Integrierte Produktionssysteme sind gefragt

Die Auswahl der passenden Lösung für die jeweils höchst individuelle Aufgabenstellung wird allerdings für die meisten IT-Chefs angesichts des unübersicht­lichen Marktes zur Riesenherausforderung. Die angebotenen MES-Lösungen unterscheiden sich sowohl im Funktions­umfang als auch in ihrem Lösungs­ansatz. Der jetzt von der Aachener ­Trovarit AG in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) und dem VDI herausgegebene „Marktspiegel Business Software - MES/Fertigungssteuerung 2021/2022“ nimmt über 140 Fertigungs-Lösungen von mehr als 120 Software-Anbietern unter die Lupe.

Ein MES-System ist demnach in der Lage, die aktuelle Fabriksituation abzubilden. Das heißt: Mithilfe eines solchen ­Systems ist es z.B. möglich, schneller auf sich ändernde Rahmenbedingungen wie ­Personal- oder Maschinenausfall zu reagieren. Ein Störfall könnte so gerade noch rechtzeitig überbrückt werden, was den daraus resultierenden Termindruck minimiert. 

Zu diesem Zweck stellt ein MES alle Informationen bereit, die eine Optimierung von Produktionsabläufen – vom Anlegen des Auftrags bis hin zum fertigen Produkt – ermöglichen. Doch nicht jedes MES-System ist mit den gleichen Funktionen ausgestattet. Einige Anbieter liefern ganzheitliche Produkte, andere konzentrieren sich auf einzelne Bereiche, wie die Datenerfassung, oder auch auf Branchen. 

Des Weiteren spielt die Harmonie mit dem ERP-System eine entscheidende Rolle. Arbeiten die beiden Systeme nicht Hand in Hand zusammen, ­können ­daraus Konflikte resultieren, die die Produktion eher lähmen statt sie zu beschleunigen.

Über dieses Zusammenspiel und weitere Trends in der „Smart Factory“ sprachen wir mit Dr. Herbert Hadler, Geschäftsführer der PSI Automotive & Industry GmbH. Er fordert nicht nur dieses Zusammenspiel, sondern prophezeit, dass MES und ERP im Sinne der „vertikalen Integration“ zu einem intelligenten Produktions­system verschmelzen werden. Denn kaum ein Maschinen- und Anlagenbauer verfügt über eine vollständig integrierte IT-Infrastruktur, die sämtliche Maschinen in den Werkhallen sowie die vorhandenen Software-Systeme prozessübergreifend verknüpft. In der Regel gibt es irgendwo zwischen Auftragsplanung und operativer Fertigung einen Bruch. An diesen Stellen muss derzeit noch ein Mensch eingreifen, damit der Prozess weiterläuft. Bevor die Werkhallen zur „Smart Factory“ werden, muss daher die IT-Infrastruktur einen grundlegenden Wandel durchlaufen – weg vom sporadischen Datenaustausch, hin zum reibungslosen Zusammenspiel der Systeme. Die wichtigsten Treiber dieser Veränderung sind das „Enterprise-Ressource-Planning“ (ERP) und das „Manufacturing Execution System“ (MES).

Herr Dr. Hadler, was sind die größten Vorteile für Maschinen- und Anlagenbauer oder für Automobilzulieferer, wenn ERP und MES integriert zusammenarbeiten?

Dr. Herbert Hadler: Mittelständler, die in der Regel nicht über große IT-Abteilungen mit vielen Spezialisten verfügen, leiden darunter, wenn es bei der Zusammenarbeit der IT-Systeme zu Problemen kommt. Das liegt dann zumeist daran, dass sie mit Software-Systemen arbeiten, die schlecht integriert und kaum an die spezifischen Anforderungen – nicht nur in der Werkhalle – angepasst sind. Diese Unternehmen können sich an der Stelle oft nicht selber weiterhelfen. Und sollte dann noch der Hersteller keine Zeit haben, gibt es ein echtes Problem.

Hat denn nicht die Schnittstellen-Technologie zuletzt enorme Fortschritte gemacht?

Hadler: Klar. Zwar ist der Bau einer Schnittstelle heute dank Webservices viel einfacher als vor 15, 20 Jahren, doch bleiben die Schnittstellen ein Riesenthema für unsere Kunden. Der Grund ist einfach: Sie brauchen eine Verzahnung der Prozesse von der Buchhaltung bis zur Maschine. Wir nennen das vertikale Integration.

Durch die vertikale Integration gewinnen unsere Kunden wertvolle Zeit, die ihnen einen Vorteil im Wettbewerb verschafft, gerade auch mit Blick auf den asiatisch-pazifischen Raum. Beispielsweise erhält das Management quasi online Rückmeldungen darüber, wie ein Fertigungsauftrag gelaufen ist, kann so direkt reagieren – und nicht erst am nächsten Tag. Umgekehrt erhält der Shopfloor zeitnah Entscheidungshilfen, wenn umdisponiert werden muss, weil beispielsweise ein Eilauftrag eingeplant werden soll oder eine Maschine ausfällt. 

An dieser Stelle investieren unsere Kunden. Sie treiben die vertikale Integration voran, indem sie die Erfassung von Betriebsdaten verbessern, das MES ausbauen und es enger mit dem ERP-System integrieren. Die Aufträge unserer Kunden sind derzeit stark MES-lastig. Und wenn wir einen ERP-Auftrag erhalten, dann meist mit der Anforderung, das MES-System anzubinden. Als ERP-Spezialist haben wir bereits erkannt, dass unsere Kunden die Themen ERP und MES nicht mehr als Singularitäten betrachten. Beide Planungssysteme werden so zusammenwachsen, dass wir zukünftig nur noch von einem Produktionssystem sprechen. Unseren Kunden ist es völlig egal, ob eine Aufgabe vom MES oder ERP-System übernommen wird. Sie fordern, dass ein Prozess wie bspw. der Kundenauftrag vollständig unterstützt wird – vom Verkauf bis in die Maschine und wieder retour. 

Wie schaffen Sie es bei der PSI, das ERP und MES so zu integrieren, dass dieses Zusammenspiel reibungsfrei klappt?

Hadler: Wir besitzen quasi einen „Heimvorteil“ durch die Zugehörigkeit zum PSI-Konzern. Wenn wir als PSI Automotive & Industry mit unseren mehr als 200 Mitarbeitern all die Aufgaben rund um MES und ERP stemmen müssten, würden wir schnell an unsere Grenzen stoßen. Es geht nicht nur darum, die Systeme bei unseren Bestandskunden weiter zu entwickeln, sondern auch neue Kunden zu überzeugen sowie den Standard weiter auszubauen. 

An dieser Stelle kommt uns die Einbettung in das Konzernumfeld der PSI AG sowie deren Basistechnologien zugute. Wir nutzen die Software-Plattform des Konzerns für unsere Entwicklungen. Dadurch setzen wir die Innovationen nicht alle selbst um, sondern übernehmen beispielsweise Cloud- oder KI-Technologien. Somit behalten wir den Fokus auf die Produktionssysteme.

Was wäre die Folge, wenn Sie keinen Zugriff auf die Konzerntechnologie hätten?

Hadler: Wir müssten uns vermutlich auf eines der beiden Felder fokussieren, da wir uns eine zweigleisige Entwicklung nicht leisten könnten und den Anschluss in Richtung Produktionssysteme verpassen würden. In diese Gefahr laufen wir dank des PSI-Java-Frameworks nicht. Das Schöne ist: Dieser Framework unterstützt uns heute schon dabei, mit Workflow-Technologien und einer serviceorientierten Architektur, ein offenes System zu liefern. 

Komponieren und Orchestrieren von Webservices statt Programmieren von Software-Bausteinen: Das ist das, was unsere Kunden in den nächsten Jahren brauchen, denn so werden sie agiler und dynamischer. Sie können selber eingreifen und ad hoc ihre Workflows und Prozesse umgestalten – müssen also nicht ständig den Hersteller fragen.

Welchen Reifegrad hat dieser Framework inzwischen?

Hadler: Hier haben wir in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Trotzdem wurde jetzt die Entwicklungsmannschaft – wir reden hier von mehreren hundert Leuten im Konzern – noch einmal aufgestockt, um die rasanten Innovationen im IT-Bereich noch rascher umzusetzen.

Das MES ist bereits komplett mit dem aktuellen Framework realisiert, beim ERP-System wollen wir mit der Version 10 im Jahr 2023 soweit sein. Aktuell sind bereits erste Module und die gesamte Bedienoberfläche – unser GUI – damit realisiert. 2023 wollen wir dann ein ERP-System aus einem Guss in dieser Java-Technologie haben. Die gibt das inzwischen auch her, denn der Reifegrad ist inzwischen sehr hoch. 

Beispiel: Heute diskutieren wir über internationale Workflows, die z.B. in Deutschland angestoßen werden, dann über Werksgrenzen hinweg in Amerika oder Fernost Aktivitäten auslösen und das Ergebnis schließlich in Deutschland abliefern. Damit einher geht ein Paradigmenwechsel, denn heute werden die Aktivitäten in der Regel noch von einem Menschen initiiert, der sich mit seinen Berechtigungen in das System einloggt. Der Workflow aber geht rund um den Globus, wobei gewährleistet sein muss, dass alle beteiligten Systeme nur solche Aktionen ausführen, die dem Berichtigungsschema entsprechen. 

Mit den alten, monolithischen Systemen der Vergangenheit, aber auch mit Client/Server-Strukturen wäre das kaum möglich. Unser Framework liefert eine entsprechende Zwischenschicht, die solche Workflows zuverlässig und sicher umsetzt.

Bei den eigenen Produkten haben Sie ja alle Schnittstellen unter Kontrolle. Können Sie Psipenta ERP, aber auch Psipenta MES mit Systemen anderer Hersteller kombinieren? Oder ist das kein Thema?

Hadler: Das ist sogar ein Riesenthema! Deshalb haben wir unsere Workflow-Technologie auch so konzipiert, dass sie genau das kann. Unsere Kunden setzen ja nicht nur Psipenta ERP- und MES ein, sondern zusätzlich eine Vielzahl anderer Anwendungen. Sie stehen dann vor dem Problem, die Summe all dieser Systeme – und die Summe der damit unterstützten Prozesse – weltweit zu managen und gegebenenfalls zu optimieren. Diese Vielfalt zu beherrschen wird zunehmend -schwieriger, selbst wenn die IT-Abteilung personell und technisch gut ausgestattet ist. 

Das ändert sich grundlegend mit unseren Workflows. Damit sieht der User-Client überall gleich aus – und er verhält sich auch immer gleich beim Umgang mit den Daten. Das Schöne daran: Was hinter der Oberfläche passiert, darum muss der Anwender sich nicht kümmern. Ob die Daten via Edge aus der Maschine kommen oder aus dem MES- bzw. ERP-System, ist für ihn gleichgültig. Die Daten können sogar aus völlig anderen Systemen stammen – sei es CRM, EDM oder PLM. 

In diese Richtung muss es gehen: Die Software muss den User entlasten und beherrschbar für die IT bleiben. Auch nicht so gut geschulte Personen, wie Aushilfen oder Teilzeitkräfte, sollten mit Client arbeiten können. Das funktioniert nur, wenn der Client sämtliche Prozesse abbildet und den User durch die Prozessschritte führt.

Wenn Sie einen Neukunden gewinnen: Führt der in der Regel beide Produkte gleichzeitig ein? Oder kann er auch eines der vorhandenen Systeme – MES oder ERP – weiter nutzen und so die Investition schützen und das Projektrisiko minimieren?

Hadler: Letzteres tun wir sehr gerne, weil wir die Erfahrung gemacht haben, dass unsere Kunden mit einem ERP-Projekt schon hart an die Grenze des Machbaren kommen. Denn wenn das Geschäft im Maschinenbau wie zurzeit brummt, dann sind alle guten Leute voll und ganz mit der Auftragsabwicklung beschäftigt. 

Daher kann es vorkommen, dass bei den ERP-Workshops beim Kunden kein einziger Vertreter der Fachabteilung dabei ist. Dann sind wir besonders gefordert, trotzdem gute Ergebnisse zu liefern. Deshalb ist es uns sehr lieb, wenn der Kunde sagt: Diese und jene Komponente der vorhandenen IT-Landschaft funktioniert noch gut. Die integrieren wir dann in unsere Lösung, um die Komplexität des Projektes und damit auch das Risiko und den Zeitaufwand zu senken.

Wir raten nach der Inbetriebnahme des neuen ERP-Systems zu einer kurzen Konsolidierungsphase. Dann können sich die Mitarbeiter des Kunden den Schweiß von der Stirn wischen und einmal tief durchatmen. Im Tagesgeschäft wird das ERP-System dann noch in den letzten Feinheiten angepasst und „ausgehärtet“. Ist dieser Zustand nach sechs oder neun Monaten stabil, gilt es Schwung zu holen für den nächsten Schritt.

Auf der Cebit 2015 wurde ja gemeinsam mit Portolan ein Automotive-ERP speziell für die Plattform IBM i angekündigt – auch mit Blick auf die Ablösung von Infor-Produkten. Welche Bilanz ziehen Sie nach sechs Jahren?

Hadler: Diese Plattform erstaunt mich immer wieder: Wie gut und stabil sie läuft, wie oft sie schon totgesagt wurde und wie quicklebendig sie dennoch ist! Viele Kunden hängen an ihr – manche IT-Leiter sind regelrechte Fans. Ich erwarte daher auch nicht, dass es schlagartig anders wird.

Bei Software-Umstellungen kommt es regelmäßig auch zu Diskussionen über die eingesetzte Hardware. Dann stehen Fragen im Raum wie: Wechseln wir in die Windows- oder Linux-Welt? Bleiben wir auf der aktuellen Hardware oder investieren wir in ein Upgrade auf aktuelle Power- und Storage-Technologie? Die Entscheidungen fallen dann unterschiedlich aus. Es gibt Kunden, die aus guten Gründen bei der Plattform bleiben.

Es gibt ja auch viele Unternehmen, die auf IBM i weiterhin Produktionsplanungs- oder Warenwirtschaftssysteme Marke Eigenbau betreiben. Warum sind die nicht so einfach von den Vorteilen einer Standardsoftware zu überzeugen?

Hadler: Das liegt an der Funktionalität dieser „maßgeschneiderten“ Software. Wir haben natürlich in der Vergangenheit einige solcher Systeme abgelöst. Dabei war ich immer wieder davon überrascht, wieviel Aufwand diese Kunden in die Anpassung unserer Software an ihre Prozesse investieren – und wie sehr sie an ihren Prozessen hängen. Sie haben mir dann glaubhaft erklärt, warum diese Prozesse ein USP sind – und warum es auch gar nicht anders geht. 

Deshalb ist die Ablösung solchen Individualsoftware durch einen ERP-Standard alles andere als trivial. Das haben wir immer wieder erlebt. Wenn wir Psipenta an solche Prozesse anpassen, achten wir deshalb sorgsam darauf, dass dies nicht durch Anpassungsprogrammierung im ERP-Kern erfolgt, sondern über eine vorgelagerte Scripting-Schicht. Auf diese Weise vermeiden wir später Mehraufwand bei Release- und Versionswechseln. 

Zum Abschluss darf eine Frage nicht fehlen: Wie halten Sie es mit der Cloud?

Hadler: Wir haben bereits einige Kunden in der Cloud. Dabei handelt es sich aber eher um klassisches Hosting, verstärkt um unterstützende Services für Vertrieb und Support. Das hat noch wenig Ähnlichkeit mit dem Cloud Computing der Consumer-Welt. 

Die Cloud und alles darum herum ist aber neben der Modernisierung der Software unser zweiter Entwicklungsschwerpunkt. Das heißt: Auf dem Fundament der Framework-Technologie des Konzerns modernisieren wir unsere MES- und ERP-Suiten. Parallel dazu machen wir die Software Cloud-fähig. Als drittes Standbein bauen wir das Servicegeschäft aus, denn unsere Kunden haben immer seltener die Kapazität und auch das Know-how, die immer komplexer werdenden Systeme zu betreuen. Deshalb wollen wir tief in das Thema Systembetrieb eintauchen, was bei uns stark mit dem Cloud Computing verbunden sein wird.

Werden Sie dann die Systeme für die Kunden selber hosten und betreiben – oder arbeiten Sie hier mit Partnern zusammen?

Hadler: Beides. Wir haben im PSI-Konzern die Möglichkeit, es selber zu tun. Dabei bedienen wir uns natürlich der Technologien, die es am Markt gibt – von Anbietern wie IBM, Oracle, Amazon oder wie sie alle heißen. Wir betreiben dann die IT selbst und bieten unseren Kunden die Software als Service an. Da wird es dann Abstufungen im Service-Umfang geben, denn nicht jeder Kunde wird einen Komplettservice brauchen. Manche Kunden werden ihre eigene Private Cloud -betreiben und bestimmte Managed-Services bei uns einkaufen – ebenso wie Partner, die unsere Software als Cloud-Service anbieten. Wir werden zukünftig vermutlich alles sehen: Psipenta in der Private, Hybrid und auch Public Cloud. 

Herr Dr. Hadler, vielen Dank für das Interview!

Bildquelle: Julia Stoll