Das Unternehmen Elster sorgt mit seinen Messgeräten für Gas, Strom und Wasser dafür, dass die Abrechnung der Endabnehmer auf verlässlichen Daten basiert. Dabei müssen sich die High-Tech-Produkte kundenindividuell anpassen und dennoch kosteneffizient mit gleicher Qualität produzieren lassen. Mit über 7000 Mitarbeitern an 38 Standorten ist Elster global auf 115 Märkten vertreten.

Wichtig für die Kunden ist, dass die Produkte und verbauten Komponenten zurückverfolgbar sind. Eine über die Jahre gewachsene, manuelle Datenbankstruktur bei Elster konnte den heutigen komplexen Produktionsprozessen dabei nicht mehr gerecht werden.

Die Montagelinie

Den Neubau einer Montagelinie für die nächste Generation von Gaszählern nahm Elster nun zum Anlass, die IT-Abläufe in der Produktion zu optimieren und die IT-Integration mit dem Fertigungsprozess zu synchronisieren.

Bei der automatischen Montagelinie werden die zuvor zusammengesetzte Messeinheit und das in der Vorproduktion tiefgezogene Gehäuse zu einer Gaszähler-Einheit zusammengesetzt und verschlossen, auf Dichtheit überprüft und eine Funktionskontrolle vorgenommen.

Die grafische Darstellung des SAP ME Routing.

© Elster

Für die Rückverfolgbarkeit werden einzelne Prozessschritte und vor allem die Prüf-Ergebnisse überwacht und protokolliert. 
■ Ein Modell des technischen Systems: Abbildung der Struktur der Anlage – von der Betriebsebene bis zum Sensor.
■ Ein Modell des Produktionsprozesses: Darstellung von Produktions­abläufen, Geschäftsprozessen und Abläufen zur Erhaltung des Betriebszustandes.
■ Und ein Modell des MES: Abbildung des zu entwickelnden MES und angrenzender Systeme (ERP, PLS etc.).

Roland Essmann, Projektleiter MES bei Elster, bereut die Entscheidung pro SpeziMES nicht: „Damit haben die IT und der Fachbereich eine einheitliche Sprache gefunden, mit der sich die Abläufe quasi online modellieren und optimieren lassen.“

Da alle Auftragsinformationen im neuen System zentral im SAP-ERP-Sys- tem vorgehalten werden, kann auch die Informationsversorgung mit elektronischen Auftragsdaten über das MES-System, in diesem Falle SAP ME, am Montageplatz entsprechend der Kundenkonfiguration sichergestellt und dennoch zeitnah kundenspezifisch geändert werden. Auch bei dem in SAP ME integrierten Testen des fertigen Produktes werden die Prüf-Ergebnisse direkt aus der SPS über OPC UA oder aus Labview per Webservice nahtlos in das SAP-System zurückgespielt.

Zusammen mit der automatischen Leistungs- und Mengenerfassung ist so die Rückverfolgbarkeit der Produkte und verbauten Teile sowie Komponenten durchgängig gewährleistet.

Die Elektronikfertigung

Da insbesondere die industriellen Kunden im Bereich der Elektronikfertigung von Elster eine hohe Anforderung an die Rückverfolgbarkeit der Produkte stellen, kam hier ebenfalls SAP ME zum Einsatz. Dafür wird zunächst auf die Leiterplatte ein DataMatrix-Code gelasert. Dieser dient als Basis-Identifizierung der Leiterplatte und unterstützt die Teilung eines Multi-Boards in mehrere Single-Boards mit unterschiedlichen Nutzen. Nach dem ersten SMD-Prozess (surface-mounted device), also dem Bestücken mit Flachbauteilen, wird ein Circuit-Test durchgeführt. Fällt ein Bauteil in dieser Prüfung durch, wird es automatisch über SAP ME für den nächsten Schritt verriegelt und in die Reparaturschleife geschickt. Am Reparatur-Arbeitsplatz kann elektronisch direkt über SAP ME auf die Reparaturanweisung, die fehlerhaften Messprotokolle und auch auf den für diese spezielle Baugruppe und -serie gültigen Schaltplan zugegriffen werden.

Die fehlerfrei getesteten Platinen kommen zu den manuellen THT-Arbeitsplätzen (through hole technology), also der Durchsteckmontage der größeren Elektronikbauteile auf die Platine, die anschließend im Wellenlötverfahren verbunden werden. Danach finden wiederum eine Prüfung der elektronischen Sicherheit sowie eine Funktionsprüfung statt. Nur wenn beide Qualitätsprüfungen unbeanstandet durchlaufen sind, wird vom SAP ME ein Etikettendruck für den Versand freigegeben. Damit ist sichergestellt, dass kein ungeprüftes Produkt das Haus verlassen kann.

Die Einführungs-Bilanz

Für eine erfolgreiche Einführung der MES-Lösung waren grundlegend zwei Voraussetzungen entscheidend: Ein einheitliches Verständnis über den Prozess und eine Priorisierung der einzubindenden Prozessschritte. Für ein einheitliches Verständnis war die Prozessmo-dellierungssprache SpeziMES sehr wichtig. Mit dieser grafischen Be-schreibungssprache ließ sich über die Abteilungsgrenzen hinweg der Prozess verdeutlichen sowie eine wichtige Synchronisierung des IT- und des Produk-tionsprozesses erzielen, beispielsweise bei der Entnahme und Rückgabe von Produkten in den Prozess. SpeziMES hat darüber hinaus entscheidend dazu beigetragen, die Prozesse über Abteilungsgrenzen hinweg zu harmonisieren und die Zusammenarbeit mit SAP bei der Entwicklung und Anpassung der Software zu vereinfachen. Nachdem bei Elster die Gestaltung des Gesamtprozesses feststand, wurde dieser wiede­rum in Teilprojekte zerlegt und schrittweise realisiert. Die Teilprojekte ließen sich sodann, nach Optimierungspotenzial und größten Fehlerquellen priorisiert, umsetzen; was beispielsweise das Erkennen und Verriegeln fehlerhafter Bauteile betrifft oder das Tracken von sicherheitsrelevanten Teilen.

Durch eine frühe Einbindung der beteiligten Mitarbeiter und eine offene Kommunikation über den Sinn und Nutzen des Projektes ließ sich die Akzeptanz erhöhen und das Implementierungsrisiko minimieren. Die Instal-lation von Key-User sorgte zudem dafür, dass sich schnell eruieren ließ, wie viele Klicks etwa mit der Maus noch akzeptiert werden beziehungs-weise wo optimierte Touchscreens oder Scanner notwendig sind, um den Werker zu entlasten.

Die gewählte MES-Lösung SAP ME mit Business Objects konnte vor allem wegen der nahtlosen Integration in die bestehende SAP-Umgebung überzeugen. Auf vorhandene Module wie SAP PP, QM, PM kann zugegriffen werden, was eine notwendige Datenkonsistenz sicherstellt. Die weboptimierte Anwendung gewährleistet einen standortübergreifenden Einsatz auf schlanken Client-Systemen und über die offenen Webservice-Schnittstellen konnten auch Nicht-SAP-Systeme – wie beispielsweise die Prüfstände (Labview von National Instruments) – direkt in den Informationsfluss der Produktion integriert werden.

Autor: Ulf Kottig ist Marketing Manager für Manufacturing Integration Solutions bei Trebing + Himstedt.