CWMC Insights 2020|06 - Umsetzung Industrie 4.0 mit SAP S/4HANA und SAP ME

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BERLIN FRANKFURT AM MAIN HAMBURG KÖLN LEIPZIG MÜNCHEN STUTTGART WIEN ZÜRICH PRODUKTIVITÄT INTELLIGENT MAXIMIEREN.© CWMC INSIGHTS 2020|06 INDUSTRIE 4.0 MIT SAP S/4HANA UND SAP ME
03.06.20202CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © EXECUTIVE SUMMARY Sehr geehrte Damen und Herren, Industrie 4.0 bietet vielfältige Möglichkeiten die Produktion effektiver und effizienter zu gestalten. Die Fertigungssteuerung („Manufacturing Execution“) ist ein zentraler Baustein für die Digitalisierung Ihrer Werke. Im Umfeld von SAP mit S/4HANA und ME sowie den umliegenden Systemen (SAP MII, SAP PCo) stellt die technische Integration dieser verschiedenen Schichten eine große Herausforderung in der Einführung aber auch im weiteren Betrieb und Wartung dar. Die kommende Übersicht fasst für Sie die wichtigsten Punkte aus der Integration der verschiedenen Ebenen zusammen. Für Fragen, Anmerkungen und sonstige Anregungen stehen wir Ihnen herzlich gerne zur Verfügung. Mit den besten Wünschen Christian Wild Executive Senior Managing Partner
03.06.20203CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © INHALT 1 Voraussetzungen und neue Produktionsparadigmen 2 Einordnung MES in Industrie 4.0 3 Integrierte Geschäftsprozesse von SAP S/4HANA und SAP ME 4 Technische Integration von SAP S/4HANA und SAP ME
03.06.20205CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © VORAUSSETZUNGEN FÜR EINE ERFOLGREICHE EINFÜHRUNG VON INDUSTRIE 4.0 1 Fehlerfreie Stammdaten ▪ Master Data Management ▪ Sicherung der Datenqualität ▪ Daten Lifecycle Management 2Gut ausgebildete Mitarbeiter ▪ Zusammenhänge verstehen und vernetzt denken ▪ Neue Technologien und Prozesse effizient und effektiv nutzen ▪ Potenzial ausschöpfen ▪ Mitarbeiter als „Dirigent“ 3 Schlanke und etablierte Prozesse ▪ Einfachere Digitalisierung möglich ▪ Nutzung der Lean Management Werkzeuge ▪ Prozesse vereinfachen und beherrschen 4Standardisierte Schnittstellen ▪ Reduktion der Komplexität ▪ Einfachere Wartung und Ausbau der Systeme in Zukunft ▪ Interoperabilität zwischen den Ebenen Vss. I4.0
03.06.20206CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © VERÄNDERUNG DER PRODUKTIONSPARADIGMEN DURCH INDUSTRIE 4.0 „Alt“ „Neu“ Zentrale Planung und Steuerung Dezentrale Selbstorganisation Starre Wertschöpfungskette Ad-hoc Wertschöpfungsnetzwerke Massenproduktion Individualisierung von Produkten Anwesenheitspflicht Flexibilität der Arbeit Proprietäre Systeme Offene Schnittstellen und Protokolle, Standards Automatisierungspyramide Service-orientierte Netzwerke Hierarchische Systematik Flexible und wandelbare Konzepte Starre Systeme mit Customizing Dezentrale modulare Software Datenbank und Software-Suiten Cloud und individuelle Apps
03.06.20208CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © REFERENZARCHITEKTURMODELL FÜR INDUSTRIE 4.0 (RAMI 4.0) ALS LANDKARTE Quelle: ZVEI Business Functional Information Communication Integration Asset Development Maintenance Usage Type Production Maintenance Usage Instance Connected World Enterprise Work Centers Station Control Device Field Device Product Life Cycle Value Stream IEC 62890 Hierarchy Levels IEC 62264 / IEC 61512
03.06.20209CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © MES SYSTEME INNERHALB VON RAMI 4.0 Functional Information Communication Integration Asset Development Maintenance Usage Type Production Maintenance Usage Instance Enterprise Work Centers Station Life Cycle Value Stream IEC 62890 Hierarchy Levels IEC 62264 / IEC 61512
03.06.202011CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © INTEGRIERTE GESCHÄFTSPROZESSE MIT SAP S/4HANA UND SAP ME (1/2) Quelle: ZVEI ▪ Auftragseingang mit Konfiguration und Personalisierung ▪ Direkte Anpassung der Produktion anhand Konfiguration ▪ Produktionsplanung und –vorbereitung ▪ Operative Ausführung mit direkter Integration der Produktionsanlagen ▪ Analyse der Daten in Echtzeit oder nachgelagert z.B. vorbeugende Wartung, Qualitätsanalysen und Genealogie ▪ Losgröße 1 ▪ Schnelle Reaktionsfähigkeit ▪ Hohe Flexibilität ▪ Hohe Transparenz ▪ Produkt-Tracking NahtloseProzessintegration vomAuftragseingangbiszur Historienanalyse
03.06.202012CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © INTEGRIERTE GESCHÄFTSPROZESSE MIT SAP S/4HANA UND SAP ME (2/2) Prozesse SAP Umfeld Funktionalitäten und Daten Fertigungsabläufe Produktions- steuerung Integration Fertigungsanlagen und Maschinen Integration Automatisierung und Steuerungen Geräte- anbindung Daten- Historie PLC / SPS SCADA Sub Systeme RFID, Sensoren Waagen, Prüfgeräte SAP S4/HANA SAP ME / SAP MII SAP PCo Maschinensteuerung ▪ Materialplanung (MRP) ▪ Fertigungsauftrag (FAUF) ▪ Serialnummern ▪ Qualitätsdaten je Serialnummer ▪ Auftragsrückmeldungen ▪ Material- & Anlagenverwendung ▪ Shop Floor Item (SerialNr.) ▪ Produktionsparameter ▪ Nächster Vorgang ▪ IST-Parameter aufzeichnen ▪ Toleranzprüfung ▪ Entscheidung über Conformance / Non-Conformance ▪ Zuordnung SAP ME Vorgabewerte zu Daten- punkten der Steuerung ▪ Zuordnung von IST-Daten der Steuerung zu ME-Datenbereichen (Data Collection) ▪ Sensoren erkennen Werkstück ▪ Anfrage der passenden Vorgabewerte von SAP ME ▪ Maschine meldet Fertigstellung und erfragt nächsten Vorgang
03.06.202014CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © CONNECTED MANUFACTURING MIT SAP S/4HANA UND SAP ME Quelle: SAP SAP Cloud Platform SAP Integrated Business Planning SAP Predictive Maintenance and Service SAP Distributed Manufacturing SAP Asset Intelligence Network SAP S/4HANA SAP ME On-Premise/ Cloud Logistik Prozess- und Produktionsplanung Produktions- bereiche Maschinenebene DCS PLC MES Lokale DB Werks- daten Produktions- Historien LMS SCADA/HMI Sensoren
03.06.202015CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © INTEGRATION DER AUTOMATISIERUNGSEBENEN VON S4/HANA, ME UND OPC UA Quelle: SAP SAP S4/HANA SAP ME / SAP MII SAP PCo Maschinensteuerung ▪ Arbeitsplan ▪ Stückliste (BOM) ▪ Produktvarianten-Konfiguration ▪ Produktionsfortschritte ▪ Serialnummern ▪ Prüfmerkmale pro Charge ▪ Auftragsrückmeldung ▪ Bestandsaktualisierung, Equipment Verwendung ▪ Verwaltung von Produktionsdetails ▪ Detailliert und flexibel ▪ PSN für jeden Schritt ▪ IST-Parameter aufzeichnen ▪ Toleranzprüfung ▪ Entscheidung über Conformance / Non- Conformance ▪ Mapping der Produktionsdetails auf die PLC-Kontrollparameter ▪ Orchestrierung der Maschineneinheiten (Ereignisse, Aktionen) ▪ Leere Warenträger verfügbar ▪ Anfrage der Auftrags- und Kontrollparameter vom MES ▪ Maschineneinheit informiert über die Job-Fertigstellung und fragt nach dem nächsten Vorgang
03.06.202016CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © TECHNOLOGISCHE WERKZEUGE FÜR PRODUKTIONSMITARBEITER AR/VR Mensch-Maschine Interaktion Mobilgeräte Papierlose Umgebung Internet- konnektivität „Dirigent“
03.06.202017CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © BAUSTEINE DER SAP MII WORKBENCH Quelle: SAP SAP ME / SAP MII MEINT Customizing Maschinenschnittstelle Integration von Nicht- SAP-Systemen Input/Output Usecases Low Queue
03.06.202018CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © SCHEMATISCHER AUFBAU DER SAP MII MASCHINENSCHNITTSTELLE Quelle: SAP Usecase Transaktionslogik Input Output Nicht-SAP SAP ME SAP S/4HANA Maschine POD SAP Plant Connectivity Maschine SOAP SOAP SOAP SOAP, ODBC, etc. SOAP SOAP WS-Interface Flat File OPC Interface SAP MII
03.06.202019CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © SAP MII ALS TECHNISCHES BINDEGLIED ZWISCHEN DEN TECHNISCHEN HIERARCHIEEBENEN Quelle: SAP SAP S/4HANA SAP PI SAP MII Business Logic Mfg operations bus ▪ Message / event ▪ Monitoring Inspection / Equipment Testing Weigh scales Plant historian HMI MES SCADA / DCS Plant data collection RFID sensors bar codes Device integration Plant collaboration Plant automation SAP ERP DCS PLC … Industrial ethernet, field bus OrchestrationCompositionExecution SAP PCo Composites Process Integration Conector JRA/Jco, IDOC, RFC, BAPI, WS TCP/IP, HTTP, WS ▪Aspen Tech IP21 ▪Wonderware InSql ▪Wonderware Alarm Suite ▪OSI Soft ▪GE Fanuc Proficy Historian ▪Honeywell, Siemens (OPC UA) ▪Citect ▪Modbus ▪IP21 ▪ODBC ▪OLE DB ▪OPC A&E ▪OPC DA ▪OPC HAD ▪OPC UA ▪File Monitor ▪Socket ▪SDK for aditional Agents Connectors
03.06.202020CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © SAP PLANT CONNECTIVITY ALS GATEWAY Quelle: SAP HCP REST-WS WebSocket- Client Andere Pco-Instanz OPC UA SAP MII Proprietär (TCP/IP, SOAP- WS) SAP ME SOAP-WS, ODATA-WS SAP EWM Socket SAP ESP Proprietär (TCP/IP) SAP Plant Connectivity (PCo) Geräte, SPS, Data-Historians… SAP Business Suite SAP NetWeaver AS ABAP RFC, SOAP-WS, ABAP Push Channels (WebSocket) HANA ODBC, ODATA, REST Unterstützte Protokolle: OPC UA, OPC DA, OPC HDA, OPC A&E, Citect, IP21, OSIsoft PI bzw. OSIsoft Asset Framework, Proficy Historian, File-Monitor, ODBC, OLE DB, Socket, Modbus TCP sowie ein SDK (Software Development Kit) für herstellerspezifische Protokolle im Rahmen von Projektlösungen (z.B. ifm Line Recorder, UDP, RFC1006, Euromap 6x, Atlas Copco Open Protocol etc.) CS/PLC MES Plant DB PlantData Collection Plant Historian Wireless Integration LIMS SCADA( HMI Environmental Building Management Sensor
03.06.202021CWMC - CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG 2020 © PROZESSE UND INTEGRATIONSSZENARIEN MIT SAP PLANT CONNECTIVITY Quelle: SAP Quesllsystem (Maschine) Maschinent-Tag (Datenpunkt) SAP Plant Connectivity Zielsysteme (SAP MII, ME, S/4HANA) Benachrichtigung Query Maschinent-Tag (Datenpunkt) Protokollkonvertierung und Zuordnung von Quell-/Zielsystem Benachrichtigungszustellung, Puffermechanismen, Filter/Regelwerk etc. Query-Interface (Read/Write) Transaktion Datenbank Tag-Query Dashboards, AnwendungenAuswertungen, Alarme etc. S/4HANA PM MM PM MM Synchrone Serviceaufrufe3 1 2 Puffer und Orchestrierung
CWMC – CHRISTIAN WILD MANAGEMENT CONSULTANTS UG RHEINSTRAßE 44 76467 BIETIGHEIM WWW.CWMC.BEST KONTAKT@CWMC.BEST +49 7245 9473443 PRODUKTIVITÄT INTELLIGENT MAXIMIEREN.© BERLIN FRANKFURT AM MAIN HAMBURG KÖLN LEIPZIG MÜNCHEN STUTTGART WIEN ZÜRICH

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