Nicht nur Erfassungsgeräte sieht Manfred Kuhn von der Gesellschaft für angewandte Datenverarbeitung, Salzhausen, in BDE-Systemen. Vielmehr stellten sie für viele "Dialoge vor Ort" ein ideales Kommunikationsmittel dar. Für Kuhn hat dies eine ähnliche Bedeutung wie die Einführung des Bildschirmdialogs in den Büroetagen. Das folgende Referat hielt Manfred Kuhn in ungekürzter Form auf der jüngsten GI-Fachtagung in Bremen.

BDE-Geräte bieten mehr als nur Datenerfassung: Durch angeschlossene Leseeinrichtungen können zum Beispiel auf einfache Weise Material zu- und abfluß registriert werden. Über Programm- und Datenspeicher im Gerät selbst kann ein Soll-Ist-Vergleich stattfinden und unter Umständen ein verfrühter Auftragswechsel verhindert werden. Durch einfachen Tastendruck läßt sich der nächstfolgende Auftrag heranholen, Beginn und Ende der Rüst- und Bearbeitungszeit melden oder das Material für den nächsten Auftrag anfordern. Stichproben- oder kontinuierliche Probeergebnisse, über das gleiche Medium eingegeben, korrigieren noch während des Produktionsprozesses Sollwerte für Mengen oder technische Daten. Schließlich lassen sich durch den direkten Anschluß der BDE-Geräte an Prozeßleitsysteme von Anlagen oder Maschinen auftragsgebunden Programme automatisch laden oder erfaßte Protokoll-Daten dem laufenden Auftrag permanent zuordnen.

Für die innerbetriebliche Logistik ergeben sich so Möglichkeiten, Transportbedarfe jedes Arbeitsplatzes permanent, bedarfsgerecht und flexibel zu erfassen und bedarfsgerecht, aber mit geringstem Aufwand auszufahren. So können Werkstattbestände gesenkt, Durchlaufzeiten verkürzt, Wartezeiten abgebaut und die Meisterebene entlastet, sowie Transportkosten reduziert werden. Bezieht man den nicht prozeßgesteuerten Flurtransport in das Meldesystem ein, wird auch der Transportverlust reduziert.

Erweiterungs- und Änderungsmöglichkeiten

Gezielte Optimalitätskriterien zur Auswahl von BDE-Systemen lassen sich nicht zusammenstellen, ohne den konkreten Anwendungsfall zu beachten. Einige Kriterien sollen hier pauschal behandelt werden. Ist der Einsatz eines konkreten BDE-Terminals nicht fix oder sind geänderte oder erweiterte Anwendungen denkbar, so sollte darauf geachtet werden, daß das Terminal frei programmierbar ist und Programmierung auf dem übergeordneten Rechner durchgeführt werden kann. Erweiterungs- oder Änderungsmöglichkeiten sind auch ausschlaggebend für die Beachtung frei programmierbarer Funktionstasten.

Zu Beginn einer BDE-Einführung sollten auch nicht alle Funktionstasten belegt sein, da sich aus der Praxis meist erweiterte Anwendungswünsche ergeben. BDE-Geräte zur reinen Erfassung (zum Beispiel Anwesenheit) sind mit einem einzeiligen Display hinreichend ausgestattet. Am Arbeitsplatz eingesetzt allerdings, sind mit wenigen Ausnahmen, Werkstattdialoge zu planen, und damit je eine Zeile für Soll und Ist oder Frage und Antwort vorzusehen. Nur über mindestens zwei Zeilen ist eine Bedienerführung im Dialog möglich, ohne neben jedem Gerät ein Handbuch plazieren zu müssen. Je größer die Anzahl Stellen je Zeile, um so besser.

Zur Minimierung des Aufwandes am BDE-Gerät und zur Reduzierung von Eingabefehlern sollte das Terminal mit einem Barcodeleser ausgerüstet sein. Obwohl mehrere Codierungs- und Lesemethoden angeboten werden, setzt sich der Barcode in der Praxis mehr und mehr durch. Mit dem Barcode können Artikel, Behälter, Aufträge, Arbeitsgänge, Personen, Maschinen und andere Identitätskriterien verschlüsselt werden. Als wesentlicher Vorteil des Barcodes ist hervorzuheben, daß er mit relativ geringem Aufwand auch dezentral im Zusammenhang mit Etiketten oder Arbeitspapieren ausgedruckt werden kann.

Erweiterungsmöglichkeiten eines BDE-Terminals sind sowohl anwendungsseitig als auch hardwareseitig zu berücksichtigen, wenn ein BDE-Projekt schrittweise realisiert und eingeführt wird. So sollen auch die Anbindungsmöglichkeiten von Prozeßleitsystemen, Waagen, Zähleinrichtungen etc. beachtet werden.

Die Display-Anzeigen sollten deutlich lesbar sein, die Funktionstasten möglichst groß und in hinreichendem Abstand voneinander, so daß gut lesbare Beschriftungen und leichte Bedienung auch durch Werkerhände möglich sind. Die Speicherkapazität muß so groß gewählt werden, daß kurzzeitige Leitungs- oder Rechnerstörungen den Arbeitsablauf nicht unterbrechen. Im Gerät selbst muß das Puffern von Soll- und Ist-Daten in entsprechendem Umfang möglich sein, genauso wie die Berechnung trivialer Aufgaben per BDE-Programm. Unter dem gleichen Aspekt der Ausfallsicherheit ist der mögliche Batteriebetrieb zu sehen, je nach Einspeisung.

Wichtige Kriterien für die Wahl eines geeigneten Anschlußkonzeptes sind

-Anzahl der geplanten BDE-Geräte unter einem Rechner,

-Anzahl Daten und Häufigkeit des Datenverkehrs,

-Anforderungen an die Ausfallsicherheit,

-die zu überbrückenden Standortentfernungen

Aufwendig ist die Sternverbindung. Sie sollte nur in Betracht gezogen werden, wenn in der Gesamtlösung einige wenige BDE-Terminals zum Einsatz kommen. Das Party-lineKonzept wird in der Praxis bevorzugt. In diesem Fall ist für den Anschluß mehrerer BDE-Terminals (bis zu 30) nur eine physische Schnittstelle zum übergeordneten Rechner notwendig. Der Rechner kann von belastenden Daueraufgaben entlastet werden, wenn vor die Party-line ein Controller, Adapter, Leitterminal oder Konzentrator geschaltet wird, und von diesen Geräten beispielsweise das Pollen, Prüfungen oder Down-Loading übernommen werden.

Um die notwendige Anzahl Schnittstellen zum Rechner weiter

zu senken, kann ein Konzentrator die Koordinierung mehrerer Party-lines übernehmen. Zugunsten der Ausfallsicherheit gehen die meisten BDE-Anbieter jedoch von diesem Konzept ab. Eine andere Möglichkeit mit gleicher Wirkung für den übergeordneten Rechner ergibt sich durch den Einsatz eines Master-Adapters, der die Verbindung einzelner Adapter zum Rechner zu einem Anschluß bündelt und die Kommunikation steuert.

Party-line-Sicherheit auch ohne Ringleitung

Die Sicherheit einer Party-line kann auch ohne Ringleitung (und ihr aufwendiges Handling) dadurch erhöht werden, daß eine zweite Sicherheitsleitung verlegt wird, die im Störungstall verwendet wird.

Über Dezentralisierung von Hardware, Funktionen (Programmen) und Daten ist bereits in Fachkreisen und in der Literatur umfangreich diskutiert worden. Nach unserer Erfahrung liegen die größten Schwierigkeiten bei der Vernetzung mehrerer Rechner in einem Unternehmen weniger in technischen Problemen, sondern in der Datenorganisation und der Aktualisierung der Daten.

Um die Diskrepanz der "produktiven Bereiche" vieler Unternehmen mit ihrem Dialogbedarf und den HOST-Verfügbarkeiten aus dein EDV" zu lösen, empfiehlt sich die Lösung durch einen "Produktionsrechner", der primär oder ausschließlich die Dialogverarbeitung der "operativen Ebene" eines Unternehmens abdeckt und in allen Schichtzeiten "dialogverfügbar" ist. Die Datenbank des "Produktionsrechners" ist so einzurichten, daß sie dem integralen Charakter der Funktionen der "operativen Ebene" - zum Beispiel innerbetriebliche Logistik, Bestandsführung, Werkstattsteuerung - gerecht wird und die erforderlichen Schnittstellen vorn und zum Host abdeckt.

In einem Industrieunternehmen sind insbesondere die Funktionen Werkstattsteuerung, Logistik und Bestandsführung zu nennen, die zur

Steuerung in der ausfahrenden (operationalen) Ebene als Informations-Module benötigt werden. Die Module bedingen und ergänzen sich. Ihre enge Verflechtung besteht sowohl in der Massen- als auch in der Einzelabfertigung und unabhängig vom Fertigungsprinzip. Rationalisierungsmaßnahmen in Fertigungs- oder Förderprozessen können nicht die gewünschten und erforderlichen Effekte erzielen, wenn sie isoliert realisiert werden. High-Tech am Arbeitsplatz verlangt High-Tech in der Informationsverarbeitung und damit Integration und gleiches Niveau al[er am Gesamtprozeß beteiligten Elemente.

Aus der umfangreichen Problematik "Fertigungssteuerung" und seiner angestrebten Flexibilität, über deren Definition (auch gegen "KANBAN") hier einiges zu sagen wäre, soll kurz auf das Kalkül "Material" beziehungsweise "Artikel" eingegangen werden.

Produktion ist Artikelverbrauch und Herstellung neuer Artikel. Soll der Ablauf gesteuert werden, muß der Verbrauch geplant. sein. Eine aktuelle Bestandsführung( Lager- und Werkstattbestand) gibt Auskunft über die Verfügbarkeit der zu verarbeitenden Materialien. Die Freigabe eines Arbeitsganges eines Auftrages für die Fertigung macht erst dann einen Sinn, wenn tatsächlich kurzzeitig vor Freigabe die Verfügbarkeit der benötigten Menge (oder Mindestweitergabemenge) festgestellt wird. Eine kurzfristige Verfügbarkeitsprüfung ist nur durch überhöhte Bestände zu ersetzen.

Bei Mehrfachverwendung von Artikeln sollte die Bedarfsmenge kurzfristig für den Arbeitsgang/Auftrag reserviert werden. Langfristig vorbereitete Reservierungen engen die Flexibilität ein.

Ein Auftrag ist erst dann erfüllt, wenn die geplante Menge in erforderlicher Qualität erreicht ist. Eine aktuelle Bestandsaussage über die Herstellermenge ist daher für die Werkstattsteuerung ebenso erforderlich. Hierdurch können ein nicht erwünschtes, verfrühtes Auftragsende und damit zusätzliche Rüstkosten vermieden werden.

In der Ablaufsteuerung insgesamt ist zu beachten, daß die Verfügbarkeit allein zur Fertigung nicht ausreicht, sondern das Material muß rechtzeitig an den Arbeitsplatz geschafft werden.

Beispiel für Aufbau und Ablauf automatisierter Logistik innerhalb eines Industrie-Unternehmens

Problemstellung

In einem Teilproduktionsbereich eines namhaften Folienherstellers werden in einer Halle 1 Folien-Rollen hergestellt. Die Materialhauptflußrichtung zur Weiterverarbeitung weist in eine Halle 2. Die Rollenhalbfabrikate müssen aus technischen Gründen einige Zeit zwischengelagert werden.

Die Produktion soll erheblich gesteigert werden. Lagerorganisation und -technik waren jahrelang vernachlässigt, die Lagerkapazität schon im Ist-Zustand nicht ausreichend. Unter Einbeziehung der projektorientierten Produktionserhöhungen wären für den 3-Schicht-Betrieb (inklusive Sonn- und Feiertage) neun Stapelfahrer für den Flurtransport und Ein- und Auslagerungen notwendig. Die Bestandsführung per Karteikarten würden weitere zwei bis drei Personen erfordern.

Grobkonzept

Es wurde der Neubau eines neuen Zwischenlagers beschlossen, das mit seiner Kapazität als Übergangslösung auch andere Produktionsbereiche entlasten kann. Die Behälter wurden auf vier Typen reduziert. Aus Platzgründen müssen im Lager auch leere Behälter gelagert und verwaltet werden. Lagerorganisation: chaotisch; Lagertechnik: prozeßgesteuert. Zur besseren Raumnutzung wurden verschiedene Fachhöhen geplant. Insgesamt werden neun Gassen vorgesehen und zwei Regalförderzeuge mit Gassenwechsel. Als Fördereinrichtung wurde ein fahrerloses Flurtransportsystem (FTS) geplant, das alle Maschinen und Anlagen der Hallen 1 und 2 verbindet (rund 30), über "WE-Plätze" für logistische Fremdsysteme offen ist und gleichzeitig Verbindung zu einer Freifläche schafft, sowie im Lager am 1-Punkt eine automatische Waage und Konturenkontrolle - integriert und durch Übergabeplätze die geschlossene Einbindung des RFZ-Systems berücksichtigt hat.

Ein Rechner übernimmt die Dauerdialogarbeit rund um die Uhr. Es ist als "fehlertolerantes"System ausgelegt. Für Entwickler und Anwender gleichermaßen interessant sind zum Beispiel :Sicherung, DB-Reorganisation, Wartung; Erweiterungen können während des laufenden Dialogbetriebs vorgenommen werden.

Die BDE-Einführung nahm eine zentrale Rolle ein. Die ersten Schritte der Reorganisation werden von unten nach oben, also von der "operationalen Ebene" ausgehend, vorangetrieben. Logistik und Bestandsführung gehören dabei zu den ersten Realisierungsbausteinen.

Automatisierter Ablauf durch Software

Logistisch werden die Herstelleranlagen der Halle 1 entsorgt und die Maschinen der Halle 2 versorgt. Außerdem müssen die Anlagen dt Halle 1 mit Leerbehältern versorgt und die Maschinen der Halle 2 von Leerbehältern entsorgt werden.

Ablauf Halle 1:

Jeder Maschinenführer ruft über ein BDE-Terminal durch Tastendruck "seinen" neuen Auftrag auf. Vorher wurde jeder Auftrag vom Meister geprüft, gegebenenfalls geändert und am Bildschirmterminal freigegeben. Dabei werden Rollenetiketten mit Barcodes ausgedruckt. Der Werker prüft die am BDE-Terminal gezeigte Auftragsnummer mit der in den Rollenetiketten. Ein zweiter Tastendruck am BDE-Terminal löst das Anliefern eines Leerbehälters aus.

Per Software wird der für den Auftrag benötigte Behältertyp ausgewählt und im Lager ein konkreter Leerbehälter wegoptimiert entnommen. Das RFZ-System im Lager erhält dafür per Programm die Anweisung. Ein Regal-Förderzeug fährt den Auftrag prozeßgesteuert durch und legt den Leerbehälter auf den Übergabeplatz der Gasse ab. Während der letzten Phase des Entnahmevorganges erhält ein FTF, (Flurtransportförderzeug) des FTS (Flurtransportsystems) per Programm den Auftrag, den Leerbehälter an diesem Übergabeplatz zu übernehmen und an den zur rufenden Maschine gehörenden Bahnhof zu transportieren. Der Logistikauftrag ist erst beendet, wenn der Zielbahnhof durch das FTF beziehungsweise seinen abgelegten Leerbehälter belastet wird.

Nach Herstellung einer Rolle wird der Rolle an der Anlage ein Etikett mit Rollennummer zugeordnet. Die Rollennummer (Barcode) wird per Leseschrift zusammen mit dem Druck der BDE-Taste "RoIlenwechsel" eingelesen. Damit ist die Rolle sofort nach Fertigstellung bereits im Bestand. Der Werker drückt nun die Taste "Entsorgen". Per Software wird daraufhin ein FTF angewiesen, den Behälter mit Rolle von diesem Bahnhof abzuholen und ins Lager vor den I-Punkt zu transportieren. Vom I-Punkt-Mann wird die Rolle nochmals mittels Lesestift identifiziert undautomatisch gewogen. Das Gewicht dient zur Kontrolle der Auftragsfortschreibung, die der Werker durch Eingabe der Herstell-Länge am BDE-Terminal ausgelöst hatte. Verbunden mit der Waage ist weiterhin eine automatische Konturenkontroll. Die Meßdaten werden an den Verwaltungsrechner übermittelt und per Software der Behältertyp und Höhe festgestellt.

Mit diesen Parametern wird per Programm eine erforderliche Fachgröße ermittelt. In dem System wird dann wegoptimiert ein freier Lagerplatz reserviert. Das FTF wird nun zur Fahrt an den Übergabeplatz der entsprechenden Gasse angewiesen. Ein RFZ übernimmt die Einlagerung, der Logistikauftrag zur Entsorgung ist abgeschlossen.

Ablauf Halle 2:

Hier ist zunächst nur die Materialversorgung automatisiert vorgesehen, die Materialentsorgung erfolgt im ersten Schritt weiter konventionell.

Die Verarbeitungsaufträge sind gespeichert und einzelnen Maschinen zugeordnet. Die Arbeitsvorbereitung hat für jeden Auftrag den Materialbedarf durch gezielte Rollenreservierung im Dialog gesichert. Der Meister gibt die Aufträge je Maschine im Dialog frei. Der Werker meldet per BDE-Terminal "Auftragswechsel", bekommt den nächsten Auftrag angezeigt, vergleicht mit seinen Arbeitsplatzpapieren und bestätigt. Damit ist der neue Auftrag aktiviert. Durch Taste "Versorgung" wird ein Logistikauftrag ausgelöst. Der Werker muß sich am BDE-Terminal für Material- oder Behälterversorgung entscheiden. Der Normalfall ist die Materialversorgung. Per System wird eine für den Auftrag, Maschine

und Arbeitsgang reservierte Rolle in Reihenfolge der Reservierung ausgewählt. Dann werden nacheinander ein RFZ mit der Entnahme und ein FTF per Programm mit dem Transport beauftragt. Bei Einlegen der Rolle in die Maschine meldet der Werker durch Lesen des Etikettes (Barcode) über sein BDE-Terminal den Beginn des Verbrauchs an.

Das Entsorgen der Leerbehälter läuft sinngemäß wie die Entsorgung für Halle 1 ab. Der Weg über den I-Punkt mit Waage und Konturenkontrolle ist auch hier aus zwei Gründen notwendig:

- Es können ganze Rollen oder Reste zurückgeliefert werden, über die Konturenkontrolle werden auch Abmessungen der Leerbehälter ermittelt, die verschiedene Lagersystemzuweisung erforderlich machen.

Sonderabläufe

In bestimmten Fällen, oder wenn über die Konturenkontrolle ein unbekannter oder nicht zulässiger Behälter ermittel wird, wird als Ziel per Programm die Freifläche zugewiesen. Zielbahnhöfe dafür sind sogenannte "WE-Plätze". Die gleichen Wareneingangsplätze können als Schnittstelle zu "Fremdsystem" verwendet werden. Sie sind ebenfalls mit einem BDE-Gerät ausgestattet. So können Maschinen außerhalb des FTS-Bereiches versorgt werden oder Rollen anderer Betriebe (Hallen) eingelagert werden.

Eine Rundfahrt über einen "Richtplatz" ist für auftretende Fehler oder Mängel am 1-Punkt vorgesehen, um diese zu beseitigen. Eine Entnahme zum Richtplatz ist für Probeentnahme von der Rolle vorgesehen.

Ausfallorganisation

Die Ausfallorganisation berücksichtigt den Ausfall von BDE-Terminals, Waage, Konturenkontrolle, RFZ-System, FTS, Produktionsrechner, RFZ und FTF. Alle Ausfallreaktionen zu beschreiben und ihre Kombinationen, Würde diesen Rahmen sprengen. Wichtig ist an dieser Stelle, darauf hinzuweisen, daß die Ausfallorganisation fester Bestandteil eines solchen Projektes ist. Immerhin ist unter Umständen die Produktion in Gefahr! In der Ausfallorganisation beweist sich ein Teil der "Fehlertoleranz der Software".

BDE-Geräte

Auswahlkriterien

-BDE-Aschlußkonzept

-Freie Programmierbarkeit, Down-Loading

-Anzahl frei programmierbarer Funktionstasten

-2- oder Mehrzeilen-Display

-Anzahl Stellen je Displayzeile

-Lese-Möglichkeiten (z. B. Barcode)

-Ausbaumöglichkeiten

-Ergonomie

-Speicherkapazität

-Ausfallsicherheit

-Preis-Leistungs-Verhältnis

-Standortbedingungen