Vernetzte Geschäftsprozesse Shopfloor-IT baut Brücken zwischen ERP und Fertigung

Von Christian Erlinger*

Eine ganzheitliche Digitalisierung ist nur möglich, wenn das Office (Topfloor) mit der Produktion (Shopfloor) vernetzt ist. Wie die einzelnen Systeme sowohl horizontal als auch vertikal mittels IIot und Interoperabilität verknüpft werden.

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Um in der Zerspanung vom Top- bis zum Shopfloor ein durchgängiges Digitalisierungsprojekt umzusetzen, erfordert es viel Kooperation und ein tiefes Verständnis der Prozesswelten von IT und Produktion.
Um in der Zerspanung vom Top- bis zum Shopfloor ein durchgängiges Digitalisierungsprojekt umzusetzen, erfordert es viel Kooperation und ein tiefes Verständnis der Prozesswelten von IT und Produktion.
(Bild: gemeinfrei // Pexels)

Mit dem Einzug von CAx-Systemen hat die interne technische IT in Produktionsunternehmen über die letzten Jahrzehnte hinweg enorm an Bedeutung gewonnen. Im Zuge von Industrie 4.0, ganzheitliche Vernetzungsstrategien von Shop- und Topfloor sowie Dienstleistungskonzepten in der Fertigung stehen IT-Abteilungen vor neuen Herausforderungen.

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 CA-Techniken wie CAE, CAD, CAP, CAM und CAQ in weiten Bereichen der diskreten Fertigung in ‚Topfloor‘ (Engineering und Office-Anwendungen) und ‚Shopfloor‘ (Produktion) verankert. Im Umfeld der Produktion trifft man 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 beispielsweise Postprocessing mit NC-Code-Erstellung.

Seit einigen Jahren fokussieren sich Unternehmen im Bereich Ihres Shopfloors auf Interoperabilität und Services im Kontext von Industrial Internet of Things (IIoT). 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.

Zentrale Vernetzung im Shopfloor mit Verknüpfung in den Topfloor

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 Topfloor und Shopfloor trägt ein Übriges zur Komplexität bei. Überwunden werden, können diese Herausforderungen durch die Einführung einer ‚Zwischenschicht‘, fungierend als das verbindende 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 gut ausgebildete Experten mit einer starken Affinität zu IT-Themen.

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

Die durchgängige Digitalisierung von Shopfloor-Prozessen wie der papierlosen Fertigung steckt verglichen mit den Erfolgen auf dem Topfloor 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 verständlich, dass die Digitalisierung mittlerweile zentrales IT-Thema ist.

IT-Kompetenz und Prozess Know-how für erfolgreiche Digitalisierungsvorhaben

Ein Beispiel ist die Verbindung von Engineering mit Production: Aus ERP-Daten und CAD-Zeichnung entstehen das Komplettwerkzeug und NC-Programm für die Herstellung des Produkts und mittels Maschinensimulation lässt sich die Kollisionsprüfung von Werkzeug und Rohling exakt durchführen. Alle relevanten Fertigungsdaten einschließlich Änderungsdienst 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 all seinen Vorteilen möglich.

Shopfloor- und Topfloor wachsen zusammen, viele Anwendungen überschneiden sich. Die klare Abgrenzung von ERP, PLM, MES tritt in den Hintergrund. Die Herausforderung für IT-Verantwortliche besteht in der Verknüpfung der einzelnen Systeme, sowohl horizontal als auch vertikal. Entscheidend ist hier nicht nur IT-Kompetenz, sondern auch die entsprechende Prozess Know-how und technisches Fachwissen, beispielsweise rund um den Zerspanungsprozess.

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Datenprozesse lückenlos zu gestalten und Synergien zu nutzen, sind wesentliche Bestandteile von Digitalisierungsvorhaben in der CNC-Fertigung. Dienstleister wie Coscom können Datenvernetzungsstrategien vom ERP-System in den Shopfloor der zerspanenden Fertigungsindustrie realisieren und entlasten unternehmensinterne IT-Abteilungen. Die Bereiche der Daten- und Informationsvernetzung, der zielgerichtete Einsatz von Tool- und Fertigungsinformationssystems sowie die optimale Gestaltung einer CAD/CAM-Prozesskette bis hin zur hocheffektiven Automatisierungslösung, müssen im Fokus ganzheitlicher Digitalisierung iegen. Die Kombination aus Prozess-Consulting, eigenentwickelten Softwarelösungen und Projektumsetzung steht für eine erfolgreiche und termingerechte Einführungszeit, schnellem Produktiv-Einsatz und wirtschaftlicher Amortisationszeit eines Digitalisierungsprojektes.

Dieser Beitrag ist ursprünglich auf unserem Partnerportal Industry of Things erschienen.

* Christian Erlinger ist Mitglied der Geschäftsleitung bei Coscom.

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