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Expertenbeitrag

Dipl.-Ing. Steffen Himstedt

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Use Case

MES-Standardisierung: Bereit für die Zukunft

| Autor/ Redakteur: Dipl.-Ing. Steffen Himstedt / Redaktion IoT

Gerade für global agierende Unternehmen stellen digital vernetzte Strukturen eine wichtige Grundlage für den Erfolg dar. Wie man diese Vernetzung mit Hilfe einer Standard SAP-MES-Lösung erreichen kann, zeigt das Beispiel des Automobilzulieferers Harman.

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MES-Standardisierung mit SAP Manufacturing Execution
MES-Standardisierung mit SAP Manufacturing Execution
(Quelle: Trebing + Himstedt / Harman)

Ein bisschen klingt auch Wehmut mit in der Stimme von Torsten Melchert, Team Lead Business Systems, Harman Infotainment Division, wenn er über die abzulösende MES-Lösung spricht, die über lange Jahre hinweg im Hause entwickelt und betreut wurde. Aber der Aufwand, die Software aktuell zu halten und weitere Innovationen zu entwickeln, war einfach zu hoch. Daher hatte man sich vor zwei Jahren entschlossen, auf eine Standard-MES-Lösung zu wechseln. Der Vorteil: Ein Best-Practice-Ansatz, der sich - vom Hersteller und durch die Community getrieben - für eine Industrie 4.0 automatisch weiterentwickelt. Melchert resümiert dazu: „Produktionssoftware zu programmieren ist einfach nicht unser Kerngeschäft“.

Harman ist ein weltweit agierender Konzern und entwickelt, produziert und vermarktet ein breites Produktspektrum von Audio- und Infotainment-Lösungen für beispielsweise BMW, Mercedes, VW, Audi, Toyota und viele weitere führende Automarken. Der Produktionsstandort Straubing beschäftigt über 700 Mitarbeiter und liefert pro Jahr 1,7 Mio. Einheiten aus. Neben Deutschland gibt es vor allem Standorte in den USA und China. Waren bisher die drei Regionen noch sehr autark und konnten jeweils eine 1:1 Kundenbeziehung pflegen, so fordern die global aufgestellten Automobilisten auch immer mehr einen globalen Zulieferer als vertrauensvollen Partner. Die in den jeweiligen Ländern sehr unterschiedlich gehandhabten Produktionssteuerungssysteme waren dabei eher hinderlich und es sollte eine Lösung evaluiert werden, die als einheitlicher Standard dienen kann.

Softwareharmonisierung

SAP Manufacturing Execution (SAP ME) bot eine gute Harmonisierungsgrundlage für die benötigten Anforderungen. Eine hohe ERP-Integration ist für eine zentrale Stammdatenpflege zwingend erforderlich. Eine Anforderung, die es ebenfalls durch ERP-Integration zu unterstützen galt, war der Prozess, dass Kunden das Produkt final freigeben und erst dann die Produktion starten darf. Eine horizontale und vertikale Integration entlang der Wertschöpfungskette bis zum Kunden konnte nur mit einer durchgängig digitalen, smarten Lösung umgesetzt werden, für die SAP ME bereits eine gute Basis bereitstellt.

Automatische Elektronikfertigung und manuelle Endmontage müssen in einem digitalen Prozess vereint werden. (Bildquelle: Trebing+Himstedt / Harman)

Der hohe Automatisierungsgrad mit einer Kommunikation, die nahezu 100 % von allein im Hintergrund abläuft sollte ebenfalls unterstützt werden. Für die Maschinen-Integration kommuniziert SAP ME hierbei über moderne Webservices mit dem „Harman Machine Interface (HMI)“.

Pilotphase

Die Einführung eines neuen Produktes wurde zum Anlass genommen, den Produktionsprozess mit SAP ME zu definieren und als Pilot umzusetzen. Ziel war es nicht, die bestehenden Prozesse einfach nur in einer neuen Softwarelösung umzusetzen, sondern es sollten bewusst Verbesserungspotenziale aufgedeckt und genutzt werden. Der MES-Prozessmodellierungsworkshop „SpeziMES“, in dem auf Basis von Business Process Model and Notation (BPMN) die Prozesse aufgezeichnet wurden, hat hierbei wichtige Erkenntnisse geliefert. Dort sind bereits in der Theorie Fragestellungen aufgetaucht, die schon gelöst werden mussten und nicht erst später bei der Umsetzung Verzögerungen verursachen. „Dass bereits für einen Pilotprojekt die Prozesse sehr genau z. B. für die Arbeitspläne definiert werden mussten, war neu und wurde bis dato nicht so strikt gehandhabt – nun musste es vorher definiert werden und auf einmal ging auch das.“, erinnert sich Melchert.

85 % Standard

Im Standard konnten somit rund 85 % der Prozesse abgebildet werden und der Standard unterstützte bereits Funktionalitäten, die vorher nicht verfügbar waren, wie beispielsweise das restriktive Routing des Materials durch den Produktionsprozess. Hier wurden die Vorteile einer Standard-Software für alle Beteiligten sehr schnell deutlich.

Der Produktionsprozess bei Harmann ist grob in zwei Bereiche eingeteilt. Im Ersten werden die Standard-Komponenten für alle Baugruppen in einer Surface-Mounted-Devices-Bestückungslinie (SMD) gefertigt. Im zweiten Abschnitt findet in der so genannten Zelle eine halbautomatische, kundenspezifische Endmontage statt. Prozessspezifische Daten wie beispielsweise Drehmoment, Testdaten wie Ströme und Spannungen, Temperaturkurven beim Löten und Non-Conformance-Fehlerdaten (NC) werden kontinuierlich und weitestgehend automatisiert im SAP ME gespeichert.

Daten im Elektronikproduktionsprozess werden weitestgehend automatisiert im SAP ME gespeichert (Bildquelle: Trebing+Himstedt / Harman)

Für den Piloten wurde die komplette Produktionskette von der Kennzeichnung bis zur Verpackung abgebildet. Die Umsetzung fand dabei sehr eng und mit hohem Know-how-Transfer mit dem Harman Entwicklerteam statt. Dabei übernahm Harman die Prozesse mit starker HMI-Integration, das Beratungsunternehmen Trebing + Himstedt war für die Bereiche Verpackung sowie das kundenspezifische Kennzeichnen verantwortlich. Beispielsweise wurde geprüft, ob überhaupt verpackt werden darf, d. h. ob die Arbeitsschritte korrekt ohne manuellen Eingriff durchlaufen wurden.

Neben der Datenerfassung übernimmt das SAP ME auch die Serialisierung und zeichnet Start und Ende der einzelnen Arbeitspläne auf. Durch die automatisierte Kommunikation im Hintergrund waren für den Werker an der Linie keine Änderungen sichtbar, somit war für den Bereich keine extra Schulung notwendig. Planung, Reparaturbereich und Prozess-Engineering wurden auf SAP ME geschult und bei der Planung bereits frühzeitig integriert, um zu definieren, was und wie Informationen in SAP ME erfasst werden müssen.

Nächste Stufe: Roll-out

Nach Abschluss des Piloten ist klar, es war der richtige Schritt. Für den Roll-out in die anderen Regionen wird nun sehr eng mit USA und China zusammengearbeitet, um die Standard-Software für die Bedürfnisse zu optimieren.

Über den Autor

Dipl.-Ing. Steffen Himstedt

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