Workflow aus der Werkshalle

Die Aufgabe eines Manufacturing-Execution-Systems (MES) ist es, die Fertigungsprozesse online abzubilden, relevante Informationen direkt an den Arbeitsplätzen zur Verfügung zu stellen, alle Daten aus der Logistik für die Produktionsplanung aufzuarbeiten und sie an vor- und nachgelagerte Anwendungen weiter zu reichen. Damit werden Planungsprozesse beschleunigt, Durchlaufzeiten verkürzt und Buchungsfehler so gut wie ausgeschlossen.

Lieferketten und Fertigung – schneller und schlanker

Da Firmen immer stärker auf Kosten- und Konkurrenzdruck reagieren müssen, wird darauf geachtet, Lieferketten schlanker zu machen und mit weniger Puffern zu versehen. Damit werden die Lieferketten jedoch anfälliger für Probleme in der Produktion und unerwartete Änderungen in der Kundennachfrage. Abhilfe schafft hier die Möglichkeit, alle Fertigungsschritte in Echtzeit zu verfolgen. Echtzeit-Transparenz in der Fertigung ist zu einem kritischen Erfolgsfaktor geworden. Das bestätigen drei grundlegende Trends:

Erstens wird der Wettbewerb immer mehr auf der Fertigungsebene ausgetragen. Kunden erwarten, Produkte in immer kürzeren Fristen geliefert zu bekommen. Mit einer Fertigung nach Auftrag (“Make-to-order”) sind Unternehmen bestrebt, die Prozesse rasch anpassungsfähig zu machen, damit sich gemäß den Bestellungen Produkte auf schnellstem Wege fertigen lassen.

Lagerbestände geraten zweitens mehr und mehr zu einem teuren Luxus, “schlanke” Bestände sind gefragt. Darum sind Hersteller gezwungen, ihre Lieferketten so leistungsfähig zu machen, dass sie die aktuellen Anforderungen der Fertigung und somit einen hohen Servicegrad erfüllen. Hersteller werden gezwungen, ihre Fertigung auf die Nachfrage, auf ein Pull-basiertes System hin, umzustellen.

Als drittes schließlich nimmt die so genannte Kontraktfertigung zu. Das bedeutet, dass Arbeiten mit detaillierten, echtzeitbasierten Fertigungsinformationen wichtiger werden. Immer mehr Firmen sehen das Outsourcing von Fertigungsschritten oder ganzen Fertigungsprozessen als überlebenswichtig an. Hierbei den Überblick und die Kontrolle zu behalten, stellt an das Thema Visibilität und Transparenz ganz neue Anforderungen.

Hürden für Integration

Die Herausforderung besteht also darin, in Echtzeit anfallende Fertigungsdaten in geschäftsprozessbezogene Informationen umzuwandeln. Um einen effizienten Betrieb zu ermöglichen, ist es notwendig, Antworten auf folgende Fragen zu bekommen:

Leider standen in der Praxis bisher zwei bedeutende Hürden einer effizienten Informationsverbreitung im Wege. Die Vielzahl an Protokollschichten (Layer) im Informationsfluss erfordert Standards, die sich bisher nicht umfassend herausgebildet haben. Auch fehlt eine Technologieplattform, die all diese Schichten in einem “Framework” zusammenhält und somit erst einen integrierten Fertigungsbetrieb ermöglicht.

Workflow unterstützt Prozesse

mySAP Business Suite

Hier stellen mySAP ERP und die Technologieplattform SAP NetWeaver den Unternehmen die Lösungen bereit, sowohl die Zugriffe auf Fertigungsinformationen als auch die Überwachung der Fertigung zu verbessern. Diese Prozesse werden durch Workflow-Technologie unterstützt. Die Technologie ermöglicht es, sogenannte Events – geplante oder ungeplante Vorkommnisse in der Fertigung – an die jeweils zuständigen Entscheider weiterzureichen.

In diesem Zusammenhang wurde der Begriff des Adaptive Manufacturing eingeführt. Er beschreibt die Fähigkeit eines Unternehmens, die Lieferkette auf dem Laufenden zu halten und dabei dynamisch auf Vorkommnisse zu reagieren. Im Idealfall ist die Fertigung so entwickelt, dass sie sich fortlaufend den aktuellen Anforderungen anpasst und die Erfahrungen etwa zum Materialfluss oder zur Anlagenauslastung verwertet. Sie wandelt sich zu einer “verstehenden” und “lernenden” Einheit.

Die SAP-Lösung zum Manufacturing-Management kombiniert Funktionalitäten des Enterprise Resource Planning (ERP), des Supply Chain Management (SCM) und des Product Lifecycle Management (PLM). Basierend auf Echtzeit-Fertigungsinformationen stellt die SAP-Lösung Informationen in einer rollenbasierten Benutzeroberfläche – typischerweise per Portal – bereit. Von hier aus hat der Anwender die Möglichkeit, verschiedene Funktionen auszuführen. Zum Beispiel lässt sich überprüfen, ob genügend Bestand vorhanden ist, oder ermitteln, welche Kundenaufträge noch offen sind. Auch ist auf einen Blick der Fertigungs-Zustand zu analysieren und die Kapazitätsauslastung sowie die Verfügbarkeit weiterer Kapazitäten zu überprüfen.

Wenn eine Maschine streikt…

SAP NetWeaver und Fertigung

Was passiert beispielsweise, wenn eine Maschine während eines Produktionszyklus ausfällt? Nachdem auf der Automatisierungsebene, die über Sensoren den Betriebsablauf überwacht, ein Stillstand bemerkt wurde, geht eine Alarmmeldung an das MES. Dieses wiederum informiert den Vorarbeiter oder Meister und fordert eine umgehende Störungsbehebung. An dieser Stelle enden die meisten Workflows. Sie sind nicht mit betriebswirtschaftlichen Anwendungen verknüpft. Der Ausfall eines Equipments lässt sich also nur als ein isoliertes Ereignis betrachten. Für ein Realtime-Business müssen sich aber Auswirkungen in beide Richtungen der kompletten Lieferkette darstellen lassen – im Hinblick auf die Fertigung und auf Enterprise Resource Planning.

Dieses Problem lässt sich nur dann umfassend lösen, wenn ein derartiges Ereignis in die SAP-Lösungen integriert wird. Mit mySAP ERP lässt sich in diesem Szenarium beispielsweise ein Instandhaltungsauftrag anlegen und weitersenden. Dieser dient nicht nur als Kostensammler, um im Nachgang die Ausfallzeiten finanziell korrekt zu bewerten. Er dient auch dazu, die Maschinenverfügbarkeit in einer grafischen Plantafel zu verbessern. Der Instandhaltungsauftrag wird als vordringlich eingestuft. Gleichzeitig ist die Maschine für die voraussichtliche Dauer des Ausfalls geblockt. Der Auftrag zur Instandhaltung lässt sich automatisch an ein mobiles Endgerät des Instandhaltungsplaners senden. Zeitgleich wird geprüft, ob die nötigen Ersatzteile verfügbar sind oder ob deren Beschaffung angestoßen werden muss.

Darüber hinaus ermittelt die integrierte Lösung die Anzahl verzögerter oder verlorener Aufträge. Eine entsprechende Meldung geht an den zuständigen Vertriebsmitarbeiter, der die Informationen an die Kunden weitergibt. Falls möglich oder notwendig ermittelt die MES-Lösung alternative Lieferanten oder Substitutionsprodukte, um trotz des Maschinenausfalls dem Kunden gegenüber gemachte Zusagen einzuhalten. Des Weiteren liefert mySAP ERP Informationen darüber, welchen Einfluss die Störung auf den Rohteilebestand hat. Lieferanten werden rechtzeitig angewiesen, ihre Anlieferungen zurückzuhalten. Unnötiger Bestandsaufbau wird damit vermieden.

Rollen und Partner

SAP Enterprise Portal 6.0 Werksleiter Desktop

Mit SAP NetWeaver versetzt SAP Fertigungsunternehmen in die Lage, eine Echtzeit-Steuerung zu ermöglichen. Die Technologieplattform stellt zum Beispiel rollenbasierte Arbeitsoberflächen, etwa die eines Werksleiters, zu Verfügung und erlaubt es, unterschiedliche Applikationen etwa zur Fertigungssteuerung oder zur Personalzeiterfassung zu integrieren. Dadurch lassen sich Fertigungsanalysen erstellen und Kennzahlen ermitteln, auf denen wiederum die inner- und überbetriebliche Zusammenarbeit beruht. Darüber hinaus entfallen für die Unternehmen Kosten für teure, individuelle Schnittstellen und Adapter. SAP NetWeaver greift auf allgemein anerkannte Kommunikations- und Schnittstellenstandards, wie den MES-Standard S95, zurück. Damit sinkt die Total Cost of Ownership.

SAP setzt bei der Integration von MES auf das existierende Partner-Netzwerk. Die Partner können im Rahmen einer Zertifizierung “Powered by SAP NetWeaver” den Nachweis führen, dass ihre Anwendungen mit der technologischen Infrastruktur von SAP, dem Web Application Server 6.40, betreiben lassen. Weiterhin bieten die Partner in der Regel so genannte iViews. Diese Bausteine lassen sich sehr einfach in die Rollen integrieren und bieten zusätzliche MES-Funktionalitäten. Ein typisches Beispiele wären es, Maschinenzustandsdaten auf der MES-Ebene zu sammeln und zu verdichten, bevor sie an das SAP Business Information Warehouse weitergeben werden. Dort findet die Auswertung und Aufarbeitung statt, wobei etwa Ampel-Symbole in einem Portal der Unternehmensführung die Maschinenzustände transparent machen.

Thomas Ullmer