Vertikale Integration

Thematische Einführung
Modelle und Begriffe
Prozessindustrie - altes Ebenenmodell (nach Namur)
Funktion
Führen des
Unternehmens
Qualität der Funktion
Dispositiv
Führen der Fabrik,
des Betriebes
Ebene
Unternehmensleitebene
Produktions- /
Betriebsleitebene
Führen von Verfahrensgruppen,
Apparaten
Prozessleitebene
Messen, Steuern,
Regeln, Sicherheit
Sensor- und AktorFunktionen
Feldebene
Operativ
Vertikale Integration
Unternehmensleitebene
ERP
Produktionsleitebene
Betriebsleitebene
Prozessleitebene
le
a
ik
t
r
Ve
n
o
i
at
r
eg
t
n
IMES
Controls
Aufgabengruppen:
Qualitätsmanagement
Personalmanagement
Vertrieb
Materialmanagement
Beschaffung
Sicherheitsmanagement
Instandhaltung
Scheduling
Betriebsdatenerfassung
Materialflusssteuerung
Prozesssteuerung
Produktion
...
Wichtige Begriffe – Corporate Wording
ERP
- Enterprise Ressource Planning
MES
- Manufacturing Execution System
IMS
- Information Management System
CMMS - Computerized Maintenance
Sales and Distribution
SCM
CAFM
ERP
Management System
CMMS
CAFM - Computer Aided Facility
Management
SCM
- Supply Chain Management
MES
Controls
IMS
Ganzheitliche Sichtweise - SCM
Bestellung
Bestellung
Bestellanforderung
Lieferant B2B Beschaffung
Komponente
Auftrag
Produktion
&
Instandhaltung
Transport
Lager
Einlagerung
Aufträge
Lieferung
ERP
Feinplanung,
Zustandsauswertung
Controls
Einsatzstoffe
Meldungen zu:
• Auftragsstatus
• Anlagenzustand
PPS,
LIMS, BDE,
CMMS, ...
Sollvorgaben
MES
Lager
Transport
Rückmeldungen,
Status-Daten
Prozessleitsystem
Fertigungsprozess
Produkte
Vertrieb
B2C Kunde
Komponente
Auslagerung
Lieferung
MESA-Modell (Manufacturing Execution System Association)
Product/
Process
Engineering
Operations/
Detailed
Scheduling
Ressource
Allocation
& Status
Dispatching
Production
Units
Labor
Management
Document
Control
MES
Product
Tracking &
Genealogy
Supply Chain
Management
Sales &
Service
Management
Performance
Analysis
Process
Management
Maintenance
Management
Quality
Management
Enterprise
Ressource
Planning
Data
Collection
Acquisition
Controls
Angepasstes MESA-Modell
Stammdaten
Management
Controlling
Einkauf
Vertrieb
Kapazitätsplanung
Produktions
Feinplanung
Supply Chain
Management
Gebäude
Management
Materialidenfikation
Electronic
Batch
Recording
Prozess
Informations
Management
Chargensteuerung
Dokumenten
Management
Prozessdatenerfassung
Material- und
Chargenverfolgung
Logistik
Disposition
Bestandsführung
Steuerung
Produktionseinheiten
Statistische
Qualitätskontrolle
Prozess
Simulation
Enterprise
Ressource
Planning
Wartung
Instandhaltung
Labor
Informations
Management
Prozesssteuerung
Rezepturverwaltung
Gründe für Vertikale Integration
Ausgangssituation
bis 1992
DM
Heute
1992 - 2002
ERP
mation
Enterprise
Ressource Planning
Infor
aber
Controls
Geringer Einsatz von Standard PC-Systemen
Durchgängiger Einsatz von Standard PC‘s
Geringer Informationsfluss in den Ebenen
Unstrukturierte Prozessabläufe
Partielle und proprietäre Automatisierung
Standardisierung von MICROSOFT® Technologie
Durchgängiger Informationsfluss in den Ebenen
Strukturierte und optimierte Prozessabläufe
Durchgängige, einheitliche Basisautomatisierung
Durchgängige Vernetzung
Schließen der Informationslücken
bis 1992
Heute
ERP
Enterprise
Ressource Planning
MES
Manufacturing
Execution Systems
Controls
Geringer Einsatz von Standard PC-Systemen
Durchgängiger Einsatz von Standard PC‘s
Geringer Informationsfluss in den Ebenen
Unstrukturierte Prozessabläufe
Partielle und proprietäre Automatisierung
Standardisierung von MICROSOFT ® Technologie
Durchgängiger Informationsfluss in den Ebenen
Strukturierte und optimierte Prozessabläufe
Durchgängige, einheitliche Basisautomatisierung
Durchgängige Vernetzung
Trends
Globalisierungsbestreben / Konzentration auf das Kerngeschäft
Zunehmende Internationalisierung
Zusammenwachsen von Lieferant, Produzent und Kunde
Supply Chain als strategischer Wettbewerbsvorteil
Erhöhte Anforderung an Dokumentation und Reproduzierbarkeit von Prozessen
Erwartete Entwicklung in den nächsten Jahren
Wachstumstendenzen in den Bereichen Controls,
MES und ERP
Controls
MES
ERP
100%
Zunehmende Übernahme von MES Funktionalitäten
durch ERP/Controls Anbieter (lt. Gardner Group)
vornehmlich im Bereich der Prozessindustrie
50%
0%
1997
In den Unternehmen gewinnt IT, auch durch Themen
wie B2B, B2C und eCommerce zunehmend
an Bedeutung
2007
2017
Realisierungsvarianten
Realisierungsvarianten
„Single Product“ Solution
Funktionalität
Funktionalität
„Best of Breed“ Solution
Aufgabe
Maximal - Anforderung
Minimum - Anforderung
Aufgabe
+ optimale Deckungsgleichheit mit dem
Anforderungsprofil
+ flexibel, erweiterbar durch modularen Aufbau
+ nach extern homogen, intern heterogen
+ einfachere Integration in bestehende
Prozesse und Strukturen
+ Durch Standard-Schnittstellen wie COM,
DCOM, OPC und ODBC zukunftssicher
+ homogene Lösung
+ geringerer Aufwand bei der Konzeption
+ geringerer Aufwand bei Schulung,
Integration und Instandhaltung
- erfordert höheres spezifisches Know-How
von Integrator und Betreiber
- größere Anzahl Schnittstellen
- höhere Aufwand bei Schulung, Integration
und Instandhaltung
- aufgrund der Bandbreite der Anforderungen
nur geringe Deckungsgleichheit im Vergleich
zur optimalen Lösung
- Abhängigkeit vom Produktlieferant
- fehlende Systemneutralität in der Konzeptphase
- Entwicklung „visionärer“ Lösungen nur mit höherem
Aufwand möglich
Das Projekt
Projektbeschreibung
Automatisierung einer Produktionsanlage im Bereich Oberflächentechnik,
Werk Langelsheim
Herstellung chemischer Produkte für den Korrosionsschutz
Produktion von ca. 4.000 verschiedenen Produkten
Ziel der Automatisierung:
Reduzierung der Ansatzzeiten
Verbesserung der Anlagenauslastung (Ressourcenbelegung)
Automatische Erfassung des Verbrauchs und der Produktionsmengen mit Rückmeldung
an SAP
Verbesserung der Dosiergenauigkeiten
Minimierung der Nachstellquoten
Einführung eines PLS/MES mit vollständiger Integration in die
Unternehmensleitebene
Liefer- und Leistungsumfang gesamt
Projektmanagement
Pflichtenhefterstellung
Detailengineering
Lieferung und Design der PLS-Komponenten
Konfiguration PLS
Lieferung und Design der MES-Komponenten
Konfiguration MES
Lieferung und Konfiguration eines Barcodeerfassungssystems
Schaltschrankbau und komplette EMSR-Montage
Funktionsendprüfung
Inbetriebnahme
Schulung
Liefer- und Leistungsumfang PLS
Lieferung und Design der PLS-Komponenten, System PCS 7 von Siemens
4 AS 416-3
Redundante Server
2 Bedienstationen in der Messwarte, 4 Bedienstationen im Feld
1 Engineeringstation
Anbindung der Feldebene über Profibus DP, 2000 Binäreingänge, 1700 Binärausgänge,
200 Analogeingänge, 16 Waagen
Konfiguration PLS
Automation von 26 Ansatzreaktoren und Tanklager
115 Grafikbilder
280 Steuerfunktionen (durchschnittlich 35 Schritte, 5 Anweisungen pro Schritt)
Anbindung von Waagen und Units
Liefer- und Leistungsumfang MES
Lieferung und Design der MES-Komponenten, RS-Bizware™ von Rockwell Automation
Batchsystem, RS-Bizware-Batch
Schnittstelle zu SAP R/3 Modul PP-PI, RS-Bizware-Batch ERP
Konfiguration/Softwareerstellung MES
Konfiguration Batchsystem
Konfiguration der SAP-Anbindung
• Prozessaufträge von SAP
• Steuerrezeptgenerierung
• Rückmeldung des Verbrauchs an SAP
Softwareerstellung für ein Kommissioniersystem
Chargenverfolgung (Realisierung von Tracking und Tracing)
Liefer- und Leistungsumfang Schaltschrankbau/EMSR-Montage
Bauleitung
Bau, Lieferung und Montage von 26 Vor-Ort-Schränken
EMSR-Montage
Lieferung und Installation Kabeltragsystem (Trasse, Gitterrinne, Rohr)
Komplette Verkabelung der Aktorik und Sensorik (Verlegung von ca. 13.000 m Kabel)
Netzwerkinstallation (LWL und Kupfer)
Loop-Check
Inbetriebnahme
Systemkonzept Automatisierung Oberflächentechnik
SAP R/3 ®
Engineering-Station
Client 1
Client 2
Batch ERP
DomainControler
Server
redundant
Range LAN
SQL-Server
Batch-Server
Range LAN
KommissionierSystem
Industrial Ethernet
AS 416-3 (1)
Standardprodukte
AS 416-3 (2)
Standardprodukte
AS 416-3 (3)
Standardprodukte
AS 416-3 (4)
Niedrigzinkprodukte/
Tanklager
Funkscanner
Profibus DP
Profibus DP
Produktion 1
Ansatzstation
IPC 3
Kommissionierstation
IPC 2
Ansatzstation
IPC 1
Ansatzstation
Produktion 2
Ansatzstation
Profibus DP
Produktion 3
Ansatzstation
IPC 4
Niedrigzink
Profibus DP
Produktion 4
Niedrigzink
Informationsfluss
Grob- / Feinplanung
Wareneingang
Verbräuche
SAP
SAP R/3®
R/3®
PP-PI
PP-PI
Prozessaufträge
SAP
SAP R/3®
R/3®
MM/WM
MM/WM
Prozessmeldungen
BatchERP
BatchERP
Prozessdaten,
Stati und Verbräuche
Prauf
History
Ansätze
Chargen
KommissionierKommissionierSystem
System
Steuerrezept
Chargenprotokoll
RSBatch
RSBatch
Bestände
Erfassung von Rohstoffchargen
Bereitstellung von Materialien
Steuerfunktion
AS
AS 416-3
416-3
Material
Material
Track
Track
Tracking and Tracebility
Verschiedene Auswertungen
Anlagenübersicht
B-3118
B-3002
B-3001
B-3006
B-3581
VEW
Phosp.
Phosp.
Salp.
Nini.
TKW
B-3114
Phosp.
C-3054
ZNZN-Lös
C-3059
B-3027
C-3025
B-3029
B-3115
B-3116
B-3113
B-3026
Nacl.
Maph.
Maph.
Salp.
Znph.
LP
Salpetersä
Salpetersäure
B-3113
Manganphosphat
Zinknitrat
B-1315/16
B-3027
Nickelnitrat
Zinkphosphat
B-3581
B-3026
Natriumchlorat
Phosphorsä
Phosphorsäure
VEVE-Wasser
B-3029
B-3114
B-3118
VWVW-1
C-3051
C-3052
C-3053
VWVW-2
C-3055
C-3056
C-3057
C-3058
C-3062
C-3063
C-3064
C-3065
C-3066
VWVW-3
C-3069
C-3070
C-3059
C-3060
C-3061
C-3071
VWVW-4
C-3072
C-3073
C-3251
C-3252
C-3253
C-3254
C-3257
C-3260
Interessante Details
Interessante Details
Anbindung von SAP an das PLS
Übertragung von Prozessaufträgen an das PLS
Erzeugung eines Steuerrezeptes im Batchsystem
Erzeugung eines Kommissionierauftrages
Erfassung der Chargennummern und Mengen durch das PLS
Rückmeldung des Verbrauchs und Stati an das SAP
Sofortige Buchung im SAP
Kommissioniersystem
Bereitstellung von Materialen für Handzugaben
Erfassung der Mengen und Chargennummern
Abgleich der Materialien vor der Zugabe (Eindeutige Zuordnung am Reaktor)
Chargenverfolgung
Tracking und Tracebility
Diverse Auswertungen
Zusammenfassung und Ausblick
Vertikalen Integration schafft folgende Vorteile:
Transparenz der Geschäfts- und Produktionsprozesse
Steigerung der Entscheidungssicherheit
Beschleunigte Reaktion auf Kundenwünsche
Lückenlose Dokumentation der Produktionsprozesse
Qualitätssteigerung
Erhöhung der Produktivität
In der Zukunft wird Vertikale Integration einer der entscheidenden
Wettbewerbsfaktoren für produzierende Unternehmen sein
Lang und Peitler hat bereits mehrere Integrationsprojekte realisiert und wird das
Thema auch in der Zukunft im eigenen Unternehmen verstärkt vorantreiben
durch den weiteren Ausbau unseres Kompetenz-Centers am Hauptsitz in Ludwigshafen
sowie an allen anderen Niederlassungen