Cloud-Transformation eines Schweizer Industriemaschinenherstellers

Die Schwerindustrie ist ein Wirtschaftszweig, der konsequent auf bewährte Lösungen setzt. Andererseits entstehen hier die fortschrittlichsten und modernsten Ansätze der Industrie 4.0. Moderne Industrieautomatisierung, allgegenwärtige Software und Herausforderungen, denen sich bisher vor allem Softwareunternehmen gestellt haben, gehören heute zum Alltag von Unternehmen aus dieser Branche.

Bystronic legt großen Wert darauf, dass die vom Unternehmen produzierten Maschinen den aktuellen Bedürfnissen ihrer Kunden entsprechen. Die Entwicklung von Geräten sowie die Einführung von Lösungen zur Unterstützung intelligenter Fabriken erfordern Investitionen in IT-Projekte. Zuvor hatte das Unternehmen hierfür eigene Teams eingesetzt, was jedoch nicht immer die erwarteten Ergebnisse brachte. Aus diesem Grund entschied sich der Vorstand von Bystronic, einen Technologiepartner zu finden, der über die erforderlichen Kompetenzen verfügt, um bestehende Lösungen zu prüfen und zu optimieren. Eine weitere Anforderung an den Anbieter waren die Fähigkeit und das Fachwissen bei der Implementierung und Wartung maßgeschneiderter Systeme.

Multidisziplinäre Unterstützung durch einen Nearshoring-Partner

Der Beginn unserer Zusammenarbeit geht auf das Jahr 2016 zurück. Unsere Offenheit und flexible Herangehensweise sowie die Bereitschaft, Projekte außerhalb unseres Kerngeschäfts umzusetzen, haben dazu geführt, dass wir in kurzer Zeit ein Team mit Nischenkompetenzen im SPS-Bereich für den Kunden aufgebaut haben.

Unser technologieübergreifendes Team besteht derzeit aus Ingenieuren mit Erfahrung in den Bereichen Industrieautomatisierung, Steuerungssysteme und moderne Lösungen für den Maschinenbau sowie aus .NET- und Azure-Cloud-Entwicklern, mobilen Entwicklern und Softwaretestern.

JCommerce-Spezialisten arbeiten mit den internationalen Entwicklungsteams des Kunden und deren Projektmanagern in den unten beschriebenen Projekten zusammen.

Anwendung zur automatisierung von konfigurationsprozessen in der Azure Cloud

Um verschiedene Metallarten zu verarbeiten, sind unterschiedliche Maschineneinstellungen erforderlich (z. B. aufgrund der Dicke eines bestimmten Materials). Dabei gibt es Tausende oder sogar Hunderttausende Kombinationen von Parametern. Eine eigene Abteilung arbeitet ständig an der Feinabstimmung bestehender und der Entwicklung neuer Kombinationen von Maschinenparametern.

Mehrmals im Jahr verschickten die Servicetechniker des Unternehmens Tausende von Maschinenkonfigurationsparametern an jeden Endkunden. Bystronic verfügte über kein eigenes System für den Versand von Konfigurationsdateien und benötigte daher eine Lösung, die die Konfiguration der Lasermaschinen für die Materialbearbeitung einfacher und schneller machen und gleichzeitig die Datensicherheit und Vertraulichkeit gewährleisten würde.

Das Ziel des Projekts, an dem unsere Spezialisten teilnahmen, war die Entwicklung einer Anwendung, die die Konfigurationsprozesse von Lasermaschinen automatisiert.

Die Herausforderungen:

• Datenzentralisierung,
• Sicherstellung der Verbreitung vertraulicher Daten,
• Integration von Kundenanwendungen und -systemen,
• Verbesserung des Datenflusses zwischen der zentralen Datenbank und den Maschinen der Endkunden,
• Beschleunigung des Maschinenkonfigurationsprozesses,
• Vereinfachung der Kundendienst- und Servicetätigkeiten.

Die Lösung

Ein zertifizierter Microsoft Azure-Architekt von JCommerce war mit der Implementierung von PoC befasst. Als Teil des Projekts wurde eine maßgeschneiderte Parameterdatenbankanwendung entwickelt um die Konfigurationsparameter von Lasermaschinen zu zentralisieren.

Dank einer auf der Azure-Cloud basierenden Lösung können alle, die Zugang zu den parametrischen Daten benötigen, die Konfigurationsdateien entsprechend den festgelegten Berechtigungen in der Cloud suchen und herunterladen, wobei die Datensicherheit und Vertraulichkeit gewahrt bleibt. Die Daten sind sowohl von der Kundenorganisation, als auch von den Endbenutzern oder Maschinenbetreibern einsehbar,

Die Anwendung bietet auch die Möglichkeit, Konfigurationsdateien auf einen Server hochzuladen, wo sie für den Hersteller verfügbar sind. Dadurch können die Mitarbeiter des Auftraggebers Datenanalysen zu Optimierungszwecken durchführen und bei Problemen Unterstützung anbieten. Durch den Einsatz der Cloud kann das Unternehmen sehr schnell auf Nutzermeldungen reagieren und schnell Anpassungen vornehmen.

Implementierung der Microsoft Azure Cloud-Infrastruktur

Im Rahmen der Umsetzung einer langfristigen Strategie entschied sich der Kunde, die Infrastruktur in die Microsoft Microsoft Azure-Cloud zu verlagern. Die Entscheidung wurde hauptsächlich von folgenden Faktoren beeinflusst:

• Skalierbarkeit und die Fähigkeit, schnell Umgebungen zu erstellen,
• Sicherheit,
• Kostenoptimierung,
• Infrastrukturmanagement.

Im Projekt verwendete Microsoft Azure-Dienste

Die erstellte Architektur umfasst eine Reihe von Diensten des Cloud-Anbieters, darunter die Integration mit GitHub, Azure Webhook, App Services, Container Registry, Azure Blob Storage, Azure Active Directory, Azure SQL Database, Azure Key Vault und mehr.

Grundannahmen der erstellten Lösung und Zielnutzen für den Endkunden

• schnellere Maschinenkonfiguration und Implementierung von Optimierungsänderungen,
• alle Produkte, Systeme und Anwendungen des Kunden verwenden eine zentrale Datenbank,
• Servicetechniker müssen keine Kunden mehr besuchen, um die Verarbeitungsparameter eines bestimmten Materials zu bestimmen,
• Möglichkeit der laufenden Modifikation und Optimierung von Maschinen.

Entwicklung von internen systemen auf der grundlage der .NET-Technologie

Zweck der Zusammenarbeit ist die kontinuierliche Umsetzung der beauftragten Aufgaben in internen Projekten. Zu ihnen gehören:

• BySoft – ein spezielles CAD/CAM-System, das alle notwendigen Funktionen für die Herstellung von Metallteilen bietet (Berechnungen, 3D-Modelle, Planung und Überwachung des Bearbeitungsprozesses).
• ByVisionCutting – eine Software für Maschinenbediener, die die Schnittstelle auf dem Bedienfeld verwalten. Sie ermöglicht, das zu verarbeitende Design und Material auszuwählen sowie den Produktionsprozess von der Maschine aus zu steuern.
• RAMDumpAnalyzer – eine Anwendung für Servicetechniker von Maschinen und Anlagen zur Analyse des Zustands der Geräte (Lasermaschinen, Automatisierung des Materialtransports etc.).
• MMI ByTransCross – eine Anwendung zum Bedienen des Automatisierungssystems zum Be- und Entladen von Material für die Laserbearbeitung.
• Parameter Editor – eine Anwendung zur Automatisierung der Aktualisierung bestehender und der Vorbereitung neuer Konfigurationen. Die Lösung hat die Arbeitszeit von zwei Personen von etwa 4 Arbeitstagen pro Monat auf etwa 2 Stunden reduziert.
• Parameter Database – eine Anwendung zum Sammeln von Konfigurationsdateien für Lasermaschinen.
• ByVisionTube – eine Anwendung zur Konfiguration von dreidimensionalen Schnitten, z. B. von Rohren.

Vorteile für den Kunden

• Unterstützung eines multidisziplinären Teams aus erfahrenen Spezialisten, sowohl in internen Projekten als auch bei Endkunden,
• Zugang zu Nischenkompetenzen, die eine effiziente Umsetzung von Änderungen und Innovationen in geschaffene Lösungen ermöglichen,
• Zugriff auf Know-how im Bereich der Erstellung von Architekturen und Cloud-Anwendungen, was die Umsetzung der angenommenen Industrie 4.0-Strategie ermöglichte,
• Abbau technologischer Schulden.

Umsetzung der neuen software-teststrategie

Ziel des Projekts war die Systematisierung der Testverfahren für unternehmensinterne Projekte.

Im Rahmen der Dienstleistung wurde eine Teststrategievorlage erstellt, die den Testprozess und die Testwerkzeugstrategien für das vom Kunden geleitete Projekt enthält. Die Arbeiten werden in Form von manuellen und automatischen Tests im Tool TestComplete durchgeführt.

Die QA-Spezialisten von JCommerce haben die Besonderheiten unseres Geschäfts kennengelernt, wodurch sie effektiv auf die aktuellen Herausforderungen reagiert haben. Außerdem teilen sie das von uns übernommene Wissen im Bereich der agilen Arbeitsmethodik, was zweifellos zum Erfolg unserer gemeinsamen Projekte beiträgt. Im Zeitalter der digitalen Transformation schätzen wir zudem den Zugang zu hochqualifizierten IT-Fachkräften, schnelle Reaktionszeiten und die Skalierbarkeit der Teams

Head of Digital Products & Services bei Bystronic

Verbesserung der produktionsprozesse

Das Projekt umfasste die Entwicklung einer industriellen SPS-Software (Beckhoff SPS-Software) für das Steuerungssystem der Produktionsmaschinen und das Materialhandhabungssystem des Unternehmens.

Ziel des Projekts war es, den Produktionsprozess den Betrieb der Maschinensteuerungssysteme, für die die SPS-Ingenieure verantwortlich sind, zu verkürzen und zu optimieren.

Durch die Änderung der internen Datenaustauschalgorithmen in den SPS wurde die CPU-Last von fast 100 % auf weniger als 30 % reduziert. Dadurch musste die SPS nicht auf ein höheres, effizienteres, aber auch wesentlich teureres Modell umgerüstet werden.

Die Optimierung der System-Snapshot-Routine für Servicezwecke hat die Zeit zum Speichern von Snapshots von 90 Sekunden auf weniger als eine Sekunde reduziert und den gesamten Vorgang effizienter und wesentlich zuverlässiger gemacht.

Technologien

In STL programmierte Beckhoff-Steuerungen, Beckhoff-Antriebe und -Geber, Motion-Bibliothek, Datenaustausch zwischen Steuerungen und anderen Geräten basierend auf Ethercat und OPC UA.

Geschäftsvorteile

• Verbesserung der Effizienz des Controller-Datenaustauschs,
• Steigerung der Effizienz und Qualität des Serviceablaufs.

Unterstützung für SPS-programmierer bei der implementierung eines vollautomatisierten lagers

Ziel des Projekts für Bystronic war die Realisierung eines mehrstufigen, vollautomatischen Lagers.

Die Aufgabe bestand darin, ein System für den schnellen und organisierten Zugriff auf schwere Materialien und Lasten zu schaffen. Die Lösung umfasst die Automatisierung eines Systems, das auf SRS-Maschinen (Storage Retrieval System), Materialstationen, Übergabestationen und Kassetten – Metallkäfigen zur Lagerung von Produkten – basiert.

JCommerce stellte das Fachwissen von SPS-Programmierern zur Verfügung, die für die Erstellung der Datenbankschnittstelle auf der SPS-Seite sowie für den Betrieb des Aufzugs selbst verantwortlich waren: Steuerung von Achsen und Antrieben, Implementierung eines proprietären Systems von programmierbaren Sequenzen, Betrieb von Sicherheitsmodulen und unabhängigen Bedienerstationen mit Visualisierung über das World Wide Web. Der Zielkunde ist ein Massenhersteller von Baumaschinen und Traktorkabinen. Die Fabrik befindet sich in der Türkei in einem organisierten Industriegebiet in Balikesir.

Geschäftsvorteile

• Anwendung mit neuen Funktionalitäten,
• neue Benutzeroberfläche der Anwendung,
• entwickelter Backend-Teil,
• bessere User Experience.

Über den Kunden

Bystronic Laser AG – ein führender Anbieter von technologisch führenden Lösungen für die Blechbearbeitung mit Fokus auf die Automatisierung des gesamten Materialflusses insbesondere beim Schneiden und Trennen.