Nachhaltige Papierherstellung: Steinbeis digitalisiert Kreislaufwirtschaft mit SAP HANA

Rund 300.000 Tonnen Recyclingpapier produziert der Papierhersteller Steinbeis jedes Jahr aus 100% Altpapier. Doch der Konkurrenzkampf ist hart. Für Bestpreisgarantie und eine dauerhaft nachhaltige Papierherstellung setzt der Mittelständler aus Norddeutschland auf Kosteneffizienz durch Digitalisierung – mit SAP HANA.

Im schleswig-holsteinischen Glückstadt steht die Papierfabrik des Familienunternehmens Steinbeis, in der im Jahr rund 300.000 Tonnen Recyclingpapier hergestellt werden, die Grundlage für Büropapiere, Magazinpapiere und Digitaldruckpapiere. Bereits 1976 hat Steinbeis begonnen von Zellstoff auf 100% Altpapier als Rohstoff für die Papierproduktion umzustellen.

„Das war damals eine echte Innovation“, sagt Ulrich Feuersinger, der Geschäftsführer der Steinbeis Papier GmbH. „Zu dieser Zeit hatten Papierhersteller vor allem günstige Rohstoffe im Auge und weniger ökologische Aspekte. Aber als Familienunternehmen in der mittlerweile sechsten Generation haben wir den Vorteil, dass wir nicht in Quartalszahlen denken müssen, sondern mit einer längerfristigen Perspektive arbeiten, um das Unternehmen zu entwickeln.“

Moderne und nachhaltige Papierherstellung mit SAP HANA

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Digitalisierung für eine effiziente IT

Heute ist Steinbeis führend in der ökologischen Produktion von Recyclingpapier und betreibt die Papierherstellung als Kreislaufwirtschaft. Steinbeis ist ein mittelständisches Unternehmen, der Konkurrenzkampf mit größeren Firmen dementsprechend hart. „Gerade aus Skandinavien haben wir Mitbewerber, die aus der Forstwirtschaft kommen“, erklärt Feuersinger. „Wir müssen einfach besser und schneller sein, deshalb ist die Effizienz unserer IT überlebenswichtig für uns.“

Vor drei Jahren hat Steinbeis begonnen, die Digitalisierung von der Produktion auf das komplette Unternehmen auszuweiten. Das Projekt Industrie 4.0 @Steinbeis Paper, unterstützt von avato consulting ag und der SAP, stellt den vorläufigen Höhepunkt dieser Entwicklung dar.

„SAP ist bereits seit 20 Jahren in allen Prozessen dieser Papierfabrik vertreten,“ sagt Dr. Michael Hunold, Leiter Neue Prozesse bei Steinbeis. „Gerade in der Produktion haben wir bereits einen hohen Grad an Digitalisierung und Automatisierung erreicht. Irgendwann ist uns aufgefallen, dass wir vieles nur im Rückblick analysieren konnten und so wurde die Idee geboren, diese vielen Daten im Hintergrund automatisiert auswerten zu lassen.“ Das ist der Kern der Industrie-4.0-Lösung, die Steinbeis im kompletten Werk implementiert.

„Unser Ziel war dabei immer, innerhalb von Sekunden Ergebnisse zu bekommen“, sagt Hunold. „Wir wollen aus Daten Wissen generieren und aus diesem Wissen strategischen und operativen Nutzen ziehen. Und SAP HANA ist genau die Lösung, die uns dabei unterstützt. Zusammen mit avato als strategischem Partner der Initiative wurden die Ideen in konkrete Use Cases übersetzt und die technische Lösung definiert. SAP HANA bildet mit dem breiten Funktionalitätsportfolio und herausragenden speziellen Eigenschaften das Herzstück der Lösung. avato lieferte eine auf Steinbeis zugeschnittene Lösung, die Daten aus der Produktion, dem MES und dem SAP-ERP-System in einer Datenbank zusammenführt und mit Hilfe moderner Machine Learning Algorithmen analysiert. „avato hat unsere Abfragen in Anwendungen umgesetzt, die aus SAP HANA die entsprechenden Daten herausholen, aufbereiten und unsere Fragestellungen beantworten.“ Konkret bedeutet das, dass mehr als 25.000 Sensoren aus der Produktion sekündlich Daten liefern und in Verbindung mit Daten aus MES und ERP auf der SAP-HANA-Plattform praktisch in Echtzeit analysiert werden.

Hunold erklärt: „Operatives Ziel ist es, ressourcenschonend, aber kosteneffizient Papier mit konstanten qualitativen Eigenschaften zu liefern. Das geht nur, wenn die technischen Prozesse auch konstant ablaufen.“ Dabei lernt Steinbeis aus den Erfahrungen vergangener Produktionen. „Dank unserer volldigitalisierten Produktion können wir das nun sehr schnell und automatisiert tun“, sagt Hunold. „Wir haben jetzt die technischen Möglichkeiten, frühzeitig auf Störfälle zu reagieren und Stillstand zu vermeiden.“

Störungen können etwa ungewöhnliche Maschinenzustände, zu hoher Energie- oder Rohstoffaufwand oder Abweichungen in der Qualität sein.

„Das Ziel dabei ist es, die Maschinenverfügbarkeit zu maximieren, weil wir dank der Informationen in Echtzeit diese Störungen so schnell es geht beheben.“

SAP HANA für fundierte Entscheidungen in Echtzeit

Steinbeis hat mehr als 25.000 Sensoren an SAP HANA als zentrale Datenbank angebunden. Die Organisation und Analyse der Daten erfolgt durch das avato Smart Data Framework.

Basierend auf den integrierten Funktionen für Data Management und Analyse von SAP HANA in Verbindung mit leistungsfähigen Machine Learning Algorithmen liefert die Lösung eine unterbrechungslose, vollautomatische Überwachung der Sensoren.

„SAP HANA ist eine sehr schnelle Datenbank und genau das brauchen wir bei Steinbeis“, sagt Hunold. „Ich möchte keine Analyse starten und stundenlang auf das Ergebnis warten. Bei Abweichungen in der Qualität zum Beispiel, brauche ich diese Mitteilung sofort.“

„Mit SAP HANA als Herzstück unseres Smart Data Frameworks betragen die typischen Antwortzeiten für Anfragen zu großen Datenmengen weniger als 1 Sekunde“, sagt Wolfgang Ries, Vorstand der avato consulting ag. „Sehr von Vorteil sind auch die extrem hohe Datenkompression, und dass SAP HANA das klassische relationale Datenmodell und Graphmodelle in einer integrierten Anwendung unterstützt. Wir bilden z.B. die Anlagenstruktur, die Produktionsprozesse und die Geschäftsprozesse in Graphmodellen als digitale Kopien ab. Das Ganze passiert in einer SAP HANA-Instanz von nur 256 Gigabyte.“

Die neue Plattform wird nicht nur für die Anwendungen in der Produktion, sondern für innovative Lösungen über das gesamte Unternehmen hinweg genutzt. Gemeinsam mit avato consulting wurden bereits Use Cases im Einkauf, in der Materialwirtschaft und im Controlling erfolgreich umgesetzt, weitere Bereiche sind in der Planung.

„Unsere tägliche Arbeit ist dank SAP HANA rasend schnell geworden“, sagt Torben Link, Prokurist und Leiter Einkauf bei Steinbeis. „Wir digitalisieren unseren Einkauf mit ganz neuen Möglichkeiten, die wir vorher so nicht hatten. Wir können Massenanalysen durchführen und wirklich handfeste Ergebnisse aus ihnen ziehen.“

Ob Chemikalie oder Magazinteil, alles wird nun überwacht und erfasst. Torben Link sagt: „Dementsprechend können wir neue Einkaufsstrategien ableiten, weil wir einen besseren Überblick haben, wo welche Gelder hinfließen. Wir können die Leistung der Lieferanten dahinter besser bewerten und unsere Verhandlungen ganz anders führen. Das spart Geld.“

Nachhaltige Kreislaufwirtschaft auch in Krisenzeiten

Die Digitalisierung der Prozesse erlaubt es den Mitarbeitern im Einkauf, weitgehend ortsunabhängig ihre Aufgaben zu erfüllen – in Krisenzeiten ein unschätzbarer Vorteil. Torben Link sagt: „Wir sind widerstandsfähiger geworden, weil wir uns im Falle einer Krise auf Standardprozesse konzentrieren können, ohne dass andere Prozesse hinten wegfallen.“

Anfang 2020 wurde das Projekt bei Steinbeis mit dem SAP Quality Award in der Kategorie Innovation ausgezeichnet.

„Das Projekt Industry 4.0 @Steinbeis Paper ist auch ein großartiges Beispiel für unsere Initiative #GiveDataPurpose“, sagt Ramin Mirza, Head of Platform Sales bei SAP. „Daten gewinnen einen immer größeren Stellenwert in den Unternehmen. Die Menge der Daten, deren Nutzung und natürlich die Qualität bestimmen am Ende deren Wert. In Echtzeit und zentral auf die richtigen Daten und Informationen zugreifen um daraus schneller die richtigen Entscheidungen zu treffen – das macht #GiveDataPurpose aus. Steinbeis hat dies erkannt und ist mit seiner Digitalisierungsstrategie ihren Wettbewerbern einen Schritt voraus.“

Geschäftsführer Feuersinger hält Kreislaufwirtschaft für ein zunehmendes gesellschaftliches Muss. „Es spart nicht nur Energie und Ressourcen, sondern regt auch zu einem bewussteren Umgang mit Material an“, erklärt er. Altpapier – nicht Holz – ist der Rohstoff, mit dem Steinbeis arbeitet.

„Wir brauchen für die Produktion deutlich weniger Energie und weniger Wasser als vergleichbare Frischfaserpapiere. Wir verwenden Papier, das schon einmal in Gebrauch war und so müssen keine neuen Bäume dafür gefällt werden.“ Steinbeis emittiert so deutlich weniger CO₂ als seine Mitbewerber.

Für die Zukunft setzt Steinbeis auf weitere Digitalisierung. „Auch unser Weg zum Kunden soll in Zukunft digital werden“, sagt Feuersinger. Seit Anfang 2020 hat Steinbeis einen Webshop. „Das ist einfach der Anspruch der Zeit, diese direkte Kommunikation mit dem Kunden und wir eröffnen so auch neue Absatzwege.“

„Der Schlüssel ist für mich: Alle Informationen aus der Papierfabrik sind nun über eine Technologieplattform verfügbar anstatt wie früher zwei Welten: die Produktion und die SAP-Welt“, sagt Hunold. „Mit dem Projekt Industrie 4.0 und der SAP-Technologie wurde die nötige Infrastruktur geschaffen. Die wollen wir nun nutzbar machen für jeglichen Prozess in der Papierherstellung, im Papierverkauf und beim Einkauf von Rohstoffen. Das sind die Aufgaben, die wir in der Zukunft haben.“

Weitere Informationen:

Mehr über die Initiative #GiveDataPurpose unter sap.de/givedatapurpose.