SELMO-Engineering versus traditionelles Engineering

Das SELMO-Prinzip für automatisch programmierte und sichere Maschinen
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Es ist kein Geheimnis: Die Inbetriebnahme selbst einfacher Maschinen, ob neu oder retrofit, läuft nicht immer glatt. Es „knautscht“, und dieses Momentum verursacht Mehrkosten. Jedes Gewerk hat alles richtig gemacht, jeder hat kompetent und nach bestem Gewissen seinen Part erfüllt – und dennoch: Die Maschine läuft nicht wie geplant und häufig gar nicht.

Die Ursachen sind vielfältig, oftmals aber bei Abstimmungsdefiziten zwischen den Gewerken Mechanik, Elektrotechnik und Software zu verorten. Sie arbeiten hintereinander, teilweise losgelöst, und genau hier liegt das Problem und daher auch die Lösung: Sie könnten besser miteinander kommunizieren, sich besser abstimmen. Wenn da nicht der liebe Zeitdruck wäre und das, was wir in unserer Branche als „normal“ bezeichnen.

Losgelöst im traditionellen Engineering

Nehmen wir die Sequenzen dieses normalen Engineering-Prozesses, von konsequent gelebtem System Engineering und virtueller Inbetriebnahme 4.0 abgesehen, genauer unter die Lupe: Umfangreiches Lastenheft des Anlagenbetreibers zuerst, Pflichtenheft aus Sicht des Lieferanten dann, Konstruktion und Mechanik als Nächstes, eventuell in einem 3D-Modell abgebildet, Elektrotechnik mit der Prozess-Einbindung für Sensorik und Aktoren hinterher und – irgendwann – die Software-Entwicklung. Diese wird sehr spät informiert und eingebunden und hat ihre liebe Mühe, alle Vorgaben exakt zu „übersetzen“ und umzusetzen. Missverständnisse in der Informationsweitergabe zwischen den Experten vorab, Termindruck und ungenaue Dokumentation können zu Programmier-Abweichungen führen.

Beispiel: Bereits ein einfach wirkender Pneumatik-Zylinder verlangt eine spezifische Pneumatik-Planung, einen mechanischen Aufbau, die elektrische Verkabelung für die Initiatoren und die Funktionsbeschreibung für den Programmierer. Die Bandbreite möglicher Ventile, vom federrückgestellten Ventil zum impulsgesteuerten bis hin zum 3/2-Wege-Ventil, wiederum stellt unterschiedlichste Anforderungen an die Elektrik. Wenn der Informationsfluss nicht optimal ist, kann es vorkommen, dass der Software-Entwickler eine Funktion programmiert, die dem eingebauten Ventil nicht entspricht. Erst bei der Inbetriebnahme wird diese Software inklusive Abweichung an der mechanisch finalisierten und elektrisch angeschlossenen Anlage getestet. Mit dem Ergebnis, dass nichts läuft, obwohl jeder für sich alles richtig gemacht hat. Das Einzige, was nun noch adaptiert werden kann, ist der Faktor Software. Und hier beginnt die Kostenspirale.

Der vormals kleine Posten „Software“ wird zum Produktivitätskiller

Weil die Software in der Kette das letzte Glied ist, ist sie nun das wichtigste, schwächste und teuerste – häufig unverschuldet, durch manuelle Copy-and-Paste-Arbeit und uneinheitliche Programmierung aber auch in sich fehleranfällig. Unendlich viele Programmierwege, unterschiedlichste Standards ausgenommen, führen in eine einfache Maschine. Je länger es bis zur Abnahme und zum Produktionsstart dauert, umso höher sind die Projektkosten. Diese explodieren erst recht bei Ausfall, Stillstand oder komplexen Reengineering-Maßnahmen. Wer soll bei einer Störung den einen Fehler im Code finden, dessen Schöpfer unauffindbar oder lange Zeit an ein anderes Projekt gebunden ist? Und wer zahlt gerne hohe Tagessätze für Anbieter, die ihre eigenen Fehler erst suchen müssen, bevor sie diese eliminieren? So gering die Kosten der Programmierung in Relation zu Mechanik und Elektrotechnik am Anfang waren, so groß können Sie im Lauf eines Maschinenlebens werden.

Hinzu kommen wachsende Anforderungen an intelligente und flexible Funktionen in Maschinen. Prozessoptimierung ist das Zauberwort, das die Software in der Industrie 4.0 immer wichtiger macht. Da gleichzeitig das Risiko für Fehler steigt, wie unsere Analyse gezeigt hat, ist die Software im traditionellen Engineering nicht selten Produktivitätskiller und Innovationsbremse. Optimierung und Machine Learning aber können nur dort greifen, wo alle Glieder in der Kette stabil sind. Wo die Basis-Software genauso robust und sicher ist wie Mechanik und Elektrotechnik. Und die hat SELMO – das Betriebssystem für Maschinen.

SELMO heißt die sichere und einfache Lösung, mit Fokus auf Mensch und Prozess.

Mit SELMO, dem „Sequence Logic Modelling“, drehen wir und unsere SELMO Automation GmbH den Spieß um und machen Software zu 100 % sicher, von Anfang an. Software „from scretch“ – nicht im stillen Kämmerlein oder alleine in der Cloud, sondern gemeinsam mit Betreibern, der Mechanik, der Elektrik, der IT, den internen Fachleuten. Wir bringen die Leute zusammen, denken die Maschine interdisziplinär vor und visualisieren ein digitales Maschinen-Modell für alle. Was vorne formuliert wird, kommt hinten als State Machine raus – vollautomatisch und einheitlich. Alle Daten sind stets zur Hand, seitenlange Standard-Beschreibungen und Dokumentationen fallen weg.

SELMO-Modell: einfach, logisch, automatisch

Zuerst fokussieren wir gemeinsam den Prozess, den die Maschine automatisch ausführen soll: den logischen Ablauf. Meist reichen ein bis zwei Nachmittage aus, und der logische Ablauf in seiner unerschütterlichen Form steht. Die Frage lautet immer: Was soll die Maschine tun, Schritt für Schritt. Wir bringen den Fokus immer wieder zurück auf den logischen Ablauf. Einfach statt kompliziert Denken lautet die einzige Herausforderung, um einfache Maschinen wirklich einfach zu machen. Wenn Kunden keine internen Ressourcen haben, werden Maschinenkonstrukteure und Lieferanten eingebunden, einzelne Gewerke auf Wunsch zugekauft. Das weitere Requirements Engineering basiert exakt auf dem beschriebenen Logik-Layer für Prozessabläufe. System- und Parameter-Layer sorgen dafür, dass jeder Beteiligte weiß, was automatisiert wird, wie es abläuft, wie es funktioniert und was alles verwendet werden soll. Der Anzeigen-Layer bildet den Abschluss.

SELMO-Software: 100 % sicher, automatisch, wiederverwendbar, verständlich

Der stabile SPS-Code und die frei gestaltbare HMI werden beide automatisch aus dem Modell generiert. Und zwar ohne zusätzliche Programmierung oder Deklarierung von HMI-Variablen. Das erledigt SELMOtino, unser freundlicher Robot für Maschinen-Programmierung, 24 Stunden verfügbar. Er sorgt für eine einheitliche, immer gleiche Software-Struktur, die einen hohen Reifegrad besitzt. Dieser Zugang hat den Riesenvorteil der Wiederverwendbarkeit bestehender oder bekannter Systeme.

Die Maschine ist schneller in Betrieb

Mechanik, Elektrik/Elektronik und Software sind bei der Inbetriebnahme perfekt abgestimmt, weil alle einem gemeinsamen Ziel gefolgt sind. Alles, was vorab formuliert wurde, fügt sich nun selbstwirksam zusammen. Bei einer flotten Inbetriebnahme dauert es nicht lange bis zur Abnahme und Produktion. Der Kunde füllt rasch seine Rolle als kompetenter SELMO-Maschinenbetreiber aus. Und der SELMO-Mehrwert wird im Laufe der Maschinen-Lebenszeit größer: Der gesamte (Re-)Engineering-Prozess reduziert sich konsequent auf Neues. Bestehendes wird „recycelt“, Treiber sind austauschbar, wenn Funktionsänderungen und Erweiterungen erwünscht sind.

Der Mensch lernt SELMO schneller

Zudem haben wir in unseren Projekten einen minimalen Schulungsbedarf, ob nun für Lizenznehmer, Betreiber oder Programmierer. Weil die automatisch generierte Software-Struktur von SELMO verständlich ist, ist sie rasch vermittelt und erlernt. Die SELMO-Sprache ist easy. Die Inbetriebnehmer und Instandhalter können sie rasch anwenden. Das SELMO-Bedienkonzept ist ebenso easy – auf drei Informationen reduziert. Der Bediener wird laufend informiert, was die Anlage gerade macht, was die Maschine vom Bediener braucht oder im Fall einer Störung, was der Maschine exakt fehlt.

Besser ist leichter

Fazit: Der Betreiber bekommt mit SELMO die Kontrolle über die Maschine und die Software. Er hat einfache Maschinen einfach und schnell in Betrieb. Alles, was er tun muss, ist am Anfang als Prozessexperte klar zu formulieren, was er braucht. Am Ende kann er überprüfen, was er bekommt. Zeit und Geld wird gespart, schon bei der Maschinen-Realisierung und erst recht danach. Alle anderen Bezugsgruppen, vom Programmierer bis zum Lieferanten, profitieren von SELMO als Online- und Engineering-Tool für ihre Kunden. Besser ist leichter, für alle. Reden wir darüber – wir zeigen Ihnen, wie.