beliebtheit. Industrielle Anwendungen sind jedoch selten. Noch seltener sind sie, trotz des enormen Mehrwerts, in Abfüllanlagen zu finden.
Smartwatches als Kommunikationsbrücke sind jedoch nur dann sinnvoll, wenn die vorhandenen Maschinen und IT-Systeme sinnvolle Daten bereitstellen und verarbeiten können. In der Praxis ist das bei weitem nicht immer der Fall. Gewisse Grundvoraussetzungen müssen also erfüllt sein.
Minimale Grundvoraussetzungen mit der SubLine Watch
Eines der wenigen Produkte am Markt ist die SubLine Watch, welche die Grundvoraussetzungen minimal hält und somit eine geringe Einstiegshürde darstellt. Zum Funktionsumfang zählen die Anzeige beliebiger Maschinen- und Produktionsdaten sowie die Alarmierung bei kritischen Ereignissen. Im Fokus liegen Abfüllanlagen, was das Produkt diesbezüglich besonders macht.
Durch den schlanken Ansatz werden viele der oben genannten Herausforderungen umgangen: Es werden keinerlei personenbezogene Daten erhoben. Diese Smartwatch funktioniert mit vielen Consumergeräten, was sie in Sachen Komfort und Preis attraktiv macht. Der Abstraktionsgrad der Datenschnittstelle ist hoch, sodass eine Daten-Kompatibilität vorhandener Maschinen und IT-Systeme in aller Regel gegeben ist.
Diese Smartwatch-Lösung funktioniert autark und kommuniziert ausschließlich über einen MQTT-Broker. Die Inbetriebnahme und Integration in eine vorhandene IT-Landschaft gestaltet sich damit vergleichsweise einfach.
Weitere Smartwatch-Lösungen
Wer umfangreichere Lösungen benötigt, sollte sich die Produkte der Workerbase GmbH, München, sowie der aucobo GmbH, Stuttgart, ansehen. Sie bieten spezielle Industrie-Smartwatches mit integriertem Scanner und vielen weiteren Funktionen.
Unter Umständen kann auch eine maßgeschneiderte Individualentwicklung ein gangbarer Weg sein. Hier sind die Kosten naturgemäß am höchsten, jedoch kann so sichergestellt werden, dass die Lösung optimal die eigenen Anforderungen abdeckt.
Fazit: Smartwatches haben großes Potenzial
Mit Hilfe von Smartwatches lassen sich in Abfüllanlagen viele Aufgaben effizienter erledigen, was letztlich zu beachtlichen monetären Einsparungen führen kann. Das Kosten-Nutzen-Verhältnis ist im Vergleich zu vielen anderen Produkten, die ein ähnliches Ziel verfolgen, grundsätzlich günstig. Am Ende muss individuell entschieden werden, welche Lösung am besten zu den eigenen Anforderungen passt. Produkte am Markt sind jedenfalls vorhanden, wenn auch (noch) nicht im Überfluss.
Sie möchten Ihre Entwicklungen und Innovationen der Getränkeindustrie einem internationalen Fachpublikum präsentieren? Dann laden wir Sie herzlich ein, an der nächsten drinktec vom 12. bis 16. September 2022 in München teilzunehmen.
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