Manufacturing Integration and Intelligence · Process Manufacturing solution space (SAP focus) ......

SAP xMIIManufacturing Integration andIntelligence

Stefan KrämerProduktvertrieb Purchasing & LogisticsSAP Deutschland AG & Co. KG

(D)

Austausch von Werks- und SAP-/ERP-Daten?

DatenfehlerSich wiederholende,manuelle AbläufeVerzögertes Reporting

Legacy-System

SPS

LIMS

SCADA

Datenbanken

Tabellen-kalkulation

HMI

DCS

Ausgebremste GeschäftsprozesseUnzureichende Sichtbarkeit vonInformationen„Benutzerunfreundliche“Oberflächen

MM PP

QMPP/PI

PM Historie

FertigungFertigung

kundeneigenesSystem

ERP

MES

SFAC*

… bei diesen Anforderungen an die Integration?

SFAC - Shop Floor Autom. and ControlSystemsMES – Manufacturing Execution Systems

DISCONNECT

PlanaufträgenStücklistenFertigungs- undProzessaufträgenMaterialbeständenPrüflosdatenPlanungsrezeptenDetails zu MaterialienDetails zu ChargenRessourcen undTechnischen PlätzenDetails zu Instand-haltungsaufträgen und–rückmeldungenMaterial- undAuftragskosten

Fertigungsrück-meldungenProzessmeldungenMaterialeingängenMaterialverbräucheMaterialumlagerungenInspektionsdaten-erfassungQualitätsmeldungenChargenmerkmal-protokolleFertigungssaufträgenund ErgebnissenInstandhaltungs-meldungen

… bei diesen Anforderungen an die Synchronisation?

ERP

MES

SFAC*

SFAC – Shop Floor Automation and Control Systems(Systeme für die Fertigungsautomation und -steuerung)

MES – Manufacturing Execution Systems(Systeme für die Produktionsdurchführung)

DCS – Distributed Control Systems (verteilte Steuerungssysteme)

?Was passiert in jeder Schicht?

Materialverfügbarkeit und -verbrauchKapazitätenverfügbarkeit und -auslastungPlanänderungenVerfolgung der Produkthistorie und QM

?

Was passiert in den einzelnen Fertigungslinien?Durchlaufzeiten/BetriebseffizienzMaschinenausfälle/ungeplante AusfallzeitenQualitätsindexPlanbare Instandhaltungsmaßnahmen

?

Wie erreichen wir unsere Ziele?Gesamtfertigungskosten und AbweichungenProduktivität von Ressourcen und PersonalAuftragserfüllungsquoten und DurchlaufzeitenFeste und variable Ressourcenauslastung

DISCONNECT

Adaptive Manufacturing: Die SAP-Sicht…

Adaptive Manufacturing ist eine Kombination ausGeschäftsprozessen,Softwareanwendungen undTechnologie

… die es Herstellern und Verantwortlichen in der Fertigungermöglicht

zu planen, zu realisieren,zu reagieren, zu lernen undsich anzupassen

… an unvorhergesehene Ereignisse, kostengünstig unddynamisch.

Was sind die Zielsetzungen?

Kostenreduktion durch Reduzierung der Anzahl derSystemebenen, der Schnittstellen und der damitverbundenen Wartung.

Standardisierung der Schnittstellen basierend auf denANSI/ISA-95 B2MML Nachrichten.

Logische Integration zwischen dem ERP System und denShop Floor Systemen zur Verbesserung der Datenqualitätund den Geschäftsprozessen.

Aktives zentrales systemübergreifendes Komponenten- undGeschäftsprozessmonitoring um den Nachrichtenfluß besserzu kontrollieren. Aktive Kontrolle mit WorkflowFunktionalitäten.

Visualisierung und Auswertungen allerproduktionsrelevanten Daten der involviertenSystemebenen: vom PLS bis zur mySAP Business Suite.

Fertigung und Unternehmen synchronisieren

SAP xMII ermöglicht eine Echtzeit-Integration der Systeme aufFertigungs- und Unternehmensebene(mySAP ERP) durch:

Datendienste stellen die Grundlage fürFertigungssynchronisation und intelligenteFertigung dar.Umfassende Anbindungsmöglichkeiten andie Daten, Funktionen und Prozessevorhandener Fertigungssysteme und die desSAP-SystemsErweiterte Funktionen fürzusammengesetzte Anwendungen für dasVerzeichnen automatisierter Ereignisse unddas Erstellen von KPIs und Alerts.Synchronisation von mySAP ERP mitFertigungssystemen und -prozessen inEchtzeit unter Einsatz herstellerspezifischerund Standard-konformer Meldungen undWorkflows

Unternehmen

Fertigungsbereich

SAP NetWeaver

Wei

tere

SA

P-Lö

sung

en

SAP

BI

SAP Manufacturing(mySAP ERP)

Dashboards fürdie intelligente

Fertigung

SAP xMII

Manufacturing Integration

Manufacturing Intelligence

XI

SAP xMII in aller Kürze

SAP xMIIDatendiensteDatendienste

Visualisierungs-dienste

Visualisierungs-dienste

Anwendungs-dienste

Anwendungs-dienste

SAP xMII ist eine XML-basierte Verbund-Anwendungsumgebung, die miteiner Reihe interner Dienste Anwendungen der Manufacturing Integrationund Manufacturing Intelligence unterstützt.

DatendiensteDatenaustausch in Echtzeit mit Systemen und Anwendungen in der Fertigung

VisualisierungsdiensteStellen Datendienste und Applikationsdienste auf den Benutzungsoberflächen derEndbenutzer dar, indem sie Daten und Aktionen in Form von grafischen Formularen undDarstellungen mittels Webseiten, iViews und Enterprise-Portal-Technologie austauschen.

AnwendungsdiensteAuthoring-Umgebung für Prozesse zur Steuerung und Beeinflussung desInformationsaustauschs zwischen der Fertigung und SAP-Transaktionen.

Level 4

Level 3

Level 2

Level 1

Festlegung Produktionsprogrammplan:Produktion, Materialeinsatz, Lieferung undVersand, Festlegung von Bestandsgrenzen

Workflow / Rezeptur Steuerung, Produktions-durchsetzung, Protokollierung, ad hocOptimierung des Produktionsprozesses

Überwachung, Manuelle und automatisierteSteuerung des Produktionsprozesses

Produzieren, Prozessparameter messen

BatchControl

ContinuousControl

DiscreteControl

Manufacturing OperationsManagement

Freigabe, Produktionssteuerung,Feinplanung, Sicherung der

Anlagenverfügbarkeit

MESA* Definitionen

Business Planung &Logistik

Werk Produktion, Terminierung,Steuerung, …

Granularität: Schicht, …

Granularität: bis zu Millisekunden, …

Granularität: Stunden, Minuten, …

Granularität: Monat, Woche, Tag, Schicht

*MESA = Manufacturing Execution Standards Association

Level 3 :Shop floorlevelManufg.Operations

Level 4 :EnterpriseBusinessProcess

No SAP focusSAP platform focusManufacturing solution space (SAP focus)

SAP NetWeaver

SAP Manufacturing Architecture

ManufacturingDashboard

SAP EP Roles

IntegrationLayer• ALE• EDI• BAPI• IDOCS

Opt #1

S95-WBF/

B2MML

SAP XIContent

Opt # 2

SAP BI

Prod. TrendAnalysis

ManufacturingPerformance

Analysis

SAP MDM Data

Master Data

SAPERP

Finance,Costing Sales Purchasing WH,

InventoryProductionPlanning

DetailedScheduling

Level 1 :Shop floorlevelProcessControl

WeighScales

RFIDSensors

EnvironmentalBldg Mgmt Sys

PLC/DCS/SCADA

InspectionEquip/Testers

Plant Data Collection Sub-System

Level 2 :Automation &Connectivity

Adaptive Device Integration Data Historian

MES Systems

Opt # 3 SAP ManufacturingPM PP PP-

DSQM PP-

PI…

Quality Management

Detailed Scheduling

Prod. Progress (Confirmation, PDC, scrap )

Rework

Asset Lifecycle Management

Resource Management

Document Management

Production Replenishment & Inventory

Weitere …

xMII (xApp Manufacturing Integration and Intelligence)

MES

ERP/SCM

DCS

Optimie-rungLager-

verwaltung

Energie-manage-

ment

Labor-informa-tionen

Werks- undQualitäts-informa-tionen

Doku-menten-

verwaltung

Fein-planung

Instand-haltungs-manage-

ment

Produktions-leitung

xMII

Trend im Umfeld MES

QM

Instand-haltung

Historian IIHistorian I LIMS

MES

‘Home-Grown‘

Korrelation Korrelation

Schnittstellen in der Produktion ?

Analyse

Speichern

ERP

Integration der Produktion mit SAP xMII

xMIIxMII

Instand-haltung

Historian II

Historian I

LIMS

‘Home-Grown‘

MES

ERP

Daten in Beziehung setzenDaten analysieren

Daten extrahieren

Integrationsszenarien der Fertigung

SAP ERP

H2A

Human-to-ERP

Integration

A2A

Standards-based

TransactionalIntegration

S95

A2A

LegacySystem

Integration

AH2A

ERP to-Human-to-Machine

Integration

99% der Anforderungen aus der Produktion ISA S95 Standard

MaterialwirtschaftLagerbewirt-schaftungWarenbewegungChargen-informationenMaterial – ReservierungMaterial – MerkmaleEinkauf

MaterialwirtschaftLagerbewirt-schaftungWarenbewegungChargen-informationenMaterial – ReservierungMaterial – MerkmaleEinkauf

InstandhaltungWerkaufträgeLohnscheineKomponenten-verbrauchZuordnung von Arbeit

InstandhaltungWerkaufträgeLohnscheineKomponenten-verbrauchZuordnung von Arbeit

Produktionsplanung –Prozessindustrie

ProzessfertigungProzessaufträgeBetriebsabläufeLohnscheineFertigungsergebnisseMaterialverbräuche

Produktionsplanung –Prozessindustrie

ProzessfertigungProzessaufträgeBetriebsabläufeLohnscheineFertigungsergebnisseMaterialverbräuche

ProduktionsplanungDiskrete FertigungFertigungsaufträgeBetriebsabläufeLohnscheineFertigungsergebnisseMaterialverbräuche

ProduktionsplanungDiskrete FertigungFertigungsaufträgeBetriebsabläufeLohnscheineFertigungsergebnisseMaterialverbräuche

QualitätsmanagementInspektionsaufgabenPrüfloseQualitätsmeldungenProbenverwaltungVerwendungsentscheidTestergebnisseAufzeichnung

QualitätsmanagementInspektionsaufgabenPrüfloseQualitätsmeldungenProbenverwaltungVerwendungsentscheidTestergebnisseAufzeichnung

mySAPERP

mySAPERPMM

PM PP-PI

QM

PP

Kommunizierende SAP-Prozesse

SAP ERP Manufacturing

SAP xMII Business Logic

Connector Framework

Produktions-auftrag sendenProduktions-

auftrag senden

Verbuchungvon Rück-meldungen

Verbuchungvon Rück-meldungen

S95ProductionSchedule

S95ProductionSchedule

S95Production

Performance

S95Production

Performance

MES System

„S95“ Standard Mappinge.g. ANSI/ISA-95 SAP xMII

Buffer

SAP xMII: Business ContentBusiness Logik u.a. für Nachrichten-austausch und Konsistenzsicherung

Informations-Cockpits

Spezielle Shop Floor -Konnektoren

Transformieren, Aggregieren undKorrelieren von Information

Pufferung und Protokollierung derNachrichtenübermittlung

Unterstützung von synchronem undasynchronem Nachrichtenaustausch

SAP xApp xMII Integration mit MES

S95 Scenarios

A2A

Standards-based

TransactionalIntegration

mySAP ERP/4.6c/4.7

SAP xMIIS95

SAP XI

1. Orders from ERP2. “Compose” S95 Msg3. Decompose and send

to SFA systems

4. Receive/get data/S95from from SFA

5. Compose into S95Msg

6. “Decompose” andcall appropriateBAPI/RFC/ Services

DataDataS95DataDataS95

S95

Optional

SAP xMII in einer Umgebung mit mehreren Werken

XI

mySAPERP

Unt

erne

hmen

s-an

wen

dung

en

Wer

k A SAP xMII

(WebAS)

XI – AF

UD

S*

JDBC

*

Wer

k B

SAP xMII(WebAS)

XI – AFU

DS*

JDBC

*

Wer

k C SAP xMII

(WebAS)

XI – AF

UD

S*

JDBC

*

EPxMII Business

PackagesxMII gemeinsamgenutzte iViews

BW

VisualisierungIntegration Information

Zusammenführen von Daten

5. Bericht per E-Mail anFertigungsleiter,Weiterleitung an SAPQM, Satz im QN-Systemschließen.

2. Erzeugte Charge(n)suchen, um Fertigungs-auftrag zu bedienen.

3. Historien- und LIMS-Daten für Chargenbeschaffen, xMII-Analyse durchführen.

4. Bei SPC-Alarm ist es einChargen-Fertigungs-problem – Gesamt-übersicht über LOSE u.KUNDEN holen.

1. Kundenauftrag in ERP-System suchen undERP-Fertigungsauftragliefern.

1

2

5

3

4

SAP xMII Vorlagen zur Extraktion aus SAP und FremdsystemenBeispiele zur Kalkulation und Visualisierung von InformationenVorlagen werden über SDN in Verbindung mit SAP xMII 12.0 Best PracticePaket herunter zu laden sein

Fertigungsinformation auf Großbildschirmen I

Mitarbeiter bekommen Realtime Informationen ohne InteraktionArbeitsbegleitende Informationen aus heterogenen SystemenVisualisierung über Großbildschirme in der Arbeits- oderPausenumgebung

Fertigungsinformation auf Großbildschirmen II

SAP NETWEAVER

SAP xMII



Wei

tere

SA

P-Lö

sung

en

SAP

BI



Fertigung

Auf Basis von SFA-Sensordaten und einer Six-Sigma-Steuerungsanalyse spürt xMII einQualitätsproblem auf, generiert einen Alert undstellt die Charge in mySAP ERP unter Quarantäne.

33

Alert!

Beispielszenarien

Der Produktionsplan wird von mySAP ERP viaxMII an ein MES-System übertragen und aufdem Manufacturing Dashboard angezeigt.

11

Nach der Durchführung des Auftrags aggregiertxMII Daten über die Fertigungsleistung undaktualisiert automatisch den Bestand in mySAPERP.

22

Der Fertigungsqualitäts-Alert erscheint auf demDashboard des Betriebsleiters. Er führt mit SAPxMII per Drill-Down eine schnelle Ursachen-analyse des Problems durch.

44

Der Betriebsleiter leitet eine Korrektur-maßnahme ein, um das Qualitäts-problem zubeheben bevor es zu einem Problem für denKunden wird.

55

SAP NETWEAVER

SAP xMII



Wei

tere

SA

P-Lö

sung

en

SAP

BI



Fertigung

Feststellung des Betriebszustands derMaschine mit Störgrundermittlung/Analyse33

Alert!

Eintritt einer Maschinenstörung in derFertigung11

MDC: Definition der Kontroll-Signale in derKopplung relevanter Signal-Typen: Seriell,Digital, TCP/IP, FeldBus (Sinex H1, Profibus,etc.)

22

Information an SAP xMII z.B. aus MES überden Machinenstillstand (z.B. via http-request, Aufruf eines xMII Service)

44

xMII generiert einen Alert, der imManufacturing Dashboard angezeigt wird.55

Beispielszenarien

SAP NETWEAVER

SAP xMII



Wei

tere

SA

P-Lö

sung

en

SAP

BI



Fertigung

Alert!

Der Fertigungsverantwortlicheregistriert den Alert im ManufacturingDashboard

66

Beispielszenarien

77Visualisierung aller relevantenProduktionsparameter via xMIIEreignisgesteuerte Aktualisierungder ParameterVisualisierung des Fabrik-geschehens und der Maschinen-status in xMII

SAP NETWEAVER

SAP xMII



Wei

tere

SA

P-Lö

sung

en

SAP

BI



Fertigung

Der Fertigungsverantwortlicheregistriert den Stillstand der Maschineauf dem Manufacturing Dashboard undermittelt deren Zustand über einen‘Drill Down’ in das Laufzeitprotokoll.Alert!

88

Beispielszenarien

SAP NETWEAVER

SAP xMII



Wei

tere

SA

P-Lö

sung

en

SAP

BI



Fertigung

Aufruf der Planungslösung (SAP SCMAPO).Störsituation ist als Maschinen-stillstand berücksichtigt.Auffinden einer alternativen Kapazität(manuell oder durch Neuaufwurf derPlanung).

Dem Produktionsplaner gelingt es,zeitnah auf die Störung zu reagierenund den Konflikt aufzulösen.

Alert!

99

1010

Beispielszenarien

SAP xMII Referenzkunden

Zusammenfassung I

SAP xMII gibt Fertigungsverantwortlichen Echtzeit-Entscheidungsunterstützung, um auf Ausnahmenrechtzeitig reagieren und Ziele erreichen zu können.

SAP xMII versetzt Unternehmen in die Lage, ihreAbläufe zu synchronisieren und die Fertigung mit dem„Pulsschlag des Geschäfts“ in Einklang zu bringen.

Die SAP Manufacturing Dashboards liefern eine präziseMomentaufnahme des Werks und der Schicht mit allenwichtigen KPIs und Alerts auf einer einzigen, intuitivenOberfläche.

SAP xMII nutzt bereits bestehende Investitionen inmySAP ERP, BW und Fertigungsanwendungen vonDrittanbietern.

Kürzere Zeit bis zur Wertschöpfung bei Integrations-projekten von mySAP ERP (Unternehmen) mit derInfrastruktur auf Fertigungsebene

Umfangreichere und erweiterte Nutzung bestehenderAnlagen durch gemeinsam verfolgte, stetigeOptimierungsmaßnahmen

Das Fertigungspersonal überwacht, misst und steuertdie Key Performance Indikatoren und erreicht so eineüberlegene Fertigungsleistung.

3 – 5 x geringere TCO dank standardisierterIntegration von Fertigungssystemen mit den SAP-Systemen

Zusammenfassung II

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