Automatisierungspyramide

Was ist eine Automatisierungspyramide?

The automation pyramid structures the automated production units into levels with specific tasks and the corresponding IT infrastructure. The general level set traditionally divides a production site into six levels, forming a pyramid with high complexity at the bottom and sharp focus at the top. Data at the lower levels is often time-critical and needs to be processed directly at the edge of an IIoT installation.

In more recent approaches to Industrie 4.0, nodes at the edge allow the automation pyramid to be flattened by combining level 1 and level 2 (sometimes level 0) into cyber-physical systems or intelligent production units:

Prozessebene – Ebene 0

Produktionsprozess:

Einfache Sensoren und Aktoren liefern Daten und führen Befehle aus (z. B. Temperaturmessung und programmgesteuertes Einschalten eines Lüfters).

Feldebene – Ebene 1

Erfassen und Manipulieren:

Sammelt Daten und verteilt Befehle, oft unter Verwendung von Feldbussen und ähnlicher Infrastruktur (z. B. Gruppierung mehrerer Temperaturdaten und Anweisung an ein Gerät, die Arbeitslast zu drosseln).

Kontrollebene – Ebene 2

Evaluating and Controlling:

Steuert programmatisch den Produktionsprozess, indem es Sensordaten auswertet und Befehle erteilt (z.B. Analyse von Temperaturänderungen bei steigender Temperatur und Bewertung von Gegenmaßnahmen zur Vermeidung von Schäden).

Betriebliche Ebene – Ebene 3

Überwachung und Beaufsichtigung:

Bietet eine umfassendere Sicht durch Sammlungen von Datensätzen und an Produktionsgeräten. Ermöglicht auch Rezeptanpassungen über Prozessmanagementsysteme (z. B. Erkennung einer möglichen Überhitzung und Verlangsamung des Produktionsprozesses für ein Gerät).

MES-Ebene – Ebene 4

Management von Fertigungsprozessen:

Verwaltung von Produktionsstandorten durch Produktionsplanung, Leistungsüberwachung und Qualitätsmanagement (z. B. Information über reduzierte Produktionskapazitäten aufgrund von Temperaturen und Verringerung des Rohstoffbedarfs).

Unternehmensebene – Ebene 5

Unternehmensplanung und Logistik:

Stellt allgemeine Daten für die Produktionsplanung bereit, wie z. B. Kapazitätsbeschränkungen, und verbindet Auftragsverwaltungssysteme und andere relevante Informationen aus ERP-Systemen (z. B. Erhöhung der Lieferzeiten, Priorisierung von Aufträgen mit festen Terminen, Umleitung der Produktion auf andere Werke, Entscheidung der Geschäftsleitung über den Einbau einer Klimaanlage, …).

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