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Maschinendatenerfassung und Betriebsdatenerfassung im Vergleich

Published: · Last updated: · 8 min Lesezeit

Damit der Schritt in Richtung vollständige Digitalisierung gelingt, wird die Maschinendatenerfassung eingesetzt. Maschinen, die untereinander vernetzt sind, erfassen, speichern und werten Daten aus.

Die Maschinendatenerfassung ist daher eine der Kernkomponenten in der Industrie 4.0. Im digitalen Zeitalter, wo Maschinen untereinander vernetzt sind, eine Unmenge an Daten der Maschinen ausgewertet und anschaulich visualisiert werden, können Kapazitäten, die bisher nicht genutzt wurden, besser erkannt und erschlossen werden.

Die aus der Maschinendatenerfassung gewonnenen Daten können für verschiedene Einsatzbereiche genutzt und verarbeitet werden:

  • Maschinensteuerung: Sie dienen als Parameter zur Steuerung der Maschinen.
  • Produktionsplanung: Produktionsaufträge werden mit ihnen geplant und gesteuert. Dies erfolgt beispielsweise durch die Beauftragung einer Arbeit in einem Zeitfenster, welches ansonsten unproduktiv wäre.
  • Prozessoptimierung: Die Daten dienen als Grundlage für das statistische Regeln von Prozessen. So werden zum Beispiel die Maschinenlaufzeiten visuell dargestellt, um so die Produktivität bzw. Auslastung grafisch darzustellen.

Die Maschinendatenerfassung, die Informationen automatisch erfasst und in Echtzeit aufbereitet, ist das Fundament für eine effektive Produktion ganz im Sinne einer Smart Factory.

Die MDE ist einer der Komponenten der Betriebsdatenerfassung (BDE). Die Betriebsdatenerfassung gilt als Überbegriff in Bezug auf das Erfassen von Daten und Ist-Zuständen sowie Prozessen innerhalb eines Betriebes. Dabei ist die Maschinendatenerfassung die Datenquelle für die Betriebsdatenerfassung. Sie wird für unterschiedlichste Zwecke verwendet, wie etwa das Lenken von Prozessen durch automatische und statistische Methoden oder das Planen und Steuern von Aufträgen aus der Produktion.

Bei der Maschinendatenerfassung (kurz MDE) verbindet man digital Maschinen, Produktionstechnik sowie die Datenverarbeitung (EDV) untereinander.

Es handelt sich daher um den Prozess, Informationen, die mit der Produktion und Fertigung im Zusammenhang stehen:

  • zu erfassen,
  • zu speichern
  • und bereitzustellen.

Mit der digitalen Erfassung der Daten wird der erste Schritt zur Digitalisierung der gesamten Produktion gegangen. Dadurch, dass die Informationen nun automatisiert erfasst, gespeichert und bereitgestellt werden, werden die Fertigungsprozesse transparent.

Was ist die Betriebsdatenerfassung?

Die Betriebsdatenerfassung (BDE) erfasst und sammelt Ist-Daten. Dies geschieht durch die Zustände und Prozesse, die in einem Betrieb stattfinden. Gerade für Unternehmen im produzierenden Gewerbe ist es im Bezug auf die Konkurrenz entscheidend, eine aktuelle Betriebsdatenerfassung vorzunehmen. Die BDE stellt wichtige Informationen für die Produktionsplanung und -Steuerung bereit.

Wie die Betriebsdatenerfassung in der Produktion abläuft

Mit Hilfe der Betriebsdatenerfassung gehen produzierende Unternehmen einen entscheidenden Schritt Richtung digitale Transformation hin zum Zeitalter der Industrie 4.0. Nur, wenn konkrete Daten vorliegen, auf die Verlass ist, verschafft sich das produzierende Unternehmen ein greifbares Konstrukt der Fertigung. Die Betriebsdatenerfassung ist zudem der Ausgangspunkt, um die Produktionsplanung und -Steuerung zu automatisieren.

Da die Digitalisierung immer mehr voranschreitet und Industrie 4.0 die Zukunft ist, spielen intelligente BDE-Systeme, welche die Betriebsdaten automatisch in Echtzeit erfassen, eine immer größere Rolle in den Unternehmen.

Was für Betriebsdaten gibt es?

Bei Betriebsdaten unterscheidet man zwischen organisatorischen und technischen Betriebsdaten.

Betriebsdaten und Maschinendaten (IST-Daten) fließen an höher gelegene Systeme wie das MES oder ERP.

Welche Aufgaben und Ziele hat die Betriebsdatenerfassung?

Die wichtigste Aufgabe der BDE ist es, technische und organisatorische Daten zu erfassen. Dies führt zu einer transparenten Übersicht der bereitgestellten Informationen. Mit der BDE sollen anfallende Kosten, Leistungen und Verbräuche der Verursacher aufgezeigt werden. Anhand dessen führt die BDE zu wichtigen Rückschlüssen bezüglich der Produktionsplanung und -Steuerung.

Das Hauptziel der BDE ist es, für die Fertigungsoptimierung die ideale Datengrundlage zu schaffen.

Was sind die Vorteile der Betriebsdatenerfassung?

Die Betriebsdatenerfassung sorgt dafür, sofern sie konsequent umgesetzt wird, dass Prozesse langfristig effizienter ablaufen und Kosten eingespart werden. Dies führt dazu, dass Unternehmen auf lange Sicht gesehen wettbewerbsfähig bleiben.

Zu den Vorteilen gehören:

  • Alle Betriebsdaten werden transparent und übersichtlich dargestellt
  • Störungen werden in Echtzeit gemeldet
  • Risiken werden minimiert
  • Mensch und Maschine werden optimal genutzt
  • Die Aufträge können besser kalkuliert werden
  • Durch den Vergleich von Soll- und Ist-Daten wird ersichtlich, wo Potenziale und Schwachstellen vorhanden sind
  • Die Kundenzufriedenheit steigt, da es zuverlässigere Auskünfte zu Terminen und Fristen gibt
  • Prozesse werden fortlaufend optimiert, was auf die aktuellen Daten, die von der BDE erfasst werden, zurückzuführen ist. Ressourcen sind so besser ausgelastet und die Produktivität steigt. Dadurch kann das Unternehmen schneller reagieren und sich Wettbewerbsvorteile verschaffen

Unterschied zwischen Maschinendatenerfassung und Betriebsdatenerfassung

Bei der Maschinendatenerfassung (MDE) werden vornehmlich Informationen zu Fertigungsressourcen innerhalb der Fertigung erfasst.

Im Gegensatz zur MDE werden bei der Betriebsdatenerfassung (BDE), wie der Name schon andeutet, alle möglichen Daten des gesamten Betriebes erfasst. Die MDE konzentriert sich daher mehr auf den Fertigungsbereich und die BDE auf den kompletten Betrieb. Bei der BDE werden vorrangig Daten zum Auftrag, wie beispielsweise zum Materialfluss, zu erfassen. Durch sogenannte BDE-Terminals wird geschaut, wo, wann gerade welcher Auftrag bearbeitet wird.

Bei der Maschinendatenerfassung geht es darum, IST-Daten, die maschinen- und fertigungsrelevant sind, zu erzeugen und weiterzugeben. Daher ist sie das Gegenteil von Auftragsdaten, die ausschließlich das Endprodukt im Auge haben und den SOLL-Zustand protokollieren, was bei der Betriebsdatenerfassung der Fall ist.

Für eine volle Transparenz der Prozesse in einem Unternehmen ist es sinnvoll, sowohl die Betriebsdatenerfassung als auch die Maschinendatenerfassung einzusetzen. Zur Erfassung des Ressourceneinsatzes wird hierfür die MDE verwendet und zur Erfassung des Materialflusses sowie der Auftragssituation wird die BDE verwendet. Bei zusammen ergeben eine unschlagbare Kombination, um alle Prozesse in einem Unternehmen digitalisiert und Industrie-4.0-gerecht zu erfassen.

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Was sind die Ziele der Maschinendatenerfassung?

Zu den Zielen der MDE gehören unter anderem:

  • Fertigungsprozesse analysieren
  • Maschinenlaufzeiten optimieren
  • Stillstandzeiten der Maschinen auswerten
  • Bei Störungen an der Maschine über eine Nachricht, beispielsweise per SMS oder E-Mail dies an die zuständige Person melden
  • Daten für den kontinuierlichen Verbesserungsprozess erfassen

Wie erfolgt die Maschinendatenerfassung?

Die Daten werden idealerweise aus der Steuerung der Maschine übertragen. Dies kann beispielsweise über einen Datenlogger oder die OPC-Architektur geschehen. Damit die Daten automatisch verarbeitet werden können, ist ein Microcontroller in der Maschinensteuerung oder eine gesonderte Einheit mit angeschlossenen Sensoren erforderlich. Moderne Maschinen verfügen üblicherweise schon über eine prozessgesteuerte Einheit, welche ausführliche Informationen verwendet. Spezielle Schnittstellen und Software sorgen dann dafür, dass die Daten an ein ERP-, APS- oder MES-System weitergeleitet werden.

Diese Systeme verwenden die von den Maschinen eingegangenen Daten, um dann beispielsweise online anzuzeigen, wo sich die Produkte gerade in der Produktion befinden und welchen Zustand die Produktion gerade hat. Die Kombination zwischen der Maschinendatenerfassung und einem ERP-, APS- oder MES-System sorgt erst dafür, dass die Planung und Steuerung qualitativ hochwertig geplant und gesteuert wird. Durch die jetzt gewonnenen Informationen bekommt das Unternehmen Rückschlüsse auf Rüstzeiten und Durchlaufzeiten und kann diese bei Bedarf reduzieren. Zusätzlich schafft das Unternehmen die Möglichkeit, halbfertige Teile in der Produktion zu senken. Diese Herangehensweise wirkt sich direkt auf das gebundene Kapital des Unternehmens aus. Die Termintreue, um Lieferzeiten einzuhalten, wird wesentlich verbessert.

Der Einsatz von Maschinendaten ist ein Schlüsselfaktor zur Qualitätssicherung in der Produktion. Ebenfalls ermöglich der Einsatz von Maschinendaten, dass die Leistung innerhalb der Produktion steigt. Dadurch erhöht sich die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens erheblich. Gemessen werden kann dies beispielsweise über die Gesamtanlageneffektivität (OEE).

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