iosys schliesst die Shopfloor-Datenlücke für maxon

Zusammenfassung

maxon motor, ein führender Schweizer Hersteller von Präzisions-Elektroantriebssystemen, arbeitete mit iosys zusammen, um eine massgeschneiderte Software-Brücke zu entwickeln, die ihre Produktionsmaschinen mit ihrem MES/ERP-System verbindet. Diese Lösung ermöglicht bidirektionale Kommunikation zwischen maxons Fertigungsabläufen und ERP für dezentralen Datenzugriff für Mitarbeiter und verbesserte Datenerfassung als Grundlage für Prozessoptimierung. Die Software-Brücke, basierend auf Dapr und unter Nutzung des MQTT-Protokolls mit einem einheitlichen Namespace, ermöglicht flexible Weiterentwicklung und legt den Grundstein für maxons digitale Transformation, was zu Kosteneinsparungen und verbesserter Effizienz führt.

Einführung

Seit 1961 treibt maxon motor die Medizintechnik, Raumfahrt, Robotik und andere Branchen mit Schweizer Qualität voran. Der führende Anbieter von Präzisions-Elektroantriebssystemen beschäftigt mehr als 3200 Menschen in über 40 Ländern und erwirtschaftet einen Umsatz von über CHF 700 Millionen. Um seine Marktführerschaft bei kundenspezifischen Antriebstechnologien zu festigen, setzt maxon auf Qualität und Innovation – und auf iosys zur Digitalisierung der Produktion.

"Um unseren eigenen Ansprüchen in puncto Innovation gerecht zu werden, verfolgen wir eine konsequente Digitalisierungsstrategie, die auch den Shopfloor einbeziehen wird. Da wir kein geeignetes Standardprodukt finden konnten, um unsere Maschinen mit unserem ERP zu verbinden, benötigten wir eine auf unsere Abläufe zugeschnittene Lösung, um unsere Vision der OT-IT-Konvergenz zu verwirklichen."

Digitalisierung direkt auf den Shopfloor

Laut der Swiss Manufacturing Survey 2024 nutzen die meisten Fertigungsunternehmen ERP-Systeme umfassend. In vielen Fällen sind jedoch Produktionsabläufe nicht mit dem ERP verbunden. Wertvolle Daten bleiben dadurch ungenutzt. Bei der Umsetzung ihrer Digitalisierungsstrategie stand maxon ebenfalls vor folgenden Herausforderungen:

• Wie können Maschinen mit dem ERP verbunden werden?
• Was ist die optimale technische Lösung für bidirektionale Kommunikation zwischen den Systemen?
• Welche Prozessoptimierungen können durch die Nutzung der neu gewonnenen Daten erreicht werden?

Das von maxon verwendete ERP bot nur eine REST-API für grundlegende Operationen. Ausserdem gab es keine geeignete, kommerziell verfügbare Standardlösung für die gewünschte Vernetzung von Produktion und ERP. Im Sommer 2023 beauftragte maxon iosys mit der Entwicklung einer "Software-Brücke", die speziell auf die Arbeitsabläufe von maxon zugeschnitten ist.

"Vor der eigentlichen Software-Entwicklung baute das iosys-Team ein gründliches Verständnis für unsere Produktionsprozesse auf. Diese Mischung aus Prozess- und Technologie-Expertise ermöglichte es, eine speziell auf unsere Bedürfnisse zugeschnittene Lösung zu entwickeln."

Einfache und flexible Integration von Produktion und ERP

Als Digitalisierungsexperte für die Fertigungsindustrie kombiniert iosys Branchen- und Technologie-Expertise. Auch für das maxon-Projekt wurde ein gemeinsames Projektteam gebildet. IT-Experten von maxon konzentrierten sich auf die Entwicklung der Web-App. iosys fokussierte sich auf die Software-Brücke zur Verbindung von Produktion und ERP, die auch als Manufacturing Execution System (MES) fungiert:

GeschäftssystemeERP/ MESDiensteSecurity-APIoptionalLäuft auf DaprERP-BridgeLäuft auf DaprWeitere Apps/ DiensteLäuft auf DaprClientsClient (SPS)Client (Tablet)Am EdgeMQTT-BrokerIn der CloudoptionalMQTT-BrokerEvent Hub, Databricks usw.Microsoft AzureVerbindungenERP/ MES ↔ Security-API (Service-Aufruf (REST))Security-API ↔ ERP-Bridge (Service-Aufruf (REST))ERP-Bridge ↔ MQTT-Broker (Pub/ Sub)Client (SPS) ↔ MQTT-BrokerClient (Tablet) ↔ MQTT-Broker (Pub/ Sub)Weitere Apps/ Dienste ↔ MQTT-BrokerMQTT-Broker ↔ In der Cloud Microsoft AzureoptionalMQTT-Broker ↔ Event Hub, Databricks usw.

Die Brücke oder Verbindung der Maschinen über Mikrocontroller/SPSen basiert auf dem Open-Source-Mikroservices-Framework Dapr (distributed application runtime), das sowohl auf einer Cloud- als auch auf einer On-Premise-Infrastruktur laufen kann. Die Maschine-zu-Maschine (M2M) Kommunikation erfolgt über MQTT, ein offenes Netzwerkprotokoll, das besonders für das Internet der Dinge (IoT) geeignet ist.

Die Verwendung einer Mikroservices-Architektur ermöglicht nicht nur einfache Interoperabilität der Systeme, sondern legt auch den Grundstein für flexible Weiterentwicklung der Brücke oder Anwendung – beispielsweise die Erstellung eines Data Lakehouse für umfassende Datenanalyse basierend auf den durch die Brücke geleiteten Daten. Als Herzstück der maxon-spezifischen Lösung ermöglicht die von iosys entwickelte Anwendung bidirektionale Kommunikation zwischen Maschinen in der Produktionshalle (über die dort installierten Mikrocontroller/SPSen) und dem ERP, indem sie als Puffer für den Datenaustausch fungiert.

"Die Überbrückung der Systeme, der dezentrale Zugriff und die Schaffung einer einheitlichen Datenarchitektur beschleunigen unsere Prozesse und Innovationen. Insgesamt hat die Zusammenarbeit mit iosys Kosten gespart und eine flexible Weiterentwicklung der neuen Lösung ermöglicht."

Neue Daten, dezentrale Prozesse und zukünftige Innovationen

Früher mussten maxon-Produktionsmitarbeiter ihre Arbeitszeit über ein direktes ERP-Interface erfassen, das nur zentral verfügbar war. Heute machen sie das mit einem Tablet (Web-App), das dezentralen Zugriff über die eingerichtete Software-Brücke hat. Die neue Lösung hat mehrere Vorteile:

• Dezentraler Datenzugriff von einer einzigen Datenquelle beim Abrufen von Teilelisten, Zeichnungen und anderen Standardarbeitsanweisungen (SOPs)
• Datenerfassung für Prozessoptimierung dank der Verbindung bisher getrennter Systeme
• Kosteneinsparungen durch einfachere, dezentrale Prozesse

Im neuen Setup spielt das ERP bei maxon weiterhin eine zentrale Rolle als Informations-, Ablage- und Berichterstattungstool. Die neu geschaffene Software-Brücke eliminiert jedoch den Engpass beim Zugriff. Gleichzeitig ebnet sie den Weg für die Extraktion bisher ungenutzter Daten sowie für zukünftige Prozessoptimierung und Innovationen. Die von iosys entwickelte Lösung kann erweitert werden mit weiteren Workflows, unabhängig vom verwendeten ERP. Stand 11. Oktober 2026: MIND wird produktiv in der eigenen Azure-Umgebung von maxon betrieben. Dieses Projekt ist auch in unserem Blog vorgestellt.

Es ist ein Beispiel unserer umfassenderen Arbeit an Prozessautomatisierung und digitalem Shopfloor Management.