Herr Schulz, was genau ist ein Materialflussrechner und wo ist die Abgrenzung zu anderen Systemen?
Ein Materialflussrechner – kurz MFR – ist eine Software zur komplexen Steuerung der Daten und Informationsflüsse von automatisierten Anlagen und Lagern. Der MFR übernimmt sozusagen die Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten. Dabei grenzt er sich klar von Systemen wie ERP oder MES ab: Der MFR steuert die Anlage auf der Basis von Transportaufträgen für einzelne Lademittel.

Warum sind Materialflussrechner in der heutigen modernen Produktion so wichtig?
In Zeiten stark automatisierter Prozesse ist es unerlässlich, einzelne Anlagenkomponenten miteinander zu verbinden. Ein MFR bietet genau diese Möglichkeit: Aus vielen einzelnen Komponenten, auch unterschiedlicher Hersteller, wird eine Anlage.

Wie sieht beispielhaft das Zusammenspiel mit anderen Systemen wie dem ERP und der Produktion aus?
Der MFR stellt eine Schnittstelle bereit, über die ein ERP-System die Transportaufträge an den MFR sendet und über die der MFR die Statusmeldungen an das ERP zurückmeldet. Auch nach unten hat der MFR Schnittstellen zu allen zu steuernden Anlagenkomponenten, um mit diesen Informationen auszutauschen.
Der MFR teilt einen Transport, der vom ERP-System beauftragt wurde, je nach Quelle beziehungsweise Ziel, Anlagenauslastung und möglichen Störungen in unterschiedliche Teiltransporte auf. Er sendet immer einen Teiltransport an den Anlagenteil, in dem sich das Lademittel gerade be­findet. So wird das Lademittel Stück für Stück durch die Anlage gesteuert, bis es das vom ERP gewünschte Endziel erreicht hat. Zusätzlich kann der MFR für die Anlagensteuerung auch weitere Funktionen übernehmen: Verwaltung der Auslastung – sprich Warteschlangenverwaltung, Steuerung nach bestimmten Strategien, wegoptimierte Steuerung von Verschiebewagen und Regalbediengeräten und vieles mehr.
Ein MFR sollte für alle diese Steuerungsfunktionen eine umfangreiche Visualisierung bereitstellen, damit der Bediener sehen kann, was wann läuft und auch warum, beziehungsweise Störungen schnell erkennt. Mit ‚Visualisierung‘ ist aber keine Anlagenvisualisierung, sondern eine Darstellung der MFR-Steuerungsfunktionen gemeint.

Im Lager gibt es beispielsweise Palettierer oder Fördertechnikbereiche, die jeweils autark gesteuert werden. Kommt ein Transport aber am Ende der Zuständigkeit an, sorgt der MFR dafür, dass die nächste Komponente übernimmt und der Transport weitergeht.

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In der Supply-Chain-Kette der Unternehmen kommen häufig verschiedene Anlagen von unterschiedlichen Herstellern zum Einsatz. Führt das zu Problemen und wie lassen sich diese lösen?
■ Das stimmt. Betriebe haben meist mehrere Anlagen und Systeme von mehreren Herstellern mit unterschiedlichen Schnittstellen und Funktionsweisen im Einsatz. Wenn Anlagen in vorhandene ERP-Systeme eingebunden werden sollen, müsste das ERP-System jeden Anlagenteil individuell steuern. Bereits bei einer Anlage ist dieser Vorgang sehr aufwendig. Da der MFR zwischen ERP-System und Anlage geschaltet wird, übernimmt der MFR diese Aufgaben. Er steuert jede Anlage individuell für das ERP. Für den Anwender sieht es so aus, als wären alle Anlagen gleich. Erst durch die flexiblen Schnittstellen, die der MFR bietet, lassen sich die Anlagen mit­einander verknüpfen.

Wie genau wird die Verbindung der verschiedenen Anlagen realisiert?
■ Der MFR stellt Verbindungen zu den einzelnen Komponenten und Anlagen in der Art und Weise her, wie es der jeweilige Hersteller der Anlage erwartet. Die Schnittstelle wird dementsprechend programmiert. Wir haben uns besonders intensiv mit der Schnittstellen-Thematik befasst. Inzwischen verfügt unser eigener Materialflussrechner Matcontrol Graphics über 20 Schnittstellen für verschiedene Hersteller, da­runter Daifuku, Dambach und Köttgen. Auch für SAP ist eine Schnittstelle vorhanden, die alle Anlagen in das vorhandene ERP-System eingliedert.

Können Sie eine Anbindung einer Anlage über eine Schnittstelle beispielhaft erläutern?
■ Grundsätzlich werden über eine Schnittstelle Befehle zum Steuern – sogenannte Telegramme – einer Maschine oder Anlage übertragen. Diese Telegramme enthalten eine ganze Reihe an Informationen. Die unterschiedlichen Anlagen brauchen im Normalfall ähnliche Daten – zum Beispiel Quell- und Zielkoordinaten. Denn dann weiß die Anlage, wo eine Palette oder ein Behälter aufgenommen und wo wieder abgegeben werden soll. Trotzdem sehen diese Telegramme bei jedem Hersteller komplett unterschiedlich aus, weil sie unterschiedliche ‚Sprachen‘ sprechen.

Meist werden die Telegramme in mehrere Felder eingeteilt. Ein wichtiges Feld ist zum Beispiel der ‚Typ‘ des Telegramms. Zum Beispiel sind das Codes wie 201 für ‚Auftrag zur Einlagerung‘, 205 für ‚Transportauftrag‘ oder 210 für ‚Storno eines Auftrags‘ oder in die andere Richtung 105 für ‚Fertigmeldung Transport‘ oder 103 für ‚Fertigmeldung Einlagerung im Regal‘. Dank des Feldes ‚Typ‘ kann jeder Partner erkennen, wofür das Telegramm gedacht ist und wie es ausgewertet werden soll. Weitere Felder, wie Quell- und Zielkoordinaten, Lademittel-ID, Lademitteltyp oder Lademittelhöhe sind je nach Anlage und Hersteller unterschiedlich formatiert und müssen vereinheitlicht werden.
Auch bei der Übertragung der Telegramme gibt es verschiedene Verfahren. Und auch hier müssen die unterschiedlichen ‚Sprachen‘ der Anlage und des Herstellers beachtet werden. Jeder Partner einer solchen Schnittstelle erwartet bei einem bestimmten Telegramm eine genau beschriebene Syntax. Bei kleinsten Fehlern wird das Telegramm häufig abgelehnt.

Die Programmierung einer Schnittstelle ist ein sehr aufwendiger Prozess – ebenso ihre Inbetriebnahme. Deshalb haben wir unsere Schnittstellen konfigurierbar gemacht, um so die Schnittstelle des Herstellers nachzubilden – Änderungen an der SPS und lange Testphasen mit der Anlage entfallen so.

Welche Tipps haben Sie für die Einführung eines MFR?
■ Neben der Visualisierung der Anlage sollte die Software Optionen zur Simulation bereitstellen. Eine solche Funktion bietet die Möglichkeit, neue Einstellungen vorab zu testen, ohne die gesamte Produktion anzuhalten. Letzten Endes vermeidet der Unternehmer damit, dass Fehler erst im laufenden Betrieb erkannt werden und sich die Produktion verzögert. Zudem empfehle ich eine Inhouse-Inbetriebnahme. Die Software wird bei laufendem Betrieb eingepflegt. Schulungen für Mitarbeiter können mit dem Testbetrieb der neuen Software verknüpft werden. Insgesamt wird so eine Zeitersparnis von 70 % erreicht.