Daten der ERP- und Fer­ti­gungs­ebe­ne verbinden

Im Zuge der Digi­ta­li­sie­rung kommt dem Daten-Manage­ment eine her­aus­ra­gen­de Rol­le zu. Die Soft­ware Opal von Opti­ma ver­bin­det die Daten der ERP- und Fer­ti­gungs­ebe­ne mit­ein­an­der. Zudem wer­den Her­stell­pro­zes­se ana­ly­siert und optimiert.

Wenn es um Indus­trie 4.0 geht, spie­len Daten und deren Ver­net­zung eine her­aus­ra­gen­de Rol­le. Noch sind hier gewis­se Hür­den zu meis­tern: Denn kom­ple­xe Daten­viel­falt und gro­ße Daten­men­gen ent­ste­hen bereits in der Fer­ti­gung eines mit­tel­stän­di­schen Unter­neh­mens, das bei­spiels­wei­se mit einem ERP-Sys­tem arbei­tet und zugleich Pro­duk­ti­ons­da­ten sta­tis­tisch erfasst und auswertet.

„Big-Data“ – ein in die­sem Zusam­men­hang häu­fig ver­wen­de­ter Begriff – beschreibt nicht nur immense Daten­men­gen. Die Aus- und Ver­wer­tung von Daten steht auch auf­grund feh­len­der Orga­ni­sa­ti­ons­struk­tu­ren, Kom­pa­ti­bi­li­tä­ten oder wei­te­rer Hemm­nis­se viel­fach noch am Anfang. Doch die Daten­ex­per­ten sind in man­chen Berei­chen bereits einen gro­ßen Schritt wei­ter. Opal ist ein Bei­spiel dafür. Die Soft­ware hat zwei wesent­li­che Funktionen:

• Eine immens ver­ein­fach­te Pro­duk­ti­ons­pla­nung und ‑orga­ni­sa­ti­on
• Die detail­lier­te Effi­zi­enz-Ana­ly­se von Lini­en und Fertigungen

Damit fügt sich Opal pass­ge­nau in das Total Care-Kon­zept ein, das eine hoch­ef­fi­zi­en­te Pro­duk­ti­on zum Ziel hat.

Auto­ma­ti­sche Produktionsplanung

Der Schlüs­sel zur ver­ein­fach­ten Pro­duk­ti­ons­pla­nung ist, die Daten der ERP- und der Fer­ti­gungs­ebe­ne zu har­mo­ni­sie­ren. Zunächst sind die Daten­struk­tu­ren der ERP- und der Fer­ti­gungs­ebe­ne in Unter­neh­men nicht „ wie für­ein­an­der geschaf­fen“. Für sich genom­men sind ERP-Daten kon­sis­tent, genau­so die Daten der Fer­ti­gungs­ebe­ne. ERP-Daten sind jedoch zu abs­trakt für die Fer­ti­gungs­ebe­ne, um dort direkt damit arbei­ten zu kön­nen. OPAL erschließt nun die abs­trak­ten Daten aus der ERP-Ebe­ne und trans­fe­riert die­se in ver­wert­ba­rer Form in die Fer­ti­gungs­ebe­ne: die rich­ti­gen Daten zur rich­ti­gen Zeit am rich­ti­gen Ort.

Bis­her war dies Hand- und Kopf­ar­beit. Ein fik­ti­ves Bei­spiel ver­deut­licht die kom­ple­xe Auf­ga­be: Das ERP-Sys­tem des Her­stel­lers Pad & Co. über­mit­telt einen Pro­duk­ti­ons­auf­trag in die Fer­ti­gung. 100.000 Wund­auf­la­gen des Typs „Soft“ sind zu pro­du­zie­ren. Die­se wer­den in zwei Ver­pa­ckungs­ar­ten ange­bo­ten, Fün­fer- und Zeh­ner­pa­ckun­gen. Die Dosen wer­den in 23 Län­der expor­tiert. Das erfor­dert viel­fäl­ti­ge Pri­mär­ver­pa­ckun­gen mit diver­sen Bedruckun­gen in unter­schied­li­chen Stückzahlen.

An der Her­stell­an­la­ge für die Wund­auf­la­gen ist ein HMI instal­liert, in dem die Rezep­te für die ein­zel­nen Län­der hin­ter­legt sind. Wei­te­re HMIs befin­den sich am Dru­cker, am Kar­to­nie­rer der Pri­mär- und Sekun­där­ver­pa­ckung und auch am Palet­tie­rer. Die Kame­ra­sys­te­me ver­fü­gen über ein wei­te­res HMI. An den ins­ge­samt sechs HMIs (mit unter­schied­li­cher Benut­zer­füh­rung) muss der Anla­gen­be­die­ner hän­disch die kor­rek­ten Rezep­tu­ren und Stück­zah­len aus­wäh­len. Dann erst star­tet die Produktion.

Der Arbeits­auf­wand ist hoch – die Anfäl­lig­keit für Feh­ler eben­falls. Doch damit ist erst eine Pro­duk­ti­ons­li­nie im Werk in Betrieb gesetzt. Eine zwei­te Linie wird für den glei­chen Auf­trag her­an­ge­zo­gen und muss wie die ers­te Linie vor­be­rei­tet wer­den. Der Auf­trag wird gesplit­tet, die Kom­bi­na­to­rik ist in der Umset­zung sehr anspruchsvoll.

Ein direk­ter Daten­aus­tausch zwi­schen ERP und Fer­ti­gung funk­tio­niert in die­sem Bei­spiel nicht. Denn die loka­len spei­cher­pro­gram­mier­ba­ren Steue­run­gen (SPS) der Ein­zel­ma­schi­nen sind dar­auf spe­zia­li­siert, mit­tels Para­me­ter ein Pro­dukt mit bestimm­ten Eigen­schaf­ten her­zu­stel­len. Eine Ein­ga­be über­ge­ord­ne­ter Anfor­de­run­gen, wie etwa Sprach­ver­sio­nen, oder eine direk­te Ansteue­rung der Para­me­ter nach­fol­gen­der Maschi­nen in einer Linie ist nicht vor­ge­se­hen. Von einer sich selbst orga­ni­sie­ren­den, durch­di­gi­ta­li­sier­ten Fabrik ist man hier weit ent­fernt – obwohl es sich in die­sem Bei­spiel um eine noch über­schau­ba­re Daten­men­ge handelt.

Aus­ge­reif­tes Linienmanagement

Opal trans­fe­riert Daten aus der ERP-Ebe­ne. Alle Aggre­ga­te, vom Dru­cker bis hin zur Wund­auf­la­gen-Her­stell­an­la­ge, erhal­ten über die Soft­ware alle rele­van­ten Daten zuge­spielt. Sämt­li­che Para­me­ter einer Linie – oder auch aller Lini­en eines Werks – wer­den mit der Soft­ware zen­tral an einem Rech­ner zusam­men­ge­führt und ver­wal­tet. Aus OPAL her­aus erhal­ten die Lini­en alle erfor­der­li­chen Daten­sät­ze bzw. Para­me­ter, um die Bat­ches nach den spe­zi­fi­schen Vor­ga­ben pro­du­zie­ren zu kön­nen. Ver­blei­ben­de manu­el­le Ein­stel­lun­gen unter­stützt OPAL ebenfalls.
Kommt ein Fer­ti­gungs­auf­trag aus dem ERP in die Pro­duk­ti­on, sorgt Opal dafür, dass sich die Anla­gen in einem dazu kon­sis­ten­ten Zustand befin­den. Bis ins Detail rei­chen die Vor­ga­ben. So lässt sich bei­spiels­wei­se fest­le­gen, wie häu­fig Prüf­mus­ter – bei­spiels­wei­se nach Behör­den­vor­ga­ben – auto­ma­tisch aus­zu­schleu­sen sind. Die zen­tra­len Vor­tei­le lie­gen damit auf der Hand:

1. Nut­zer­ein­grif­fe wer­den mini­miert. Feh­ler­quel­len durch Fehl­ein­ga­be schei­den aus.
2. Die Pro­duk­ti­vi­tät steigt.

Mit der Ein­füh­rung von Opal gelingt die ver­ti­ka­le Inte­gra­ti­on des ERP und der spei­cher­pro­gram­mier­ba­ren Steue­run­gen (SPS). Dies funk­tio­niert unab­hän­gig davon, ob die Maschi­nen und Aggre­ga­te von Opti­ma oder von ande­ren Her­stel­lern stammen.

Opti­mie­run­gen in der glä­ser­nen Produktion

Feh­ler­quel­len objek­tiv zu ermit­teln ist die zwei­te zen­tra­le Auf­ga­be von Opal. Denn wenn es in der Fer­ti­gung nicht wie gewünscht läuft, kön­nen die Ursa­chen viel­fäl­tig sein. Die Soft­ware wer­tet Feh­ler­stän­de und Alarm­zu­stän­de an den Anla­gen sta­tis­tisch aus. Sogar wenn Kon­troll­sys­te­me Feh­ler erken­nen, die der Mensch nicht als sol­che wahr­nimmt, hilft Opal. Han­delt es sich etwa doch um mini­ma­le Maß­ab­wei­chun­gen oder Ver­schmut­zun­gen? Oder ist das Kame­ra­sys­tem zu sen­si­bel ein­ge­stellt? Der Aus­schuss ist zunächst nicht erklär­bar. Über einen Batch­num­mern-Abgleich und Feh­ler­ana­ly­sen gelingt es mit Opal, auch sol­che Fra­gen zu beantworten.

Die Soft­ware von Opti­ma kommt sogar Feh­ler­kom­bi­na­tio­nen auf die Schli­che: wenn zwei für sich genom­men harm­lo­se Umstän­de zusam­men­tref­fen und gemein­sam eine ungüns­ti­ge Kon­stel­la­ti­on in einer Maschi­ne erge­ben. Doch nicht immer sind die Feh­ler­ur­sa­chen so kom­plex. Mit­un­ter han­delt es sich schlicht um Bedien­feh­ler. Erkennt­lich dar­an, dass bei­spiels­wei­se eine Schicht signi­fi­kant weni­ger Aus­schuss pro­du­ziert als eine ande­re. Eine Best-prac­ti­ce Vor­ge­hens­wei­se, die auf den mit Opal gewon­ne­nen Erkennt­nis­sen basiert, schafft Abhilfe.

Auch in den Unter­neh­mens­be­rei­chen von Opti­ma hat Opal bereits dazu bei­getra­gen, Feh­ler­ur­sa­chen zu erken­nen. Bei­spiels­wei­se führ­te das Wie­der­an­fah­ren nach einem Anla­gen­still­stand häu­fig zu über­mä­ßi­gem Pro­dukt­aus­schuss. Es zeig­te sich, dass der ent­ste­hen­de Tem­pe­ra­tur­an­stieg das Foli­en-Ver­pa­ckungs­ma­te­ri­al unbrauch­bar mach­te. Eine Luft­küh­lung sorgt hier inzwi­schen für kon­stan­te Verhältnisse.

Wenn schließ­lich Fer­ti­gungs- und Ver­pa­ckungs­pro­zes­se opti­miert und der Aus­schuss mini­miert sind, schafft Opal eine kla­re kal­ku­la­to­ri­sche Grund­la­ge. Wel­che Men­gen an Roh­ma­te­ri­al sind für den geplan­ten Out­put erfor­der­lich? Erst bekann­te und sta­bi­le Grö­ßen­ord­nun­gen sor­gen für soli­de Wirtschaftlichkeitsberechnungen.