Bericht eines MES-Beraters
Wenn der Chef Software nicht mag
Läuft im Betrieb alles rund, sind Veränderungen unnötig, oder? Gerade aus der Vogelperspektive bleibt schnell unbemerkt, wo die Belegschaft Schwächen in der Infrastruktur mit eigenwilligen Lösungen oder Arbeitsaufwand ausgleicht. MES-Berater Andreas Holz beschreibt in diesem – etwas anders erzählten – Feature, wie sich ein gut laufendes Unternehmen auf die digitale Transformation einlässt, obwohl der Chef eigentlich nicht viel von Software hält. Nach Abschluss des Projekts hat sich für ihn nicht viel verändert – aber für das Unternehmen.
„Das Unternehmen läuft reibungslos: Es geht alles seinen bewährten Gang. Die Kunden sind zufrieden, viele kennt der Chef persönlich. Täglich geht er durch den Betrieb, denn der Ausdruck persönlicher Wertschätzung und das Gespräch mit den Menschen ist ihm wichtig. Software braucht das Unternehmen nicht, stellt der Chef fest! Ja, er wisse aus Sitzungen des Unternehmerverbands und der IHK, dass viele der Mitglieder schon seit langem auf Computer und Software setzen. Jedoch bewältigen das Sekretariat, die Buchhaltung und Meister mit ihrem fundierten Wissen und langjähriger Erfahrung die Herausforderungen des Alltags mühelos. Allerdings empfindet der Chef den hohen Aufwand, den seine Meister betreiben, um ihm zuverlässige Informationen aus dem Betrieb zu präsentieren, als störend. Obwohl er sich gegen die Digitalisierung wehrt, müssen die Meister täglich Daten vom Shop-Floor manuell zusammentragen und in Excel eingeben. Dieser Prozess basiert auf ihren Erfahrungswerten und kann daher nicht einfach an einen Werkstudenten oder ähnliche Kräfte delegiert werden. Andererseits freut er sich. Denn die modernen Maschinen und ein engagiertes Team ermöglichen es, die Qualität hochzuhalten und die Kunden zufriedenzustellen. So hat das Unternehmen auf Software weitgehend verzichtet. Die Notwendigkeit erkennt er nicht, denn einige Angestellte und Werkstudierende haben begonnen, selbst eigene kleine Werkzeuge mit MS-Access oder Excel zu entwickeln, um die Abläufe zu optimieren und Kennzahlen zu erfassen. Besonders die Reihenfolgeplanung wurde so deutlich verbessert.“
Bedarf richtig einschätzen
Dass die Digitalisierung mancher Unternehmen nicht vorankommt, liegt an einer durchaus bedeutsamen Anzahl von Fällen, in denen einzelne Personen den Einsatz von Software eher zögerlich oder gar nicht unterstützten. Diese Haltung ist in vielerlei Hinsicht von Bedeutung, umfasst sie doch zentrale Aussagen wie: ‘im Griff haben’, ‘Erfahrung’, ‘sich verlassen können’, ‘rechtzeitig’, ‘bewährt’, ‘zufrieden’, ‘persönlich’ und nicht zuletzt ‘Wertschätzung’. Es manifestiert sich der Eindruck eines eingespielten Teams, das das zu Bewältigende als gemeinsame Aufgabe betrachtet und Abweichungen behebt. Ein Weg besteht darin, den Prozess zu automatisieren, um den Meistern mehr Zeit für wichtigere und produktivere Aufgaben zu geben. Der Chef erkennt nicht, dass es die Automatisierung ist, die es ermöglicht, Kennzahlen zeitnah zu ermitteln, ohne dass der Meister das manuell erledigen muss. Dadurch können zuverlässige Informationen generiert werden, was die Effizienz steigern und dem Meister mehr Freiraum für seine Kernkompetenzen verschaffen kann.
Werte wahren bei der Digitalisierung
Der Produktionsalltag dieses Unternehmens wird durch eine bewährte Einstellung des eingespielten Teams und durch Werte wie Verlässlichkeit, Erfahrung und rechtzeitige Lieferungen geprägt. Doch auch Unternehmen wie diese bemerken, dass die Konkurrenz bereits anderweitig von der Digitalisierung profitiert. Das Unternehmen und sein IT-Dienstleister sollten sich fragen: Wie können Unternehmen ihren sozial-wirtschaftlichen Ansatz auch entlang der digitalen Transformation bewahren? Wie können sie die Chancen der Digitalisierung nutzen, ohne die grundlegenden Werte und das eingespielte Teamgefüge zu verlieren? Heutzutage sind Daten, Kennzahlen und Metriken von essenzieller Bedeutung, um Produktionsprozesse zu steuern, zu planen, zu disponieren, zu analysieren und zu bewerten. Es gilt, eine Balance zu finden und die bewährte, persönliche Zusammenarbeit mit den Vorteilen der digitalen Möglichkeiten zu verbinden.
Der Chef denkt um
Im Fall des genannten Beispielunternehmens führte eine Reihe von Faktoren dazu, dass das Unternehmen einen ganzheitlichen Ansatz wählte. Neben dem Umstand, dass im Zuge der Expansion die eingebundenen Unternehmen und Standorte bereits über eigene IT/OT-Infrastrukturen in unterschiedlichen Ausprägungen und Reifegraden verfügten, wurde erkannt, dass das Wachstum des Unternehmens oder die Ausweitung auf weitere Standorte selbst über ein mehrstufiges BAB (Betriebsdatenerfassungssystem) keine belastbare Grundlage für die Unternehmenssteuerung darstellte. Vermutlich wurde auch die herkömmliche Erstellung zu aufwendig und ungenau, oder äußere Faktoren zwangen letztendlich zu diesem Bewusstseinswandel. Schließlich konnte der Junior, der ein betriebswirtschaftliches Studium absolviert hatte – ebenso wie andere aus der Belegschaft – den Senior davon überzeugen, dass der sinnvolle Einsatz von Software allen Beteiligten zugutekommen und in Zukunft immer bedeutender würden werde.
Die Randbedingungen
Nicht nur die genannten Beispiele, sondern auch der zunehmende Aufwand des Managements komplexer Herstellprozesse und die Notwendigkeit eines standortübergreifenden, optimalen Ausgleichs konkurrierender Interessen machen in der Regel einen Wandel unumgänglich. Klassische Methoden können kaum mehr die erforderliche Performance, Flexibilität, Produkt-, Service- und Prozessqualität, Transparenz und Sicherheit unter Einhaltung gesetzlicher Auflagen und Standards sicherstellen. Wirtschaftliche Prognosen kündigen an, dass Rohstoffe, Packmaterialien, Energie und Personalkosten teurer werden, was ebenso ein Umdenken unterstützen sollte. Die Dynamik und Komplexität des Marktes dürfte weiter zunehmen, und auch Produktlebenszyklen werden kürzer. Viele Unternehmen stehen vor der Herausforderung, den Markt aktiv zu gestalten und zu formen, statt nur zu reagieren. Im angesprochenen Fall stand der Produzent zudem vor der Herausforderung, in kleineren Chargengrößen bis hin zu personalisierten Produkten schneller, preisbewusster, kosteneffizienter, reglementierter und an die verschiedenen Verbrauchersegmente sowie Handel und Mitbewerber angepasst agieren zu müssen. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Konkreter Handlungsdruck
In der Unternehmenslandschaft gewannen zudem neue Vermarktungs- und Vertriebsmodelle, insbesondere im B2C-Bereich über Online-Vertriebsplattformen, zunehmend an Bedeutung. So unterstützten auch diese Paradigmenwechsel den Sinneswandel des Seniors, seine bis zur Abneigung reichende Zurückhaltung gegenüber eines digitalen Betriebsmanagements abzulegen. Zusätzlich zu den genannten Herausforderungen stehen Unternehmen auch im Kontext klimapolitischer Ziele vor großen Aufgaben. Das deutsche Klimaschutzgesetz legt ambitionierte Reduktionsziele fest, die bis 2030, 2035, 2040 und 2045 erreicht werden sollen. Für den Industriesektor waren bereits für 2022 Investitionen in Höhe von 0,86 Milliarden Euro für Klimaschutzmaßnahmen vorgesehen. Viele Unternehmen müssen ihren Anlagenpark weiter modernisieren, da einige Anlagen wie Kompressoren bereits über 20 oder sogar 40 Jahre alt sind. Eine gesteuerte Digitalisierung der Produktion überwindet auch die Eigenkreation lokaler Software durch Mitarbeiter und ersetzt sie durch eine konsistente IT/OT-Architektur.
Die Herangehensweise
In der Vergangenheit wurden Unternehmen auf Basis der Erfahrungen ihrer Mitarbeiter geführt. Mitarbeiter verfügten über Wissen zu den Eigenschaften und Fähigkeiten der Anlagen sowie dem Produktionsprozess und dessen Spezifikation. Organisation und Planung der Produktion basierten auf Erfahrungswerten und die Ausführung erfolgte manuell vor Ort. Informationen über Zustand, Zeit, Menge und Qualität wurden manuell und lokal dokumentiert. Die Analyse und Nachverfolgung von Daten erfolgte ebenfalls manuell. In unserem Beispielunternehmen erfüllten diese Praktiken nicht mehr die Anforderungen des Marktes und der Unternehmensentwicklung. Um weiter erfolgreich zu agieren, entschied man sich für den Wandel zum digitalen Betriebsmanagement.
Wissen weiter nutzen
Ein digitales Produktionsmanagement muss dieses Vorgehensmodell nicht obsolet machen. Die Erfahrungswerte und die persönliche Qualifikation können weiterhin genutzt, unterstützt und entwickelt werden. Viele Firmen setzen nicht auf eine durchgängige, sondern die punktuelle Digitalisierung, um erkennbare Defizite zu lösen. Die Integration digitaler Systeme kann bestehendes Erfahrungswissen ergänzen und unterstützen, ohne es zu ersetzen. Es ermöglicht eine effizientere Datenerfassung und Analyse, während menschliche Expertise für komplexe Entscheidungen und das Optimieren von Abläufen unverzichtbar bleibt. Unternehmen können somit ihre Digitalisierung betreiben, ohne bewährte Erfahrungen und Kompetenzen außer Acht zu lassen.
Leitplanken für die Projekte
Um die Firma bei ihrer Umstellung auf ein digitales Betriebsmanagement zu unterstützen, wurde ATS Global | D-A-CH beauftragt. Im Zuge der Transformation wurden Anwendungen auf kaufmännischer, Produktions- und Anlagenebene eingeführt. Der moderne Maschinenpark ermöglichte eine nahtlose Integration vieler Komponenten durch verfügbare Konnektoren oder direkte Anbindungen. Wo sinnvoll, wurde ältere Technologie mit einfacher Sensorik nachgerüstet, um an Maschinendaten zu gelangen. Alle Maßnahmen beim Unternehmen mussten sich an einigen Leitplanken orientieren:
- Orientierung an internationalen Normen – Anlehnung an ISA 88 und ISA 95 sowie dem Weihenstephaner Standard,
- Einbindung aller Beteiligten – Obligatorische Einbindung aller Beteiligten, um Bedürfnisse zu verstehen und zu berücksichtigen,
- Schulung und Kommunikation – Schulung aller Beteiligten für den Übergang sowie stete Kommunikation zwischen den involvierten Parteien,
- Glossarbildung – Erstellung eines Glossars als gemeinsame Verständnisbasis für alle Beteiligten,
- Partnerschaftliche Zusammenarbeit – Einbindung eines externen Partners für Beratung und Umsetzung, dabei jedoch technologieneutral,
- Kompetenzbewertung und offene Architektur – der Partner wurde auf seine Leistungsfähigkeit und Verlässlichkeit geprüft,
- Verwendung einer offenen Architektur in Anlehnung an Namur NOA,
- Bei der Softwareauswahl lag der Fokus auf den Fähigkeiten, weniger auf ihrem Preis,
- Maßgeschneiderter Systemsansatz – Wahl eines Ansatzes, der den verschiedenen Rollen im Herstellprozess gerecht wird,
- Schrittweise Umsetzung – Projekt wird schrittweise mit überschaubaren Zielen und Meilensteinen betrieben,
- Strategische Vision – der IT-Partner zeichnet sich durch strategisches Denken aus, indem er die Systeme mit Blick auf Reife und Zukunftsfähigkeit auslegt,
- Zukunftsfähiges System – Wartbarkeit, Anpassbarkeit und Erweiterbarkeit stehen ebenfalls im Fokus,
- Möglichkeit zur Integration zukünftiger technologischer Entwicklungen, etwa die Cloud-Integration für standortübergreifende Funktionen.
Das Projektteam
Unter der Projektleitung des Juniorchefs wurde ein Team zusammengestellt, das von einem erfahrenen Mentor koordiniert wurde. Dieses Team repräsentierte sämtliche beteiligten Bereiche des Herstellprozesses, angefangen von Anlagenfahrern, Produktionssteuerung, Produktionsmanagement und Planung bis hin zu Vertretern aus Vertrieb, Einkauf, Materialwirtschaft, Qualitätssicherung und Instandhaltung. Zwei Faktoren trugen besonders zum Erfolg bei: Die qualifizierten Teammitglieder wurden in Standards und Kommunikationstechniken geschult. Und es wurden alle Bereiche am Standort einbezohen, vom Wareneingang bis -ausgang, einschließlich RHB-Lager, Primär- und Sekundärproduktion, Verpackung und Versand. Das geschah alles entlang der vier Säulen des Herstellprozesses: Produktion, Material, Instandhaltung und Qualität. Das Team spielte eine zentrale Rolle bei der Umsetzung des digitalen Betriebsmanagements. Durch die Betrachtung aller Prozessbereiche und die Koordination der relevanten Abteilungen wurden die neuen Systeme nahtlos integriert. Die Zusammenarbeit und die hohe Qualifikation der Teammitglieder waren essenziell für diesen Erfolg.
Der Partner als Berater
Als IT-Dienstleister wurde ATS Global ausgewähl, ein unabhängiger Anbieter von Software und Dienstleistungen. Die Entscheidung für ATS Global basierte auf der Erkenntnis, dass das Unternehmen ein breit gefächertes Portfolio rund um die digitale Fabrik anbietet. Dazu zählen Beratung, Analyse und Design im Rahmen von individuellen Systemverbünden in Digitalisierungsprogrammen. Weiter war Erfahrung und Knowhow mit solchen Projekten gefordert und der Anbieter deckt wesentliche Aspekte entlang der vier Säulen des ISA-95-Standards ab:
- Automatisierung – Bereitstellung von Automatisierungssysteme zur Effizienzsteigerung,
- Produktionsmanagement – Optimierung der Produktionsprozesse,
- SOP/Planung und Scheduling – Entwicklung und Implementierung von Standard Operating Procedures sowie Planungs- und Terminierungssystemen,
- Qualitätsmanagement – Unterstützung bei der Verbesserung der Produktqualität und Sicherstellung der Qualitätsstandards.
Die Methodik
Die Teams des Herstellers und des IT-Dienstleisters führten Ist und Fit-Gap-Analysen in Anlehnung an die VDI-Richtlinie 3694 durch, wobei die besonderen Belange der Anforderungsanalyse für eine MES/MOM-Anwendung berücksichtigt werden. Hierzu dient das Aktivitätsmodell nach ISA-95 und DIN/EN 62264 als strukturelle Grundlage. Für jede der vier Funktionskategorien von Produktions- bis Instandhaltungsmanagement wurden mit Bezug auf die acht Aktivitäten
- Ressourcen-Management,
- Spezifikations-Management,
- Feinplanung,
- Disposition,
- Ausführung,
- Datenerfassung sowie
- Analyse und Verfolgung
die funktionalen Anforderungen erfasst, analysiert und hinsichtlich Bedeutung, Umsetzungsanforderungen und erforderlicher Softwaretechnologie bewertet. Dabei wurden Rück- und Wechselwirkungen innerhalb der MES-Schicht und des Informationsaustauschs zwischen MES-, ERP- und Automations-Ebene berücksichtigt.
Systeme und Architektur
Nach Bestätigung des Beispielunternehmens in der Analysephase wurde der Entschluss gefasst, ein offenes Architekturkonzept in Anlehnung an das Open Architecture Paradigma zu wählen. Dieses ermöglicht einerseits eine schritt- und planbare Erweiterung der geforderten Funktionen und andererseits eine Berücksichtigung der unterschiedlichen Ausprägungen und Reifegrade der verschiedenen Standorte. Für die Scada-Ebene wurde eine moderne und gut beherrschbare Technologieplattform gewählt. Um eine vermittelnde Ebene zum Produktionsmanagementsystem auf MES Level 3 zu schaffen, wurde eine Industrielle IoT-Plattform als Bus-Architektur gewählt. Dabei wurde berücksichtigt, dass an einigen Standorten bereits Produktionsmanagementsysteme auf Level 2 und 3 vorhanden waren. Diese Systeme könnten im Zuge von Harmonisierungsbestrebungen abgelöst werden. Zudem sollte die IoT-Plattform die Option bieten, künftig Funktionen auf Ebene 3 in die Cloud zu verlagern.
IIoT vermittelt Daten
Die Bus-Architektur dient als Schnittstelle zwischen dem Produktionsmanagementsystem auf MES Level 3 und den vorhandenen Systemen auf Geschäftsebene. Sie ermöglicht die effiziente Integration und Kommunikation zwischen den Systemen. Zudem wird die IoT-Plattform in Zukunft auch mit einem PDM (Product Data Management) und LIMS (Laboratory Information Management System) verknüpft, um weitere Optimierungen zu ermöglichen. Das Unternehmen soll so auch künftigen Anforderungen gerecht werden, indem es über eine agile und skalierbare Infrastruktur für die Produktionsprozesse verfügt. Auf der MES-Ebene 3 fiel die Entscheidung zugunsten einer modernen, modellbasierten Technologieplattform. Diese Wahl wurde präferiert gegenüber älteren Systemen, die zwar schon lange auf dem Markt verfügbar waren, aber auf überholten Architekturen basierten, an die zeitgemäße Funktionen nachträglich angefügt wurden.
Gutes Team und guter Partner
Der gewählte Weg hat sich bewährt. Insbesondere das Wirken des Teams als zentrale Instanz sowie die Entscheidung, einen externen Partner hinzuzuziehen, trugen dazu bei, eine maßgeschneiderte Systemlandschaft zu gestalten, die den Anforderungen der verschiedenen am Herstellprozess beteiligten Akteure gerecht wurde. Mit dem iterativen Reifegradmodell konnten Funktionen für die jeweiligen Rollen ohne übermäßige Wartezeit eingeführt werden.
Was macht der Chef heute?
Bis heute macht der Seniorchef seine täglichen Runden durch den Betrieb. Denn diese bleiben ein Ausdruck seiner persönlichen Wertschätzung gegenüber den Mitarbeitern und seiner Verbundenheit mit dem Unternehmen. Trotz der Einführung moderner digitaler Systeme und der Umstellung auf ein digitales Betriebsmanagement ist der Seniorchef eine wichtige Säule der Firma, auch im Hinblick auf die Unternehmenskultur.
