SAP Digital Manufacturing SAP Digital Manufacturing: Strategisches MES für den weltweiten Einsatz

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Kraiburg TPE schafft mit Einführung der cloud-basierten MES-Lösung SAP Digital Manufacturing (DM) die technologische Basis für eine digitale Zukunft: Mit der Standardsoftware werden anhand eines Templates sämtliche Produktionsprozesse für die Herstellung von thermoplastischen Elastomeren digitalisiert – vom digitalen Auftragsmanagement über die systemgestützte Führung der Mitarbeitenden mit zentraler Dokumentation bis zur Maschinenintegration.

Fahrradgriffe, Spritzenkappen, Trinkschläuche oder auch Skiausrüstung – thermoplastische Elastomere (TPE) begegnen den Menschen auf Schritt und Tritt. Kraiburg TPE, ein Tochterunternehmen der Kraiburg Holding, ist weltweiter Technologieführer für deren Herstellung. Für die TPE-Sparte sind mehr als 660 Mitarbeitende an den Produktionsstandorten Waldkraiburg, Buford (Georgia) in den USA und in Kuala Lumpur, Malaysia, tätig. Darüber hinaus steht den Kunden ein weltweites Netzwerk an Niederlassungen und Partnern für eine kompetente und marktorientierte Zusammenarbeit zur Verfügung.

Digitalisierung der Produktion als Motor für die Zukunft

Im Zuge der digitalen Transformation vollzieht Kraiburg TPE einen technologischen Quantensprung und richtet die Produktion mit der Implementierung von SAP DM optimal für die Zukunft aus. Gründe für die Einführung eines cloudbasierten MES-Systems waren Themen, mit denen sich viele Produktionsunternehmen in der Prozessindustrie konfrontiert sehen: Eingeschränkte Skalierbarkeit der historisch gewachsenen IT-Systemlandschaft, manuelle Betriebsdatenerfassung sowie einige nicht wertschöpfende Tätigkeiten innerhalb der Produktion. Insbesondere die asynchrone Bestandssituation stellte das Unternehmen langfristig vor Herausforderungen, bei der ein Ist-Abgleich im Zuge des Auftragsfortschritts erst zeitverzögert erfolgte und Komponenten retrograd entnommen wurden.

Automatisierung als Entwicklungsbeschleuniger

Diesen Aufgaben begegnet Kraiburg TPE mit dem Einsatz der neuen Software SAP Digital Manufacturing als strategischem MES. Durch den Einsatz von intuitiv bedienbaren Terminals, sogenannten Production Operator Dashboards (PODs), lässt sich eine durchgängige papierlose Produktion realisieren. Die Betriebsdatenerfassung erfolgt dabei systemgestützt und maximiert zugleich die Prozesssicherheit durch intuitive Führung mit Prozessverriegelungen. Außerdem arbeiten die Produktionsmitarbeitenden dadurch in einem zentralen System und müssen nicht mehr zwischen verschiedenen Anwendungen wechseln. 

Die Werkzeugverwaltung wird ebenfalls systembasiert erfolgen, um sowohl Reinigungszustände als auch die Einhaltung von Verschleißgrenzen mittels eines Fertigungscockpits in Echtzeit zu überwachen. 

Das verbessert die Benutzerfreundlichkeit, löst Insellösungen beziehungsweise „Blackboxen“ ab und treibt so die Harmonisierung der IT-Systemlandschaft voran. Parallel dazu verfolgt der TPE-Hersteller die Prozessautomatisierung samt einheitlicher Maschinenanbindung via OPC UA zur Minimierung von Dateneingaben und um eine vereinfachte Rückverfolgung aller eingesetzten Komponenten zu ermöglichen. Als übergeordnetes Ziel wird der Entwurf eines Funktionstemplates verfolgt, welches die Basis für weitere internationale Roll-outs von SAP DM bildet.

Mit MES SAP Digital Manufacturing in die Zukunft investieren

Ausschlaggebend für die Entscheidung pro SAP DM war insbesondere der hohe Abdeckungsgrad der spezifischen Anforderungen von Kraiburg TPE und die optimale Integrationsmöglichkeit in SAP S/4HANA. Zudem gilt das MES-System der neuesten Generation als die zukünftige strategische Lösung von SAP im Fertigungsumfeld mit „State-of-the-Art“-Technologie. Dank des Software-as-a-Service-Konzepts kann das Unternehmen nicht nur administrative Prozesse wie Wartung, Support und Security auslagern, sondern nutzt auch stets das aktuellste Release der Lösung. Die Roadmap von SAP stellt zudem in Aussicht, von welchen Funktionen und Innovationen Kraiburg TPE als „Mitnahmeeffekt“ künftig profitieren wird.

Erfahrung, Projektmethodik und partnerschaftliche Zusammenarbeit

„Vom Nutzen der SAP-DM-Lösung und der Expertise der SAP-Ingenieure von IGZ hat uns bereits von Beginn an die gemeinsam durchgeführte Einsatzanalyse überzeugt. Diese ließ keine Wünsche in puncto Solution-Design sowie Migrations- und Umsetzungskonzept offen“, meint ­Thomas Meier, IT Automation Manager bei Kraiburg TPE. Weiterhin sprach die Vielzahl erfolgreich realisierter MES-Template-Projekte und das durch namhafte Referenzen dokumentierte, tiefe Know-how im Umfeld der Prozessindustrie für die Wahl des Partners. „Ausschlaggebend waren auch die IGZ ­Innovation Days 2022“, erzählt Meier. „Dort haben wir dann die hohe Benutzerfreundlichkeit und die flexiblen Einsatzmöglichkeiten der cloud-basierten MES-Lösung live erleben können. Diese Einblicke haben unsere Entscheidung für IGZ und SAP DM nochmals untermauert.“

Passgenaues Migrationskonzept

Das Gesamtprojekt gliedert sich in zwei Phasen. In Phase eins wird derzeit in Wald­kraiburg ein Pilot umgesetzt, der als Tem­plate für sämtliche Produktionsprozesse dient. Darin abgebildet ist die Anbindung der Extruderlinien, dynamische Rüst-Checklisten, Verpackungsfunktionalitäten inklusive Etikettendruck sowie Funktionen zur Erhebung und detaillierten Auswertung verschiedener Kennzahlen. Anschließend erfolgen nach dem geplanten Go-Live im Oktober 2024 erste Roll-outs des Templates auf die Standorte in den USA und Malaysia.

Parallel werden in einer zweiten Phase in Waldkraiburg weitere Produktionsabläufe implementiert. Im Fokus steht dabei die Arbeitsvorbereitung, die vollumfängliche Integration eines Prozessleitsystems und, damit einhergehend, die optimierte Bestandsführung in Echtzeit durch die ­Berücksichtigung von Ist-Buchungen. 

Auch diese Funktionserweiterungen werden anschließend auf die anderen Standorte ausgerollt.

Frühzeitige Einbindung der Endanwender mit SAP Digital Manufacturing-Prototyp

Im Rahmen der Projektumsetzung kam eine teilagile Methodik zum Einsatz, bei der zu Beginn der Projektumfang in einzelne Arbeitspakete (= Waves) unterteilt wurde. Benefits dieses Vorgehens sind erhöhte Flexibilität, verkürzte Innovationszyklen und eine in Summe beschleunigte Implementierung mit der Option von kurzfristigen Anpassungen der jeweiligen Arbeitspakete. Eine Besonderheit im Projekt war die unmittelbare Umsetzung eines Standard-Prototypen für die Extrusions- und Verpackungsarbeitsplätze. So konnten die Teammitglieder mit Hilfe des Know-how-Transfers durch IGZ am „lebenden Objekt“ Erfahrungen mit SAP DM sammeln und ein erstes Verständnis für ihr neues System entwickeln. Diese frühzeitige Einbindung des Kraiburg-TPE-Projektteams war ein signifikanter Nutzen, wie Thomas Meier anmerkt: „Durch den SAP-DM-Prototyp konnten sich die Key-User bereits in einer sehr frühen Projektphase von der einfachen Konfigurierbarkeit überzeugen – und die künftigen Bedienerinnen und Bediener von der hohen Nutzerfreundlichkeit der PODs.“

Digitale Auftragspapiere, verkürzte Rüstzeiten, optimale Auslastung

Besonders hervorzuheben ist die intuitiv bedienbare Steuerung durch stationäre und mobile Dialoge bei der Auftragsabarbeitung. Der zu bearbeitende Auftragsvorrat und alle produktionsrelevanten Fertigungsdokumente werden ausschließlich digital angezeigt. Dies ermöglicht die Einsparung von rund einer halben Tonne Papier pro Jahr. Sowohl neue als auch bestehende Herstellprozesse, die geändert werden sollen, lassen sich künftig eigenständig, ohne ausgewiesene Programmierkenntnisse mit dem Process Designer modellieren. Dieser ist ein Bestandteil von SAP DM und ermöglicht das einfache Designen von Produktions­abläufen anhand eines „Low-Code/No-Code“-Ansatzes. 

Das Ergebnis: maximale Prozesssicherheit für die Mitarbeitenden bei einem Höchstmaß an Ergonomie und Flexibilität sowie kürzere Einarbeitungszeiten für neue Kolleginnen und Kollegen. Ein weiteres Highlight sind dynamische Rüst-Checklisten: Abhängig von Rüstkriterien ermittelt SAP DM anhand verschiedener Rüstklassen, welche Merkmale durch Mitarbeitende bewertet werden müssen. Auf dieser Basis wird entschieden, welche Anlagenteile gegebenenfalls nachzurüsten sind und welche Hilfsmittel man hierfür benötigt. Infolgedessen lassen sich Rüstzeiten auf ein Minimum reduzieren und die Auslastung der Anlagen verbessern.

Shopfloor Integration und Analytics

Die Shopfloor-Ebene wird mittels des SAP Production Connectors integriert. Diese Anwendung ist ein Bestandteil von SAP DM und ermöglicht die Integration jeglicher Shopfloor-Systeme und Fertigungs­maschinen in die SAP-Lösung. Auf diese Weise ­lassen sich umfangreiche Datenmengen auf Produktionsebene automatisch erheben, um die Signale der Maschinen in vorkonfigurierten Zuständen zu übersetzen und auftretende Störungen zielgerichtet zu klassifizieren. Im Idealfall werden sich anbahnende Probleme durch die bidirektionale Maschinenanbindung bereits frühzeitig erkannt und durch Predictive-Maintenance-Maßnahmen behoben. 

Die Auswertung der Daten anhand von Kennzahlen, Berichten und Dashboards wird mittels der Embedded-SAC-Technologie (SAP Analytics Cloud) direkt in SAP DM vollzogen. Damit kann ­Kraiburg TPE zukünftig gezielt Aufwandstreiber und Engpässe in der Produktion ausfindig machen und im Sinne eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses (KVP) stetig neue Optimierungspotenziale identifizieren und umsetzen.

Vorreiter in Sachen digitalisierter Produktion

Der globale Hersteller von thermoplastischen Elastomeren gilt in seiner Branche durch die weltweite Einführung der innovativen MES-Lösung SAP DM als „digitaler Vorreiter“. Aufgrund eines unternehmensweiten Templates und der flexiblen Skalierbarkeit eignet sich die SAP-Architektur ideal für den gruppenweiten Roll-out und sichert so das zukünftige Wachstum von Kraiburg TPE auf Basis standortübergreifender, einheit­licher Prozesse langfristig ab. Die bestehende IT-Systemlandschaft wird harmonisiert, und die Aufgabenverteilung zwischen ERP, MES und PLS ist klar geregelt. Zwischen den Systemen herrscht ein durchgängiger Informationsfluss, um konsistente Daten und einen „Single Point of Truth“ jederzeit sicherzustellen. 

Die Entscheidung für das Projekt resümiert ­Thomas Meier wie folgt: „SAP DM passt sehr gut zu einem modernen Unternehmen wie unserem, das sich im Zuge der Digitalisierung nachhaltig für die Zukunft aufstellen möchte. Wir sind überzeugt, mit der neuen Lösung auch künftige Herausforderungen im Produktionsumfeld zu meistern.“

Der Autor Dario Petese ist Key Account Manager SAP Digital Manufacturing bei IGZ.