RasPi als Stückzähler und Infoanzeige für Werker in Industrie/Handwerk

Heute ist Stammtischzeit:
Jeden Donnerstag 20:30 Uhr hier im Chat.
Wer Lust hat, kann sich gerne beteiligen. ;)
  • Hallo zusammen.
    Da ich schon immer in der C't von diversen schönen RasPi-Lösungen lese und auch selbst ein bisschen was basteln/programmieren kann (was mir auch Spass macht), habe ich für meine Firma ein Projekt erdacht, was ich hier überprüfen lassen möchte, ob dafür ein RasPi (mit AddonBoard) grundsätzlich in Frage kommt.

    Setting:
    Industriehalle über 3000m²
    10 sehr unterschiedliche Maschinen
    10 Handarbeitsplätze

    Ziel 1. Schritt
    Pi soll erst mal nur von jeder Maschine (von der ich ein Signal vom Maschinentaster zum Pi legen kann), stumpf bei jedem Signal einen Zeitstempel in eine Datei pro Maschine schreiben.
    Diese Datei lese ich dann mit dem ERP aus und erhalte so den aktuellen Auftragsstand und Durchschnittszeiten.

    Ziel 2. Schritt
    Anbindung der Handarbeitsplätze über ähnliche Signale wie bei den Maschinen - muss ich mir halt nen Knopf basteln, den der Werker drückt

    Ziel 3. Schritt
    jetzt wird's richtig interessant:
    Raspi bekommt pro Maschine / Handarbeitsplatz eine Datei vom ERP zur Verfügung gestellt (über Netzwerk) in der die durchschnittliche Taktzeit für das aktuelle Produkt vom ERP hinterlegt wird.
    Wenn diese Zeit überschritten wird um z.B. 50% soll eine gelbe Lampe am Arbeitsplatz angehen. Wenn die Zeit um 100% überschritten wird eine rote.
    Evtl. mache ich das auch durch eine IndustrieLED-anzeige mit Anzeige des Soll-Taktes und Ist-Taktes und mit einem Smiley, das anzeigt, ob alles in Ordnung ist.
    Was ich noch nicht gedanklich gelöst habe, ist, wie ich dem Raspi einen Auftragswechsel mitteile. Evtl. auch über das ERP, da ich hier schon die Mitarbeiter anmelde an Auftrag und Maschine/Handarbeitsplatz.

    Frage an die Community:
    Ist Raspi prinzipiell für so etwas geeignet, wenn man bedenkt, dass es jetzt auch nicht tragisch wäre, wenn das mal nen Tag ausfällt?
    Geben entsprechende Zusatzboards die Flexibilität her, die ich hier brauche?

    Gruß
    Martin

  • RasPi als Stückzähler und Infoanzeige für Werker in Industrie/Handwerk? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • Hallo Martin,

    herzlich Willkommen in unserem Forum!

    Also prinzipiell ist der Raspberry Pi dafür schon geeignet.

    Ich frage mich nur, was der Betriebsrat davon halten wird. Die reagieren nämnlich sehr empfindlich, was die die Erfassung von individuellen Stück-Arbeitszeiten inkl. Zuordnung zu Personen betrifft.

    Was Du vor hast, führt zu einer Akkord-Arbeit - mit all seinen Konsequenzen.

    Ich berate ständig Firmen mit einem ähnlichen Maschinenpark. Dort ist es vollkommen normal, dass Werker von ihrer gerade betreuten Maschine zu einer anderen gehen, falls dort ein anderer Werker gerade Probleme hat.

    Im Sinne einer Prozessaufrechterhaltung machen die Werker mit dieser unkonventionellen Weise das bestmögliche.

    Führst Du Dein System ein, dann meldet Dein System für den hilfsbereiten Werker eine Überschreitung der erlaubten Stück-Arbeitszeit - mit all seinen Konsequenzen.

    Ich bin der Ansicht, dass der Werker die Möglichkeit haben muss, aus besonderem Anlass Dein System abzuschalten. Treten beispielsweise Störungen auf oder dauern interne Qualitätsprüfungen länger als sonst, ... .

    Ansonsten habe ich die Erfahrung gemachtm, dass die besten Arbeitszeiteinsparungen dadurch realisiert werden können, indem Prozesse parallel bearbeitet werden. Die Arbeiten werden so organisiert, dass während der Wartezeit (Maschine macht etwas mit einem Werkstoff / Rohartikel / ...) der Werker etwas Anderes macht und so zwischen zwei oder auch mehreren dicht beieinanderliegenden Arbeitsplätzen pendelt.

    Als ich während eines hohen Krankenstandes - als Berater eingestellt - in der Produktion bei Prozessen ausgeholfen habe, habe ich zwei Prozesse, die sequentiell durchgeführt 1:15 h benötigen, in 0:30 h durchgeführt, indem ich diese Tätigkeiten parallel durchgeführt habe.

    Am Rande bemerkt: Wäre dort ein System installiert gewesen, wie es Dir vorschwebt, installiert gewesen, wären wahrscheinlich die meisten Stück-Arbeitszeiten überschritten worden - obwohl die Gesamtzeit für die Bearbeitung einer Charge deutlich unterhalb der sonst üblichen Bearbeitungszeit lag.

    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

    Linux is like a wigwam, no windows, no gates, but with an apache inside dancing samba, very hungry eating a yacc, a gnu and a bison.

    Einmal editiert, zuletzt von Andreas (5. April 2015 um 12:20)

  • Evt. solltest du die Mitarbeiter auch gleich durch Raspis ersetzen.

    Evt. mit Smileys als Kopf, die rot leuchten wenn der Akku leer wird. \o/

  • Generell halte ich das Projekt für Interessant und ebenfalls nützlich, aber da ist wirklich äußerste Vorsicht geboten! Ich kenne deine Position in dieser Firma nicht & weiß nicht, welche Leute in dieses Projekt involviert sind, in der Regel werden gewisse Personen etwas dagegen haben.. Teilweise mit gutem Recht!

    Aber: Ich habe in einer Firma mit großer Produktion gearbeitet, wo solche Systeme nach und nach eingeführt wurden. In meiner speziellen Abteilung wurde das alles noch händisch durchgeführt, da kam es auf ein paar Minuten nicht an, dadurch wurde allerdings relativ häufig getrickst & nachträglich gebucht. Eben genau das, was jeder Abteilungsleiter absolut nicht haben möchte. Mitlerweile ist die Firma komplett mit Bildschirmen in Produktionshallen ausgestattet, wo jede Maschine dargestellt ist und bei einem Fehler oder einer Zeitüberschreitung sofort farblich gekennzeichnet wird. Dieser Bildschirm ist auch von jeder Führungskraft des Werks einzusehen & alles wird protokolliert. Das hat zunächst einen riesen Aufschrei gegeben, mitlerweile läuft es mit System aber deutlich besser als vorher, da selbst die Maschinenbediener den Bildschirm im Auge haben und bei zeitlichem Freiraum den anderen helfen, wenn da viele Maschinen markiert werden -- Das liegt aber zu 95% daran, dass man seitdem überhaupt erst darauf aufmerksam wird, bei unübersichlichen Hallen und vielen Maschinen war das vorher einfach kaum einzusehen.

    Also: Jenachdem welche Funktion du hast, kläre das aufjedenfall vorher genaustens ab, sowohl Geschäftsleitung als auch Betriebsrat / Interessenvertretung der Arbeitnehmer. Die Idee ist gut, aber bevor du dich da jetzt reinhängst und etwas wirklich tolles zusammenbaust & du es nicht einsetzen darfst, wäre das sehr schade.

    Es gibt allerdings noch mehr Sachen die relativ sinnvoll sind, damit die Zeiterfassung überhaupt aussagekräftig ist. Ich kenne euer Produkt und die Maschinen nicht, aber was ist mit folgenden Punkten:
    - Maschinenprobleme, wie werden diese registriert? Wenn da der Taster einfach eine Stunde nicht gedrückt wird hast du den ganzen Auftrag verfälscht, da sowas in der Regel ja auseinander gehalten werden sollte, woran es lag.
    - Schrott/Ausschuss : Was passiert, wenn die Maschine fehlerhafte Produkte erzeugt? Die Maschine würde das Signal weitergeben und den Zähler hochsetzen, wenn davon aber 20% Ausschuss ist, denkst du der Auftrag müsste fertig sein, ist aber nicht so.
    - Handarbeit: Was wird da gemacht? Dauert so etwas 5Sekunden pro Artikel oder 10 Minuten? Alle 5 Sekunden auf einen Knopf drücken halte ich für nicht sonderlich toll für den Arbeiter.

    - Werden bestimmte Stückzahlen / Zeit verlangt, oder ist dies nur gewünscht? Und vorallem: Wissen die Mitarbeiter überhaupt etwas davon, oder arbeiten diese so schnell wie möglich (natürlich mit der entsprechenden Sorgfalt) und wissen nichts von Richtwerten? Man sollte unbedingt darauf achten, dass es nicht in eine Akkordarbeit läuft und somit in der Regel die Qualität leidet, wenn ein Mitarbeiter einfach nichtmehr richtig kontrolliert/arbeitet nur damit er in der Zeit liegen kann. (Passiert sehr sehr sehr häufig!!!)

    --------------

    Zur Umsetzung: Das geht mit einem Raspberry Pi natürlich ohne weiteres. Wie die Anbindung dazu nachher wirklich genau aussieht, solltest du am besten wissen da du die Gegebenheiten kennst. Wie genau die Daten von der ERP vorliegen und wie diese sinnvoll Verarbeitet werden können, kann ich dir an dem Punkt nicht genau sagen, aber sollte alles machbar sein.

    Gruß

  • uiuiui,
    sorry, wenn sich hier jemand auf den schlips getreten fühlt. allerdings sollte man hier auch umgekehrt vorsichtig sein, mir gleich irgendwas vorzuwerfen.
    also bitte keine klischee-schubladen:

    Zitat

    Evt. solltest du die Mitarbeiter auch gleich durch Raspis ersetzen.
    Evt. mit Smileys als Kopf, die rot leuchten wenn der Akku leer wird. \o/


    Ich habe sogar Maschinen, die autonom laufen.


    Das liegt aber zu 95% daran, dass man seitdem überhaupt erst darauf aufmerksam wird, bei unübersichlichen Hallen und vielen Maschinen war das vorher einfach kaum einzusehen.


    genau so ist's.


    prinzipiell geht's mir hier darum,
    -ob ich genug ein/ausgänge zur verfügung bekomme, und sogar vielleicht,
    -ob so etwas ähnliches jemand schon mit RasPi umgesetzt hat. Z.B. Besucherzähler ist ja das gleiche in grün

    Gruß

  • Hallo,
    also ich wollte dir nichts vorwerfen, ich wollte dich lediglich darauf hinweisen. Wenn das "alles geklärt" ist, bin ich gerne bereit dir zu helfen.

    Ohne mir das genau durchgelesen zu haben, ist das ein simples "Taster Zählprogramm": http://blog.grufo.com/2013/05/03/ers…n-mit-der-bash/

    Funktioniert generell in jeder Programmiersprache die du möchtest, ist einfach eine Dauerschleife die den Taster abfragt und bei Betätigung eine Zählervariable um 1 erhöht.
    Das Projekt an sich als Grundsystem (wie du es dir vorstellst) ist in ganz ganz weniger Zeit gemacht, ich kenne dabei allerdings deine Erfahrungen in der Programmierung oder mit Mikrocontrollern/Raspberrys nicht, aber gehe davon aus, dass du willig bist dich in gewisse Sachen einzulesen.

    Mit Ein und Ausgängen weiß ich noch nicht so richtig was du alles benötigst. Generell brauchst du eine Schnittstelle, die eine Verbindung zwischen Raspberry und ERP herstellt, einen Eingang für einen Taster & einen Ausgang für eine Ansteuerung von irgendwas. Wenn's eine Art "Display" werden soll -> Alles kein Problem. Da sollten allerdings andere Leute helfen, dass ist nichts für mich ;)

    Kannst du etwas genauer beschreiben wie der Aufbau aussieht & wie teuer so etwas überhaupt werden soll/kann/darf? Das ist meiner Meinung ein klarer Fall für einen winzigen Mikrocontroller, dafür braucht man keinen ganzen Raspberry abstellen, kann man aber natürlich. Wenn das natürlich nachher 20 Stück sind, geht das natürlich deutlich mehr ins Geld ;)

  • Mit diesem System setzt du deine Mitarbeiter unheimlich jnter druck. Das ist denke ich nicht das Ziel der Sache.
    An sich ist die Idee nicht schlecht, da ohne klare Ziele auch nichts wird.

    Eine ähliche Diskusion hatten wir auch bor nicht all zu langer Zeit in der Firma (600 Mitarbeiter in 12 Produktionslinien).
    Gelöst haben wir das in Form einer Anzeige (mehrere 50" Fernseher in jeder Linie) mit dem Schichtziel, der aktuellen Stückzahl und der Tendenz auf Grundlage der mittleren Taktzeit zur soll Taktzeit und rrr restlichen Zeit in der Schicht.

    Beispiel:
    Ziel: 500 Stück
    Aktuell: 347 Stück
    Tendenz: +3 Stück

  • Ich gehe mal eher auf die techn. Seite ein.
    Raspi in der Industrie funktioniert hervorragend. Habe schon selbst über 10 davon eingebunden. Die laufen z.T. seit Monaten durch.
    Für deine Aufgabe würde ich die Raspis mit Piface-Erweiterung einsetzen; somit hast du 8 digitale Ein- und Ausgänge.
    Als problematisch haben wir die Netzteile erachtet und haben gleich Industrienetzteile verwendet die z.T. von einer USV gespeist werden.
    Auch haben wir sicherheitshalber Kühlkörper verwendet.

    Hinsichtlich der Daten wurde bereits erwähnt dass du so aber nur Stückzahlen je Zeiteinheit und somit die TE erhältst, nicht aber ob die Teile i.O. sind.
    Beim Handarbeitsplatz könnte man eine entsprechende Anzahl Taster bereitstellen (i.O. - Materialausschuss - Arbeitsausschuss - Nacharbeit)... dann kann man auch gute Auswertungen fahren und Probleme frühzeitig erkennen.
    Macht man ähnliches an Maschinen und erweitert dies um den Taster "Maschine defekt" kann man auch hier die Verfügbarkeit der Maschinen ermitteln.
    Ich denke bei 20 Arbeitsstationen ist das durchaus machbar.

    Auftragswechsel... wechseln hierbei auch Artikel mit unterschiedlichen Zeiten?


  • Hallo zusammen.
    Da ich schon immer in der C't von diversen schönen RasPi-Lösungen lese und auch selbst ein bisschen was basteln/programmieren kann (was mir auch Spass macht), habe ich für meine Firma ein Projekt erdacht, was ich hier überprüfen lassen möchte, ob dafür ein RasPi (mit AddonBoard) grundsätzlich in Frage kommt.

    Setting:
    Industriehalle über 3000m²
    10 sehr unterschiedliche Maschinen
    10 Handarbeitsplätze


    Da rollen sich mir die Zehnägel auf.

    Wie du so schön schreibst und wohl auch erkannt hast ist der PI ein BASTELCOMPUTER zum lernen. Der hat in einer Industriellen Umgebung nix verloren.

    Für deine Anforderungen gibt es mehr als genug Komponenten welche auch für einen 24/7 Betrieb in einer Industrieumgebung ausgelegt sind.
    Das eine SPS, sei es von Siemens, Bekhoff oder Phönix, ein mehrfaches eines PI lostet hat schon seinen Grund.

    Solltest du an deiner Bastellösung in einer Produktionsumgebung festhalten, so solltest du dich bevor du überhaupt anfänst zu basteln, mal mit dem Thema CE Kennzeichnung und Konformitätserklärung beschäftigen.
    Die Rechtsabteilung deiner Firma wird dich sicher gerne über die Rechte/Pflichten und Folgen welche du als "In Verkehr Bringer" einer solchen Anlage zu beachten hast beraten.

    Offizieller Schmier und Schmutzfink des Forum.
    Warum einfach wenn's auch schwer geht ?

    Kein Support per PN !
    Fragen bitte hier im Forum stellen. So hat jeder etwas davon.

    Einmal editiert, zuletzt von Der_Imperator (6. April 2015 um 10:56)

  • Hallo zusammen,

    zur technischen Umsetzung:
    - Ein einziger Taster zur Ermittlung der Stück-Arbeitszeit reicht meines Erachtens nicht aus
    - Weitere Taster sollten Rückmeldungen ermöglichen bzgl.
    - Personalwechsel (heikles Thema wegen Betriebsrat)
    - Gutteile
    - Ausschuss
    - Nacharbeit
    - Maschinenrüstung / - wartung / -reinigung / -reparatur

    Nur unter Berücksichtigung dieser Informationen sind die erhaltenen Kenntnisse aussagekräftig.

    Zur CE-Kennzeichnung:
    Der Raspberry Pi besitzt ein CE-Kennzeichen inkl. EG-Konformitätserklärung. Somit ist er prinzipiell geeignet, auch industriell eingesetzt zu werden. Eine der wichtigsten Forderungen ist die Einhaltung der EMV (elektromagnetischen Verträglichkeit), wonach ein System elektromagnetische Strahlung über ein erlaubtes Niveau weder emittieren noch auf elektromagnetische Strahlung anderer Systeme reagieren darf.
    Da dies für alle Systeme gilt, die seit 1995 innerhalb der EU auf den Markt kamen, kann man die Wahrscheinlichkeit gegenseitiger Störungen zunächst einmal vernachlässigen.

    Anders sieht es aus, wenn eigene elektrische / elektronische aufgebaut werden. Diese bedürfen einer weitreichenden Prüfung / Abschirmung etc.

    2013 habe ich den Auftrag bekommen, in einem medizintechnisch-regulierten Umfeld ein Automatisierungssystem einzuführen. Meine Wahl fiel auf den Raspberry Pi als Hirn des Systems, da die Aufgabe nach meinem Dafürhalten recht simpel war. Trotzdem versagten handelsübliche System auf ganzer Linie (ich hatte darüber schon einmal ausführlicher berichtet).

    Die Dokumentation, die es von der Foundation gab (Schaltpläne, EG-Konformitätserklärung vom Lieferanten, Installationsanleitungen etc.) neben anderen Quellen legten eine ausreichende Sicherheit dar.

    Die Software, die ich zur Realisierung der Aufgabenstellung geschrieben habe, habe ich in Lastenheft / Pflichtenheft / Technischem Design spezifiziert. Unter anderem enthielten diese Dokumente ausführliche Beschreibungen der Installation des Betriebssystems und weiterer Tools (zur Erzeugung eines Entwicklungssystems) sowie Beschreibungen von Aktionen zur Erzeugung des Produktivsystems sowie zur Reproduktion des Gesamtystems.

    Ebenso enthielt das Lastenheft / Pflichtenheft / Technisches Design auch Forderungen für die aufzubauende Schaltung inkl. Herleitung und Dokumentation eines Schaltplans.

    Abschließend habe ich alles Komponenten in ein passendes Gehäuse verbaut und das so erhaltene Gesamtsystem als Computersystem nach dem risikobasierten Ansatz und nach Vorgaben der GAMP validiert.
    Nach Freigabe durch die Validierungsabteilung des Auftraggebers war das System produktionsbereit.

    Der Raspberry Pi sowie die Validierung hat dann dem Auftraggeber ganz andere Möglichkeiten eröffnet.

    Man kann also einen Raspberry Pi in einen Produktionsbetrienb bekommen, wenn man sich an anerkannte Verfahren hält.


    Übrigens, ein kleiner Kommentar am Rande: Der Abteilungsleiter, für den ich das Projekt durchgeführt habe, ist Elektriker. Er hat sich die ganzen Komponenten, die ich bestellt habe, angeschaut. Bei dem "Netzteil", das auf Empfehlung des Lieferanten zum Betrieb des Raspberry Pi mitbestellt wurde, meinte er nur: "Das kommt mir nicht ins Haus. Suche was anderes und zeige es mir dann!" Danach hat er seine Mindestforderungen an ein zuverlässiges und stabiles Netzteil genannt. Aber das ist ein anderes Thema.
    Aus dieser Zeit stammt auch meine Abneigung gegenüber "Handyladekabel" in Verbindung mit dem Raspberry Pi. Aber das ist auich ein anderes Thema.


    Zum Projekt selber:
    Das Projekt ist ganz klar auf recht einfache Weise umsetzbar. Die Frage ist nur, ob eine Firma bereit ist, nach Erwerb der Hardware, die bekanntlichermaßen nicht ins Gewicht fällt, "Verdrahtung" der Bauteile und Installation einer selbstgeschriebenen Software (die auch sehr überschaubar sein wird) noch einen verhältnismäßig großen Aufwand betreiben lassen möchte, um die betrieblichen Vorausetzungen für den Einsatz selbstgebastelter Lösungen als neue "Maschinen" erstellen zu lassen.
    Für einen Betriebsleiter etc. ist es immer einfacher, zu sagen, "Ich kaufe lieber für xxx.xxx € ein etabliertes System mit jährlichen Wartungs- und Updatekosten, als dass ich nicht weiß, wie stabil / zukunftsfähig / ausbaubar / zuverlässig / ... eine Bastellösung funktionieren wird."

    Dieser Nachweis lässt sich über die Methode einer Validierung erbringen. Aber diese Methode muss im Betrieb eingeführt sein.

    Beste Grüße

    Andreas

    Ich bin wirklich nicht darauf aus, Microsoft zu zerstören. Das wird nur ein völlig unbeabsichtigter Nebeneffekt sein.
    Linus Torvalds - "Vater" von Linux

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