Connected Manufacturing und Industrie 4.0 – die unter diesem Schlagwort gebündelten Innovationen werden in Zukunft zu großen Veränderungen führen. Unternehmen können mit Hilfe der neuen Technologien beispielsweise dedizierter auf Kundenwünsche eingehen. Um dies zu gewährleisten, sind die Vernetzung und die damit einhergehende Flexibilisierung der Produktion unabdingbar.
Wird die Digitalisierung der Produktion nicht vorangetrieben, fällt ein Hersteller hinter den agileren Wettbewerb zurück. Der schnelle Wechsel zwischen Massen- und Individualfertigung ist ohne eine vernetzte Fertigung nicht zu stemmen. Dass Unternehmen in Zukunft schnelle Wechsel durchführen müssen, um individuelle Kundenanforderungen zu bedienen, steht allerdings außer Frage. Die Umsetzung spezieller Kundenwünsche wird jedoch durch fehlende vertikale Integration erschwert.
Connected Manufacturing – intelligente Produktion dank Industrie 4.0
Aus der automatisierten Fertigung entwickelt sich durch Cyber-physische Produktionssysteme und vernetzte Fertigung „Connected Manufacturing“. Was bislang als unmöglich galt, wird mit Hilfe intelligenter Montagesteuerung Wirklichkeit. Mittels Digitalisierung erlangen Produktion, Entwicklungs- und Organisationsabteilungen deutlich mehr Flexibilität und Prozesssicherheit.
Dies geschieht durch:
- Intelligente, sich selbst verwaltende Systeme
- Intelligente Produkte, sogenannte Smart Products
- Kommunikation und Datenaustausch in Echtzeit, über alle Ebenen der Unternehmens-IT
- Selbstorganisierte und optimierende Prozesse
Connected Manufacturing bedeutet vor allem, Informationen zugänglich zu machen. Das heißt, Unternehmen müssen die Betriebsdaten nicht nur erfassen und auswerten sondern auch gewinnbringend einsetzen. Im Gegensatz zu traditionellen IT Strukturen schafft es Connected Manufacturing, die einzelnen Ebenen der Unternehmens-IT zu verbinden. Anders als bisher löst die komplette Vernetzung der Industrie 4.0 Subsysteme und Schnittstellen ab.
Connected Manufacturing auf Basis von SAP
SAP Connected Manufacturing, unterstützt Unternehmen bei der horizontalen und vertikalen Integration des Daten- und Materialflusses. Dabei werden die benötigten Informationen aus verschiedenen Netzwerken und Anwendungen nutzbringend in Echtzeit ausgetauscht. Die Grundlage für die Kommunikation liefert SAP mit SAP HANA: dank des modularen Aufbaus bietet SAP HANA die Basis für die Integration von Datenbankstrukturen und Anwendungen.
Der Einsatz von SAP Connected Manufacturing lohnt sich:
Der beschleunigte Informationsfluss und die daraus resultierende Transparenz helfen Unternehmen, den Produktionsprozess effizienter zu gestalten. Auf Basis der erfassten Daten können vorausschauend Entscheidungen präzise und dynamisch in kürzester Zeit gefällt werden.
Connected Manufacturing, die Vorteile auf einen Blick
- Verknüpfung von ERP-Systemen und Produktionslösungen
- Genaues Abstimmen mehrstufiger kundenindividueller und verteilter Fertigungsprozesse
- Bündeln der Vorzüge aus Massenproduktion und individuellen Waren aus Herstellersicht
- Flexible Reaktionen auf Veränderungen
- Einsparpotenzial bei Material-, Produktions- und Supportkosten
- Erhöhte Prozesssicherheit durch Digitalisierung
Was bedeutet Connect Manufacturing konkret?
Sind in traditionellen IT-Architekturen ERP-, MES-System und Automatisierung voneinander getrennt, sorgen Industrie 4.0-Konzepte für die Verbindung der bisher getrennten Ebenen. Verschiedene Verfahren helfen dabei die relevanten Daten effizient miteinander zu vernetzen und so Mehrwert zu generieren.
Smart Engineering steht für eine interdisziplinäre, vernetzte und auf digitalen Modellen beruhende Produktentwicklung. Probleme beim Produktionsablauf werden durch den digitalen Testlauf vorab erkannt. Noch vor Beginn des Fertigungsprozess werden Probleme behoben.
Der optimale Produktionsablauf wird in die Produktdaten integriert. Der frühzeitige Erkenntnisgewinn steigert die Leistung während der Produktion.
Jede Komponente verfügt bei der digitalen Fertigung über ein eigenes Gedächtnis, z.B. einen RFID-Chip. Dieses Gedächtnis ermöglicht die Kommunikation mit den verschiedenen Arbeitsstationen und Maschinen. Smarte Produkte können auf so relevante Prozessparameter mitführen und diese während des Fertigungsablaufs mit den Produktionsanlangen austauschen.
Von der Bestückung, über das Montieren und Prüfen bis zum Verpacken kann die Produktion weitestgehend autonom stattfinden. Die automatische Kommunikation stellt einen reibungslosen Ablauf sicher.
Bei der automatisierten Produktion liefert das MES (Manufacturing Execution System) die Anweisungen für die Produktion. Diese basieren auf einem zentralen Produktionsplan. Auf Unerwartetes kann also nur träge reagiert werden.
Durch horizontale und vertikale Integration der Datenflüsse wird bei Connected Manufactruring der Zugriff auf relevante Informationen in Echtzeit von jedem Standpunkt in der Unternehmenshierarchie ermöglicht. Die Reaktionszeiten verkürzen sich signifikant und Verantwortlichen wird die bestmögliche Entscheidung erleichtert.
Der Kunde kann im Onlineshop die Ware individuell zusammenstellen. Form, Farbe, Größe, Ausstattung, jeder erdenkliche Parameter wird hier abgefragt. Schon während des Bestellvorganges wird der modular zusammengesetzte Prototyp vorausberechnet. Die so entstehenden Produktdaten werden an die Produktion weitergeleitet. Nach einer Überprüfung der Daten startet dann der autonome Fertigungsprozess.
Die Identifikation eines Werkstückes erfolgt durch einen RFID-Chip, der entweder auf einem Träger oder direkt am Rohprodukt angebracht ist. Der Chip wird gescannt und daraufhin werden Verfahrensparameter über das Manufacturing Execution System aufgerufen. Eine Stanzmaschine erfährt so, an welchen Positionen, mit welchen Stanzformen und Größen der Rohling zu bearbeiten ist.
In Zukunft sollen die Werkstücke zum Smart Produkt werden. Anhand aller vorhandenen Daten kann das Smart Produkt zusammen mit der Produktionsanlage und dem MES intelligente Entscheidungen zu seinem eigenen Produktionsprozess treffen. Hat etwa eine Produktionsanlage einen Defekt oder befindet sich in der Wartung, sind die intelligenten Produkte in der Lage, sich selbst den Weg zu einer anderen Produktionseinheit zu suchen.
Muss für einen bedeutenden Kunden dringend ein Sonderauftrag abgefertigt werden, ist dies während einer laufenden Produktion nicht ohne hohe Kosten umsetzbar. Beispielsweise bedarf es effizienter Losgrößen um Ausschussquoten und Rüstkosten zu kompensieren.
Horizontal und vertikal integrierte Netzwerke hingegen stellen allen Beteiligten die benötigten Informationen zum Auftrag zur Verfügung. Rohlinge oder Materialien mit hoher Priorität können sich so im Produktionsprozess „vordrängeln“, indem sie über Prozessebenen hinweg die Weichen für ihre Anfertigung stellen. Lagerplätze werden eingeplant, die benötigten Baugruppen angefordert, der Versand vorbereitet.
Flexibel auf die Veränderung der Auftragslage reagieren zu können ohne das ein Nachteil für das Unternehmen entsteht, bietet enorme Wettbewerbsvorteile.
Fazit:
Durch Connect Manufacturing sind die einzelnen Bereiche eines Unternehmens nicht weiter getrennt, sondern können durch Echtzeitdaten aus der Produktion zügig agieren. Auch die Anbdindung der kaufmännischen Systeme ist dabei kein Problem.
Lieferverzögerungen, konkurrierende Aufträge, der Ausfall einer Produktionsanlage oder fehlerhafte Baugruppen? Jede Information wird sofort berücksichtigt und in die weitere Planung miteinbezogen. So kann beispielsweise die Logistik in Sekundenschnelle auf Probleme reagieren, die während der Fertigung auftreten. Es wird maximaler Durchlauf generiert und gleichzeitig so energie- und ressourcensparend wie möglich gearbeitet. Auch die Abstimmung mit Zulieferern oder den Kunden wird durch die transparenten Prozesse erleichtert.
In der optimalen Auswertung, Nutzung und Vernetzung der Daten mit Hilfe der internen IT-Systemen liegt großes Optimierungspotential für die relevanten Prozesse. Dieses kann durch Connected Manufacturing auf SAP-Basis erschlossen werden.
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