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Jaspers - High-End-Sensorik bei Kerzenschein
Leuchtendes Vorbild für eine einfache Digitalisierung
Über Sensor-to-Cloud-Anwendungen lassen sich Produktionsabläufe effizient, sicher und transparent gestalten. Wie sich das mit einfachen Mitteln schrittweise realisieren lässt, zeigt die Kerzenfabrik Karl Jaspers in Paderborn. Diese hat begonnen, mit dem io-key® von autosen sukzessive den eigenen Maschinenpark zu digitalisieren.
Automatisierung wo möglich, Handarbeit wo nötig – nach dieser Devise hat sich der Traditionsbetrieb Karl Jaspers in fast 100 Jahren zu einem der wenigen international erfolgreichen Kerzenanbieter in Deutschland entwickelt. Mittlerweile erreichen die Fertigungskapazitäten ein Volumen von über 20.000 Tonnen Paraffin pro Jahr. Das Sortiment reicht vom Teelicht über die Duft- bis zur Kirchenkerze, einem Spezialgebiet des Traditionsunternehmens. Beliefert werden Handel, Gastronomie und auch Kirchen.
Feiertage, die Gartensaison oder die Weihnachtszeit verursachen im schnellen Wechsel hohe Nachfragespitzen für die jeweiligen Artikel. Hinzu kommen immer schneller wechselnde Farb-, Form- und Dufttrends. Die Maschinen müssen daher zuverlässig laufen und schnell umgerüstet werden können. Zudem sind je nach Produkt unterschiedliche fertigungstechnische Anforderungen präzise einzuhalten, beispielsweise hinsichtlich der Temperatur des Paraffins, um die Qualität zu sichern. Kerzenfabrikation, das ist eben nicht nur Handwerk, sondern auch Hightech und jede Menge Logistik.
Das plug & play Konzept erfordert weder Programmieraufwand noch sonstige Eingriffe in die vorhandene IT.
Thomas Jaspers, Geschäftsführer, Kerzenfabrik Karl Jaspers GmbH
Eine Frage der Ressourcen
Deutlich über 90 Prozent der Fertigungsschritte im Paderborner Werk sind Stand heute bereits automatisiert, die Digitalisierung ist damit der nächste logische Schritt. Dazu suchte das Unternehmen nach einer einfachen und unkomplizierten Lösung. Diese sollte einen wirtschaftlichen, schrittweisen Einstieg in das ermöglichen, was Geschäftsführer Thomas Jaspers selbst als „Handwerk 4.0“ bezeichnen würde – eine digitale Fabrikation, in der die handwerklichen Werte nicht verloren gehen. Eine Hauptanforderung: Die Anlagenzustände sollen jederzeit über Sensordaten in der Cloud überwacht werden können. Eine eigene Cloudumgebung war nicht vorhanden, auch – abgesehen von der technologieaffinen Geschäftsführung – keine Programmierer, IT- oder Sensorik-Experten.
Die Wahl fiel auf den vor wenigen Monaten auf den Markt gekommenen autosen io-key®. Dieses Komplettsystem wurde speziell für Anwender entwickelt, die nach einem risikolosen und wirtschaftlichen Weg in die Digitalisierung suchen, unabhängig von der Branche oder Unternehmensgröße. Der io-key® besteht aus einem Gateway, das die Sensordaten bündelt und in bedarfsgerechten Intervallen überträgt, einer integrierten SIM-Karte für die Datenübertragung sowie einer leistungsstarken Cloudumgebung. Das plug and play Konzept erfordert weder Programmieraufwand noch sonstige Eingriffe in die vorhandene IT. Die Inbetriebnahme des io-key® ist einfach und erfordert kein Fachwissen, „kann also in kurzer Zeit durch die Mitarbeiter vor Ort vorgenommen werden“, so Jaspers, der mit der Digitalisierung auch auf einen effizienten Umgang mit personellen Ressourcen zielt – Stichwort „Fachkräftemangel“.
Kritische Bereiche als Testumgebung
Testweise installierte Jaspers den io-key® zunächst für die Überwachung der qualitätskritischen Temperatur im Paraffin, dem Kerzenrohstoff. Abweichungen von den von Rezept zu Rezept variierenden Idealwerten und Toleranzen können beispielsweise zu Farbfehlern oder anderen Produktionsmängeln führen. Werden sie nicht rechtzeitig entdeckt, sind schnell ganze Chargen verloren. Der vorhandene Temperaturfühler konnte lediglich lokal ausgelesen werden, sodass bislang eine regelmäßige Kontrolle vor Ort an der Maschine erforderlich war. Gefragt war daher eine neue Lösung, die die Temperaturwerte in regelmäßigen Intervallen in die Cloud überträgt und bei Überschreiten der Grenzwerte einen Alarm auslöst.
Die Installation des io-keys am Paraffinbecken erfolgte in wenige Schritten. Zunächst wurde er über den 24-Volt-Anschluss an das Stromnetz angeschlossen und mit dem IO-Link-Temperaturfühler verbunden. In diesem Fall ebenfalls ein autosen-Produkt, aber grundsätzlich arbeitet das System herstellerunabhängig mit praktisch allen IO-Link-Sensoren – derzeit mehr als 10.000 Sensoren von über 200 Herstellern. Die Erkennung der Sensoren, des Messprinzips und der Messgröße erfolgt automatisch durch das System über die IODD-Datei. Auf Basis dieser Informationen wird vollautomatisch eine entsprechende Visualisierung generiert. So auch bei der Testanwendung: Nach dem Login in die autosen.cloud stand bereits ein kundenindividuelles Dashboard für die Kerzenfabrik Jaspers zur Verfügung, in dem die aktuellen Temperaturen in einer Grad-Celsius-Anzeige visualisiert wurden. „Vom Anschluss der Sensoren bis zur Visualisierung im Dashboard verging keine Minute“, so Jaspers. Wenige Klicks später waren auch die E-Mail- und SMS-Benachrichtigung bei Grenzwertüberschreitung aktiviert. „Hätten wir diese Alarmfunktion beispielsweise über die SPS der Maschine realisiert, hätte ein Programmierer in ein bestehendes, lizensiertes System eingreifen und neue Schnittstellen schaffen müssen. Der Aufwand wäre wirtschaftlich allerdings kaum zu rechtfertigen gewesen“, so der Geschäftsführer.
Neben der Visualisierung und der Benachrichtigung bei Grenzwertüberschreitungen bietet die autosen.cloud Export-Möglichkeiten und eine Archivfunktion. Darüber stehen historische Daten auch noch in der Rückschau zur Verfügung. So kann die gesamte Produktionskette oder ein qualitätskritischer Bereich dokumentiert werden. Gibt es etwa Unstimmigkeiten bezüglich der Kerzenfarbe, lässt sich mithilfe objektiver Daten klären, ob es bei der Herstellung der entsprechenden Charge möglicherweise ein Temperaturdelta gab – über ein mobiles Device auch direkt vor Ort beim Kunden. Jaspers: „Das stärkt die Kundenbindung und das Vertrauen unserer Partner in unsere Produktionskompetenz.“
Sukzessive Erweiterung
Nach dem erfolgreichen Test des io-keys soll das System auch in weiteren Bereichen der Kerzenfertigung zum Einsatz kommen. Für den weiteren Testbetrieb sind prinzipiell nicht einmal neue Geräte erforderlich: Der io-key® ist nicht an eine bestimmte Maschine gekoppelt, kann also je nach Bedarf für wechselnde Anwendungen im Betrieb genutzt werden – unabhängig vom Messprinzip. Sind die Tests erfolgreich, lässt sich das System durch weitere Geräte, die jeweils für zwei Sensoren ausgelegt sind, nahezu beliebig erweitern. Alle können in demselben Dashboard überwacht werden. Geplant sind Einsätze aktuell unter anderem an den firmeneigenen Brunnen und in den Heizsystemen, aber auch mit Vibrationssensoren in den Staplern, um mögliche Kollisionen erfassen zu können. Ziel ist es, die verfügbaren Sensordaten zentral zusammenzuführen und damit der Unternehmens- und Produktionsleitung ein umfassendes Bild aller Vorgänge und Zustände in der Anlage zu geben. „Ein Szenario, das mit konventionellen Mitteln für uns in dieser Form zeitnah nicht realistisch gewesen wäre“, so Jaspers, „mit dem io-key® können wir die Insellösungen an den Maschinen ablösen und unsere Kernkompetenz Kerzenproduktion gegenüber dem Wettbewerb weiter ausbauen.“
io-key® mit Netzteil und Sensorleitung angeschlossen und montiert
Alles auf einen Blick
Die Kerzenfabrik Karl Jaspers in Paderborn nutzt den io-key® von autosen für eine schrittweise Digitalisierung ihres Maschinenparks.
Mit über 90% automatisierten Fertigungsschritten, zielt das Unternehmen auf eine einfache und wirtschaftliche Lösung für die Digitalisierung, um die Anlagenzustände über Sensordaten in der Cloud zu überwachen.
Der io-key® ermöglicht die Überwachung der Temperatur im Paraffin, einem qualitätskritischen Bereich, um Produktionsmängel zu vermeiden.
Nach dem erfolgreichen Test des io-keys plant die Fabrik, das System auch in anderen Bereichen der Kerzenfertigung einzusetzen und ihre Kerzenproduktion zu optimieren.
Herstellung, Groß- und Einzelhandel sowie Vertrieb von/mit Kerzen
Kerzenfabrik Karl Jaspers GmbH
Eggertstraße 24, 33100 Paderborn
verkauf(at)jaspers(dot)de
+49 5251 52400
www.jaspers.de
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