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Thematische Einführung
� Modelle und Begriffe
Prozessindustrie - altes Ebenenmodell (nach Namur)
Führen desUnternehmens
Führen der Fabrik,des Betriebes
Führen von Ver-fahrensgruppen,
Apparaten
Messen, Steuern,Regeln, Sicherheit
Sensor- und Aktor-Funktionen
Funktion
Unternehmens-leitebene
Produktions- /Betriebsleitebene
Prozessleitebene
Feldebene
Ebene
Dispositiv
Qualität der Funktion
Operativ
Vertikale Integration
Aufgabengruppen:
� Qualitätsmanagement� Personalmanagement� Vertrieb� Materialmanagement� Beschaffung� Sicherheitsmanagement� Instandhaltung� Scheduling� Betriebsdatenerfassung� Materialflusssteuerung� Prozesssteuerung� Produktion� ...
Produktionsleitebene
Prozessleitebene
Betriebsleitebene
Unternehmensleitebene
ControlsControls
MESMES
ERPERP
Vertikale Integration
Vertikale Integration
Vertikale Integration
Vertikale Integration
Wichtige Begriffe – Corporate Wording
ERP
CMMS
Sales and Distribution
IMS
Controls
SCM
MES
CAFM
� ERP - Enterprise Ressource Planning
� MES - Manufacturing Execution System
� IMS - Information Management System
� CMMS - Computerized MaintenanceManagement System
� CAFM - Computer Aided FacilityManagement
� SCM - Supply Chain Management
Controls
Fertigungs-
prozess
Ganzheitliche Sichtweise - SCM
ERP
Produktion
&
Instandhaltung
BeschaffungTransport
LagerLager
TransportVertriebLieferant Kunde
MES
PPS,
LIMS, BDE,
CMMS, ...
Prozess-
leitsystem
Rückmeldungen,Status-Daten
Sollvorgaben
Meldungen zu:
• Auftragsstatus• Anlagenzustand
Aufträge
Feinplanung, Zustands-auswertung
Bestellanforderung Auftrag
Bestellung
Lieferung
ProdukteEinsatzstoffe
Bestellung
Lieferung
Einlagerung Auslagerung
B2BB2BKomponenteKomponente
B2CB2CKomponenteKomponente
MESA-Modell (Manufacturing Execution System Association)
Supply ChainManagement
Sales & Service
Management
EnterpriseRessourcePlanning
Product/Process
Engineering
Controls
Operations/Detailed
Scheduling
DispatchingProduction
Units
LaborManagement
RessourceAllocation& Status
ProductTracking &Genealogy
DocumentControl
PerformanceAnalysis
MaintenanceManagement
QualityManagement
DataCollectionAcquisition
ProcessManagement
MES
Angepasstes MESA-Modell
Material-idenfikation
Chargen-steuerung
Rezeptur-verwaltung
Prozess-steuerung
Supply ChainManagement
WartungInstandhaltung
GebäudeManagement
ElectronicBatch
Recording
StatistischeQualitäts-kontrolle Labor
InformationsManagementProzess
InformationsManagement
ProzessSimulation
Material- undChargen-verfolgung
DokumentenManagement
Prozessdaten-erfassung
StammdatenManagement
ControllingEinkaufVertrieb
Kapazitäts-planung
Logistik Disposition
Bestandsführung EnterpriseRessourcePlanning
SteuerungProduktions-
einheiten
ProduktionsFeinplanung
Gründe für Vertikale Integration
Ausgangssituation
Enterprise Ressource Planning
ERPERP
ControlsControls
bis 1992
� Geringer Einsatz von Standard PC-Systemen
� Geringer Informationsfluss in den Ebenen
� Unstrukturierte Prozessabläufe
� Partielle und proprietäre Automatisierung
Heute
� Durchgängiger Einsatz von Standard PC‘sStandardisierung von MICROSOFT® Technologie
� Durchgängiger Informationsfluss in den Ebenen
� Strukturierte und optimierte Prozessabläufe
� Durchgängige, einheitliche Basisautomatisierung
� Durchgängige Vernetzung
DM1992 - 2002
Info
r
m
ati
on
aber
Schließen der Informationslücken
Enterprise Ressource Planning
ERPERP
ControlsControls
bis 1992 Heute
� Geringer Einsatz von Standard PC-Systemen
� Geringer Informationsfluss in den Ebenen
� Unstrukturierte Prozessabläufe
� Partielle und proprietäre Automatisierung
� Durchgängiger Einsatz von Standard PC‘sStandardisierung von MICROSOFT ® Technologie
� Durchgängiger Informationsfluss in den Ebenen
� Strukturierte und optimierte Prozessabläufe
� Durchgängige, einheitliche Basisautomatisierung
� Durchgängige Vernetzung
MESMESManufacturing
Execution Systems
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
MESControls ERP
0%
50%
100%
1997 2017
� Wachstumstendenzen in den Bereichen Controls,MES und ERP
� Zunehmende Übernahme von MES Funktionalitätendurch ERP/Controls Anbieter (lt. Gardner Group)vornehmlich im Bereich der Prozessindustrie
� In den Unternehmen gewinnt IT, auch durch Themenwie B2B, B2C und eCommerce zunehmendan Bedeutung
2007
Realisierungsvarianten
Realisierungsvarianten
„Best of Breed“ Solution
+ 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
-- erfordert höheres spezifisches Know-Howvon Integrator und Betreiber
- größere Anzahl Schnittstellen- höhere Aufwand bei Schulung, Integration
und Instandhaltung
+ homogene Lösung+ geringerer Aufwand bei der Konzeption+ geringerer Aufwand bei Schulung,
Integration und Instandhaltung
- aufgrund der Bandbreite der Anforderungennur geringe Deckungsgleichheit im Vergleichzur optimalen Lösung
- Abhängigkeit vom Produktlieferant- fehlende Systemneutralität in der Konzeptphase- Entwicklung „visionärer“ Lösungen nur mit höherem
Aufwand möglich
Fun
ktio
nalit
ät
Aufgabe
„Single Product“ Solution
Maximal - Anforderung
Minimum - Anforderung
Fun
ktio
nalit
ät
Aufgabe
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
Serverredundant
Batch ERP SQL-Server
Batch-Server
Client 1 Client 2Engineering-Station
Domain-Controler
SAP R/3 ®
Kommissionier-SystemRange LANRange LAN
AS 416-3 (1)Standard-produkte
AS 416-3 (3)Standard-produkte
AS 416-3 (4)Niedrigzinkprodukte/Tanklager
IPC 1Ansatzstation
Funkscanner
Industrial Ethernet
Profibus DPProfibus DP Profibus DP
Produktion 1Ansatzstation
IPC 2Ansatzstation
AS 416-3 (2)Standard-produkte
Profibus DP
IPC 3Kommissionierstation
IPC 4Niedrigzink
Produktion 2Ansatzstation
Produktion 3Ansatzstation
Produktion 4Niedrigzink
SAP R/3®PP-PI
SAP R/3®PP-PI
BatchERPBatchERP
SAP R/3®MM/WM
SAP R/3®MM/WM
Wareneingang
Erfassung von RohstoffchargenBereitstellung von Materialien
RSBatchRSBatch
Steuerfunktion
Prauf History
AnsätzeChargen
Prozess-aufträge
Prozess-meldungen
Prozessdaten, Stati und Verbräuche
Chargenprotokoll
Grob- / Feinplanung
Bestände
Verbräuche
AS 416-3AS 416-3
SteuerrezeptKommissionier-
System
Kommissionier-
System
Informationsfluss
Material
Track
Material
Track Tracking and TracebilityVerschiedene Auswertungen
CC--30543054 CC--30593059
CC--30593059 CC--30613061CC--30693069 CC--30703070 CC--30713071 CC--30723072 CC--30733073
VWVW--22
CC--30623062 CC--30633063 CC--30643064 CC--30653065 CC--30663066
VWVW--33
CC--32523252 CC--32533253 CC--32543254 CC--32573257 CC--32603260
VWVW--44
CC--32513251
BB--30063006
Salp.Salp.
BB--30023002
Phosp.Phosp.
BB--30013001
Phosp.Phosp.
BB--35813581
Nini.Nini.
BB--31183118
VEWVEW
ZNZN--LLööss
BB--31133113
Salp.Salp.
BB--31143114
Phosp.Phosp.
BB--30273027 CC--30253025
BB--31153115
Maph.Maph.
BB--31163116
Maph.Maph.
BB--30293029
Nacl.Nacl.
BB--30263026
Znph.Znph.
TKWTKW
BB--31133113
BB--1315/161315/16
BB--30273027
BB--35813581
BB--30263026
BB--30293029
BB--31143114
BB--31183118
LP
CC--30523052 CC--30533053 CC--30553055 CC--30563056 CC--30573057 CC--30583058
VWVW--11
SalpetersSalpetersääureure
ManganphosphatManganphosphat
ZinknitratZinknitrat
NickelnitratNickelnitrat
ZinkphosphatZinkphosphat
NatriumchloratNatriumchlorat
PhosphorsPhosphorsääureure
VEVE--WasserWasser
CC--30513051 CC--30603060
Anlagenübersicht
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