Praxisbeispiele aus dem Mittelstand

Industrie 4.0 trifft ERP-System

Sollten sich Trends wie Industrie 4.0 und das Internet der Dinge durchsetzen, sind auch die Kernanwendungen in Unternehmen, die ERP-Systeme, unmittelbar betroffen. Während der Mittelstand sich derzeit nur Gedanken über die Potentiale machen muss, sind die ERP-Hersteller schon konkret gefordert, ihre Systeme neu auszurichten. Dass sich die Ausrichtung auf die Trends aber jetzt schon lohnen kann, zeigen zwei Beispiele aus der Praxis.

Fertigungsstraße

Mittelständler können zukünftig Maschinen-Massendaten im ERP-System abbilden.

„Wir befinden uns eher im Forschungs- als im Umsetzungsstadium, bisher gibt es nur Showcase-Szenarien für Industrie 4.0. Es ist also keineswegs fünf vor Zwölf“, sagt VDMA-Experte Volker Schnittler. Dennoch gehe es darum, sukzessive und strukturiert das Zusammenwachsen von Produktions-IT und Unternehmens-IT voranzutreiben und auszuloten, was mit der Digitalisierung des Produkt- und Service-Portfolios möglich wäre. Mittelständlern empfiehlt Schnittler: „Man sollte das Thema nicht aus den Augen verlieren und sich Gedanken machen. Die entscheidende Frage lautet: Wie lässt sich der Kundennutzen erhöhen, zum Beispiel durch mehr Individualisierung der Produkte und mehr Services? Welche Potentiale gibt es, und welche neuen Geschäftsmodelle könnten entstehen?“. Zugleich würde der VDMA-Experte keinem mittelständischen Unternehmen raten, da schon zu konkret zu werden, denn Industrie 4.0 werde sich wohl von oben nach unten durchsetzen.

Kein Standard in Sicht

Viele Unternehmen sind schon deshalb zurückhaltend, weil es keine Kommunikationsstandards gibt. Noch immer hat EDV andere Standards als die Maschinen, von künftigen Produkten noch gar nicht zu reden. „In Bezug auf Standards gibt es derzeit bestenfalls Diskussionen. Das wird die härteste Herausforderung auf dem Weg, nicht nur deutschlandweit, sondern global“, meint Volker Schnittler. Derzeit werde um Interessen einzelner Player gerungen, es gebe mehrere parallele Entwicklungen, gemeinsame Standards sind demzufolge weit entfernt.

Die Cloud wird eine der treibenden Technologien sein, doch hier gibt es durchaus breiten Widerstand in den Unternehmen. „Die Frage der Sicherheit spielt eine große Rolle, da sind Mittelständler kritisch, weil sich der Aufwand dafür auch rechnen muss. Wie schultert man die Kosten, wie bildet man die Leute so aus, dass eine neue Produktdenke Einzug hält, sind einige der Punkte, die die Unternehmen beschäftigen“, so Schnittler.

Was heute schon geht

Selbst Zukunftstechnologien folgen der Tatsache, dass jedes System nur so gut ist wie seine Daten. Einer der Pläne der Initiative ERP 2020 besteht darin, mehr für die Datenqualität zu tun. „Wir wollen an die Automatisierung der Stammdaten heran und das ERP mit besseren Daten anreichern“, sagt Volker Schnittler.

Ein Beispiel: Der gleitende Einkaufspreis als immer wieder gebildeter Durchschnittspreis gilt heute als Standard im ERP. „Es gibt aber keinen durchschnittlichen Wiederbeschaffungszeitraum. Dieser wurde vielleicht mal mit drei Wochen notiert, in der Zwischenzeit hat es jedoch mal fünf und mal sieben Wochen gedauert“, so Schnittler. Das ERP-System wisse das und könnte den Durchschnittswert jederzeit anpassen oder den Disponenten warnen, dass eine große Abweichung vorliegt. Ein Ansatz sei auch, das Mailsystem mit dem ERP zu verknüpfen, um zum Beispiel Adressdaten automatisch abzugleichen. Die Idee findet Anklang und noch im Februar startet der VDMA einen Arbeitskreis, der solche Themen, die affin für die automatische Nutzung sind, identifizieren soll. Schließlich lässt sich durch weniger manuelle Datenpflege auch viel Zeit sparen.

Praxisbeispiel Nr.1:

Schwering & Hasse: Maschinen-Massendaten im ERP abbilden: „Das Schlagwort Industrie 4.0 hat für uns anfangs weniger eine Rolle gespielt. Vielmehr ging es darum, was wir am Standort Deutschland tun können, um die Anforderungen des Marktes hinsichtlich der Qualität sicherzustellen“, sagt Dirk Jäger, EDV-Leiter der Schwering & Hasse Elektrodraht GmbH und Geschäftsführer der Jäger ProzessInnnovationen Informatik GmbH. Das 230 Mitarbeiter starke Unternehmen stellt Kupferlackdraht her, zu den Abnehmern gehört unter anderem die Automobilindustrie. Die Produkte kommen im Elektromotoren- und  Transformatorenbau zum Einsatz.

Aufgrund der hohen Produktionsgeschwindigkeit können manuell, also physisch, nur ein Prozent der produzierten Mengen durch die Maschinenbediener und 0,004 Prozent durch die Qualitätsmitarbeiter geprüft werden. „Die Produktion läuft nonstop und wir müssen dafür sorgen, dass der Prozess sicher ist und der Draht die hohen und sehr unterschiedlichen Anforderungen der Kunden erfüllt“, erklärt Jäger. Gerade in der Autoindustrie sind die Ansprüche an elektronische Rückverfolgbarkeit sowie die permanente Prozess- und Produktüberwachung sehr hoch. Die Daten, die in der Produktion anfallen, geben Hinweise auf die Qualität, sie wurden bisher aber nur teilweise automatisiert genutzt. Das brachte das Unternehmen auf die Frage, wie sich die Massendaten in der Produktion in ganz kurzer Zeit überwachen, dokumentieren und archivieren lassen.

Ohne ERP-Integration ist nichts zu holen: „Die Chance, hier die Wertschöpfung zu erhöhen, ergibt sich nur durch Integration. Allein an der Maschine nutzen die Daten wenig, erst wenn sie in das ERP-System hineinfließen und damit von allen genutzt werden können, tragen sie zu einer besseren Prozessüberwachung bei“, konstatiert Dirk Jäger. Der Kupferlackdrahthersteller nutzt als ERP-System Proalpha. In einer Sekunde werden heute mehrere tausend Datensätze generiert. Bei Produktionsgeschwindigkeiten bis zu 1.000 m pro Minute und einer Tagesproduktion von rund 150.000 km fallen auf diese Weise mehrere Millionen Datensätze pro Tag an. Diese werden gespeichert, analysiert und zur Prozessüberwachung und -korrektur genutzt. „Die Entwicklung in Richtung Industrie 4.0 hilft uns, hier den nächsten Schritt zu gehen“, sagt der IT-Leiter. Im Rahmen des Spitzencluster Ostwestfalen-Lippe wird ein entsprechendes Projekt gefördert, um Abhängigkeiten in Massendaten aufzudecken.

Jetzt schon Kosten sparen: „Die Informationen werden gebindebezogen gesammelt, dort merken wir uns für jeden Zentimeter des Drahtes, wie der Zustand der Maschine und die Online-Prüfergebnisse in diesem Augenblick waren, um Abweichungen von den Vorgaben nachvollziehen und sofort reagieren zu können“, erzählt Jäger.

Doch es geht nicht nur um Überwachung. Zugleich will der Hersteller seine Prozesse optimieren und bei kritischen Abweichungen eingreifen, bevor es zu qualitätsrelevanten Auswirkungen kommt. Erfüllt ein Draht trotzdem nicht mehr die Anforderungen, kann der Prozess sofort angepasst und auf ein neues Gebinde gewechselt werden. Dadurch wird Schrott vermieden, was laut Jäger zu immensen Kosteneinsparungen beiträgt. Dies sei allerdings nicht das Ende der Industrie-4.0-Fahnenstange: „Wir haben den ersten wichtigen Schritt gemacht, denken aber weiter in diese Richtung und können uns gut vorstellen, noch mehr Dinge umzusetzen“, so Jäger. Dass die Lipper auf dem richtigen Weg sind, bekamen sie kürzlich auch bei einem Besuch vom DFKI aus Kaiserslautern bestätigt. Denn nicht jedes Unternehmen schafft den Sprung, viele scheitern.

Maschinen- und ERP-Welt verschmelzen:
„Das liegt an der Herausforderung, die zwei Technikwelten der Byte- und Bus-lastigen Maschinensteuerung in der Produktion und der IT mit ihrem ERP-System zu vereinen. Auch wenn beide Bereiche über EDV reden, ist es nicht immer einfach, eine einheitliche Sprache zu finden“, erläutert Dirk Jäger.

Bei Schwering & Hasse seien die Ebenen mittlerweile so gut verbunden, dass es „keinen mehr interessiert, woher die Information kommt“. Auf einer Visualisierungssoftware könnten die Werker sich den Prozess anschauen. Als wichtige Voraussetzung nennt Jäger auch die Verbesserung der Maschinenschnittstellen. Man habe teilweise eigene Hardware dazwischengesetzt, um einen eigenen Standard zu schaffen und die Daten in beide Richtungen schieben zu können.

Indem ein interner Standard auf Basis von langfristig wartbaren Baugruppen entwickelt wurde, vermied der Mittelständler das Warten auf übergreifende Industriestandards. Weil man für die Lösung ein getrenntes, internes Netz betreibt und nur an einem Standort produziert, blieben Datensicherheitsbedenken außen vor. „Das ist ansonsten definitiv ein Thema, denn Datenmanipulation muss man als Gefahr ernstnehmen“, so der IT-Leiter. Sein Rat für andere: „Mittelständische Unternehmen sollten sich mit ihren Prozessen befassen. Die Information muss einheitlich zwischen ERP und Maschinenebene fließen, um Potentiale zu heben“.

Praxisbeispiel Nummer 2:



Gemü: Mit RFID neue Services aufbauen: Die Gemü Gebr. Müller Apparatebau GmbH & Co. KG aus Ingelfingen produziert mit weltweit 1400 Mitarbeitern Komponenten für die Prozessautomation. Zu den Abnehmern der Ventil-, Mess- und Regelsysteme gehört unter anderem die Pharmaindustrie. „Im Pharmaumfeld ist die Rückverfolgbarkeit ein essentielles Thema. Unser Ziel ist deshalb, auch die Prozessdaten entlang der Produktion für unsere Kunden zur Verfügung zu stellen“, erklärt Matthias Fick, Leiter Logistik/Supply Chain-Management bei Gemü. „Im ersten Schritt soll die Information mit dem Produkt über RFID verheiratet werden. Auf einer Plattform können relevante Informationen wie Prozessdaten und Dokumentationen zu Verfügung gestellt werden“, berichtet Fick.



Die Kunden bauen die Gemü-Produkte zum Beispiel in Abfüllanlagen ein, die wiederum selbst viele Daten erzeugen. Der Masterplan besteht darin, diese Daten künftig auf der gemeinsamen Plattform zusammenzuführen. „Für uns ist es für die Diagnose sehr interessant, welche Ausfälle es beispielsweise gab, wie oft eine Membrane sich geöffnet oder geschlossen hat“, so Matthias Fick. Eigentlich geht es also um die Machine-to-Machine-Kommunikation, die über eine Plattform synchronisiert werden soll.

Erst Qualität, dann Industrie 4.0: Die besondere Herausforderung des Projekts liegt in der eindeutigen Identifizierbarkeit der Produkte im Einsatz. Dazu nutzt das Ingelfinger Unternehmen prozessstabile RFID-Chips. Durch die eindeutige Produkt-ID ist auch die Seriennummer eindeutig. Sie muss im ERP-System Psipenta gemeinsam mit den Prozessinfos gespeichert werden. „Nur indem die Daten im ERP gespeichert sind, lassen sich die Informationen für unterschiedliche Kontexte bereitstellen. Das ERP-System ist für uns das Prozess- und Datensammelbecken“, erläutert der Logistikleiter.

Noch steckt das Projekt in den Kinderschuhen, doch die Strategie ist klar. Aktuell geht es darum, Referenzprozesse aufzubauen und diese den Kunden vorzustellen, von denen mehrere bereits in die Piloten eingebunden sind. Anschließend soll es einen Austausch zu den Prozessen geben. Für die Kundendaten stellt der Anbieter eine eigenentwickelte Applikation zur Verfügung, sie soll vor allem Instandhaltungsprozesse unterstützen und für die Kunden transparent machen, welche Teile ausgetauscht wurden, jeweils mit alter und neuer RFID-Nummer. Noch wird diese Information von den Kunden manuell eingepflegt, soll aber durch die Applikation vereinfacht werden.

Der „Mehrwert“ muss genug wert sein: Durch die Verbindung dieser bisher gänzlich getrennten Daten sollen bessere Erkenntnisse gewonnen werden können, zum Beispiel warum an einer Maschine Teile öfter gewechselt werden müssen und warum andere länger halten. „Auch bei den Industrie-4.0-Anwendungen muss ein reeller Nutzen erkennbar sein, schließlich setzen sie Investitionen beim Anbieter voraus und der Kunde muss bereit sein, für den Mehrwert in der Supply Chain zu bezahlen. Ohne diese Voraussetzung wird der Ansatz ebenso untergehen wie vor vielen Jahren schon die Idee des Computer-Integrated Manufacturing (CIM)“, meint der Logistikleiter.

Der Weg zum Internet der Dinge führt für Matthias Fick über kleine, inkrementelle Schritte. Das Thema Kommunikation im Internet ist unter Sicherheitsaspekten auch für Matthias Fick noch ein großes Thema.

„Mittelständische Unternehmen müssen sich mit den Themen Industrie 4.0 und Internet of Things auseinandersetzen. Es geht jetzt darum, die Voraussetzungen zu schaffen, denn niemand kann sich vor dem Weg verschließen, Maschinen und Anlagen intelligenter zu machen“, sagt auch Matthias Fick.
www.gemu-group.com

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