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<\/a><\/div><\/div>\n\n\n\nDie intelligente Fabrik vernetzt alle an der Produktion beteiligten Akteure digital und in Echtzeit: die Menschen, also Hersteller, Kunden, Zulieferer, den Maschinenpark, die Ger\u00e4te, Sensoren, Aktoren und nat\u00fcrlich auch die IT-Systeme. Das schafft die Flexibilit\u00e4t, die im Hinblick auf die zunehmende Individualisierung \u2013 Stichwort Losgr\u00f6\u00dfe eins \u2013, st\u00e4ndig wechselnde Kundenanforderungen und volatile Lieferketten f\u00fcr eine adaptive Fertigung ben\u00f6tigt wird. Es versteht sich dabei von selbst, dass in einer vernetzten Fertigung die Produktions- und Steuerungs-Systeme auch bestm\u00f6glich gegen IT-Angriffe abgesichert sein m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n
Manufacturing-Execution-Systems<\/h2>\n\n\n\n
Um die damit verbundenen Herausforderungen zu meistern, geht der Trend zur dezentralen IT-Architektur, in der die SAP- und Shopfloor-Prozesse sowie die Datenspeicherung voneinander getrennt werden. Sofern es sinnvoll ist und Mehrwert verspricht, wird das ERP-Back-End (S\/4 oder ECC) nach dem Best-of-Breed-Ansatz durch Cloud-basierte Services auf unterschiedlichen Plattformen, Low-Code-Apps oder Analysetools anderer Anbieter erweitert. Voraussetzung f\u00fcr den Aufbau einer Smart Factory und einer digital vernetzten Wertsch\u00f6pfungskette, in der die Daten und Aktivit\u00e4ten aus dem Shopfloor nahtlos mit ERP-Prozessen verkn\u00fcpft sind, ist der Einsatz eines modernen Manufacturing-Execution-Systems (MES). Es fungiert als zentrale Drehscheibe zwischen den Daten aus der Fertigungsebene und den betriebswirtschaftlichen Anwendungen wie S\/4 oder ECC. <\/p>\n\n\n\n
Im SAP-Umfeld l\u00e4sst sich diese vertikale Integration von Daten und Prozessen, zum Beispiel bei Instandhaltung und Qualit\u00e4tsmanagement, unter anderem \u00fcber die SaaS-Cloud-L\u00f6sung SAP Digital Manufacturing herstellen oder \u00fcber das in der Praxis vielfach bew\u00e4hrte, SAP-basierte Orbis Manufacturing Execution System (MES), das sich nahtlos in S\/4 Hana bzw. ECC 6.0 integriert. Viele SAP-Kunden nutzen aber auch das MES eines Drittanbieters, zum Beispiel weil es auf ihre speziellen Anforderungen in Bezug auf Fertigungsart, Produktionstyp oder Branchenfokussierung zugeschnitten ist. Laut dem vom MES-D.A.CH-Verband herausgegebenen \u201eMarktspiegel MES 2022\/2023\u201c gibt es allein in Deutschland rund 180 MES-Anbieter, die ein in SAP integriertes MES oder Drittl\u00f6sungen nutzen.<\/p>\n\n\n\n Die Vernetzung und der Datenaustausch zwischen verschiedenen Systemen, Maschinen und Ger\u00e4ten werden dabei in der Regel durch Kompatibilit\u00e4t oder auf Basis von De-facto-Standards hergestellt. Um den Maschinenpark und alle f\u00fcr einen Prozess relevanten Komponenten in einer dezentralen IT-Landschaft zu verkn\u00fcpfen, braucht es jedoch Interoperabilit\u00e4t auf Basis offener Standards. Sie ist der Schl\u00fcssel, der es erm\u00f6glicht, Daten zwischen Shopfloor, Back-End und Cloud-Plattformen automatisiert und reibungslos bidirektional auszutauschen und einen digitalen Zwilling zu erstellen. Interoperabilit\u00e4t ebnet damit auch den Weg f\u00fcr eine vernetzte, adaptive Produktion, die sich mithilfe von KI-Datenanalysen in Echtzeit (Machine-\/Deep-Learning) flexibel anpassen und laufend optimieren l\u00e4sst.<\/p>\n\n\n\n Hier setzt die von Orbis entwickelte innovative L\u00f6sung Distributed Shopfloor Processing (DSP) an, die das bew\u00e4hrte Orbis MES veredelt und erweitert und bereits bei mehreren Kunden im Praxiseinsatz ist. DSP harmonisiert die Anbindung von Maschinen werks\u00fcbergreifend und kann dank offener Standards mit jeder beliebigen SAP- oder Non-SAP-Back-End- oder -SaaS-Cloud-Anwendung verkn\u00fcpft werden und Informationen mit ihr austauschen.<\/p>\n\n\n\n Die Interoperabilit\u00e4t und die Plattformunabh\u00e4ngigkeit von Orbis DSP stellen einen echten Mehrwert f\u00fcr die Kunden dar. Die L\u00f6sung l\u00e4sst sich in Verbindung mit Low-Code-Apps auf Basis von Microsoft Power Platform oder SAP BTP mit SAP Build, SAP Digital Manufacturing, Orbis MES oder einem Non-SAP-MES nutzen und ist unabh\u00e4ngig von der Public-Cloud-Plattform des Hyperscalers, in der die Anwendungen laufen. Die zentralen ERP- und MES-Prozesse treffen auf dezentrale Prozessbausteine im Shopfloor. Technisch gesehen besteht Orbis DSP aus zwei Komponenten, die gr\u00f6\u00dftm\u00f6gliche Interoperabilit\u00e4t und Flexibilit\u00e4t gew\u00e4hrleisten: aus einer Edge-L\u00f6sung (Edge Node) und dem SaaS-Cloud-basierten Management-Cockpit.<\/p>\n\n\n\n Die plattformunabh\u00e4ngige Edge-L\u00f6sung wird lokal in einem Netzwerk oder in der Netzwerkperipherie installiert. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um einen Windows- oder Linux-Server, einen Industrie-PC oder einen (Docker-)Container handelt. Das sorgt f\u00fcr hohe Konnektivit\u00e4t und kurze Latenzzeiten. Die native Verkn\u00fcpfung mit den Produktionsanlagen, aber auch mit den Back-End-Systemen, egal ob ERP, MES, Analytics-Tool oder Cloud-Plattform, erfolgt \u00fcber sogenannte Asset Units. Alle marktbekannten Protokolle werden nativ oder per OPC-UA unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n \u00dcber Agenten und Router stellt die Edge-Komponente die Verbindung und die Kommunikation mit dem Cloud-nativen Management-Cockpit her. Es wird in den T\u00dcV-zertifizierten deutschen Rechenzentren der Blue Stec betrieben, die zur Orbis-Gruppe geh\u00f6rt, und l\u00e4uft somit komplett herstellerunabh\u00e4ngig. Die Speicherung von Prozessdaten erfolgt tempor\u00e4r in der Edge-Komponente, zum Beispiel f\u00fcr ihre Visualisierung in Echtzeit. Prozessdaten, die f\u00fcr das Reporting relevant sind, werden aufbereitet und in der Cloud f\u00fcr Analysezwecke abgelegt.<\/p>\n\n\n\n Das Management-Cockpit dient dazu, die Shopfloor-Organisation (Werke, Hallen, Fertigungslinien\/-inseln), die Prozessobjekte (von 1 bis n) und die beteiligten Back-End-Systeme administrativ abzubilden sowie die Organisation und die Prozesse zu modellieren und zu verwalten. Daten werden dort nicht gespeichert. <\/p>\n\n\n\n Im Management-Cockpit wird bspw. festgelegt, welche der an der EDGE erfassten Maschinendaten in welches Back-End (ERP, MES, Cloud-IoT-Plattform, Low-Code-App) zu \u00fcbertragen sind und, im Gegenzug, welche Daten aus den \u00fcbergeordneten Applikationen (MES, IoT-Plattform etc.) in die EDGE-L\u00f6sung einflie\u00dfen. Des Weiteren werden im Cockpit die Rollen und Berechtigungen verwaltet. <\/p>\n\n\n\n Das Zusammenspiel der beiden Komponenten funktioniert wie folgt: Die Edge-L\u00f6sung erfasst Daten, die die Maschinensteuerungen in unterschiedlichen Protokollen bereitstellen, speichert sie und \u00fcbertr\u00e4gt sie gem\u00e4\u00df den im Management-Cockpit definierten Regeln in die angeschlossenen Back-End-Systeme. Im Gegenzug \u00fcbermittelt sie die f\u00fcr die Produktion relevanten Informationen aus den freigegebenen Fertigungsauftr\u00e4gen, die aus einem ERP beziehungsweise MES stammen, an die Maschinen.<\/p>\n\n\n\n Um teuren (Cloud-)Speicherplatz zu sparen, empfiehlt es sich, die Maschinendaten in der Edge-Komponente oder mithilfe intelligenter Sensoren (Sensor Intelligence Devices, SID) bereits auf der Hardwareebene zu prozessrelevanten Informationen (= Materialkennwerte) zu verdichten. Das reduziert den Datenstrom, der in Orbis DSP und \u00fcbergeordnete IT-Systeme \u00fcbertragen wird, deutlich. <\/p>\n\n\n\n Im Management Cockpit werden s\u00e4mtliche Edge-Nodes, unabh\u00e4ngig davon, in welchen oder wie vielen Werken sie installiert sind (1 bis n), zentral und einheitlich konfiguriert und verwaltet. Bei Bedarf k\u00f6nnen weitere Werke, Komponenten und Back-End-Systeme hinzugef\u00fcgt werden. Diese Flexibilit\u00e4t erm\u00f6glicht den Aufbau einer modernen Shopfloor-Plattform, in der alle L\u00f6sungen, egal ob von SAP, Microsoft oder einem anderen Hersteller, reibungslos in Echtzeit interagieren und die sich jederzeit erweitern l\u00e4sst \u2013 ein weiterer gro\u00dfer Pluspunkt.<\/p>\n\n\n\n Herzst\u00fcck einer IT-Systemlandschaft ist naturgem\u00e4\u00df das ERP-System, etwa S\/4 oder ECC. F\u00fcr die Produktions- und Logistikprozesse werden diese durch ORBIS MES komplettiert. F\u00fcr die Kommunikation mit einer Maschine werden Daten aus diesen Systemen, aber auch maschinenspezifische Parameter ben\u00f6tigt. Das k\u00f6nnen etwa Zustandsdaten eines Diese Informationen m\u00fcssen nicht zwingend im ERP- oder im MES-System gespeichert werden. Nach der Devise \u201eKeep the core clean\u201c empfiehlt es sich stattdessen, die Datens\u00e4tze und Parameter in einer eigenen Cloud-App zu speichern und zu pflegen. Dort erfolgt auch die Freigabe der Parameter zur Steuerung des Prozesses, zum Beispiel die der Startbedingungen f\u00fcr eine Maschine, sofern die daf\u00fcr festgelegten Werte eingehalten sind. Eine solche App l\u00e4sst sich mithilfe einer Low-Code-Plattform wie SAP Build oder der Microsoft-Power-Plattform z\u00fcgig erstellen und tr\u00e4gt dazu bei, die Speicherkapazit\u00e4ten im ERP zu entlasten.<\/p>\n\n\n\n Orbis DSP stellt die Interoperabilit\u00e4t zwischen den technischen Daten, Prozessen auf Produktionsebene, der Cloud-App beziehungsweise einer IoT-Plattform und \u201eklassischen\u201c Business-Systemen wie Orbis MES und S\/4 oder auch ECC 6.0 her. Die Edge-Komponente st\u00f6\u00dft dabei den R\u00fcstvorgang an der Maschine an und meldet das R\u00fcstende sofort an das MES zur\u00fcck, das daraufhin die Produktion startet. Die Konfiguration und die Administration der einzelnen Werke und dort installierter Anlagen sowie der Daten- und Prozessfl\u00fcsse erfolgen zentral im cloudbasierten Management-Cockpit. <\/p>\n\n\n\n Die an der Edge erfassten R\u00fcstzeiten k\u00f6nnen dar\u00fcber hinaus in die IoT-Plattform eingespielt und dort genau wie Stand-, Betriebs- und Produktionszeiten, geplante und ungeplante Stillst\u00e4nde oder Energieverbrauchsdaten ausgewertet werden. Diese Analysen liefern wichtige Hinweise auf Optimierungspotenzial in der Fertigung \u2013 ein gesch\u00e4ftskritischer Faktor. Anhand der Prozessdaten, die die Betriebszust\u00e4nde anzeigen, lassen sich au\u00dferdem Verf\u00fcgbarkeit, Durchsatz und Zuverl\u00e4ssigkeit einer Anlage berechnen, was wichtige Indikatoren f\u00fcr die Maschineneffizienz sind.<\/p>\n\n\n\n Wegen ihrer enormen Skalierbarkeit bieten sich f\u00fcr solch datenintensive Prozesse und Analysen SaaS-Cloud-basierte L\u00f6sungen an. Prozessdaten aus Orbis DSP k\u00f6nnen zum Beispiel in der Azure-IoT-Platform gespeichert und mit der Analysel\u00f6sung Microsoft Power BI ausgewertet werden oder die Datenspeicherung erfolgt in der SAP-Hana-Cloud-Datenbank (Bestandteil von SAP BTP) und f\u00fcr die Auswertung wird SAP Analytics Cloud (SAC) verwendet. Die Ergebnisse daraus liefern eine verl\u00e4ssliche Entscheidungsgrundlage, auf der sich gezielte Verbesserungsma\u00dfnahmen f\u00fcr die Produktion ableiten lassen, zum Beispiel eine Reduzierung des Energieverbrauchs oder M\u00f6glichkeiten f\u00fcr eine Steigerung der Fertigungsproduktivit\u00e4t. <\/p>\n\n\n\n In einem konkreten Fall fand ein Hersteller von Zerspanungswerkzeugen durch die Analyse der Maschinendaten aus dem Herstellungsprozess heraus, dass eine \u00c4nderung der produktionsrelevanten Parameter eine Produktivit\u00e4tssteigerung um 15 Prozent erm\u00f6glicht. Mithilfe solcher Analysen lassen sich aber auch ineffiziente Energieverbraucher wie ein Elektromotor, dessen Leistung sich in einem bestimmten Zeitraum bei gleichem Stromverbrauch stetig verringert, fr\u00fchzeitig identifizieren und im Sinne von Predictive Maintenance rechtzeitig instand setzen. Das verhindert teure Ausf\u00e4lle und Stillstandszeiten.<\/p>\n\n\n\n Mit der L\u00f6sung Orbis Distributed Shopfloor Processing (DSP) gibt Orbis eine Antwort auf die zuk\u00fcnftigen Herausforderungen in Bezug auf die Interoperabilit\u00e4t in dezentralisierten IT-Landschaften im Shopfloor. In diesem Zusammenhang richtet sich der international agierende IT-Dienstleister strategisch und organisatorisch neu aus und b\u00fcndelt sein Know-how in den Bereichen (Intra-)Logistik und Produktion in dem neu geschaffenen Gesch\u00e4ftsbereich \u201eManufacturing & Logistics\u201c, um diesem Bet\u00e4tigungsfeld noch mehr Gewicht zu verleihen.Selbstredend wird DSP im Rahmen der festgelegten Produkt-Roadmap laufend verbessert und zielgerichtet weiterentwickelt.<\/p>\n\n\n\n Um den zuk\u00fcnftigen Anforderungen im IoT-Umfeld gerecht zu werden, wird die L\u00f6sung um eine system\u00fcbergreifende Prozessmodellierung auf Basis des BPMN-Standards (Business Process Model and Notation) erweitert, mit einem dezentralen, modellbasierten Logik-Layer als integralem Bestandteil. Das wird ein zentraler Punkt f\u00fcr die beiden kommenden Releases sein. Ein weiterer Kernaspekt ist die Mitarbeit an verschiedenen Forschungsprojekten zum Thema Nachhaltigkeit, um mit Hilfe von Orbis DSP einen Mehrwert bei der Entwicklung spezieller Sustainability-L\u00f6sungen zu schaffen, mit denen sich zum Beispiel der CO2-Fu\u00dfabdruck ermitteln l\u00e4sst. Dar\u00fcber hinaus werden neue DSP-Anwendungen f\u00fcr die Prozessdatenerfassung und Parametersatzpflege entstehen.<\/p>\n\n\n\n Selbstredend wird auch die Integration in Cloud-Anwendungen aller Art laufend optimiert und erweitert, zum Beispiel in Richtung SAP BTP oder SAP Digital Manufacturing (DM). Vor dem Hintergrund der tiefen Integration von MES und DSP in die Prozesse von S\/4-Hana-Cloud sind die Kunden bestens f\u00fcr die Zukunft aufgestellt. Dar\u00fcber hinaus kann sich Orbis zuk\u00fcnftig auch als Anbieter SaaS-basierter IT-Architekturen positionieren; ein erster Schritt ist mit dem SaaS-Betrieb des Management-Cockpits in der Azure Cloud in den Rechenzentren der Orbis-Tochter Blue Stec bereits getan. Das Managed-Services-Angebot von Blue Stec gew\u00e4hrleistet zudem die Hochverf\u00fcgbarkeit der L\u00f6sung inklusive eines optionalen 24\/7-Supports.<\/p>\n\n\n\n orbis.de<\/a><\/p>\n\n\n\n Digitalisierung, IIoT, Industrie 4.0 und Cloud-Computing f\u00fchren dazu, dass Fertigungsunternehmen heutzutage ihre SAP-on-Premises-Landschaft auch in Bezug auf die Shopfloor-Prozesse durch SaaS-Cloud-L\u00f6sungen anderer Hersteller erweitern. 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Interoperabilit\u00e4t im Shopfloor kennt viele wichtige On-prem- und Cloud-Komponenten, die Orbis perfekt orchestriert.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nIndustrie 4.0 nutzt Interoperabilit\u00e4t<\/h2>\n\n\n\n
Lokale EDGE-Komponente<\/h2>\n\n\n\n
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SaaS-Cloud-basiertes Management Cockpit<\/h2>\n\n\n\n
EDGE und Cloud-Cockpit im Zusammenspiel<\/h2>\n\n\n\n
Die Vorteile in der Praxis<\/h2>\n\n\n\n
Betriebsmittels sein, wie der Energieverbrauch (z. B. zur Ermittlung eines CO2-Fu\u00dfabdrucks) des Elektromotors einer Papiermaschine und die Durchflussgeschwindigkeit bei einer Spritzgie\u00dfmaschine, aber auch Parameter wie der f\u00fcr den Start einer Maschine ben\u00f6tigte Druck und die notwendige Anlauftemperatur.<\/p>\n\n\n\n15 Prozent mehr Produktivit\u00e4t in der Fertigung durch IoT-Analysen<\/h2>\n\n\n\n
Fazit und Ausblick<\/h2>\n\n\n\n
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