Wichtige Erkenntnisse
Eine erfolgreiche Brownfield-Automatisierung modernisiert die Fertigung, ohne funktionsfähige ältere Ausrüstungen zu ersetzen durch:
- Hinzufügen von Bildverarbeitungssystemen
- Verbindung isolierter Systeme
- Analysieren neuer Daten
Bei diesem Ansatz bleiben bestehende Operationen erhalten, während die wichtigsten Bereiche strategisch aufgerüstet werden. Erfahrene Mitarbeiter werden frühzeitig einbezogen, und Bereiche mit hohen Auswirkungen, wie beispielsweise Qualitätsengpässe, werden gezielt angegangen, um einen maximalen ROI zu erzielen.
Die Brownfield-Realität
Falls Ihre Fertigungsstätte bereits seit mehreren Jahren in Betrieb ist, arbeiten Sie vermutlich mit Anlagen aus unterschiedlichen Jahrzehnten. Diese nutzen verschiedene Steuerungssysteme, die nicht ohne Weiteres miteinander kommunizieren, und Ihre Prozesse haben sich im Laufe der Zeit auf natürliche Weise weiterentwickelt.
Kommt Ihnen das bekannt vor? Damit sind Sie nicht allein. Die meisten Fertigungsstätten laufen heute mit Anlagen, die seit einem Jahrzehnt oder länger in Betrieb sind. Diese bleiben oft für ihren Kernzweck perfekt funktionsfähig, verfügen aber nicht über die Konnektivität und Intelligenz neuerer Systeme. Die Herausforderung ist nicht, Maschinen und Anlagen zu ersetzen – sondern sie zu modernisieren.
Die erfolgreichsten Brownfield-Automatisierungsprojekte beginnen nicht mit einem Austausch im großen Maßstab. Vielmehr geht es darum, das, was funktioniert zu erhalten und die Aspekte, die den größten Mehrwert liefern, strategisch zu verbessern. Dieser Ansatz berücksichtigt sowohl Ihr bereits investiertes Kapital als auch das bereits erworbenen betriebliche Wissen zu diesen Anlagen.
Laut dem U.S. Bureau of Economic Analysis ist das Durchschnittsalter von Industrieanlagen im US-Fertigungssektor in den letzten zwei Jahrzehnten stetig gestiegen, wobei einige Sektoren ein Durchschnittsalter der Ausrüstung von 20 Jahren aufweisen.
Intelligent beginnen: Der schrittweise Ansatz zur Brownfield-Automatisierung
Anstatt die Automatisierung als All-or-Nothing-Angebot zu betrachten, führt ein mehrstufiger Ansatz oft eher zum Erfolg:
- Intelligenz zu vorhandenen Anlagen hinzufügen
- Isolierte Systeme miteinander verbinden
- Neu verfügbare Daten analysieren
- Auf Basis der daraus resultierenden Erkenntnisse optimieren
Dieser Ansatz führt schnell zu spürbaren Verbesserungen und minimiert die erforderlichen Unterbrechungen in der bestehenden Infrastruktur. Schauen wir mal, wie dies in der Praxis funktioniert.
Hinzufügen von Intelligenz: Bildverarbeitungstechnologie wird zu Augen und Gehirn für altes Eisen
Eine der schnellsten Möglichkeiten zur Modernisierung vorhandener Geräte ist das Hinzufügen von Sensoren und Bildverarbeitungssystemen, da sie keine größeren mechanischen Änderungen erfordern.
Stellen Sie sich eine 30 Jahre alte Abfülllinie vor, die immer noch einwandfrei läuft, aber keine Qualitätskontrolle integriert hat. Durch Hinzufügen eines Bildverarbeitungssystems an den Verschluss- und Füllstationen könnte der Betrieb unterfüllte Flaschen oder falsch ausgerichtete Verschlüsse sofort erkennen – ohne die mechanische Einrichtung zu ändern, die seit Jahrzehnten zuverlässig funktioniert.
Das Upgrade von älteren Maschinen mit Bildverarbeitungs-Fähigkeiten kann beeindruckende Ergebnisse liefern:
- Qualitätsprüfung ohne Unterbrechung der bestehenden Material-Handhabung
- Erkennen der Anwesenheit/Abwesenheit von Komponenten, um nachgeschaltete Probleme zu verhindern
- Dimensionsanalyse für Echtzeit-Prozessfeedback
- Barcode- und Textlesen für bessere Rückverfolgbarkeit
Der Schlüssel liegt in der Auswahl von Bildverarbeitungslösungen für industrielle Umgebungen. Die robusten In-Sight Kameras von Cognex sind beispielsweise so konstruiert, dass sie Vibrationen, Temperaturschwankungen und Staub standhalten – häufige Herausforderungen beim Automatisieren im Bestand.
Verbinden der Inseln: Kommunikationswege erstellen
Wenn Sie die Sensorfunktionen hinzugefügt haben, besteht die nächste Herausforderung darin, Ihre Anlage dazu zu bringen, Informationen auszutauschen. Im typischen Brownfield-Setting findet man Maschinen, die unterschiedliche „Sprachen“ sprechen – von modernen Ethernet-basierten Protokollen bis hin zu älteren Systemen, die serielle Kommunikation verwenden.
Die gute Nachricht? Sie müssen nicht alles standardisieren. Middleware- und Edge-Computing-Geräte können als Übersetzer zwischen verschiedenen Systemen dienen.
Wenn Sie beispielsweise eine Lebensmittelverarbeitungsanlage automatisieren, könnten Sie kleine Edge-Geräte installieren, die Daten von Ihren Bildverarbeitungssystemen und älteren Maschinensteuerungen erfassen und dann alles in ein standardisiertes Format übersetzen, das Ihre neueren Systeme verstehen können. Dies würde einen einheitlichen Datenstrom Ihrer Produktionsprozesse schaffen, ohne Steuerungen zu ersetzen oder die Produktionshalle neu zu verkabeln.
Für Barcodeleseanwendungen können Lösungen wie die Cognex DataMan-Lesegeräte mit mehreren Konnektivitätsoptionen alte und neue Systeme überbrücken und so Track-and-Trace-Funktionen für Geräte verschiedener Generationen ermöglichen.
Vision-Sensoren erfassen Bilddaten über verschiedene Produktionsprozesse hinweg.
Barcode-Lesegeräte sammeln Daten und lassen sich mit einer Vielzahl von Systemen verbinden.
Von Daten zu Taten: Der analytische Vorteil der Automatisierung
Sobald Ihre Geräte in der Lage sind, Daten zu erfassen und zu übertragen, können Sie das Potenzial der Datenanalyse ausschöpfen – häufig ohne zusätzliche Investitionen in Hardware.
Stellen Sie sich eine Brownfield-Einrichtung vor, die die Qualität manuell auf Papierformularen erfasst. Nach der Implementierung einer Vision-basierten Qualitätsprüfung wurden Muster sichtbar – wie z. B. dass Temperaturschwankungen im Laufe des Tages direkt mit bestimmten Fehlertypen korrelierten, was präventiv angepasst werden konnte.
Die wertvollsten Brownfield-Analysen stammen oft aus der Verbindung von Datenquellen, die zuvor isoliert waren, und die Beziehungen zwischen scheinbar nicht verwandten Faktoren aufzeigen.
Die menschliche Komponente: Das Team einbeziehen
Technologie ist nur die eine Hälfte der Gleichung in der Brownfield-Automatisierung. Ebenso wichtig ist, wie Sie Ihr Team in die Modernisierungsprozesse einbinden.
Bediener, die seit Jahren an den gleichen Maschinen arbeiten, haben oft wertvolle Einblicke in die Besonderheiten der Prozesse und Optimierungsmöglichkeiten. Ihre frühzeitige Einbeziehung in die Automatisierungsplanung kann entscheidend für Erfolg oder Misserfolg sein.
Dies unterstreicht eine wichtige Überlegung für die Brownfield-Automatisierung: Wählen Sie Technologien, die Ihre bestehenden Mitarbeiter unterstützen und nicht entfremden. Achten Sie auf:
- Intuitive Schnittstellen, die auf bestehendem Wissen aufbauen
- Lösungen, die mühsame Aufgaben reduzieren und gleichzeitig wertvolle Fähigkeiten verbessern
- Technologien, die Einblick in das bieten, was sie tun und warum
„Wir erleben derzeit bedauerliche, jedoch notwendige Schwierigkeiten.“ Das Thema sollte sein, wie man diese wachsenden Schwierigkeiten reduziert. In der Realität ist der ultimative Effekt der Automatisierung für jeden etwas sehr Positives.
Strategische Implementierung: Wo anfangen?
Bei begrenzten Ressourcen und laufenden Produktionsanforderungen ist die Priorisierung für die Brownfield-Automatisierung ein wesentlicher Faktor. Berücksichtigen Sie diese Einstiegspunkte:
1. Qualitätsengpässe
Bereiche, in denen Qualitätsprobleme zu Ausschuss, Nacharbeit oder Kundenbeschwerden führen, bieten oft den schnellsten ROI. Qualitätsprüfungen mit industrieller Bildverarbeitung an diesen Punkten können schnell Kosten reduzieren.
2. Manuelle Datenerfassung
Prozesse, bei denen Daten manuell aufgezeichnet werden, sind die besten Kandidaten für die Automatisierung. Ersetzt man beim Audit das Klemmbrett durch die Vision-basierte Verifizierung, verbessert das die Genauigkeit und verschafft Mitarbeitern Freiräume für wertbringende Aufgaben.
3. Nachverfolgbarkeitslücken
In regulierten Branchen kann die Verbesserung der Rückverfolgbarkeit von Produkten mit Barcode-Lesegeräten und Bildverarbeitungssystemen Compliance-Risiken reduzieren und gleichzeitig wertvolle Prozessdaten liefern.
4. Hochwertige Ausrüstung
Konzentrieren Sie sich zuerst auf kritische Maschinen, bei denen Ausfallzeiten am teuersten sind. Das Hinzufügen von Zustandsüberwachungssensoren bietet hier die größte Betriebssicherheit.
Der Weg nach vorne: Evolution, nicht Revolution
Bei einer erfolgreichen Brownfield-Automatisierung geht es nicht um die Transformation über Nacht, sondern um die strategische Weiterentwicklung. Jedes Upgrade sollte einen eigenständigen Wert liefern und gleichzeitig die Voraussetzungen für zukünftige Verbesserungen schaffen.
Beginnen Sie klein, beweisen Sie den Mehrwert und erweitern Sie dann. Die gezielte Implementierung eines Bildverarbeitungssystems kann zu einer Qualitätsdatenbank führen, die schließlich ein Programm zur prädiktiven Wartung speist. Jeder Schritt baut auf dem letzten auf und schafft eine Dynamik ohne Unterbrechung.
Das Schöne an diesem Ansatz? Ihre Einrichtung läuft weiter und wird allmählich automatisierter, vernetzter und intelligenter. Es ist die Modernisierung, die sowohl Ihren aktuellen Betrieb als auch Ihre zukünftigen Entwicklungen berücksichtigt.
In der Fertigung, wie im Leben, beginnt manchmal der beste Weg nicht ganz von vorne – er baut sorgfältig auf der Grundlage auf, die Sie bereits haben.