Schaeffler Technologies aus Herzogenaurach arbeitet laufend daran, die eigenen Produktions- und Intralogistikprozesse zu verbessern. Beim Neubau eines Distributionszentrums waren die Ansprüche gerade an das Zusammenspiel von Automation und Software entsprechend hoch. Umgesetzt haben das Projekt der Generalunternehmer Aberle und der Softwarehersteller Sysmat.
Bild: Aberle GmbH
Beim Automobil- und Industriezulieferer Schaeffler stehen Optimierungsprojekte praktisch auf der Tagesordnung. Ein aktuelles Projekt galt der Logistik in der Industriesparte des Unternehmens, die dabei völlig neu aufgestellt wurde. Im neu gebauten Distributionszentrum in Carisio (Italien) sollte eine besondere Herausforderung gelöst werden: „Die Aufgabe bestand darin, die Betriebssicherheit eines SAP-EWM-Systems im Rechenzentrum Herzogenaurach mit den Echtzeitanforderungen eines automatisierten Logistiksystems am Standort in Italien zu verbinden“, erläutert Hans-Peter Rösch, Teilprojektleiter Logistische Prozesse und IT der Schaeffler-Gruppe. Beides ließ sich mit dem Einsatz eines Materialflussrechners als gekapselte selbständige Einheit lösen. An der Lösung des Projektes waren der Systemintegrator Aberle und Softwarespezialist Sysmat beteiligt. Der Materialfluss kann durch die individuell konfigurierte Software nun so gesteuert werden, dass die Fördertechnikprozesse und Warenflüsse reibungslos laufen. Auch die Aus- und Einlagerungen von Regalbediengeräten und Automatikkränen werden nun per Software optimiert. Eine Visualisierung der Anlage in der Anwendung hilft, Störungen zu lokalisieren. Schon während der Implementierung der Anlage hat das Modul ‚Anlagenemulation‘ die Entwicklungs- und Aufbauphase unterstützt, indem sie ein virtuelles Abbild der Anlage bereit gestellt hat. So ließen sich mit dem Tool bereits vor der Inbetriebnahme das Zusammenspiel zwischen Materialflussrechner, SAP-Software und Anlage testen.
Im neuen Distributionszentrum in Carisio übernimmt der grafische Materialflussrechner die Steuerung der Anlage auf der Basis von Transporten aus dem SAP-System. Durch die Trennung von Funktionen und Hierarchien nutzen beide Systeme ihre im Standard vorhandenen Funktionen. Somit entfallen projektspezifische Programmierungen und Tests ebenso wie Schnittstellen zwischen den Systemen. Der grafische Materialflussrechner steuert beispielsweise ein automatisches Kleinteillager, zwei Sequenzer und Behälterfördertechnik. Die Warenausgangs- und Wareneingangszone, ein manuelles Palettenlager, Arbeitsplatzdialoge und das Staplerleitsystem werden über ein Enterprise Warehouse Management-System von SAP gesteuert. Im Zusammenspiel von SAP-Software und dem Materialflussrechner werden Lagerprozesse, Dialoge und Materialfluss synchronisiert. Auch im Ablauf bleiben die Systeme getrennt: Während das Entladen, Warenein- und -ausgang, Dekonsolidierung, Versandvorbereitung und die Auftragssteuerung via SAP gesteuert sind, erfolgt der Putaway, das Auslagern von Behältern, Behältersequenzierung nach Gewichtsklassen, Andienen und Rücklagern durch den Materialflussrechner.
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Das Programm MFR Matcontrol von Sysmat übernimmt die Verwaltung der Lagerfächer für das vierfach tiefe Behälterlager und die Warteschlangenverwaltung. Die Lagersoftware kennt hingegen die Behälter, die Bestände in den Behältern und sämtliche Artikel- und Kundendaten. Soll ein Behälter eingelagert werden, sendet die SAP-Lagersoftware einen Transport an den Materialflussrechner und sorgt für Abtransport, Lagerfachsuche und Einlagerung in das viergassige automatische Kleinteillager mit 45.000 Behälterstellplätzen. Die Regale sind für eine zweifach tiefe Lagerung bei großen Behältern oder vierfach tiefe Lagerung bei kleinen Behältern konzipiert. Für die Pufferung vor der Kommissionierung gibt es zwei Sequenzer mit insgesamt 1.800 Stellplätzen, zweifach tief. Diese Sequenzer versorgen die zwölf Pick- und Packarbeitsplätze mit Behältern in der vom SAP-System vorgegebenen Reihenfolge. Dort kommissionieren Mitarbeiter über SAP-Dialoge die Ware, indem sie sie wiegen, bestätigen, verschließen und mit Versandpapieren versehen.
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Die Sysmate-Anwendungen nehmen dem Sysmat-Anwendungen viele komplexe Steuerungsfunktionen ab. So hat die Unternehmensgruppe die Möglichkeit, verschiedene Prozesse zu optimieren, da die Koordination der Materialflusslogik sich in einer Hand befindet und die Echtzeitanforderungen aus dem Lagerverwaltungssystem ausgelagert sind. Es existiert eine Trennung von Funktionen und Verantwortung für Leistungsmerkmale des SAP-Systems. Eine Neuentwicklung der Standardfunktionen des Materialflussrechners war nicht notwendig. Dazu zählen u.a. unterschiedliche Einlagerungsstrategien und die Verwaltung der Lagerfächer.
In der Entwicklungs- und Testphase trug die Software ‚Anlagenemulation‘ von Sysmat dazu bei, das Projekt zügig voranzubringen. Das Programm kommuniziert mit SAP EWM und erlaubt Entwicklung, Funktions- sowie Integrationstest von EWM-Komponenten. So lassen sich viele Fehler etwa in den Schnittstellenprogrammen und der Kommunikationslogik erkennen, bevor die physikalische Anlage gekoppelt ist. Typisches Beispiel für einen Test ist die Integration weiterer logistischer Arbeitsplätze, wie beispielsweise für Dekonsolidierung und Kommissionierung, die im EWM mit der Fördertechnik zur Andienung und Abförderung von Ladungsträgern geführt werden. „Durch den Einsatz des Materialflussrechners und der Emulation wurde die Projektlaufzeit enorm verkürzt. Wir konnten mit der Emulation bereits parallel zum Aufbau von Mechanik und Steuerungstechnik alle EWM-Funktionen erstellen und testen“, so Rösch. Wie viel Zeit das spart, wird bei der Gegenüberstellung von konventioneller Methode und Materialflussrechner inklusive Emulationsfunktion deutlich. Der konventionelle Weg sieht einen sequentiellen Ablauf vor. Das heißt, die Integration der SAP-Lagerverwaltung mit der Anlage erfolgt vor Ort. Dazu testet der Anwender im ersten Schritt die Schnittstellenprogramme und überprüft die Syntax. Die Semantik, also die Nachrichtenlogik, testet er im nächsten Schritt. Der dritte Schritt widmet sich den Nachrichtensequenzen, das heißt, es erfolgt eine Überprüfung der Logik- und Statusübergänge. Alleine diese Tests dauern mit der physikalischen Anlage circa vier bis sechs Wochen. Im letzten Schritt finden Tests zu den logistischen Prozessen statt. Im Gegensatz dazu benötigen die Tests der Logik- und Statusübergänge mit einer Kombination aus Materialflussrechner und Emulation nur zwei Wochen. Voraussetzung dafür ist, dass sich die Echtanlage identisch mit der Simulation verhält. Auch hier erfolgt am Ende ein Prozesstest der logistischen Vorgänge. Dort konnte die Software ihre Stärke zeigen. „Die Inbetriebnahme wurde wesentlich verkürzt, da die Module bereits getestet in die Phase‘ ‚Integrationstest und Inbetriebnahme‘ einfließen konnten“, schildert Rösch.
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Darüber hinaus wird ein durchgängiges Qualitätssicherungssystem für Schulungen und Tests durch Key User aufgebaut und genutzt. Durch die Emulationsfunktionen ist eine Schulung der Benutzer in den Prozessen direkt am System möglich. Auch bei künftigen Funktionserweiterungen und Upgrades steht die Testumgebung zur Verfügung, um Systemfehler auf der produktiven Anlage minimieren zu helfen. Am Ende des Projekts verzeichnete Schaeffler eine insgesamt stark verkürzte Projektlaufzeit. Das Unternehmen erreichte die angestrebten Ziele sowohl auf funktionaler Ebene als auch bei dem angestrebten SOP-Datum, also der ersten Kundenlieferung.
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