Whitepaper
SAP Digital Manufacturing Produktionssteuerung aus der Cloud mit SAP DMe für die Prozessindustrie
Inhalt
Kapitel 1 Die Lösung SAP Digital Manufacturing (SAP DM) untergliedert sich in zwei zentrale Komponenten: SAP DMe (Execution) und SAP DM (Insights). Was ist SAP DMe im Detail?
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Kapitel 2 Die Lösung SAP Digital Manufacturing beinhaltet ein Tool für die Feinplanung von Fertigungsaufträgen auf Arbeitsplatz-Ebene: Resource Orchestration (REO).
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Kapitel 3 Personalplanung leichtgemacht: Mit Hilfe von DMe und der Anwendung Schedule Labor wird zusätzlich die Zuweisung von Mitarbeiter:innen zu Produktionsaufträgen flexibel und zuverlässig abgedeckt.
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Kapitel 4 Als branchenübergreifende MES-Lösung in der Cloud bietet DMe ausgewählte Funktionen für die Prozessindustrie, um Unternehmen aus dem Bereich der Chemie, Pharmazie, Lebensmittel-, Zucker-, Zellstoff-, Papier-, Glas-, Stahl- und Zementherstellung zu unterstützen.
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SAP Digital Manufacturing Produktionssteuerung aus der Cloud mit SAP DMe für die Prozessindustrie
In diesem Whitepaper zeigen wir Ihnen, wie Sie die richtige Entscheidung für Ihren jeweiligen Einsatzzweck treffen. Im Kontext der smarten bzw. digitalen Fabrik fungiert SAP Digital Manufacturing for Execution (SAP DMe) als eine SaaS-Manufacturing-Cloud-Lösung, über die Sie deutliche Qualitäts- und Effizienzgewinne erzielen. Damit werden Visionen und Ideen rund um das Thema „Smart Factory“ immer mehr zur greifbaren Realität.
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Kapitel 1
DMe als zentraler Dreh- und Angelpunkt in der Produktion
Die MES-Lösung SAP Digital Manufacturing (SAP DM) gliedert sich in SAP DMi (Insights) und SAP DMe (Execution). Letzteres wollen wir dabei näher beleuchten. Beginnen wir zuerst mit der Frage: Was ist SAP DMe im Detail?
SAP Digital Manufacturing for Execution (SAP DMe) ist ein cloudbasiertes Produktionssteuerungssystem, das auf der SAP BusinessTechnologie-Plattform basiert und dazu dient, Fertigungsaktivitäten auf Shop-Floor-Ebene möglichst dynamisch und vollumfänglich zu steuern.
PROCESS-DESIGNER UND PRODUCTION OPERATOR DASHBOARDS Mittels dem sogenannten Process Designer lassen sich selbst hochkomplexe Herstellprozesse unter Berücksichtigung verschiedener, potenziell auftretender Szenarien mit Hilfe einer grafischen Benutzeroberfläche abbilden. Dabei können verschiedene Anlagen- und Maschinentypen vollumfänglich integriert werden. Dies führt dazu, dass sich die Herstellungskosten reduzieren und parallel die Produktqualität und die Effizienz der Produktion verbessern. Intuitiv bedienbare Werkerterminals – sogenannte Production Operator Dashboards – werden genutzt, um Produktionsmitarbeiter:innen relevante Informationen, wie zum Beispiel Arbeitsanweisungen, anzuzeigen und sie durch den Herstellprozess zu führen. Diese Unterstützung kann in Form von Textbeschreibungen, Rezepten, Fotos bzw. Videos oder sogar als interaktives 3D-Modell erfolgen, das den Herstellprozess visuell beschreibt. Der
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Einsatz von Papier wird damit überflüssig und eine papierlose Produktion, bei der sämtliche Daten systemgestützt erfasst werden, wird zur greifbaren Realität. DMe erfüllt des Weiteren eine zentrale Integrationsaufgabe und stellt in diesem Zusammenhang eine bidirektionale, vertikale Kommunikation zwischen dem ERP- bzw. S/4-System und der ausführenden Ebene eines Werks sicher. Dies ermöglicht die Schaffung einer intelligenten Fabrik. Indem das SAP MES-System als Bindeglied fungiert, kann die auf der administrativen Ebene (Topfloor) vorgenommene Planung der Prozessaufträge an die Herstellung übertragen werden.
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„Mit dem Production Process Designer lassen sich selbst hochkomplexe Produktionsprozesse mit einer gra�ischen Benutzerober�läche abbilden.“
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„Die Antwort von SAP auf den erheblichen Flexibilitätsbedarf: Die in der DMe enthaltene Komponente Resource Orchestration (REO).“
DYNAMISCHE REAKTIONSFÄHIGKEIT MITTELS REO Das Produktionsumfeld ist jedoch meist von einer enormen Dynamik geprägt: Planungen müssen oftmals situativ angepasst werden, ähnlich müssen vorliegende Prozessaufträge priorisiert werden, um das vereinbarte Lieferversprechen einhalten zu können. Im Falle eines Falles können erforderliche Arbeitsgeräte defekt oder Mitarbeiter:innen zum erforderlichen Zeitpunkt nicht verfügbar sein, die für die Produktion bestimmter Produkte benötigt werden. Neben der administrativen Planung der Fertigung und der eigentlichen Durchführung besteht ein erheblicher Bedarf an Flexibilität, um auf außerplanmäßige Ereignisse reagieren zu können und die Produktivität eines Werks weiterhin auf hohem Niveau halten zu können. Die Antwort von SAP auf diese Herausforderung stellt die in der DMe enthaltene Komponente Resource Orchestration (REO) dar. Diese setzt sich aus den Hauptanwendungen Dispatching and Monitoring und Schedule Labor zusammen.
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Kapitel 2
Ressourcen-Orchestrierung auf Shop-Floor-Ebene Das MES „SAP Digital Manufacturing“ beinhaltet eine Komponente für die Feinplanung von Prozessaufträgen auf Arbeitsplatz-Ebene: Ressource Orchestration (REO). Resource Orchestration (REO) dient unter anderem dazu, eine flexible Durchführung und situative Umpriorisierung einzelner Prozessaufträge innerhalb der vom ERP-System vorgegebenen Produktionsplanung zu gewährleisten. Die sogenannte Dispatching-and-Monitoring-Applikation ermöglicht es Anwendern, auch kurzfristig auf spezielle Änderungswünsche von Kunden oder Nachfrageschwankungen reagieren zu können – ohne dabei die Fertigungsleistung zu beeinträchtigen.
VOLLSTÄNDIGER ÜBERBLICK ÜBER RESSOURCENSTATUS Hierfür werden die jeweiligen Verfügbarkeiten von Maschinen, Mitarbeiter:innen und Arbeitsgeräten auf einer zentralen Oberfläche in Form eines Gantt-Diagramms visualisiert. Produktionsleiter:innen erhalten so einen vollständigen Überblick über den Status sämtlicher Ressourcen. Sie können sowohl den Fortschritt eines Auftrags als auch den zu erwartenden Zeitpunkt der Fertigstellung in Echtzeit überwachen. Änderungen lassen sich mit Hilfe der REO-Komponente einfach und flexibel per Drag&Drop sowie per Automatikunterstützung in die aus dem ERP-System vorgegebene Produktionsplanung einarbeiten.
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DIE ANWENDUNG „DISPATCHING AND MONITORING“ UNTERSTÜTZT HERSTELLER BEI FOLGENDEN THEMEN:
Effektive Planung und Überwachung von Ereignissen in der Fertigung
Umfassende Information über die Ressourcenauslastung und die aktuelle Produktionssituation durch ein detailliertes Benachrichtigungskonzept
Visuelle Darstellung von Vorgängen und Aufträgen mit hoher Priorität
Schnelle Reaktion auf unerwartete Ereignisse inkl. KI-Unterstützung
Automatische Einplanung von Vorgängen und optimierte Feinsteuerung (z.B. mit Heuristik oder Machine Learning)
Splitten der Prozessaufträge auf verschiedene Ressourcen
Live- und Online-KPI-Übersicht
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„Schedule Labor berücksichtigt z. B. individuelle Quali�ikationen und Zerti�izierungen, damit die Zuweisung beispielsweise nur an Mitarbeiter:innen erfolgt, die über das erforderliche Know-how verfügen.“
Kapitel 3
Dynamische Personaleinsatzplanung mit SAP DMe Personalplanung leichtgemacht: Mit Hilfe von DMe und der Anwendung „Schedule Labor“ wird die Zuweisung von Mitarbeiter:innen zu Produktionsaufträgen flexibel und zuverlässig abgedeckt.
Zusätzlich zur Auftragsplanung und -steuerung verwaltet DMe auch den effektiven Einsatz der involvierten Mitarbeiter:innen: Während in vielen Unternehmen die Schichtplanung anhand starrer Rhythmen vorgenommen wird und Änderungen zu hohem Aufwand führen, ermöglicht die Anwendung Schedule Labor eine flexible Personalplanung in der Produktion. Schedule Labor berücksichtigt dabei unterschiedlichste Kriterien wie beispielsweise gesetzliche Regelungen zur Arbeitszeit. Somit wird sichergestellt, dass Ruhepausen und Abwesenheiten – etwa durch Krankheit oder Urlaub – im Rahmen der Schichtplanung automatisch einkalkuliert werden. Berücksichtigt werden darüber hinaus individuelle Qualifikationen und absolvierte Zertifizierungen sowie deren Gültigkeit, damit die Zuweisung gewisser Produktionsaufträge beispielsweise nur an Mitarbeitende erfolgt, die über das dafür erforderliche Know-how verfügen. Erfahrene Mitarbeiter:innen laufen möglicherweise weniger Gefahr, Störungen zu verursachen oder durch komplizierte Aufgaben überfordert zu werden. Dies spiegelt sich in einem reibungslosen Fertigungsablauf und einer optimalen Produktqualität wieder.
Die Applikation „Schedule Labor“ kann von Produktionsleiter:innen für die folgenden Bereiche genutzt werden:
Planung und Zuordnung der Mitarbeiter:innen zu Schichten
Schichtplanung mit Online-Kapazitätssicht
Direkte Integration zur Auftragsfeinplanung
Online-Prüfung von Qualifikationen und Zertifizierungen von Mitarbeiter:innen
Online-Prüfung von Urlaubs- und Fehlzeiten
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Kapitel 4
Ausgewählte MES-Anwendungen für die Prozessindustrie DMe beinhaltet darüber hinaus auch speziell für die Prozessindustrie entwickelte Funktionen, um unter anderem auch vielfältige Misch-, Dosier-, Verwiege- und Linienfertigungsprozesse digital abzubilden. Das Cloud-MES hilft dabei, sämtliche Prozesse zentral zu steuern, eingesetzte Chargen sowie den Fertigungsprozess an sich lückenlos zu dokumentieren und gesetzliche Qualitätsanforderungen sowie Audits zu erfüllen.
Mit Funktionalitäten wie der Verwaltung von Planungsrezepten können vorgegebene Strukturen und Parameter wie beispielsweise Stamm- und Bewegungsdaten zentral gepflegt werden, wodurch eine große Arbeitserleichterung erreicht wird: Ob Rezepte mit ausführungsrelevanten Daten, elektronische Arbeitsanweisungen oder gewünschte Datensammlungsparameter – sämtliche Qualitäts- und Produktionsvorgaben können aus dem ERP-System integriert und ohne Anpassungsaufwand direkt im MES genutzt werden. Das enge Zusammenspiel der beiden SAP Systeme ermöglicht zudem eine direkte Rückmeldung auf Phasenebene von produzierten Gutmengen für Haupt- und Nebenprodukte sowie hergestellte Chargen. Ebenso lassen sich unerwünschte Differenzen von Restbeständen auf Grundlage von Lagerorten oder Chargenmerkmalen bereinigen.
kann im Produktgenealogie-Bericht eingesehen werden. Ein weiteres Highlight von DM speziell für die Prozessindustrie ist der Line Monitor. Diese zukunftsweisende Anwendung zur Überwachung des Herstellprozesses aus verschiedenen Perspektiven (Produktion, Qualität, Anlagen, OEE) bietet Produktionsleiter:innen umfangreiche Einblicke von übergeordneten Produktionslinien/ Workstations bis hin zu einzelnen Ressourcen.
Eine besondere Rolle spielt die tiefe Integrationsmöglichkeit mit dem ERP-Modul SAP QM (SAP Quality Management). Durch den Funktionsumfang von DM lassen sich erforderliche In-Prozesskontrollen durchführen und erfasste Prüfergebnisse direkt an das ERP zurückmelden. Diese prozessbegleitenden Prüfungen können sowohl in regelmäßigen Abständen während eines Fertigungsschritts erfolgen (z. B. Tablettieren, Verkapseln) als auch am Ende eines Fertigungsschritts (z. B. Mischen, Sieben) durchgeführt werden. Die benötigten Kontrolldaten lassen sich aus dem sogenannten „Auftrags-POD“ einer Werkerin oder eines Werkers von der Linie aus an das QM-Modul zurückmelden, ohne dass hierfür weitere Tätigkeiten notwendig sind.
Festzuhalten ist, dass das operative Modul DMe produzierenden Unternehmen verschiedene Instrumente an die Hand gibt, um die Effizienz ihrer Produktion zu steigern. Dabei steht vor allem die Feinplanung von Aufträgen durch die Komponente REO im Fokus sowie die vollumfängliche Schichtplanung der Mitarbeiter:innen innerhalb eines Werks. Außerdem werden Themen wie Rückverfolgbarkeit und eine sichere Prozessführung in gewohnter Qualität durch das SAP MES System berücksichtigt. Hinzu kommt ein beachtliches Maß an Flexibilität durch den intuitiv bedienbaren Process Designer des Cloud-Systems, wodurch sich immer kleinere Fertigungsmengen bis hin zu Losgröße 1 rentabel produzieren lassen.
Darüber hinaus werden alle Arbeitsschritte inklusive der Start- und Endzeiten sowie die dabei erfassten Daten inklusive hinterlegter Kommentare automatisch in Form eines Berichts zur Produkthistorie im System archiviert. Eine detaillierte Übersicht über sämtliche Chargen (-verhältnisse), aus denen sich das Endprodukt zusammensetzt,
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Dadurch wird neben Produktivitätsvorteilen auch eine deutlich höhere Prozesssicherheit innerhalb des Herstellungsprozesses erreicht. Ein Beispiel hierfür sind Warnmeldungen, die den Produktionsmitarbeiter:innen, bei sich andeutenden Überschreitungen von Toleranzwerten, mit Hilfe des Line Monitors angezeigt werden. Dadurch lassen sich drohende Qualitätsverluste verhindern.
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