Hannover Messe: Automatisierte Materialversorgung in der Intralogistik durch Industrial IoT

Kosten senken, Produktivität steigern – das steht für SAP-Kunden derzeit im Vordergrund. Auf der virtuellen Hannover Messe 2021 wird gezeigt, wie SAP Industry 4.Now Kunden unter anderem mit Industrial IoT dabei unterstützt, ihre Lieferkette dynamischer und flexibler zu machen.

„Viele unserer Kunden erreichen mittlerweile eine enorme Komplexität in ihren globalen Lieferketten“, sagt Dominik Metzger, Head of Product Management, Manufacturing & Industrial IoT bei SAP. In den produzierenden Industrien hat jeder Hersteller in der Regel ein Geflecht von globalen Lieferanten und Unterlieferanten um sich.

„Deshalb leiden viele Unternehmen sehr stark unter Disruptionen“, sagt Metzger, „die zum Teil auf COVID-19 zurückzuführen sind, zum Teil aber auch schon vor der Pandemie bekannt waren.“ Makroökonomische Trends wie etwa die Einführung erheblicher Handelstarife zwischen der EU und dem Vereinigten Königreich oder zwischen China und den USA, bringen das Gefüge vieler Unternehmen aus dem Gleichgewicht.

„Wenn also etwas für unsere Kunden in der Produktion gerade oberste Priorität hat, auch für die Zeit nach der Pandemie, dann Maßnahmen, die effizient Kosten senken und die Produktivität steigern“, sagt Metzger. „Und für uns bei SAP ist die zentrale Frage: Wie können wir unsere innovativen Technologien einsetzen, um die Kunden dabei zu unterstützen, Ihre Prozesse zu automatisieren?“

Auf der virtuellen Hannover Messe 2021 wird SAP eine Reihe neuer Funktionalitäten und Applikationen vorstellen, die im 2. Quartal auf den Markt kommen sollen und in denen Industriedaten aus Prozessen entlang der gesamten Wertschöpfungskette nutzbar gemacht werden.

„Das betrifft Daten, die bei der Herstellung, Wartung, Logistik und so weiter erzeugt werden und die tief in die SAP-Applikationen integriert werden müssen“, sagt Metzger. Mit den Daten allein lässt sich allerdings noch kein Mehrwert für Unternehmen schaffen, sondern diese müssen in einem Businesskontext analysiert werden. „Und dieser Kontext liegt in den SAP-Systemen“, erklärt Metzger, „in unserer Intelligenten Suite und in unserer Industry Cloud, in Manufacturing- und Logistik-Lösungen.“

Automatisierte Materialversorgung dank IoT, Robotik und Edge-Computing

Unter der Bezeichnung Industrial IoT hat Metzgers Produktmanagementteam ein IoT-Portfolio aufgebaut, das es etwa erlaubt, in S/4HANA die Prozesse von Nachschub und Auslagerung vollständig zu automatisieren. Möglich wird das mit Hilfe eines intelligenten Regelwerks, um Handlungsoptionen von Echtzeitdaten abzuleiten, Robotik und durch die Digitalisierung von Intralogistikprozessen wie zum Beispiel Kanban.

Für die Produktion am Fließband müssen etwa mit Gabelstaplern oder manuellen Transportsystemen Materialien herbeigeschafft und dann verbaut werden. Für diese Materialversorgung wird häufig der Kanban-Prozess genutzt. Das Material wird genau an den Stellen am Band zur Verfügung gestellt, wo Montage- oder Produktionsmitarbeiter es benötigen.

Metzger erklärt: „In diese Boxen werden nun Sensoren eingebaut, so dass die Materialien konnektiert sind. Dieser Sensor erkennt am Gewicht der Box, wann Nachschub benötigt wird. Sobald ein gewisses Gewicht unterschritten ist, wird automatisch die Beschaffung angestoßen.“

Daneben interpretiert ein intelligentes, cloud-basiertes Regelwerk die Sensordaten. Hier wird entschieden, in welchen Geschäftsprozessen und Applikationen Aktionen losgetreten werden. SAP-Systeme wie S/4HANA, Digital Manufacturing Cloud oder Predictive Asset Insights sind tief in das Regelwerk integriert, damit zur richtigen Zeit, die richtigen Prozesse automatisiert angesteuert werden. Kanban-, Warenbuchungs- sowie Qualitätsprozesse sind dabei nur einige Anwendungsfälle.

„Es handelt sich um ein Zusammenspiel von SAP IoT und SAP Edge Services, das wir als Industrial IoT bezeichnen, weil wir dabei IoT-Daten im industriellen Kontext nutzen“, sagt Metzger.

Eine zusätzliche Innovation besteht darin, dass nicht mehr der Gabelstaplerfahrer das Material besorgt, sondern ein sogenanntes „autonomous guided vehicle“ (AGV) – also ein voll automatisierter Roboter. Diese vollautomatisierte Versorgung des Fließbandes und Auslagerung der Fertigerzeugnisse beschreibt Metzger als „Best in Class“-Logistikprozess, der aber nur funktionieren kann, wenn er vollends zwischem dem MES- und WM-System integriert wird.

Zum Einsatz kommen werden soll die neue Funktionalität im Kontext der SAP Digital Manufacturing Cloud. Dank einer Integration von SAP Manufacturing Systemen und den Logistiksystemen kann sie nahtlos implementiert und angewandt werden.

Geringere Implementierungskosten durch Standardisierung

Laut einer Studie, die SAP zusammen mit der MPI Group durchgeführt hat, haben Kunden diese produktivitätssteigernden Maßnahmen in 2020 zwar in einzelnen Werken oder Lagern getestet, aber oftmals noch nicht in der Breite ausgerollt.

„Der Grund ist“, sagte Metzger, „dass die Integration von Operational Technology wie etwa AGV-Roboter oder auch Maschinen, Sensoren und Anlagen in Unternehmenssoftware bisher noch nicht sehr gut standardisiert war. Das bedeutete einen relativ hohen Implementierungsaufwand für solche Projekte und damit einhergehend höhere Kosten – was den Grundgedanken der Kostensenkung und Produktivitätssteigerung etwas ad absurdum führte.“

Inzwischen jedoch hat SAP bei der Weiterentwicklung von Automatisierungstechnologien sehr stark auf deren Integration in Industriestandards wie etwa OPC UA oder auch der Umsetzunge der Verwaltungsschale gesetzt.

SAP setzt auf Cloud-Edge-Architektur zur Kostensenkung

„In den letzten 6 bis 7 Jahren haben wir massiv daran gearbeitet, die TCO dieser Implementierungen zu reduzieren, so dass die Kunden dementsprechend skalieren können. Neben der Standardisierung hilft uns vor allem unsere eigenen Technologie-Innovation – und zwar eine Cloud-Edge-Architektur.“ In der Vergangenheit war die Implementierung neuer Lösungen auch deshalb teuer, weil in jedem einzelnen Werk SAP-Infrastruktur bereitgestellt werden musste.

„Doch inzwischen laufen alle diese Prozesse über die Cloud“, erklärt Metzger. Das bedeutet, dass nur noch ein einziges Rechenzentrum benötigt wird, um diese Prozesse wie Warehouse Robotics, Digital Manufacturing oder Industrial IoT in 100 oder mehr Werken zu steuern.

„Gerade bei Automatisierungs-Prozessen kann man es sich nicht leisten, wenn für ein paar Sekunden das Internet abbricht“, sagt Metzger. „Für solche High-Availability-Szenarien wurde deshalb eigens eine Edge-Komponente eingeführt – die SAP Digital Manufacturing Cloud Edge.“

Auf einem sogenannten Edge-Gerät, also einem kleinen Server, können Mission-Critical-Prozesse somit sicher im Werk laufen. Anstatt die Prozesse Werk für Werk neu zu implementieren, werden sie zentral in der Cloud werkspezifisch konfiguriert und als Container im Werk auf der Edge betrieben.

Mit Hilfe von SAP IoT und SAP Edge Services sind SAP-Kunden in der Lage, den beschriebenen Anwendungsfall zu realisieren. „Damit hat man das Beste zweier Welten“, erklärt Metzger. „Die Skalierung wird deutlich erhöht, was Cloud-Computing mit sich bringt, und die TCO wird reduziert. Und mit Hilfe von Edge-Computing wird über dies die nötige Robustheit erreicht, um Mission-Critical-Prozesse zu steuern.“

Darüber hinaus wird die sogenannte „Auto-ID-Technologie“  als neue Funktionalität in SAP IoT und SAP Edge Services angeboten. Diese Technologie ermöglicht es, die Bewegung eines physischen Objekts automatisch einem bestimmten Prozessschritt zuzuordnen. „Solche Statusaktualisierungen in Echtzeit sind ein großer Schritt in Richtung Ausfallsicherheit der Lieferkette“, sagt Metzger. „Unternehmen können so für ihre Kunden immer verfügbar bleiben und sich an globale Einschränkungen anpassen.“