IoT Use Case: Echtzeit-Ortung von Fertigungsaufträgen

Kann es gelingen, innerhalb weniger Tage eine lauffähige IoT-Lösung für das Tracking von Fertigungsaufträgen zu konzipieren und umzusetzen?

Dieser Herausforderung stellten wir uns mit weiteren Teilnehmern im Rahmen des ersten digitalen Thingkathons des Smart Systems Hub. Wir lieferten eine lauffähige Lösung. Und zwar nicht irgendeine, sondern die, welche uns den ersten Preis des Wettbewerbes einbrachte.

Was verspricht eine Echtzeit-Lokalisierung von Fertigungsaufträgen?

Nicht nur in Krisenzeiten, sondern auch im normalen Alltag von Unternehmen des produzierenden Gewerbes bleibt es eine Herausforderung effektives Lean Management zu betreiben. So gilt es Daten und Erkenntnisse zu gewinnen, die es ermöglichen, Prozesse zu optimieren, Lagerkosten zu reduzieren, Wege zu verkürzen sowie Stand- und Durchlaufzeiten zu minimieren. Die dadurch freigesetzten finanziellen Mittel können somit für andere Investitionen zur Verfügung stehen. Das stärkt Unternehmen gegenüber Wettbewerbern und verbessert natürlich auch die Liquidität in Krisenzeiten.

Der Einsatz von IoT Technologien liefert Fertigungsunternehmen zahlreiche Optimierungspotentiale im Sinne der just in time Fertigung bzw. des Lean Management. So sieht es auch Uwe Wagner von der DELTEC electronic GmbH. Sein Unternehmen, ein Elektronikproduzent und Großhändler für Netzwerktechnik, suchte nach einer leichtgewichtigen Lösung zur Echtzeitüberwachung von Fertigungsaufträgen und lieferte damit den Use Case des Wettbewerbs. Zielstellung ist es einzelne Aufträge im Fertigungsprozess in Echtzeit zu visualisieren, um so die Ursachen für unnütze Wege und Liegezeiten zu identifizieren. Konkret stehen dabei Produktionsabläufe im Fokus, die aufgrund hoher Stückzahlen und eines großen Materialaufwandes eine entsprechend erhöhte Kapitalbindung verursachen. Die reine Bearbeitungszeit eines Auftrags in diesem Bereich beträgt oft wenige Stunden, die Durchlaufzeit allerdings 1-3 Wochen. Diese Problemstellung ist einerseits charakteristisch für die Fertigungsaufträge von Elektronikkomponenten bei DELTEC, findet sich anderseits aber auch in vielen Fertigungsprozessen der Kunden von DELTEC wieder. 

Viele Herausforderungen – unsere Lösung

Da für eine analytische Lösung des Problems eine Vielzahl von Prozessdaten erfasst werden müssten, wurde die Realisierung auf Basis des Tracking der Fertigungskomponenten konzipiert. Durch eine geeignete graphische Darstellung sollte damit eine visuelle Eingrenzung problematischer Prozessabschnitte erreicht werden.

Im Zuge der Implementierung konnten wir auf existierenden Systemen und Plattformen aufbauen. So nutzen wir für die Echtzeit-Erfassung der Positionsdaten das Trackingsystem der Dresdner Firma Zigpos. Dieses System ermöglicht die exakte Bestimmung der Positionen von einzelnen Transportboxen und erlaubt die Abfrage der gewonnenen Daten per REST-API. Für die Visualisierung wurden passende OSS JavaScript-Bibliotheken/ Komponenten gewählt, die für die benötigten Darstellungen angepasst wurden.

Nach erfolgter Auswahl der Komponenten für Backend (Zigpos Tracking) und Frontend (Cloud-basierte Webanwendung mittels React) stand die Integration und Anbindung dieser Systeme im Vordergrund. Hierfür wurde die IoT-Plattform von Actyx eingesetzt, die einen schnellen sowie unkomplizierten Datenaustausch erlaubt und die Konsistenz und Vollständigkeit der Daten sicherstellt. Diese Eigenschaft kommt besonders in der gewählten Hybridarchitektur (IoT-Sensorik in der Produktion, Middleware, Webanwendung in der Cloud) zum Tragen.

Trotz der gegebenen zeitlichen Beschränkung des Wettbewerbes konnten in der entstandenen Webanwendung bereits viele der vorgeschlagenen Funktionalitäten umgesetzt werden. So wird in einem Grundriss der Fertigungshalle die Position der einzelnen Aufträge in Echtzeit dargestellt.

Weiterhin lassen sich in der Heatmap kritische Bereiche mit erhöhten Standzeiten und Verzögerungen leicht erkennen. In weiteren Ausbaustufen könnten problemlos zusätzliche Visualisierungen (Farbgebung und Größe der Marker) und Analysen implementiert werden.

DevBoost Lösung überzeugt Challenge Owner und Jury

Das Ergebnis dieses als auch ähnlicher Wettbewerbe in der Vergangenheit sowie die Erfahrungen aus Co-Innovationsprojekten mit unseren Kunden zeigt uns immer wieder, welch innovative und wettbewerbsfähige Lösungen auch in kurzer Zeit entstehen können. Wir freuen uns daher sehr, dass die erarbeitete Trackinglösung von der Jury des Thingkathons mit dem ersten Platz und der Auszeichnung als beste Lösung honoriert wurde. Unser Dank gilt unseren Mitarbeitern Hendrik und Marcel, sowie allen in der Entwicklung involvierten Projektpartnern. Es war uns eine Freude.

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