Industrie 4.0 bei ALPLA

Industrie 4.0 Projekt mit der
Kooperation ALPLA und CrateDB

ALPLA ist einer der Großen in der Verpackungsbranche. Weltweit gesehen. Unternehmen
wie Unilever vertrauen ALPLA ihr Duschgel ebenso an wie Coca-Cola ihre Cola. Die
Verantwortung dafür tragen 18.300 Mitarbeiter in 172 Niederlassung in 45 Ländern. Sie
wiederum organisieren und kümmern sich um die Produktion mit ihren komplexen Abläufen, und aufwendig organisierten Maschinenprozessen.

Und weil das so ist...

  • sind Personalkosten erhöht
  • ist das Recruiting an jedem Standort erschwert
  • sind Umsatzkosten zu steigern
  • wirken sich Solala-geschulte Maschinenbediener negativ auf die Ressourcen Maschine, Material und Produktivität aus

Echtzeitkontrolle dank der Datenerfassung auf dem Fabrikboden

“Wir setzen visuelle Masc-Kontrollsysteme in jeder unserer Maschinenanlagen ein. Der
permanente Einsatz von Menschen zur Absicherung und Kontrolle dieser Systeme am
Boden in der Produktion und die daraus resultierende Reaktion auf jede Prozessabweichung ist beinahe unmöglich”, erklärt ALPLA General Manager Jodok Schaeffler.

2016 erkannte ALPLA, dass die Daten der Produktionsanlagen, klug eingesetzt,
Problemlöser sind. Es ist nämlich so: Jedes Fließband hat etwa 900 verschiedene Sensoren eingebettet. Die Daten dieser Sensoren wurden, zumindest in der Theorie, bislang mehrfach benutzt. Erstens, um die Maschinen in Echtzeit zu automatisieren. Zweitens, um fehlerhafte Produkte automatisch auszusortieren und drittens, um die Menschen und Bediener im Umfeld wissen zu lassen, wenn etwas nicht stimmt.

Nun schlussfolgerte ALPLA korrekt in der Überlegung, die dezentralen Daten all dieser
Maschinen einzusammeln und in einer zentralen Kommandozentrale zusammenzuführen. In der Kommandozentrale tragen Experten und Fachkräfte die Verantwortung und überwachen die Produktion mithilfe von interaktiven Dashboards. Auch übersetzen sie die gesammelten Daten in Anweisungen, die sie an Maschinenparkkollegen weitergeben. Durch diesen Ablauf können Lösungen direkt, kostenreduziert und effektiv in den Maschinenparks integriert werden.

SQL im Vergleich

In der Zeit vor CrateDB versuchte ALPLA alle Sensorendaten in einem SQL-Server zu sichern. Das Problem: zu viel Daten für zu wenig Kapazität. 900 verschiedene Tabellen forderten eiskalt 900 verschiedene Lesestrukturen, und das bei den sekündlich abertausenden Messungen, vorgenommen von jeder einzelnen Produktionseinheit. Der SQL-Server war schon alleine beim Versuch der Abfrage von Lernanalysen auf Terabyte historischer Datenströme überfordert. Lernanalysen in Echtzeit? Ausgeschlossen. Zwischen drei und fünf Minuten Zeitaufwand forderten die Mission Control Dashboards für die
Aktualisierung ein. Rechnet man ein, dass jedes Dashboard ein Dutzend oder mehr Tabellen enthält, so erhält man „langsam und prozessbehindernd” als Antwort.

250 Mal schneller mit CrateDB

Die Entscheider bei ALPLA erkannten Situation, Problem und in CrateDB die Lösungen. Sie wechselten die Datenbank. Aus sehr guten IoT-workload-spezifischen Gründen.

SQL
Die Migration von Daten und Code vom SQL-Server zu CrateDB ist einfacher.

Partierung
Es ist auch einfacher und wirtschaftlich effektiver CrateDB auf elastischen Schemen
günstigerer Server zu skalieren.

Dynamisches Schema
CrateDB baut auf einem NoSQL-Speicher auf. Es ist für ALPLA der Schlüssel, alle 900 verschiedenen Sensormesswerte in einer einzigen Tabelle zusammenzufassen, was die Wartung erleichtert und die Abfragen und Prozesse beschleunigt.

Echtzeit-Performance
Im Cache gespeicherte Indexe ermöglichen es CrateDB die Antwort auf Dashboard- Abfragen etwa 250x schneller auszuführen als SQL-Server (in Millisekunden statt in Minuten)

Die Lösung durch Tablets und HoloLenses

Mit CrateDB-betriebenen Dashboards, welche im Mission Control Center unter Beobachtung stehen, findet die Theorie der effektiven Datennutzung zur Praxis. Die Kontrolle wird in der Zentrale mit Experten zusammengeführt. Mit kleinem Aufwand und großer Wirkung. Von dort überwachsen, steuern, optimieren sie. Sie greifen ein und beugen vor, erkennen Informationen und geben sie via Tablets und/oder mit dem Einsatz von Virtual-Reality-Geräten an die Arbeiter weiter.

„Durch das Sammeln und Analysieren der Informationen aller Sensoren und Kameras in diesen Bildverarbeitungssystemen können wir Menschen zu den ‚Hot Spots’ führen und somit die Ausschussrate senken und die Effizienz der Produktion steigern."

Gesteigerte Effizienz in der Produktion

Dank der zentralen Kontrolle und der 24/7-Überwachung steigert die Produktion ihre Effizienz enorm. Und so sehen ALPLAs Vorteile der CrateDB-basierten Echtzeit- Dashboards im Details aus:

● Personalkosten und Bedarf an Experten – REDUZIERT
● Detaillierter und verlässlicher Einblick und Kontrolle statt einer zeitverzögerten
Problemerfassung
● Maschinenübergreifende Analyse für neue Einblicke
● Steigerung der Produktivität