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Datendrehscheibe für Shopfloor-Systeme

Prozessmodellierung

Datendrehscheibe für Shopfloor-Systeme

Viele Unternehmen müssen stetig steigende Anforderungen an ihre Prozesse in Produktion und Logistik bewältigen. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Fertigung auf Veränderungen im Businessumfeld zeitnah reagieren kann. Für die Unternehmenslösung SAP ERP steht nun ein Add-on bereit, das Daten aus Shopfloor- Systemen und Geschäftsprozesse nahezu in Echtzeit visualisieren kann.

Bild: Orbis AG

Die dynamische Geschäftswelt muss sich laufend an neue Anforderungen und Wünsche der Kunden anpassen. Viele Unternehmen stehen daher vor der Herausforderung, neue Produkte in immer kürzeren Zyklen zu entwickeln und auf den Markt zu bringen. Da verspricht es greifbare Vorteile, wenn Produktion und Intralogistik etwa auf Nachfrageschwankungen augenblicklich reagieren können.

Prozesse und Entscheidungen häufig zu langsam

Die Realität sieht mitunter anders aus: Viel zu oft hinkt die Fertigung der aktuellen Marktsituation hinterher, wenn Entscheidern eine gegenwärtige Sicht sowohl auf das Geschehen in der Produktion wie auch auf die Material- und Warenflüsse fehlt. Wichtige Key Performance- Indikatoren (KPI) oder Berichte zum Auftragsbestand stehen erst mit erheblicher Zeitverzögerung zur Verfügung. Das Problem kann insbesondere dann zu Tage treten, wenn in der Produktion Daten und Kennzahlen noch in Excel-Tabellen oder einer Access-Datenbank erfasst und von Hand in ein Enterprise Resource Planing-System (ERP) übertragen werden. Für das Reporting übergibt das System SAP ERP zum Beispiel die im Back-End gespeicherten Daten wieder nach Excel, extrahiert sie und bereitet sie zu Berichten auf. Das kann zur Folge haben, dass, selbst wenn Kundenaufträge wegbrechen, mit Hochdruck weiterproduziert wird. Auch Überbestände im Material- und Fertigwarenlager, die wertvolles Kapital binden, sind häufig zu beobachten. Zieht die Auftragslage wieder an, dauert es, bis die Kapazitäten hochgefahren sind, da noch das falsche Material im Lager vorgehalten wird. Auch Schwachstellen im Herstellungsprozess, etwa zu lange Durchlaufzeiten durch ungeplante Maschinenstillstände, fehlendes Personal oder Material, werden oft erst sehr spät erkannt.

Horizontale und vertikale IT-Integration bereits möglich

Der Einsatz von aktueller Fertigungstechnologie gestattet schon heute die Umsetzung von vielen Elementen, die Bestandteil der Vision einer Industrie 4.0 sind. So lassen sich die Systeme in der Fertigung als auch die Produkte, die dort hergestellt werden, mit Auto-ID-Systemen wie Radiofrequenzidentifikation oder Barcodes ausstatten, um die Warenflüsse IT-gestützt nachzuvollziehen und zu lenken. Die dabei verwendeten Maschinen, -leitstände und -steuerungen − aber auch Qualitätssicherungssysteme wie Waagen oder kameraoptische Anlagen − lassen sich zugleich mit den Geschäftsabläufen in der Unternehmenslösung verknüpfen und synchronisierten. Als Ergebnis aus dieser horizontalen und vertikalen Integration von technischen und kaufmännischen Aufgaben und Prozessen ist eine Echtzeitsicht auf das Geschehen in Produktion und Logistik möglich. Im Idealfall können Mitarbeiter auf diese Weise Engpässe oder Schwachstellen in der Produktion oder den Arbeitsabläufen schnell und exakt identifizieren und sofort eingreifen, um sie zu beheben. Auswirkungen auf die Effizienz übt auch die Bedienbarkeit der Systeme aus: Wenn erforderliche Informationen in einer übersichtlichen Oberfläche zusammengeführt und verständlich bereitgestellt werden, können sich Entscheidungen von Mitarbeitern schneller ableiten lassen und Bedienfehler reduzieren. Entscheidungsbefugnisse können zudem auf diese Weise auf tiefere Ebenen im Unternehmen verlagert werden.

Prozesse von Shopfloor bis zur Lieferkette auf einen Blick

Die Einführung dieser Technologien ist häufig mit einem hohem Investitionsaufwand verbunden: Individuelle Schnittstellen müssen erstellt, gepflegt und gewartet werden, Middleware ist anzuschaffen, um die Automatisierungs-, Waagen oder oder Auto-ID-Systeme verschiedener Hersteller an das ERP-System anzubinden und zu administrieren. Um diese Aufgaben für Anwender der Unternehmenslösung SAP ERP zu vereinfachen, bietet die Orbis AG seit kurzem das Add-On Orbis Multi-Process Suite zur integration in die ERP-Anwendung aus Walldorf. Nach Inbetriebnahme der Anwendung können technische Daten der verschiedenen Systeme auf der Fertigungsebene beinahe zum Zeitpunkt ihres Entstehens in das führende System übertragen und dort verarbeitet werden; im Gegenzug leitet die Software auch Informationen an die Maschinensteuerungen weiter.

Bei konsequentem Einsatz des Werkzeugs lassen sich viele ERP- und Shopfloor-Prozesse sowie der Daten- und Informationsfluss entlang der Bestands- und Lieferkette auf einem Arbeitsplatz darstellen. Die Lieferkette lässt sich dabei vom Eingang des Rohmaterials über die Anlagenzustände, Stück- und Kennzahlen in der Produktion und die internen Lagerbewegungen und Fehlbestände bis hin zu offenen Transportaufträgen sowie den Daten aus Instandhaltung und Qualitätsmanagement nahezu in Echtzeit steuern.

Die Informationen zum Arbeitsplatz auf einen Blick: Die Orbis Multi Process Suite visualisiert Informationen zum Geschehen in der Fertigung grafisch innerhalb einer Bildschirmmaske. Bild: Orbis AG

Rollenspezifische Systemoberflächen

Die Lösung basiert auf der Programmiersprache Abap und ist darauf ausgelegt, Informationen und Kennzahlen − wie die Taktzeiten von Maschinen − Fach- und Führungskräften in verständlicher Form darzustellen. Den Führungskräften werden die entscheidungsrelevanten KPI aggregiert und optisch ansprechend aufbereitet in Berichten abgezeigt. Die Informationen werden prozessbezogen auf industrietauglichen Nutzeroberflächen visualisiert, die an Microsoft Powerpoint angelehnt sind. Das Add-On kann zudem auf verschiedenen Endgeräten wie Desktop, Smartphone oder Tablet-PC genutzt werden. So haben Maschinenbediener, Schichtund Werksleiter, aber auch die Geschäftsführung Echtzeitinformationen auch unterwegs zur Hand. Das in die Anwendung integrierte Rollenkonzept sorgt dafür, dass Endanwender nur auf die Informationen zugreifen können, die für seine Aufgabe benötigt werden. Für Maschinenbediener sind das beispielsweise Arbeitsanweisungen, Arbeitsvorräte oder die Materialbedarfe für seine Maschine, für das Management die Kennzahlen zur Effizienz in Fertigung und Logistik und zur Produktqualität. In dem Add-On lässt sich zudem eine Drill-down- Navigation erstellen, die etwa Aktivitäten detailliert bis hinunter auf die Ebene einzelner Fertigungszellen anzeigen kann.

Für den In-Memory-Betrieb geeignet

Auch der Materialfluss in einem Kanban- Regal, also die Entnahme und das Wiederauffüllen von Ware, kann in der Anwendung visualisiert werden. Je nach Bedarf lassen sich Warenbewegungen, angefangen vom Rohstofflieferanten über den Transport bis hin zu den aktuellen Beständen intern und beim Kunden, bis hinunter auf die Ebene einer Verpackungseinheit abbilden. Zugleich ist es möglich, die Bestandssituation in den einzelnen Bereichen des internen Lagers auf einem Monitor oder einem Mobilgerät übersichtlich darzustellen − wahlweise tabellarisch, grafisch oder bildlich. Falls erforderlich können auch individuelle, prozessbezogene Kennzahlen, etwa zur Personalplanung oder die Unfall- und Krankenstatistik in der Fertigung, dargestellt werden. Und auch qualitätsrelevante Merkmale wie das Gewicht des Fertigproduktes kann mit den im Materialstamm des ERP-Systems hinterlegten Referenzdaten verglichen werden. Falls das Produktgewicht signifikant von den Referenzwerten abweicht, lässt sich automatisiert der Versand benachrichtigen. Die erfassten Wiegedaten stehen darüber hinaus für statistische Auswertungen zur Verfügung. Da die Lösung in Verbindung mit der In-Memory-Plattform SAP Hana betrieben werden kann, lassen sich auch große Datenmenge verarbeiten.

 

Werkhalleninformationen als Grundlage für Prozessgestaltung

Das Werkzeug zur Visualisierung von Shopfloordaten Orbis Multi-Process Suite besteht aus vier Komponenten: Das Orbis Multi-Process Interface (OMPI) ist für die Verknüpfung der Unternehmenslösung mit Waagen verantwortlich, mit Maschinensteuerungen, industriellen Steuerungssystemen, PCs an den Fertigungslinien, OPC-Servern und Auto-ID-Komponenten. So können Informationen und Steuerungsdaten systemübergreifend vermittelt werden. Den Transfer der Daten aus den Shopfloor-Systemen in das ERP-System regelt das http-basierte Orbis Multi-Process Protocol (OMPP) als generische Kommunikationsschicht. Dabei verarbeitet das Protokoll die Daten aus den Systemen unterschiedlicher Hersteller mit derselben Logik. Die Modellierung und Anpassung der Geschäftsprozesse im Unternehmenssystem erfolgt mit dem Orbis Multi-Process Designer (OMPD). Dabei sollen Mitarbeiter aus der IT -Abteilung des Fertigungsbetriebes bereits nach einer kurzen Einarbeitungszeit in der Lage sein, mithilfe des Tools Layouts der Bildschirmmasken für die Prozesse selbst zu erstellen. Im letzten Schritt werden die Geschäftsprozesse dann mit dem Orbis Multi-Process Viewer (OMPV) oder im Internet mit gängigen Internet- Browsern auf den verschiedenen Endgeräten visualisiert. Neben dem Blick auf das Produktionsgeschehen bietet sich Mitarbeitern so die Möglichkeit, ein Geschäftsprozess-Monitoring aufzubauen, bei dem Befugte direkt in Produktions- und Logistikprozesse eingreifen können.