Shopfloor-IT baut Brücken zwischen ERP und Fertigung

Mit dem Einzug von CAx-Systemen hat die interne technische IT in Produktionsunternehmen über die letzten Jahrzehnte hinweg enorm an Bedeutung gewonnen. Die notwendige Umsetzung von Industrie 4.0 stellt IT-Abteilungen jedoch vor neue Herausforderungen.

Im Zuge von Industrie 4.0, ganzheitlichen Vernetzungsstrategien von Shop- und Top-Floor sowie Dienstleistungskonzepten in der Fertigung stehen IT-Abteilungen vor neuen Herausforderungen. Mit passender Shopfloor-IT gelingt die Verknüpfung von der „Office“- zur Produktionsebene,

Foto: Coscom

Um ein Unternehmen ganzheitlich zu digitalisieren, ist es fundamental, die „Office“ Ebene – den Top-Floor – mit der Produktionsebene, dem Shopfloor, zu vernetzen. Die Herausforderung besteht in der Verknüpfung der jeweils genutzten Software-Systeme, die sowohl horizontal als auch vertikal stattfinden muss.

Unternehmen fokussieren sich im Bereich ihres Shopfloors auf Interoperabilität und Services – und das im Kontext des Industrial Internet of Things (IIoT). Eine zentrale Schlüsselfunktion haben Spezialisten mit tiefem Verständnis der Prozesswelten von Informationstechnik (IT) und Produktion. Softwarespezialisten wie Coscom realisieren erfolgreich Datenvernetzungsstrategien, die vom Enterprise Resource Planning (ERP)-System bis in den Shopfloor der zerspanenden Fertigungsindustrie reichen. Unternehmensinterne IT-Abteilungen können dabei wirkungsvoll und ergänzt bzw. entlastet werden.

Digitalisierung & Vernetzung stehen aktuell im Fokus

Organisatorisch ist ein Fertigungsunternehmen in der Regel in betriebswirtschaftliche und technische Geschäftsprozesse gegliedert, die wiederum in Arbeitsgebiete münden wie Marketing, Konstruktion, Arbeitsvorbereitung, Produktion/Fertigung und Rückbau. Die Computertechnologie ist mit den CAx-Techniken – wie CAE, CAD, CAP, CAM und CAQ – in weiten Bereichen der diskreten Fertigung im „Top-Floor“ (Engineering und Office-Anwendungen) und „Shopfloor“ (Produktion) verankert. Im Umfeld der Produktion trifft man häufig auf den Begriff „Virtual Machining“. Gemeint ist damit eine Bündelung von Prozessen rund um die tiefe Integration von CAD mit CAM, Maschinensimulation und Folgeprozesse, wie z.B. Postprocessing mit NC-Code-Erstellung.

Seit einigen Jahren liegt die Konzentration im Bereich des Shopfloors auf Interoperabilität und Services. Alles in allem hat der Einfluss der IT in den Fertigungsbetrieben im Laufe der Zeit weiter an Bedeutung zugenommen, und die Versetzung der einzelnen IT-Systeme steht im Vordergrund bei den Verantwortlichen.

Zielsetzung: Zentrale Vernetzung im Shopfloor mit Verknüpfung in den Top-Floor

Die erfolgreiche Umsetzung eines durchgängigen Digitalisierungsprojekts bis hinunter in den Shopfloor erfordert neben dem Kooperationsvermögen ein tiefes Verständnis der Prozesswelten von IT und Produktion. Eine Verzahnung im gemeinsamen Verständnis ist aufgrund der Fachlichkeit und der heterogenen Infrastruktur der Produktion allein schon schwierig. Auch die räumliche Trennung von Top-Floor und Shopfloor trägt ein Übriges zur Komplexität bei. Diese Herausforderungen können durch die Einführung einer „Zwischenschicht“ bewältigt werden, fungierend als verbindendes Glied.

Auch wenn die Begrifflichkeiten dafür noch recht unspezifisch sind, scheint klar zu sein, dass das Ziel dabei eine neue Art der „Process Excellence“ ist. Oftmals wird die Abteilung, die sich mit diesen Themen beschäftigt, als „Shopfloor-IT“ bezeichnet. Meist handelt es sich dabei um sehr gut ausgebildete Experten mit einer starken Affinität zu IT-Themen.

Wie weit sind die Lösungen fortgeschritten?

Die Digitalisierungswelle mit ihren spezifischen Anforderungen an immer mehr Flexibilität hat auch zur Folge, dass die Hersteller von monolithischen IT-Systemen sich unter dem Eindruck von „Standardisierung“ öffnen müssen – sei es beispielsweise durch ERP- oder PLM (Product-Lifecycle-Management)-Projekte getrieben. Man geht daher davon aus, dass sich der Trend zur Entstehung neuer Prozessplattformen noch verstärken wird.

Die durchgängige Digitalisierung von Shopfloor-Prozessen wie der papierlosen Fertigung steckt – verglichen mit den Erfolgen auf dem Top-Floor – noch „in den Kinderschuhen“, was natürlich auch der heterogenen Infrastruktur dort und der damit einhergehenden Prozessvielfalt geschuldet ist. Das Potenzial in Sachen Prozessoptimierung, mehr Effizienz und effizienter Ressourceneinsatz ist groß und somit ist verständlich, dass die Digitalisierung mittlerweile zentrales IT-Thema ist.

Prozess-Know-how für erfolgreiche Digitalisierungsvorhaben

Ein Beispiel ist die Verbindung von Engineering und Produktion: Aus ERP-Daten und der CAD-Zeichnung entstehen das Komplettwerkzeug sowie das NC-Programm für die Herstellung des Produkts. Mittels Maschinensimulation lässt sich die Kollisionsprüfung von Werkzeug und Rohling exakt durchführen. Alle relevanten Fertigungsdaten einschließlich des Änderungsdienstes lassen sich papierlos bis an das Bearbeitungszentrum oder die Werkzeugmaschine bringen. Dabei wird der Gesamtprozess optimalerweise in einer Prozessplattform abgebildet, die interoperabel alle am Prozess beteiligten IT-Systeme über eine zentrale Datenbank integriert. So ist zum Beispiel die Erschaffung des „Digitalen Zwillings“ des Werkzeugs mit allen seinen Vorteilen möglich.

Shopfloor- und Top-Floor wachsen zusammen; viele Anwendungen überschneiden sich. Die klare Abgrenzung von ERP, PLM und MES (Manufacturing Execution System) tritt in den Hintergrund. Die Herausforderung für IT-Verantwortliche besteht in der Verknüpfung der einzelnen Systeme. Entscheidend ist hierfür nicht nur IT-Kompetenz, sondern auch die entsprechende Prozess Know-how und technisches Fachwissen, zum Beispiel rund um den Zerspanungsprozess.

Die Datenprozesse lückenlos zu gestalten und Synergien zu nutzen, sind wesentliche Bestandteile von Digitalisierungsvorhaben in der CNC-Fertigung. Coscom blickt hier auf langjährige Expertise zurück: Seit 1978 am Markt aktiv, ist es einer der erfahrensten Anbieter auf dem Gebiet der Fertigungsautomatisierung und -digitalisierung in der Zerspanung. Aktuell sind europaweit rund 6.000 Lösungen und etwa 25.000 Maschinen und Anlagen mit Coscom-Lösungen vernetzt. Das Systemhaus realisiert erfolgreich Datenvernetzungsstrategien in der zerspanenden Fertigungsindustrie und entlastet damit unternehmensinterne IT-Abteilungen. Die Bereiche Daten- und Informationsvernetzung, der zielgerichtete Einsatz eines Tool-Management- und Fertigungsinformationssystems sowie die optimale Gestaltung einer CAD/CAM-Prozesskette bis hin zur effektiven Automatisierung liegen im Fokus der Spezialisten. Die Kombination aus Prozess-Consulting, eigenentwickelten Softwarelösungen und der gelungener Projektumsetzung garantiert eine termingerechte Einführung und den schnellen Produktiv-Einsatz. Dies alles sorgt schließlich für eine wirtschaftliche Amortisationszeit eines Digitalisierungsprojekts.