Gropper,Molkerei,SAP,IoT,Internet of Things, Internet der Dinge

Auch für das Naturprodukt Milch wird bei Gropper modernste IoT-Technik genutzt. - Bild: Pixabay

Die Molkerei Gropper wächst kontinuierlich über den Branchendurchschnitt hinaus. Um dieses Wachstum effizient zu begleiten, startete die Großmolkerei das Projekt ‚Prozessoptimierung Rohstoffannahme und –verarbeitung’. Bereits frühzeitig hat Gropper auf die Unterstützung sämtlicher kaufmännischer Geschäftsprozesse durch SAP ERP gesetzt. Im Bereich der Produktion und des Qualitätsmanagements war diese Unterstützung jedoch nur punktuell gegeben. Rezepturen wurden an den Shop Floor-Systemen – in diesem Fall WinCC – manuell erfasst.

Ziel: Vertikale Integration

Das gleiche galt für Prozessaufträge und Prüflose. Der Verbrauch dagegen musste manuell im ERP nachgebucht werden, um eine Bestandsdisposition zu ermöglichen. Um die Planung von Produktionsaufträgen im ERP zukünftig zu ermöglichen, sollten die Produktionsprozesse mit dem ERP eng miteinander verzahnt werden. Außerdem wurde die Feinplanung der Produktionsaufträge (Prozessaufträge) außerhalb vom ERP mit einer EXCEL-Lösung ohne Koppelung an das ERP erstellt.

Wolfgang Rüth, SAP, SALT Solutions
Wolfgang Rüth, Geschäftsführer vom SAP-Partner SALT Solutions. - Bild. SAP

Das Ziel war die vertikale Integration aller Produktionsprozesse - von der Planung über die Steuerung bis hin zur Ausführung im Prozessleitsystem. Um die Prozesse in der Rohstoffannahme und -verarbeitung zu optimieren, sollte die Produktionssteuerung automatisiert werden. Alle Funktionalitäten von SAP ERP in den Modulen PP (Production Planning and Control) und QM (Quality Management) galt es auszunutzen und alle erforderlichen Systeme anzubinden.

Im Rahmen einer groben Feinspezifikationsphase bei Gropper wurden folgende Prozesse unter die Lupe genommen:

  1. Rohstoffvereinnahmung (Tank), beginnend mit der Wiegung eines LKWs über die Zuweisung eines Abtankplatzes bis zur Reinigung und Rückwiegung des LKWs beim Verlassen der Molkerei
  2. Prozessauftragssteuerung inklusive Tank- und Aggregatsteuerung

In einer ausführlichen Feinspezifikationsphase wurde der gesamte Prozessablauf der Rohstoffvereinnahmung bis zur Abfüllung festgelegt. Auf dieser Basis wurde gemeinsam mit den Projektbeteiligten von der Molkerei Gropper eine Zielarchitektur komplett in einer SAP-Infrastruktur entworfen. Als Integrationsplattform und Datendrehscheibe wurde SAP MII (Manufacturing Integration and Intelligence) einbezogen.

Maßgabe für den Architekturentwurf war es, so nah wie möglich und sinnvoll am SAP-Standard zu bleiben und diesen punktuell um vollständig releasefähige Erweiterungen zu ergänzen. Zunächst stand die Transparenz der Prozesse im ERP im Fokus. Um diese in der Produktion sowie der Grobplanung der Aufträge bis zur Feinsteuerung von Prozessen zu verbessern, wurde das SALT Add-On Leitstand in SAP PP (Production Planning and Control) integriert.

Zusätzlich rundet heute ein Feinplanungslauf den grafischen Leitstand ab, der die prozess- und kundenspezifischen Algorithmen bei der Produktherstellung berücksichtigt. Die Feinplanung kann sowohl ereignisgesteuert manuell per Leitstand als auch im Hintergrund ausgeführt werden, sodass jederzeit ein durchführbarer Produktionsplan gewährleistet ist.

„Zu den Herausforderungen und Besonderheiten in diesem Projekten zählten unter anderem die Steigerung der Prozesssicherheit bei höherer Variantenvielfalt, die Ablösung der aktuellen Feinplanung von Excel nach SAP ERP mit einem grafischen Leitstand, die automatisierte Anbindung der Waagen-, Shop Floor- und Laborsysteme an SAP ERP sowie die Entwicklung und Implementierung individueller und ergonomischer Dialoge“, sagt Wolfgang Rüth, Geschäftsführer vom SAP-Partner SALT Solutions.

„Zudem konnten wir die Produktionssteuerung optimieren, indem innerhalb des SAP ERP die Steuerung der Prozessaufträge und die Visualisierung der Auftragszustände vom grafischen Leitstand übernommen werden.“ Um diese in der Produktion sowie der Grobplanung der Aufträge bis zur Feinsteuerung von Prozessen zu verbessern, wurde also SALT Add-On Leitstand in SAP PP integriert. Zusätzlich rundet ein Feinplanungslauf den grafischen Leitstand ab, der die prozess- und kundenspezifischen Algorithmen berücksichtigt.

Verbesserungen durch Anbindung

„Die Feinplanung kann also ereignisgesteuert manuell per Leitstand oder im Hintergrund ausgeführt werden, so dass jederzeit ein durchführbarer Produktionsplan gewährleistet ist“, so Rüth.

Auch in der Herstellung von Milchprodukten und in der Anbindung von den dafür notwendigen Laborgeräten konnten Verbesserrungen erzielt werden, wie Wolfgang Rüth berichtet: „SAP MII bildet die Datendrehscheibe zwischen SAP ERP und den Prozessleitsystemen. Für SAP MII wurde ein generisches Datenmodell speziell für die Milchbranche entwickelt und mit SAP ERP über standardisierte IDocs und individuelle RFCs verbunden. Um die S5- und S7-Steuerungen direkt an SAP PCo (SAP Plant Connectivity) anzubinden, wurde ein Agent entwickelt, mit dem eine Konvertierung von Datenbausteinen in Telegrammnachrichten entfällt.

„Um gleichzeitig die Ergonomie am Arbeitsplatz auf einem möglichst hohen Niveau zu halten, erfolgt die Rückmeldung an das SAP ERP im Hintergrund – die Werker bedienen weiterhin die gewohnte Oberfläche mit WinCC. Ein Dialog mit spezifischen Anpassungen wurde entwickelt und implementiert.

Das MII ist bei Gropper die zentrale Datendrehscheibe zwischen ERP und Produktion mit Ausnahme des AZO-Dosiersystems. Es hält Daten in einem Microsoft SQL Server, teilweise redundant zum ERP (Plan- oder Prozessaufträge) und teilweise zusätzliche zum ERP. Der Datenaustausch erfolgt entweder angestoßen durchs ERP mittels IDOC-Versand oder angestoßen durch MII mittels RFC-BAPI-Aufrufen. Weitere Agenten gewährleisten die Anbindung von den in der Herstellung von Milchprodukten notwendigen Laborgeräten. - Bild: SALT Solutions
Das MII ist bei Gropper die zentrale Datendrehscheibe zwischen ERP und Produktion mit Ausnahme des AZO-Dosiersystems. Es hält Daten in einem Microsoft SQL Server, teilweise redundant zum ERP (Plan- oder Prozessaufträge) und teilweise zusätzliche zum ERP. Der Datenaustausch erfolgt entweder angestoßen durchs ERP mittels IDOC-Versand oder angestoßen durch MII mittels RFC-BAPI-Aufrufen. Weitere Agenten gewährleisten die Anbindung von den in der Herstellung von Milchprodukten notwendigen Laborgeräten. - Bild: SALT Solutions

Was nun die Integration der SAP MII-Lösung in die bestehende SAP-Landschaft bei Gropper betrifft, berichtet SALT Solutions-Geschäftsführer Wolfgang Rüth: „Das MII ist die zentrale Datendrehscheibe zwischen ERP und Produktion mit Ausnahme des AZO-Dosiersystems. Es hält Daten in einem Microsoft SQL Server, teilweise redundant zum ERP (Plan- oder Prozessaufträge) und teilweise zusätzliche zum ERP. Der Datenaustausch erfolgt entweder angestoßen durchs ERP mittels IDOC-Versand oder angestoßen durch SAP MII mittels RFC-BAPI-Aufrufen.“

Die WinCC Stationen verwenden dabei ein spezielles .NET Control, um über MII-Webservices Daten vom MII zu lesen. Darüber werden die Materialnummern, Rezepte und freigegebene Prozessaufträge abgefragt. WinCC schreibt jedoch keine Daten zurück ans MII. MII empfängt Telegramme von den SPS (Automatisierungsgeräten) über einen OPC-Server und SAP Plant Connectivity. MII kann umgekehrt auch über diesen Weg Telegramme oder Werte an die SPS (Automatisierungsgeräte) übergeben.

Im Jahr 2013 wurde die Lösung in mehreren Ausbaustufen in Betrieb genommen. Durch die akribische Planungs- und Testphase gelang die Inbetriebnahme nahezu störungsfrei. Für die Produktion verderblicher Produkte ein bedeutender Faktor. „Die Strategie, auf eine Durchgängigkeit der SAP-Infrastruktur zu setzen, hatte einen weiteren großen Vorteil: Die Übergabe- und Schulungsaufwände an die Molkerei Gropper ließen sich auf ein Minimum beschränken.

Selbstständig integrieren

Die Mitarbeiter können selbständig weitere Steuerungen, Tanks, Pumpen oder Abfülllinien integrieren. Schwerpunkt des bislang abgedeckten Teilprozesses war die Rohstoffannahme und die weitere Verarbeitung bis zur Bereitstellung in der Abfüllung. Die Voraussetzung für den stufenweisen Ausbau sind geschaffen“, sagt Rühe. „Alle von Gropper vorgegebenen und von uns gesteckten Projektziele wurden erreicht und die Produktionssteuerung entsprechend den Vorgaben optimiert“, so Rühe weiter. „Neben SAP und SALT Solutions war an diesem gelungenen Projekt auch systema Gesellschaft für Organisationsentwicklung beteiligt.

Der weitere Einsatz der Lösung über den gesamten Abfüllprozess bis zum Versand wäre der nächste sinnvolle Schritt. Die grundlegende Basisinfrastruktur hierfür ist geschaffen – ebenso wie die Voraussetzung, den weiteren Ausbau stufenweise einzuführen.