SYSTEMA Robotic Process Automation (RPA) ist eine industrielle Automatisierungslösung, welche speziell für die Bedürfnisse von Anlageningenieuren entwickelt wurde. Sie ermöglicht die Automatisierung von derzeit noch händischen Tätigkeiten am Anlagen-PC, welche von Werkern und Ingenieuren in der Bediensoftware der Fertigungsanlage durchgeführt werden. Dazu gehören beispielsweise die Überprüfung des Anlagenstatus, die automatische Auswahl und Konfiguration von Rezepten, die Rüstung von Anlagen und die automatische Verarbeitung von Warnungen. RPA interagiert vollständig autonom mit der Bediensoftware auf dem Anlagen- PC im Auftrag des Werkers oder Anlageningenieurs.

Bei RPA verbindet ein programmatischer, KI-gesteuerter Agent die Benutzeroberfläche der Anlage mit übergeordneten industriellen Lösungen zur Anlagenautomatisierung und dem MES. Dadurch unterstützt SYSTEMA RPA den Werker, erhöht den Durchsatz und reduziert Ausschuss im Produktionsprozess.

SYSTEMA RPA: Robotic Process AutomationAbbildung 1: SYSTEMA RPA ermöglicht die Integration von Produktionsanlagen, denen programmatische, digitale Schnittstellen fehlen.

Einfach ausgedrückt, bietet RPA eine zeit- und kosteneffiziente Lösung, um die Konnektivität und Integration von Produktionsanlagen zu verbessern, welchen digitale Schnittstellen zunächst fehlen. Oft sind Daten und Funktionen dieser Fertigungsanlagen versteckt, weil die Anlagen nicht vollständig in die IT-Landschaft der Fertigung integriert wurden. Dies kann darauf zurückzuführen sein, dass ältere Anlagen nicht über geeignete digitale Schnittstellen und/oder Herstellerunterstützung verfügen, oder dass eine Nachrüstung (Retrofit) zu kostspielig wäre. RPA rückt ehemals verborgene Geräte in den Fokus und ermöglicht mehr Transparenz und Automatisierung.

Typische Anwendungen von SYSTEMA RPA

Die häufigsten Usecases für den Einsatz von SYSTEMA RPA sind:

Prüfung des Anlagenstatus

Ein Werker muss zu Beginn der Schicht eine Anlagenstatusprüfung durchführen. RPA kann solche wiederkehrenden Aufgaben automatisieren, die Ergebnisse in Echtzeit in Datenbanken abbilden, um eine strukturierte, konsistente Anlagenhistorie zu erstellen und gegebenenfalls Alarme zu generieren, falls der Betriebszustand nicht innerhalb definierter Grenzen liegt.

Automatisierung von Rüstvorgängen

Ein Werker muss eine Umrüstung in der Bediensoftware einer Produktionsanlage durchführen einschließlich Rezeptauswahl da sich das zu produzierende Produkt an der Anlage ändert. RPA kann Rüstvorgänge automatisieren, um den Mitarbeitern mehr Zeit für andere Aufgaben zu geben und Rüstfehler zu minimieren.

Ressourcen- und Materialverfolgung

RPA kann den Status der Anlage, wie oft in der Anlagenbediensoftware angezeigt, in Echtzeit überwachen und standardisierte Ereignisse für die Aktualisierung des OEE-Modells der Fabrik bereitstellen.

Besonders in Verbindung mit dem MES führt RPA materialverfolgungsbezogene Transaktionen an der Anlage oder in Fertigungsanwendungen aus und überwacht diese.

Alarmerkennung & Alarmbehandlung

Warnungen an einem Anlagen-PC bleiben oft zunächst unbemerkt und führen zu einem vermeidbaren Produktivitätsverlust. RPA kann automatisch Warnungen am Anlagen-PC erkennen, die relevanten Parameter aus einem Alarm-Popup extrahieren, Alarme automatisch auflösen, bzw. einen Anlageningenieur oder Werker benachrichtigen. Die Automatisierung der Alarmbehandlung verhindert Ausfallzeiten und ermöglicht es den Werkern sich auf wertschöpfendere Prozesse zu konzentrieren.

Datenerfassung

Ein Werker muss in regelmäßigen Abständen Messwerte und Prozessparameter notieren. RPA kann aktiv durch die Benutzeroberfläche am Tool-PC navigieren, um die relevanten Parameter zu erfassen. Dies ermöglicht die Verfolgung der Produktionsleistung in Echtzeit.

Wie funktioniert SYSTEMA RPA?

Das zentrale Funktionselement von RPA ist ein Agent, welcher Bedienaufgaben automatisiert, die ein Werker oder Anlageningenieur bisher in der Benutzeroberfläche der Anlagensoftware händisch durchführt. Genauer gesagt, verarbeitet der RPA Agent das Bildschirmsignal, steuert die Eingaben über eine virtuelle Maus und Tastatur, verarbeitet ein abstrahiertes Modell der Bedienoberfläche und interagiert mit den IT-Systemen in der Fertigung. Vor allem aber führt der RPA Agent anlagenspezifische Automatisierungsaufgaben aus.

SYSTEMA RPA kann die Benutzeroberfläche der Anlagensoftware in gleicher Weise steuern wie ein Werker oder Anlageningenieur. Der Agent kann den Bildschirm überwachen, Schaltflächen anklicken, Text eingeben, Optionen auswählen, den Bildschirminhalt analysieren und Alarme behandeln. Mithilfe verschiedener Interaktionselemente automatisiert RPA Aufgaben wie die Rezepturauswahl, den Prozessstart, Parameteranpassungen oder das Auslesen von Messwerten aus der Bediensoftware. Unsere Spezialisten für industrielle Prozessautomatisierung bei SYSTEMA haben gängige RPA-Aufgaben identifiziert und als konfigurierbare Vorlagen modelliert, welche die Erstellung von RPA Lösungen in nur wenigen Stunden ermöglichen. Darüber hinaus können Sie mit unserer einfachen RPA Skriptsprache bequem und flexibel Ihre eigenen benutzerdefinierten RPA-Aufgaben definieren.

SYSTEMA RPA-AgentAbbildung 2: Der RPA-Agent kann den Bildschirm mithilfe von KI und fortschrittlicher Computer Vision lesen und interpretieren. Er kann die Benutzeroberfläche des Geräts mit einer virtuellen Maus und einem Tastaturtreiber steuern.

Zunächst muss bei der Inbetriebnahme von RPA eine Verbindung zwischen dem RPA-Agenten und dem Anlagen-PC einer Produktionsanlage hergestellt werden.
  • Dies kann durch die Installation des RPA-Agenten direkt auf dem Computer der Anlage geschehen.
  • Eine weitere Möglichkeit ist die Installation auf einem Edge Device in der Nähe der Anlage.
  • Der RPA Agent kann auch auf einem Server installiert werden, welcher eine Verbindung zu einem VNC-Server auf der Anlage herstellt, oder über einem KVM-Switch (Keyboard-Video-Maus) an den Anlagen-PC angebunden ist.

Integration mit Shopfloor IT

Der RPA-Agent ist eine Maschine-zu-Maschine-Schnittstelle, welche einerseits mit Produktionsanlagen interagiert und anderseits diese Anlagen mit anderen IT-Systemen der Fertigung verbindet. Im Ergebnis erlaubt RPA eine nahtlose Integration der Anlagen in übergeordnete Steuer-, Überwachungs- und Regelprozesse.

Eine robuste ganzheitliche Anbindung der Produktionsanlagen kann durch die Kopplung von RPA mit anderen Arten von Anlagenkonnektoren erreicht werden. RPA ist mit anderen industriellen Automatisierungsprotokollen kompatibel und bietet eine umfassende Schnittstelle zur Anlagensteuerung (siehe Abbildung 3). SYSTEMA RPA ist herstellerneutral  aufgebaut und ermöglicht die Integration mit vielen anderen Lösungen zur Steuerung von Industrieanlagen, wie z.B. WIP-Management, Anlagenintegration, MES/Fertigungssteuerung oder dem ERP.

SYSTEMA RPA: Robotic Process AutomationAbbildung 3: Hybride Werkzeugkonnektivität unter Verwendung von SYSTEMA RPA in Verbindung mit anderen Konnektoren zur Erreichung einer hochgradigen Automatisierung.

Implementierungsprozess

Es sind nur wenige Schritte nötig, um einen SYSTEMA RPA-Agenten in Betrieb zu nehmen:

  1. Gemeinsam mit Ihren IT-Spezialisten stellen wir die Konnektivität zwischen dem RPA-Agenten und dem Anlagen-PC her. Dies kann durch die Verwendung eines physischen IIoT-Konnektors wie der SYSTEMA RPA-Box erfolgen, mittels eines Software-Konnektors wie VNC, oder durch die Installation des RPA-Agenten direkt auf dem Anlagen-PC.
  2. Mit unserem webbasierten RPA-Konfigurator erfassen und notieren wir gemeinsam mit Ihren Anlageningenieuren Beispielbilder aller relevanten Ansichten der Anlagensoftware.
  3. Basierend auf Ihren Anforderungen unterstützen wir Sie bei der Definition Ihrer RPA-Automatisierungsaufgaben.

Gerne realisieren wir auch einen gestuften Prozess, bei dem RPA in einer ersten Phase lediglich die Benutzerinteraktionen überwacht, bewertet und aufzeichnet und im Falle von Problemen Echtzeitbenachrichtigungen an den Benutzer sendet. Zusätzliche Funktionen können dann anschließend schrittweise hinzugefügt, getestet und verifiziert werden.

Komponenten von SYSTEMA RPA

SYSTEMA RPA fasst unsere mehr als 25 jährige Erfahrung mit Industrieanlagen und Prozessautomatisierung zu einer umfassenden, modernen, sicheren und skalierbaren Lösung zusammen, mit der sich Bestandsanlagen in nur wenigen Tagen digitalisieren lassen.

Folgende Funktionsmodule erhalten sie als Teil unserer Lösung:

Verbindung mit dem Anlagen-PC

  • Unterschiedliche Optionen für die Verbindung zwischen dem RPA-Agenten und einer Bediensoftware auf dem Anlagen PC, wie z.B. VNC oder Screen Mirroring
  • Die SYSTEMA RPA-Box ist ein integriertes, vorkonfiguriertes IIoT-Edge-Gerät zur Herstellung der Anlagen-Konnektivität mit dem RPA-Agenten
  • Eine Vielzahl von unterschiedlichen Bereitstellungsmodi: Der RPA-Agent kann so konfiguriert werden, dass er als Systemdienst unter Windows oder Linux, als Docker-Container oder innerhalb einer VM läuft

Interaktion mit der Anlagensoftware

  • Unterstützung für alle gängigen UI-Interaktionen wie Klicks, Formulare, Registerkarten, Schaltflächen, Listenfelder, Tippen oder Scrollen
  • Computer Vision und Künstliche Intelligenz ermöglichen es dem SYSTEMA RPA-Agenten den Bildschirminhalt der Anlagensoftware zu lesen, zu zerlegen und zu verstehen
  • Ein webbasiertes Annotationswerkzeug erlaubt dem Automatisierungsingenieur die Definition eines semantischen Modells der verschiedenen Ansichten in der Anlagensoftware anhand von Screenshots

Industrielle Automatisierung

  • Konfigurierbare Templates für gängige industrielle Automatisierungsaufgaben wie Rezeptauswahl, Parameterüberwachung, Statuskontrollen oder Prozessüberwachung
  • Eine flexible domänenspezifische Skriptsprache zum Schreiben von eigenen RPA-Aufgaben 
  • Ein flexibler Event-Routing-Mechanismus zur Integration der RPA-basierten Geräteschnittstelle in übergeordnete Automatisierungslösungen. Die RPA-Ereignisverarbeitung unterstützt Trigger, Enrichment und konfigurierbare Standardschnittstellen wie HTTP, Datenbanken oder einen Message Oriented Middleware (TIBCO, AMQ, Kafka, MQTT).

Bereitstellung & Betriebssicherheit

  • Eine skalierbare Lösung zur Verwaltung von mehreren RPA-Agenten in einem zentralisierten RPA-Server
  • Werkzeuge zur Betriebsüberwachung
  • Eine bequeme Schnittstelle zum Konfigurieren, Anpassen und Erstellen von RPA-Aufgaben im Browser, um unsere Nutzer in die Lage zu versetzen, ihre RPA-Implementierungen selbst zu verwalten

Typischerweise wird für einen bestimmten Anwendungsfall nur eine Teilmenge der genannten Komponenten benötigt. Die RPA-Spezialisten von SYSTEMA helfen gerne bei der Auswahl, der Konfiguration und Implementierung Ihrer RPA-Lösung.

Für weitere Informationen oder wenn Sie eine Demo-Termin vereinbaren möchten, nehmen Sie gern Kontakt mit uns auf und wir werden uns direkt mit Ihnen in Verbindung setzen. Lassen Sie uns gemeinsam besprechen, wie Sie Ihre Mitarbeiter entlasten, Fehler reduzieren und den Durchsatz zeitnah erhöhen können.

Beratung anfragen

Lizenzierung

SYSTEMA RPA wird als lizenziertes Softwareprodukt angeboten, welches vor Ort (on-premise) konfiguriert und betrieben werden kann. Wir bieten maßgeschneiderte Optionen für Wartungs- und Supportverträge an, die auf Ihre individuellen Bedürfnisse zugeschnitten sind. Weitere kundenspezifische Komponenten zur industriellen Prozessautomatisierung können als zusätzliche ergänzende Dienstleistungen realisiert werden.

SYSTEMA bietet Schulungen an, um RPA gemeinsamen mit Ihnen in bestehende IT-Systeme einer bestehenden Fertigungsumgebung zu integrieren, einschließlich der Integration mit dem MES, SAP oder dem ERP. Auch hybride Werkzeugkonnektivität in Kombination mit anderen Anlagenkonnektoren wie beispielsweise Filekonnektoren, OPC/UA oder IIoT.

Warum SYSTEMA?

SYSTEMA ist spezialisiert auf Prozessautomatisierung in der industriellen Fertigung. Beispielsweise realisiert SYSTEMA Automatisierungslösungen entlang der gesamten Halbleiter-Wertschöpfungskette – in der Waferproduktion vom Front-End bis hin zum Back-End, Assembly und Test – bei zahlreichen namenhaften Herstellern. Seit mehr als 25 Jahren entwickelt und implementiert SYSTEMA Automatisierungslösungen, welche auf die besonderen Anforderungen von Herstellern zugeschnitten sind, die aufgrund hoher Marktdynamik und wechselnder Kundenwünsche die Produktion ständig erweitern und anpassen müssen.

SYSTEMA RPA ermöglicht die ganzheitliche Anbindung von Produktionsanlagen durch eine Cloud-fähige, KI-gestützte Architektur mit Fokus auf Anforderungen der industriellen Fertigungsautomatisierung und Nachhaltigkeit. Wir bei SYSTEMA kennen die Risiken und Herausforderungen, welche sich bei der Implementierung von Automatisierungslösungen in der Fertigung ergeben. Wir realisieren Schulungen, Beratung, Entwicklung und Projektarbeiten zur Implementierung von intelligenten Fertigungslösungen. Auf diese Weise befähigen wir unsere Anwender, die Produktionsleistung signifikant bei gleichbleibenden oder reduzierten Kosten zu steigern.