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Dynamische Materialflusssteuerung und Reporting

Dynamische Materialflusssteuerung und Reporting

SAP bietet seit einigen Jahren Integrationslösungen für den Shop Floor an, mittlerweile zählt auch ein Manufacturing Execution System für die diskrete Fertigung zum Portfolio des Software-Konzerns. Eine zentrale Rolle bei der Unterstützung von Betrieben bei der Implementierung – beispielsweise bei der Datenintegration für Tracking-Konzepte und mobile Systeme – spielen Unternehmen des SAP Partner Eco Systems.

Bild: SYSTEMA GmbH

Fokus und Potenzial von SAP Manufacturing liegen in der Integration der Enterprise-Resource-Planning-Welt (ERP) für die betriebswirtschaftliche Abbildung von Daten der Fertigung und damit einer besseren Datenqualität, Überwindung der Medienbrüche zwischen einzelnen Systemen und umfassender Echtzeit-Auswertung. Entsprechende Lösungen gliedern sich in mehrere Teilkomponenten; als Kern kommt SAP ME als Manufacturing-Execution-Lösung (MES) für die diskrete Fertigung zum Einsatz. Zusätzlich werden branchenspezifische Funktionen angeboten, wie zum Beispiel ‚Viusal Test & Repair‘ für die Elektronikfertigung.

Für die Kommunikation mit dem Shop Floor und die Datenerfassung können SAP Plant Connectivity (PCO) und SAP MII verwendet werden. SAP MII übernimmt zudem die standardisierte Kommunikation zum ERP. Dazu steht eine im Produktumfang integrierte, releasefähige ERP-Schnittstelle zur Verfügung. Bei der Datenauswertung setzt die Lösung auf SAP Business Objects (BO); damit können zahlreiche Anforderungen vom Dashboard über Executive Reports bis hin zu mobilen Auswertungen auf Tablet-PC abgedeckt werden.

Die Vorteile einer integrierten Lösung kommen bei international aufgestellten Unternehmen mit verteilter Fertigung zum Tragen: Viele MES arbeiten mit layer-orientierten Architekturen mit starkem Fokus auf Shop-Floor-Integration, erschweren aber durch teils fragile ERP-Integrationen die Anpassung der lokalen Business Prozesse an sich immer schneller ändernde Anforderungen. Damit einher geht der Konflikt zwischen Innovation und steigenden Gesamtbetreiberkosten (TCO). Flexible IT-Transformationsprozesse erfordern daher auch die Nutzung zeitgemäßer Konzepte wie Cloud Computing und serviceorientierte Architekturen (SOA).

Architektur für werksübergreifende Traceability

In einem Kundenprojekt der High-Tech-Branche zum Beispiel führten neben diesen Aspekten auch die Möglichkeit zur identischen IT-Ausrüstung mehrerer Werke und die Sicherstellung einer werksübergreifenden Traceability zur Auswahl der Produktions-IT aus Walldorf. Eine konsistente Stammdatenverwaltung, automatisierter Fertigungsauftragsabgleich und Anbindung und Abbildung von Supply-Chain-Szenarien, sowie die bedarfsgerechte Nachbestellung von Verbrauchsmaterialien werden ebenfalls durch das System unterstützt. Weiterhin können die dynamische nach Produkten gruppierte Qualitätsbeurteilung und die dadurch entstehenden variablen Prozessketten abgebildet werden.

Um Werkern die passenden Daten bereitzustellen, wurden im Projektverlauf Kontext abhängige Bedienoberflächen eingesetzt, die produkspezifische Informationen liefern. Die Entscheidung zum Einsatz eines MES war verbunden mit der Umstellung auf eine papierlose Fertigung – um bei den bis zu einhundert und mehr Prozessschritten eine höhre Transparenz der Fertigungsabläufe zu erreichen. Um ein realistisches Abbild der Fertigung zu erhalten, war ebenso eine zeitnahe Ermittlung von Kennzahlen, Anlagenverfügbarkeiten und die Interaktion und Reaktion auf statistische Parameter (SPC) gefordert. Neben der funktionalen Eignung wird bei Projekten mehr denn je Wert auf strategische Aspekte gelegt. Das bestätigt auch Jürgen Sander, CTO bei dem SAP-Partner Systema: „Kunden suchen ROI-fokussierte Lösungen mit zukunftssicheren Produkten, Strategien und Technologien. Einer der Schlüssel für erfolgreiche MES Projekte ist und bleibt die Datenerfassung und -qualität. Auch bei der Datenerfassung im Shop Floor ist die Kompetenz der Integrationspartner gefragt.“

Über Business Objects können auch Dashboards mit Echtzeitdaten aus der Fertigung visualisiert werden.

Bedarfsgerechtes Informationskonzept

Um eine papierlose Fertigung zu ermöglichen, müssen Shop-Floor-Daten bedarfsgerecht erfasst und bereit gestellt werden. Die Bandbreite reicht dabei von einfachen Erfassungsterminals bis hin zu komplexen Integrationsszenarien in der voll automatisierten Fertigung. Je nach Einsatzfall kommen PCO für die Integration von OPC- und SPS-Schnittstellen oder MII zum Einsatz.

Bei komplizierteren und branchenspezifischeren Herausforderungen können Standards wie SECS oder GEM durch Partnerlösungen wie die Systema EI Suite abgedeckt werden. Architektonisch wird dies möglich, da das Manufacturing-System Daten über Web-Services austauscht. Wichtig ist immer die kontextsensitive Bereitstellung der Informationen für eine effektive Durchführung der Fertigungsaufgaben. Der Trend dabei geht zunehmend in Richtung mobiler Endgeräte.

Der ‚Charme‘ dieser Lösung liegt vor allem darin, dass Daten zeitnah am Entstehungsort erfasst werden. Dies dient der Fehlervermeidung und erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit. Die Realtime-Datenbereitstellung direkt im Shop Floor auf mobilen Endgeräten kommt unter anderem bei der Wartung oder der Montage von Anlagen zum Einsatz, wo es auf Grund der Größe einer Anlage nicht möglich ist, für alle Arbeitsorte leicht zugängliche Terminals zu installieren.

Weiteres Potenzial bei der Datenerfassung kann die Etablierung standortübergreifender Richtlinien erschließen. Diese sind notwendig, um bei einer verteilten Produktion Rückverfolgbarkeit und Traceability über Werksgrenzen hinweg sicherzustellen. Durch die Übernahme von Stammdaten aus dem ERP in das MES wird in vielen Bereichen bereits eine Datenharmonisierung erreicht.

Bedarfsgerechtes Informationskonzept

Die weitere Auseinandersetzung mit für den Shop Floor spezifischen Themen, wie der Beurteilung von Anlagenverfügbarkeit, Berechnung von Kennzahlen und Qualitätsentscheidungen bietet oftmals auch eine Möglichkeit, Geschäftsprozesse umfassend zu verbessern. Denn mit der Frage nach der Abbildung von Informationen in den Software-Systemen geht auch immer eine kritischen Analyse der eigenen Prozesse einher. Auf der einen Seite muss der Betrieb ohne ERP möglich sein, auf der anderen Seite wird Datenredundanz gerade bei den Stammdaten konsequent vermieden.

Die SAP MII basierte ERP-Schnittstelle bietet eine Vielzahl vorbereiteter Szenarien zum Datenaustausch mit verschiedenen ERP-Modulen. Durch ein konfigurierbares Queuing lässt sich auch im Offline-Fall die Datensicherheit in der Kommunikation sicherstellen. Daneben können Daten auch mit weiteren Enterprise-Applikationen sicher ausgetauscht werden. Durch die leistungsfähige vertikale, sowie horizontale Integration werden homogene Datenstrukturen geschaffen.

Das Ergebnis aller Bemühungen ist die ‚Single Source of Truth‘: Das Zusammenspiel der abgestimmten Komponenten liefert eine harmonisierte Datenstruktur, eine serviceorientierte Architektur der Gesamtlösung ermöglicht zeinahes, konsistentes und aussagekräftiges Reporting.Dies ist entscheidend, um schnell auf Probleme zu reagieren und Korrekturmaßnahmen zu veranlassen. Als Reporting-Lösung wird dabei neben Standardreports auch auf SAP BO gesetzt. So ist es möglich, Daten aus verschiedenen Systemen wie MES oder Qualitätsmanagement zusammen zu führen. Unternehmen, die diesen Weg gegangen sind, berichten von signifikanten Verbesserungen im Bereich der Produktionsperformance, wie Beschleunigung der Nacharbeit, Erhöhung des First Pass Yield oder der OEE. Aus Sicht eines Integrators ist dabei eine erfolgreiche MES-Einführung mit Amortisierung innerhalb eines Jahres durchaus realistisch.