Umfang des Projektes sind vier Anlagen für Kunststoffgranulat unterschiedlicher Ausführung, um diverse Produkte herzustellen. Beschickt werden diese durch Fördertechnik der Firma AZO aus 18 Silos, die die Rohstoffe über Dosierwaagen dem Prozess zuführen.

Im Rahmen eines Batchprozesses wird eine Farb-Materialmischung hergestellt, die dem Hauptprozess hinzugefügt wird. Die Herstellung dieser Rohstoffkomponente läuft weitestgehend autark ab.

Das komplexe Zusammenspiel aller am Produktionsprozess beteiligten Anlagenteile, kann bei einem solchen Projekt nur dann erfolgreich sein, wenn eine durchgehende Automatisierungslösung installiert wird.

Es musste also eine Lösung geschaffen werden, die alle Anlagenteile mit möglichst wenigen Schnittstellen zusammenführt. Die BSG hat in diesem Bereich jahrelange Erfahrung und Prozesskompetenz, sowohl in der SPS-, als auch in der IT-Projektierung.

In diesem Projekt wurden große Teile der Engineering-Lösungen der BSG eingesetzt. Diese sind in drei Bereiche aufgeteilt. ONEoperate steht für die Automatisierung und Bedienung einzelner Maschinen oder ganzer Produktionslinien. Weiterhin ONEview, das in der Leitwarte als Leitsystem eingesetzt wird. Kernstück der gesamten Automatisierung ist ONEexchange.

Diese Software enthält wesentliche Teile eines MES und verbindet alle Anlagenteile miteinander. Darüber hinaus bildet es die Schnittstellen zu einem ERP-System, in diesem Fall SAP und dem Labor-Informationssystem LIMS.

Zu Beginn wird ein Auftrag vom SAP-System in die Software ONEexchange geschrieben. Als Information werden unter anderem das benötigte Material und die erforderliche Menge übertragen.

ONEexchange schafft eine Brücke zwischen Kompetenzen von betriebswirtschaftlichen Planern und Anlagenführern in der Produktion. Ein Auftrag besteht im Werk Trinseo aus zwei Teilen.

Zunächst der Hauptauftrag für die kontinuierliche Produktion über die Produktionslinien. Weiterhin ein Nebenauftrag - in diesem Fall ein Batchprozess für eine Farbmischung, der für den Hauptauftrag benötigt wird. Die Aufteilung des Gesamtauftrags in Haupt- und Nebenauftrag erfolgt im ONEexchange-System.

Dem Hauptauftrag werden im Rahmen der Produktionsplanung die Produktionslinie und das dazugehörige Fahrprogramm zugeordnet. Der Nebenauftrag enthält die Angaben der für den Hauptauftrag benötigten Menge und ebenfalls ein Fahrprogramm.

Der Nebenauftrag ist ein Batchprozess, bei dem eine Farbmischung entsteht. Diese wird in entsprechender Menge dem Hauptauftrag hinzugefügt. Die Komplexität ist hierbei enorm, da dieser Prozess größtenteils vollautomatisch abläuft.

Beteiligt sind knapp 30 Dosierstationen, ein automatisiertes Lager für Farbkomponenten, eine manuelle Dosierstation für Kleinstmengen im Gramm-Bereich und letztendlich ein Mischer, der die einzelnen Komponenten im Mischbehälter vermischt. Der Transport dieser Mischbehälter zu den einzelnen Stationen wie Lagerorte, Dosierungen, Mischer und Produktionslinien wird von mehreren vollautomatischen Flurförderfahrzeugen (AGV) ausgeführt.

Die Verwaltung der Lagerorte und deren Standorte ist in ONEexchange organisiert. Die Reihenfolge der anzufahrenden Stationen für einen Batch ist ebenfalls in diesem System hinterlegt. ONEexchange übermittelt die Reihenfolge an die AGVs, die diese Stationen automatisch anfahren.

Sonderkomponenten oder Kleinstmengen, die nicht automatisch dosiert werden können, werden an einer manuellen Dosierstation in den Mischbehälter dosiert. Hierzu bekommt ein Mitarbeiter das Material und die erforderliche Menge an einer ONEoperate-Station angezeigt. Die Prüfung der Korrektheit der Materiallieferung wird über einen Handscanner durchgeführt und im ONEexchange-System registriert. Durch eine Schnittstelle zur Dosierwaage wird die dosierte Menge ebenfalls an ONEoperate visualisiert und überprüft.

Durch den automatischen Ablauf des Batchprozesses und die geführte Bedienung an der manuellen Dosierstation mit Plausibilitätsprüfung, sind Fehler im Batchprozess nahezu ausgeschlossen. Nach Fertigstellung des Batches wird der Mischbehälter von einem AGV auf einen festgelegten Lagerort transportiert und steht dem Hauptauftrag auf Abruf zur Verfügung.

Bei dem Hauptprozess entsteht über eine Produktionslinie das fertige Endprodukt. Im niederländischen Trinseo Werk sind insgesamt vier Produktionslinien installiert. Diese sind unterschiedlich aufgebaut, da die verschiedensten Endprodukte unterschiedliche Anlagenkonfigurationen erfordern.

Die Endprodukte bestehen jedoch immer aus einer Hauptkomponente und mehreren Nebenkomponenten inkl. der Farbmischung aus dem Batchprozess. Die Zuführung in die Produktionslinien erfolgt von den Rohstoffsilos über mehrere Differential-Dosierwaagen. In ONEexchange sind die Hauptaufträge angelegt. Einem Hauptauftrag wird eine Produktionslinie und das entsprechende Fahrprogramm zugeordnet.

Ein Fahrprogramm besteht aus sämtlichen zur Produktion notwendigen Daten. Es beinhaltet unter anderem Dosierverhältnisse der benötigten Materialien, Temperaturen der Temperierzonen der Anlage und Drehzahlen. Diese Fahrprogramme sind in der Datenbank von ONEexchange gespeichert und können einfach zugewiesen werden.

Durch die Datenbank-Organisation aller für die Produktion notwendigen Daten sind Fehlerquellen ausgeschlossen. Die Freigabe eines Hauptauftrages erfolgt von ONEexchange an das ONEoperate-System. Dabei wird das Fahrprogramm auf die jeweilige Produktionslinie geladen. Dem Bediener wird an der Bedienstation der Produktionslinie der aktuell anstehende Auftrag angezeigt.

ONEoperate beinhaltet die komplette Automatisierung der Produktionslinie, sodass keine Daten händisch übertragen werden müssen. Nach einer kurzen Rüstzeit wird der Hauptauftrag vom Bediener der Anlage auf Knopfdruck gestartet. Ab hier erfolgt der komplette weitere Ablauf automatisch.

Die Anlage wird über eine Schrittkette hochgefahren. Die Rohmaterialzuführung erfolgt vollautomatisch über entsprechende, festinstallierte Förderwege und über die AGVs. Hierbei werden die Rohstoffe automatisch zu den passenden Entnahmestellen gebracht, so dass es zu keiner Unterbrechung des kontinuierlichen Produktionsprozesses kommt.

Sowohl in der SPS- als auch in der IT-Programmierung sind die Prozesse derartig logistisch optimiert, dass der Farbmischprozess (diskontinuierlich) mit dem Produktionsprozess (kontinuierlich) parallel läuft. Zu keinem Zeitpunkt ist ein menschliches Eingreifen erforderlich.

Die Mischungen werden zeitgerecht von den AGVs in einem Rack-System geparkt und während der Produktion automatisch just-in-time der jeweiligen Produktionslinie bereitgestellt. Während der Produktion werden die leeren Behälter ebenso voll automatisch durch volle ersetzt, sodass die Produktion kontinuierlich laufen kann.

Nähert sich die Produktion der gewünschten Auftrags-Menge, so wird die Förderung aller Rohmaterialien so berechnet und koordiniert, dass bei Erreichen der Soll-Menge alle Behälter und Waagen nahezu leer sind. Vorteil hierbei ist, dass am Ende des Auftrags keine Materialien aufwändig entsorgt werden müssen.

Zudem minimiert sich die Reinigungszeit erheblich. Hierbei ist auch die vollautomatische Reinigung des Mischers zu nennen, bei der die AGVs entsprechende Reinigungscontainer zum Mischer bringen. Diese Reinigungscontainer können mehrmals benutzt werden und werden bei bedarf mit neuem Reinigungsmaterial gefüllt. Dieser ganze Ablauf ist ebenfalls vollautomatisch.

Die verschiedenen Anfahrmaterialien werden ebenso in ONEexchange verwaltet. Dieses Material wird in Containern gelagert und von den AGVs als Rework in den Produktionsprozessen wiederverwertet. Entweder schon im aktuell laufenden oder beim nächsten passenden Auftrag.

Als Nebenbedingung in diesem automatischen Prozess gibt es Materialien, die nicht mehr verwendet werden dürfen. Diese werden gesammelt und bei entsprechender Menge zu einer Big-Bag-Beladestelle gefahren.

Alle dosierten Mengen und die Füllstände der einzelnen Lagerorte werden von ONEexchange erfasst. Aus dem ONEexchange-System erfolgt eine Rückschreibung der verbrauchten Materialien an das SAP-System im Stundenintervall sowie am Ende des Auftrags.

Über die Track&Trace-Funktion können somit alle Materialien des Gesamtauftrags verfolgt werden. Dies beinhaltet sowohl die Materialien aus dem Haupt-, als auch die aus dem Batchprozess. Die hergestellte Menge des End-Produktes wird an das SAP-System gemeldet. Auch das Anfahrmaterial wird so erfasst und kann je nach Qualität wieder dem Produktionsprozess zugeführt werden.

Bei einem Werk mit dieser Anlagen-Komplexität fallen eine Menge Daten und Informationen an. Hierzu ist das ONEview-System in einer Leitwarte installiert worden. An diesem Leitstand hat der Operator die komplette Produktion mit allen Anlagen im Blick und kann überwachen und falls nötig eingreifen, ohne direkt zur Anlage gehen zu müssen.

An zentralen Stellen des Werkes sind sogenannte Informationsbildschirme installiert. Auf denen werden die wichtigsten Daten und Zustände der Produktionsstätte, insbesondere der Produktionslinien auf einem Übersichtsbild angezeigt.

Zur Qualitätssicherung und Reporting für Trinseos Kunden, wird von ONEexchange der Auftrag über eine Schnittstelle im Laborsystem LIMS angelegt. Dem Labor wird hierdurch erheblich Arbeit abgenommen, da in LIMS die Auftragsdaten nicht mehr händisch eingetragen werden müssen. Potentielle Fehlerquellen sind somit auch hier eliminiert worden. Das Labor braucht nur noch die Proben analysieren und die Ergebnisse eintragen.

Über ONEexchange können noch weitere Reports generiert werden. Neben Warehouse- oder Maschinenauftrags-Report ist auch ein OEE-Report möglich. Die verschiedenen Anlagen-Stati werden sowohl automatisch als auch manuell vom ONEoperate-System an ONEexchange übertragen.