Wie TSN die Produktivität in der Fertigung steigern kann: 4 Beispiele

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Das von Branchenführern vielfach als „Zukunft der industriellen Kommunikation" beschriebene Time-Sensitive Networking (TSN) steht für eine neue Ära von Datenaustausch und schafft die Voraussetzungen für Industrie 4.0-Anwendungen. Noch steckt TSN in den Anfängen, doch zukunftsorientierte Unternehmen beschleunigen die Entwicklungen und ermöglichen Applikationen, weil diese innovative Technologie ein enormes Potenzial für zahlreiche Branchen der Fertigungsindustrie bietet. John Browett, General Manager der CLPA Europe, erläutert, wie verschiedene Industriezweige mit TSN in der industriellen Kommunikation maximale Erfolge erzielen.

Automatisierungstechnik

Time-Sensitive Networking (TSN) steht für eine neue Ära von Datenaustausch und schafft die Voraussetzungen für Industrie 4.0-Anwendungen. (Copyright: sompong_tom)
Time-Sensitive Networking (TSN) steht für eine neue Ära von Datenaustausch und schafft die Voraussetzungen für Industrie 4.0-Anwendungen. (Copyright: sompong_tom)

1. Verein­fach­ter Ma­schi­nen­auf­bau und Leis­tungs­stei­ge­rung in der Ver­ar­bei­tungs­in­dus­t­rie

Ein we­sent­li­cher Vor­teil von TSN ist, dass sich al­le Netz­werk­ge­rä­te mit ho­her Prä­zi­sion syn­chron­i­sie­ren las­sen, vor al­lem in Kom­bi­na­tion mit der Giga­bit-Band­brei­te. So kann für zeit­kri­ti­sche Hoch­ge­schwin­dig­keits­an­wen­dun­gen wie z. B. Mo­tion-Con­trol-An­wen­dun­gen ei­ne de­ter­mi­nis­ti­sche Kom­mu­ni­ka­tion sicher­ge­stel­lt wer­den.

In der Ver­ar­bei­tungs­in­dus­t­rie er­mög­li­chen TSN-fä­hige Netz­wer­ke bei­spiels­wei­se die ge­naue Syn­chro­ni­sa­tion ei­ner grö­ße­ren An­zahl von Ma­schi­nen­ach­sen. Durch die zeit­glei­che Steue­rung vie­ler ver­schie­de­ner Ach­sen über ein ein­zi­ges Netz­werk las­sen sich Pro­dukt­qua­li­tät und Pro­duk­tions­pro­zes­se opti­mie­ren. Pro­duk­tions­ma­schi­nen kön­nen fle­xi­bler kon­stru­iert wer­den, ob­wohl sie me­cha­nisch we­ni­ger kom­plex aus­ge­führt wer­den. Das Re­sul­tat sind kür­ze­re Um­rüst­zei­ten und ma­xi­ma­ler Pro­dukt­er­trag.

2. Trans­pa­renz und Rück­ver­folg­bar­keit für die Le­bens­mit­tel- und Ge­trän­ke­in­dus­t­rie

Ei­ne hoch­prä­zi­se Zeit­syn­chro­ni­sa­tion, wie sie die TSN-Tech­no­lo­gie bie­tet, ist zu­dem un­ent­behr­lich für Trans­pa­renz und Rück­ver­folg­bar­keit. Sen­sib­le Bran­chen wie die Le­bens­mit­tel- und Ge­trän­ke­in­du­s­t­rie müs­sen al­le re­le­van­ten Pro­zess­da­ten pro­to­kol­lie­ren, über­wachen und speichern, um ein­wand­freie Pro­dukt­qua­li­tät zu ge­währ­leis­ten, gel­ten­de Vor­schrif­ten ein­zu­hal­ten so­wie gu­te Her­stel­lungs­pra­xis zu ga­ran­tie­ren. Die­se Da­ten müs­sen mit ei­nem exak­ten Zeit­stem­pel ver­se­hen wer­den, der die Trans­pa­renz im Netz­werk und über die Pro­duk­tions­pro­zes­se hin­weg ge­währ­leis­tet. Lü­cken, in den­en Män­gel un­er­kannt ent­ste­hen könn­ten, wer­den ge­schlos­sen.

Voll­stän­dig syn­chro­ni­sier­te TSN-Ge­räte­netz­werke un­ter­stützen ei­ne exak­te Zeit­stem­pel­funk­tion für zeit­liche Ana­ly­sen. So kön­nen Unter­neh­men des Le­bens­mit­tel- und Ge­trän­ke­sek­tors lü­cken­lose Rück­ver­folg­bar­keit in ih­ren Netz­wer­ken ge­währ­leis­ten und so­mit Qua­li­tät und Pro­dukt­sicher­heit ga­ran­tie­ren.

3. Höhere Qua­li­tät in der Au­to­mobil­in­dus­t­rie

Die TSN-Tech­no­lo­gie kann – ins­be­son­de­re in Kom­bi­na­tion mit der Giga­bit-Band­brei­te – Pro­dukt­ions­pro­zes­se be­schleu­ni­gen und da­bei De­ter­mi­nis­mus ge­währ­leis­ten. In­te­res­sant ist dies vor al­lem für Mon­ta­ge­wer­ke in der Au­to­mo­bil­in­dus­t­rie:

Die­se pro­du­zie­ren ei­ne Viel­zahl un­ter­schied­li­cher Mo­del­le in zahl­lo­sen Aus­stat­tungs­va­ri­an­ten. Hier­für müs­sen die ent­spre­chen­den Fer­ti­gungs­sys­te­me gro­ße Da­ten­men­gen ver­ar­bei­ten, die wäh­rend der Mon­ta­ge der ein­zel­nen Fahr­zeug­tei­le in Echt­zeit ge­ne­riert wer­den. Nur so ist si­cher zu stel­len, dass die nahe­zu un­end­li­chen Kom­bi­na­tions­mög­lich­kei­ten die kur­zen Zy­klus­zei­ten nicht aus­brem­sen und al­le Tei­le nach­voll­zieh­bar im rich­ti­gen Mo­ment am rich­ti­gen Mo­dell mon­tiert wer­den. TSN er­mög­licht Au­to­mo­bil­her­stel­lern, Pro­duk­tions­li­nien zu rea­li­sie­ren, die kur­ze Zy­klus­zei­ten ge­währ­leis­ten, weil die­se Tech­no­lo­gie, ne­ben exak­ter Syn­chro­ni­sie­rung, ei­ne Prio­ri­sie­rung in­ner­halb des Da­ten­aus­tauschs er­mög­licht. Auf die­se Wei­se wer­den zeit­kri­ti­sche Da­ten zu­ver­läs­sig und be­darfs­ge­recht trans­por­tiert, wäh­rend unter­ge­ord­ne­te Da­ten prob­lem­los im Netz­werk mit über­tra­gen wer­den kön­nen. Folg­lich las­sen sich durch TSN un­ter­schied­liche Netz­wer­ke hier­ar­chi­sch zu­sam­men­füh­ren und die Ge­samt­be­triebs­kos­ten sen­ken. Das Re­sul­tat sind hö­he­re Leis­tung, nie­dri­ge­re Kos­ten, ein­fache­re War­tung und letz­ten En­des qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­ge­re Fahr­zeu­ge.

4. Grö­ßere In­te­gra­tion in der Halb­leiter­fer­ti­gung

Syn­chro­nisie­rung und Prio­ri­sie­rung er­mög­li­chen da­rü­ber hin­aus die Kom­bi­na­tion unter­schied­li­cher Pro­zess­steue­run­gen in ei­nem Netz­werk. So las­sen sich unter­schied­liche Ar­beits­an­wei­sun­gen und Ab­läu­fe über meh­re­re Pro­duk­tions­ma­schi­nen bzw. Be­ar­bei­tungs­sta­tio­nen hin­weg ef­fi­zient or­ga­ni­sie­ren.

Ge­ra­de für die Halb­lei­ter­in­dus­t­rie, die sich durch zahl­rei­che Ver­ar­bei­tungs­stu­fen mit un­ter­schied­li­chen Pro­zess­steue­run­gen, dis­kre­ten Steue­run­gen und Mo­tion-Con­trol-An­wen­dun­gen sowie Ro­bo­ter- und IT-In­te­gra­tio­nen aus­zeich­net, bie­tet TSN ent­schei­den­de Vor­tei­le. In TSN-ba­sier­ten Netz­wer­ken las­sen sich zeit­kri­ti­sche Da­ten für leis­tungs­fähi­ge, schnel­le Mo­tion-Con­trol-An­wen­dun­gen ohne Wei­te­res mit we­ni­ger zeit­re­le­van­ten In­for­ma­tio­nen zu­sam­men über­tra­gen, bei­spiels­wei­se mit Bild­ver­ar­bei­tungs­da­ten aus der Pro­zess­über­wach­ung. Da­rü­ber hin­aus ist es mög­lich, Hilfs­sys­teme in die Pro­zes­se und ent­spre­chen­den Netz­wer­ke ein­zu­bin­den.
Halb­lei­ter­her­stel­lern bie­tet sich so die Chan­ce ih­re Pro­zess­ket­ten mit fle­xi­blen Netz­werk­ar­chi­tek­tu­ren zu op­ti­mie­ren.

Mehr als TSN

Schon für sich genom­men bie­tet TSN vie­le Vor­tei­le für Fer­ti­gungs­un­ter­neh­men, doch erst durch das Zu­sam­men­spiel von of­fe­ner Netz­werk­tech­no­lo­gie mit ei­ner ho­hen Band­brei­te er­gibt sich ei­ne kom­plet­te Lö­sung. Nur so las­sen sich die gro­ßen Da­ten­men­gen mo­der­ner In­dus­t­rie 4.0-An­wen­dun­gen ver­ar­bei­ten, um die Zu­ver­läs­sig­keit, Pro­duk­ti­vi­tät und QS-Funk­tio­nen der Netz­wer­ke wei­ter zu ver­bes­sern. Ein In­dus­t­rie­netz­werk, das alle drei Fä­hig­kei­ten mit­bringt, ist CC-Link IE TSN der CLPA. Es ist die ers­te of­fe­ne Ether­net-Tech­no­lo­gie, die die Giga­bit-Band­brei­te mit wich­ti­gen TSN-Funk­tio­na­li­tä­ten, Zeit­syn­chro­ni­sa­tion und Da­ten­fluss-Prio­ri­sie­rung kom­bi­nie­rt. Die­se zu­kunfts­wei­sen­de Netz­werk­tech­no­lo­gie schaf­ft in al­len Sek­to­ren die Vo­raus­setzun­gen, um Pro­zes­se wei­ter zu op­ti­mie­ren.
 

Veröffentlicht am Oktober 30, 2020 - (307 views)
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