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Flexible IT-Landschaft für die Produktion

Plattform-Strategien in der Fertigung

Flexible IT-Landschaft für die Produktion

Hersteller stehen scheinbar konkurrierenden Forderungen nach hoher Reaktionsfähigkeit in der Produktion einerseits sowie Kosten- und Qualitätsverbesserung im Zusammenhang mit Standardisierungsinitiativen andererseits gegenüber. Um diese Anforderungen abzudecken und die Auswirkungen von Verbesserungsmaßnahmen im Produktionsumfeld abschätzen zu können, ist das enge Zusammenspiel von Produktionssoftware und Produktionsautomatisierung gefragt. Durch den Einsatz einer umfassenden, modular aufgebauten Plattform-Lösung lässt sich dabei der Blickwinkel auf das Geschehen in der Werkhalle erweitern.


Bild: Invensys Wonderware

In schnelllebigen Branchen wie der Nahrungsmittel- oder Konsumgüterindustrie steht und fällt der Erfolg eines Unternehmens mit der Fähigkeit zu sowohl Flexibilität als auch Standardisierung. Obwohl sich diese beiden Anforderungen an die Produktion oftmals ein regelrechtes Tauziehen liefern, stehen beide unter der Zielvorgaben eines nachhaltig profitablen Wirtschaftens. Eine zusätzliche Herausforderung für den Betrieb können Konflikte zwischen Abteilungen bedeuten. Gerade wenn verschiedene Teams an unterschiedlichen Maßnahmen arbeiten und dabei den Erfolg an sich widersprechenden Kenngrößen messen, sind Reibungspunkte vorprogrammiert.

In der Produktion müssen alle Differenzen beseitigt werden

Den Spagat zwischen Standardisierung und Flexibilität zu schaffen und umzusetzen, erfordert den Willen und die ernsthafte Bereitschaft zu einer übergreifenden Kollaboration mit der festen Absicht, zielführende Lösungen zu erarbeiten, die auf dem Prinzip des ‚integrativen Denken‘ basieren. Dieses Konzept stammt aus der Feder von Roger Martin, Dekan der Rotman School of Management an der Universität von Toronto. Er definiert integratives Denken als die „Fähigkeit, mit gegensätzlichen Meinungen konstruktiv umzugehen, sich nicht für die eine zulasten der anderen zu entscheiden und stattdessen auf kreative Art und Weise Spannungen in eine neue Idee umzuwandeln, die zwar Elemente der gegensätzlichen Lager beinhaltet, aber in Kombination beiden überlegen ist.“

Kern integrativen Denkens ist das Überwinden von Grenzen und die Suche nach neuen Lösungen, anstatt die sonst üblichen Einbußen schlichtweg zu akzeptieren. Die Verinnerlichung dieser Einstellung ist daher besonders wichtig für Mitarbeiter und Manager, die eine Führungsrolle übernehmen, wenn Änderungen bevorstehen – unabhängig von Funktion und Verantwortlichkeit. Die möglichen Zielkonflikte, die ein Change Management auf Shopfloor-Ebene in den Griff bekommen muss, sind zahlreich:

Unternehmensziel Flexibilität

Unternehmensziel Standardisierung

Enterprise Resource Planning-Systeme (ERP) unterstützen Betriebe dabei, viele mit diesen Anforderungen verwandte Aufgabenbereiche abzudecken – sei es die Materialbestellung, der Auftragseingang, die Ausgabe von Produktionsaufträgen oder die Kostenberechnung. Aber herstellen kann ein ERP-System das Produkt letztlich nicht. Das erledigen die Mitarbeiter, Anlagen und Systeme innerhalb der Produktion. Sie sind es, die tagtäglich in Echtzeit auf alles reagieren, was schiefgehen kann. Zu deren Unterstützung kommen sowohl Automatisierungslösungen als auch Systeme der produktionsnahen IT zum Einsatz. Doch gerade im Produktionsbetrieb stellt die Auswahl der passenden Software eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar: Vielfach bringen Produktionsverantwortliche wenig IT-Erfahrung mit, während im Gegenzug der Systemadministration Einblick in die Werkhalle fehlen.

Auf Basis einer Produktionsplattform lassen sich Automatisierungssoftware und Manufacturing Execution-Systeme auf über eine zentrale Funktions- und Datenbasis betreiben und anpassen. Bild: Invensys Wonderware

Zwischen IT-Standardisierung und betrieblicher Agilität

Der Blick auf einige wesentliche Lösungsmerkmale kann helfen, damit das spätere System die für eine ‚Operational Excellence‘ notwendige Flexibilität und Standardisierung bietet. Aus der Vielfalt an möglichen Kompromissen steht am einen Ende die vollständige Standardisierung – und absolute Flexibilität am anderen. Lebensmittel- oder Konsumgüter-Unternehmen mit mehreren Betrieben zum Beispiel stehen vor einer Unzahl an Fragen: Sollen Produktionsmanagementsysteme an jedem Standort ‚von oben nach unten‘ standardisiert werden? Soll dabei sogar die für die Automatisierung zuständigen Regelstrategien berücksichtigt werden? Oder soll stattdessen nur auf ERP-Ebene standardisiert werden, während jeder Standort alles Übrige eigenständig festlegt und verwaltet? Im besten Fall sollte der Anwender allerdings nicht zwischen diesen beiden Optionen entscheiden müssen.

Vor- und Nachteile einer Standardisierungslösung

Aufgabe der Unternehmens-IT ist es, die Gesamtkosten sämtlicher Anwendungen und Infrastruktur-Ebenen zu reduzieren. Das gilt neben Anschaffungs- und Inbetriebnahmekosten auch für laufende Aufwendungen für Wartung, Support und Änderungsmanagement. Die Methode der Wahl, Kosten zu senken und im Griff zu behalten, stellt die Minimierung von Varianzen dar – und damit vorhersehbare Kosten und Leistungen. Hierzu erfolgt häufig eine in der Systemhierarchie von oben nach unten angelegte IT-Rationalisierung, bei der ältere und redundante Softwareprodukte gegen eine einzelne Lösung getauscht werden. Auf den ersten Blick widerspricht dieser Ansatz den am Markt herrschenden Bedingungen. Denn die Frage steht im Raum, ob eine einzige IT-Lösung tatsächlich alle Anforderungen eines produzierenden Unternehmens in Bezug auf Schnelligkeit, lokaler Adaptierung von Produkten und Verpackung, Materialkosten, Koordination und Energiemanagement erfüllen kann. Denn in der Shampoo-Herstellung herrschen schließlich andere Prozesse und damit Systemanforderungen vor als bei der Produktion von Getränken, Backwaren oder Hundefutter.

Absolute Flexibilität hat ihren Preis

Um maximal flexibel zu agieren, muss jeder Produktionsstandort quasi als Insel agieren – mit kurzfristigen Zielen und jährlichen Budget-Zuweisungen. Mitarbeiter, Geräte und Systeme sind dann darauf spezialisiert, auf wöchentliche oder sogar tägliche Bedarfsänderungen zu reagieren, sowohl in Bezug auf Produktionsmengen als auch auf den Produktmix. Die Anlage hingegen ist auf ihre vorgesehene Nutzung optimiert. Aus Konzern- oder Unternehmenssicht begrenzt eine hochflexible Anlage die Möglichkeiten, was mittel- und langfristige Planung angeht – etwa um bei Bedarf lang laufende, margenschwache Produkte effizient zu produzieren. Zudem ist eine hochflexible Produktion im hohen Maße auf Personen und Spezialisten angewiesen, die den Betrieb und die Wartung der technisch hoch spezialisierten Maschinen sicherstellen. Verlässt eine wichtige Person das Unternehmen, steht im Extremfall die ganze Produktion auf dem Spiel. Gehört der Standort zu einen Unternehmen mit mehreren Werken, lassen sich Betriebsleiter und Verantwortliche nur mit aufwändiger Einarbeitung an anderer Stelle einsetzen. Mit der Flexibilität steigen daher Kosten und Risiken.

Erfolgsrezept: Eine ‚Plattform-Strategie‘

Auf der anderen Seite ist Flexibilität notwendig, um auf wechselnde Marktanforderungen zeitnah zu reagieren. Für einen tragfähigen Kompromiss zwischen Standardisierung und Flexibilität kann sich der Blick auf aktuelle Plattform-Technologie lohnen. Bei der Plattform handelt es sich um ein bewährtes Konzept: Ein Smartphone oder Tablet-PC beispielsweise verfügt in der Regel über vorinstallierte und von den meisten Anwendern benötigten Standardfunktionen wie E-Mail, Kalender, WLAN oder Kamera. Der Besitzer kann das Gerät mithilfe modularer Anwendungen, den so genannten Apps, an seine Bedürfnisse anpassen. Diese Kleinanwendungen sind im Verbraucherbreich für unterschiedlichste Bereiche erhältlich- von der Reiseplanung über Produktivitätshilfsmittel bis zu Gesundheitsratgebern. Die Geräteplattform ermöglicht diese Personalisierung auf Basis von Standardfunktionen und -technologie. Vom Prinzip her lässt sich dieses Verfahren auch auf Unternehmenssoftware und Produktionssysteme übertragen: Das Abbilden von Standard-Betriebsabläufen und Ausführungsfunktionen, die über spezielle ‚Apps‘ an die individuellen Anforderungen einer Produktion angepasst werden.

Basis für eine integrierte Anwendungslandschaft

Eine Software mit einer zugrundeliegenden Plattform bietet darüber hinaus einen Ausgangspunkt, um betriebliche Funktionen hinzuzufügen. Das können Anwendungen sein, die den Umwandlungsprozess vom Rohmaterial bis zum Endprodukt koordinieren, die ein abteilungsübergreifendes Zusammenspiel von Systemen, Menschen und Geräten erlauben oder die mobile Teams unterstützen. Wie ein Smartphone muss die Plattform über Grundfunktionen verfügen, um in einer Produktionsumgebung zu funktionieren und sich mit anderen Produktionssystemen und übergeordneten Unternehmenssoftware zu verbinden:

Analog zu Apps lassen sich dann erweiterte Software-Anwendungen wie Manufacturing Execution-Systeme (MES), Workflow-Lösungen, Batch-Rezepturmanagement, Mobilitätsfunktionen oder Energiemanagement-Systeme ‚andocken‘. Diese Anwendungen zielen auf bestimmte betriebliche Bereiche ab – etwa Produktverfolgung, Arbeitskoordination, Rezeptur-Ausführung oder Energie-Überwachung. Vor der Einführung ist jedoch in jedem Fall eine Bestandsaufnahme des Status Quo fällig. Dabei bietet es sich an, unverzichtbare Funktionen der bestehenden Systemlandschaft zu erfassen und gleichzeitig Verbesserungspotenzial in betrieblichen und IT-Abläufen zu ermitteln. Es gilt in diesem Schritt beispielsweise zu hinterfragen, ob bestehende Anwendungen aus technologischer und ergonomischer Sicht aktuell sind und so integriert arbeiten, dass kritische Daten zentral abrufbar sind. Außerdem muss das System einen unterbrechungsfreien 24-Stunden-Betrieb unterstützen:

Als Ziel sollte eine Übersicht der gesamten Produktion zur Verfügung stehen, um etwa Energiekosten durch die Analyse verschiedener Ressourcen senken oder Abläufe wie Quarantäne-Prozesse über Workflow-Management verbessern zu können. So entsteht die Grundlage für einen zielführenden Austausch zwischen IT und Betrieb, die sich über die Plattform flexibel und schrittweise umsetzen lässt. Dazu gilt es, einen Systemanbieter zu finden, der die Anforderungen aus IT-Administration und Produktion gleichzeitig erfüllen kann. Auch der Blick auf zukünftige Entwicklungen sollte nicht vernachlässigt werden:?Eine bestmögliche Lösung sollte zumindest in der Entwicklungsroadmap auch Aufgaben wie Cloud Computing, ubiquitäres Reporting und Virtualisierung berücksichtigen, auch wenn ein Unternehmen diese Konzepte aktuell noch nicht einsetzt.

Grundvoraussetzungen: Offenheit und Integration

Auf Basis einer solchen Herangehensweise an Automatisierungssoftware und produktionsnahe IT-Lösungen lassen sich bislang konträre Anforderungen an betriebliche Flexibilität einerseits und Standardisierung der IT zu großen Teilen ‚unter einen Hut‘ bringen. Dabei stellt eine speziell für das industrielle Umfeld entwickelte Software-Plattform das ‚Grundrezept‘ dar, welches individuell mit ‚Zutaten‘ ergänzt werden kann. Offenheit und Integrationsfähigkeit auch mit Systemen anderer Hersteller sind dabei zentrale Eigenschaften, die die Lösung aufweisen sollte. Erst dann erlaubt die Individualisierung der Plattform mit zusätzlichen Funktionen wie MES, Workflow, Energiemanagement oder Batch-Rezepturmanagement die effektive Nutzung der Infrastruktur. Dieser Ansatz gestattet dem Anwender gleichzeitig die konzernweite Umsetzung eines standardisierten, homogenen Konzepts.

 

Herausforderungen in der Produktion begegnen

Bild: Invensys Wonderware

Betriebe in schnelllebigen Industriezweigen, die etwa als Produzenten von Nahrungs- und Genussmitteln sowohl volatilen Rohstoffmärkten als auch starken Nachfrageschwankungen gegenüberstehen, sind auf flexbile Betriebsabläufe angewiesen. Gleichzeitig müssen die Unternehmen hohe Qualitäts- und Compliance-Anforderungen erfüllen – und Produkte zu konkurrenzfähigen Preisen anbieten. Entsprechend breit gefächert fallen die Anforderungen an unterstützende IT-Systeme aus.

  • Nahrungsmittel sind lokal: Eine erfolgreiche Vermarktung von Lebensmitteln basiert vor allem auf der Tatsache, dass es keinen weltweiten Standardgeschmack gibt. Egal wie global eine Marke ist, das Produkt – und damit die Fertigung – muss die Anforderungen regionaler Märkte erfüllen.
  • Kühe geben keine Milch mit zwei Prozent Fettgehalt: Die Produktion oder Erzeugung von Lebensmitteln zeigt anhand von Faktoren wie Saisonalität, Klimawechsel oder Futterqualität immer wieder, dass sich die Natur nicht wie eine hocheffiziente, gleichbleibend produktive Fabrik bewirtschaften lässt.
  • ‚Frische‘ des Produktangebots: In Folge wechselnder Marktpräferenzen wird das Produktsortiment häufig erneuert – Mitarbeiter und Anlagen müssen entsprechend koordiniert werden. Das setzt eine kreative Denkweise voraus, dennoch ist Standardisierung unter wachsendem Gewinndruck unverzichtbar.
  • Die Kosten der Vielfalt abwägen: Vielfalt bedeutet Kosten – egal ob Zielgruppen oder Segmente, Vielfalt an Produkten, an Betriebsmitteln oder Technologien. Alles, was nicht unbedingt notwendig ist und von externen Marktkräften vorgeschrieben wird, verursacht unnötige Kosten.
  • Stetige Verbesserung und Reaktionsfähigkeit: In einem angemessenen Rahmen ist Standardisierung eine wesentliche Grundlage für stetige Verbesserung und schnelle Anpassung von Unternehmensprozessen. Dies gilt auch für die daraus resultierende Einführung von ‚Best Practices‘ weltweit.
  • Sicherheit und Regelkonformität: Über reguläre Einhaltung von Qualitätsansprüchen und Einheitlichkeit der Produktion hinaus sind die weltweit unzähligen Gesundheits- und Sicherheitsvorschriften einzuhalten, die dem Schutz von Verbrauchern und Mitarbeitern gleichermaßen dienen.

Vor diesem Hintergrund bietet Invensys Operations Management Produktionsunternehmen der Lebensmittel-, Getränke- und Konsumgüter-Industrie ein umfassendes Lösungsportfolio zur Prozessunterstützung rund um Produktivität, Qualität, Betriebsmittelauslastung und Energieeffizienz an.