Pepperl+Fuchs
Smart Manufacturing Roadmap
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Tobias Blöcher
President Global Operations
Start der Smart Manufacturing Roadmap
Das Ziel des Projekts bei Pepperl+Fuchs war es, die globale Transformationsinitiative ‚Smart Manufacturing Roadmap‘ aufzusetzen, auszugestalten und erfolgreich auf den Weg zu bringen.
Ziel der ‚Smart Manufacturing Roadmap‘ sind deutliche Effizienzsteigerungen mit Digitalisierung als Hebel für Verbesserungspotenziale über Lean-Methoden hinaus sowie die Ermöglichung einer schnelleren und faktenbasierten Entscheidungsfindung, auch als Basis für zukünftige Teilautomatisierungen. Außerdem sollte eine funktionsübergreifende Zusammenarbeit & Konnektivität über den Shopfloor hinaus in indirekte Bereiche forciert und die Organisation auf eine höhere Digitalisierungsreife vorbereitet werden.
Projektübersicht
Dafür gestalteten die Berater von NEONEX im ersten Schritt ein Qualifikationsprogramm für das Kernteam von Pepperl+Fuchs, das vor allem dazu diente, ein einheitliches Verständnis und Vokabular zu etablieren, um Diskussionen und Entscheidungen in der darauffolgenden Projektarbeit zu vereinfachen. Anschließend wurden Potentiale für digitale Use Cases in den Produktionswerken in Tschechien und Singapur nach standardisierter Methodik identifiziert. Es wurde die dafür benötigte Daten- und IT-Architektur bzw. IT-Infrastruktur geklärt und die zu realisierenden Use Cases bewertet und anhand einer globalen Roadmap eingeplant.
Für diese Roadmap wurden Systemalternativen pro Use Case evaluiert, Use Cases geclustert und sequenziert. Daneben wurde die Allokation der Use Cases pro Werk, das Pilot und Rollout Konzept für die Gruppe (bspw. Scale vs. Scope) sowie die organisatorischen und technischen Rahmenbedingungen hierfür gemeinsam erarbeitet.
Zuletzt unterstützte NEONEX das Team von Pepperl+Fuchs bei der Anforderungsdefinition und der strukturierten Auswahl eines MES-Lösungsanbieters, da dies einen der zentralen Bausteine der zukünftigen Smart Factory Systemarchitektur bei Pepperl+Fuchs darstellt.
Vorteile für Pepperl+Fuchs
Smart Factory Qualification Bootcamp
- Qualifikation
- Inspiration
- Bootcamp
Ziel
Das Ziel des Smart Factory Qualification Bootcamps war die Schaffung eines gleichen Verständnisrahmens und einer gleichen Sprache zum Thema der Digitalisierung von Operations im gesamten Kernteams des Projekts.
Methodik und Werkzeuge
Dafür wurde ein viertägiges Remote-Training mit mehr als 20 Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus 4 Standorten durchgeführt, bei der neben den Grundlagen einer Smart Factory und der Beziehung zwischen Lean & Digital schon erste Ergebnisse, z.B. in Form von Schwerpunkten einer späteren Transformation, erarbeitet wurden.
Ergebnisse
Neben der Schaffung eines gleichen Verständnisrahmens und des gleichen Vokabulars bildeten die interaktiv erarbeiteten Ergebnisse das Bootcamps die Grundlage für die effiziente Durchführung der anschließend durchgeführten Analysen in zwei ausgewählten Hauptstandorten von Pepperl+Fuchs.
Smart Factory Potentialanalyse
- Potentialanalyse
- Use Case
Ziel
Das Ziel der Smart Factory Potentialanalyse war die standardisierte Erfassung und Dokumentation von Optimierungspotentialen zur späteren Bewertung an zwei Hauptfertigungsstandorten des Kunden.
Methodik und Werkzeuge
Bei der Analyse für Pepperl+Fuchs wurden Potentiale für Optimierungen in den Werken in Tschechien und Singapur entlang des Wertstroms anhand von Gemba-Walks und Experteninterviews identifiziert. Die Erfassung und Dokumentation erfolgte in einem standardisierten und voll-digitalen Workflow für eine maximale Partizipation der Teilnehmerinnen und Teilnehmer sowie für die effiziente und transparente Bewertung und Auswahl der Top Use Cases.
Ergebnisse
Insgesamt wurden in der Analyse bei Pepperl+Fuchs 109 Potentiale identifiziert, aus denen 42 Use Cases für Planning & Scheduling, Real-Time Performance Tracking, Werkerassistenz & Skill-Management, Digitales Shopfloormanagement, Smart Maintenance, Qualitätsoptimierungen, Logistikanbindung, Prozessautomation & -mining sowie Asset Management abgeleitet werden konnten.
Data Management Assessment
- Datenmanagement
- Prozessdaten
- Transaktionsdaten
Ziel
Ziel des Data Management Assessments war es, den bisherigen Umgang mit Operationsdaten bei Pepperl+Fuchs zu bewerten. Neben der Betrachtung des Managements von Transaktions- und Prozessdaten wurden dabei auch die Konzepte und Kompetenzen für die Datenverarbeitung analysiert.
Außerdem wurde betrachtet, ob die Rolle der Data Owner lokal oder global verordnet waren, wie lange welche Daten gespeichert und wann diese aggregiert wurden.
Auch die Bereitschaft für Cloud- und Advanced Analytics-Lösungen wurde dabei betrachtet.
Methodik und Werkzeuge
Um das Assessment durchzuführen, wurden in einer intensiven Analysewoche neben der Diskussion der angesprochenen Fragen auch Inputs & Best Practices von NEONEX betrachtet, um dem Kernteam von Pepperl+Fuchs ein besseres Verständnis bieten zu können. Aus diesem Grund startete die Woche mit einem Sprint zu Beispielen für datenbasierte Entscheidungsfindung, gefolgt von einer Bestandsaufnahme bestehender Datenquellen und bereits implementierter Analytics-Anwendungen. Anschließend wurden Data Ownership und -Storage sowie die Basis für datenbasierte Entscheidungsfindung betrachtet.
Ergebnisse
Das Ergebnis dieser Workshops war ein abgestimmtes Bild des bestehenden sowie eines zukünftigen Data Managements für die datenbasierte Entscheidungsfindung.
Connectivity and Resilience Check
- Shopfloor Connectivity
- Netzwerksegmentierung
Ziel
Ziel des Connectivity and Resilience Checks war es, ein organisatorisches Verständnis der implementierten IT/OT-Connectivity und implementierten IT-Systeme zu entwickeln. Dabei wurde erfasst, inweit die IT zentral oder lokal gesteuert wurde, über welches Connectivity Level zentrale Shopfloor-Assets verfügen und wie die Connectivity zum ERP gestaltet wurde. Zuletzt wurde auch die Shopfloor Netzwerk-Architektur betrachtet.
Methodik und Werkzeuge
Der gemeinsame Workshop startete dabei mit einem kurzen Vortrag zu Connectivity Level-Best Practices aus Erfahrung der NEONEX Berater, gefolgt von Lessons learned und Pit falls aus der NEONEX Projekthistorie. Anschließend konnten die Standortverantwortlichen die Connectivity-Levels der eigenen Werke beschreiben. Im nächsten Schritt wurden Best Practices zur Netzwerksegmentierung besprochen und die bisherige Netzwerkarchitektur der Pepperl+Fuchs-Standorte erfasst.
Ergebnisse
Bei der Durchführung dieser Workshops zeigte sich, dass Pepperl+Fuchs in der Vergangenheit stark durch die Zentral-IT geprägt wurde, so dass es wenige Abweichungen in den ausländischen Standorten gab. Trotzdem existierten eine Reihe lokaler Sonderlösungen die aus historischen Kontexten entstanden waren.
IT-System Landscape und -Architecture Review
- IT-Landschaft
- IT-Systeme
- IT-Architektur
Ziel
Ziel des IT-System Landscape und -Architecture Reviews war es, zu erfassen, welche Make- und Buy-IT-Systeme Pepperl+Fuchs im Einsatz hatte bzw. für einen zukünftigen Einsatz vorgesehen hatte. Außerdem sollte erfasst werden, welche Systeme global ausgerollt waren und welche lokalen Systeme sich zusätzlich im Einsatz befanden. Außerdem sollte erfasst werden, an welcher Stelle auf Excel oder rein papierbasierte Dokumentationskonzepte zurückgegriffen wurde.
Methodik und Werkzeuge
Im ersten Schritt eines vierstufigen Assessments wurde dafür die globale IT-Systemlandschaft mit globalen und lokalen IT-Systemen sowie bestehende Schnittstellen erfasst, um anschließend zu verstehen, welche Änderungen in dieser Landschaft bereits für die Zukunft vorgesehen waren. Im zweiten Teil des Assessments wurden die Standorte Tschechien und Singapur hinsichtlich Auftragsmanagement, BDE/MDE, Tracking/ Tracing, Qualitätsdaten, Arbeitsanweisungen, Lagermanagement und Dashboarding genauer betrachtet, um zu erfassen, welche Funktionalitäten an diesem Punkt in welchem System umgesetzt wurden. Zuletzt wurden Best Practices hinsichtlich der Nutzung von MES-Systemen und IIoT-Plattformen anderer Unternehmen diskutiert, um anschließend in einem interaktiven Diskurs grundlegende Voraussetzungen und Rahmenbedingungen für eine zukünftige Architektur zu erfassen.
Ergebnisse
Das Ergebnis des Assessments war die Definition eines Zukunftsbildes, das beschrieb, wie eine angepasste und zukunftsfähige IT-Architektur in in grundlegenden Zügen aussehen konnte.
Ranking, ROI Calculation
- ranking
- ROI
- ROI Kalkulation
Ziel
Ziel des Rankings & der ROI-Kalkulation war es zu definieren, welche Use Cases auf Basis der Potentialanalysen global und welche lokal in einzelnen Werken umgesetzt werden sollten. Außerdem sollten die identifizierten Use Cases & Systeme nach erwarteter Profitabilität beurteilt und eingeplant werden.
Methodik und Werkzeuge
Dafür wurde in einem gemeinsamen Workshop eine Vorauswahl der Use Cases getroffen, die anschließend in der standardisierten NEONEX Use Case ROI-Kalkulation hinsichtlich ROI und Break-Even betrachtet wurden. Auf dieser Basis konnte eine strategische Entscheidung zur Umsetzung und Umsetzungsreihenfolge der einzelnen Use Cases erreicht werden.
Ergebnisse
Das Ergebnis dieses Schritts war eine ROI-Kalkulation der einzelnen Use Cases sowie des Gesamtprogramms, die dazu diente, das Programm zu verabschieden und eine erste Umsetzungsroadmap festzulegen.
Smart Factory Tour
- Inspiration
- Smart Factory Tour
Ziel
Ziel der Smart Factory Tour war die Hands-on Inspiration des Kernteams, vor allem hinsichtlich der Umsetzung smarter Use Cases und der IT-Architektur, die Vorreiter der Industrie 4.0 nutzen.
Methodik und Werkzeuge
Dafür wurden individuelle Referenzbesuche zu Bosch am Standort Feuerbach und DMG MORI am Stantort Pfronten durchgeführt. Der Besuch bei DMG MORI demonstrierte eindrücklich, wie Low Code-Plattformen zur schnellen Entwicklung von Use Cases genutzt werden können. Dagegen zeigte der Besuch bei Bosch, wie digitale Anwendungen in Ihrer Gesamtheit zur Prozess- und Organisationsoptimierung führen.
Ergebnisse
Ergebnis der Smart Factory Tour war das Erlebnis smarter Use Cases in der täglichen industriellen Anwendung sowie first-hand Experteninsight hinsichtlich der Einführung und Verankerung von Systemen und Technologien in der Organisation.
Roadmapping & Programm-Setup
- Roadmapping
- Setup
- IT-Architektur
Ziel
Ziel des Roadmappings und Programm-Setups war eine finale Entscheidung hinsichtlich der Anwendung verschiedener IT-Systeme sowie der Implementierungsreihenfolge und -standorte.
Methodik und Werkzeuge
Dafür wurde eine Entscheidung zwischen der Architektur aus MES-System in Kombination mit einer Low Code- oder IIoT-Plattform vor dem Hintergrund der identifizierten Use Cases getroffen. Dabei wurde gemeinsam zwischen NEONEX Beratern und Pepperl+Fuch Kernteam entschieden, dass sich die identifizierten Use Cases optimal in einem MES-System und einer Low Code-Plattform umsetzen lassen..
Anschließened wurden die Use Cases, die zukünftig in einem dieser Systeme abgebildet werden sollen, in eine logische Sequenz gebracht, die unter anderem auch vorsah, ausgewählte Use Cases als Pilot mit geringerem Funktionsumfang in der Low Code-Plattform umzusetzen, um einen späteren Roll-Out mit vollem Funktionsumfang im MES zu ermöglichen. Außerdem erfolgte eine Zuordnung der Use Cases auf die verschiedene Werke nach einer definierten Pilot-Plant-Strategie, um vor dem Hintergrund der unterschiedlichen Produktportfolios Nutzen zu entfalten und entsprechende Ressourcen für die Implementiierung zu haben. Diese Entscheidungen erfolgten auf Basis der ROI-Kalkulation, der Werksgegebenheiten, der IT-System-Zuordnung und identifizierter Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Use Cases.
Ergebnisse
Auf dieser Basis konnte zuletzt eine Programmroadmap mit Timeline-Abschätzung und entsprechender Use Case-Zuordnung abgeleitet werden.
MES-Auswahlprozess
- MES Assessment
- MES Auswahl
Ziele
Da im Bewertungsprozess klar wurde, dass ein MES-System bereits eine Vielzahl der identifizierten Use Cases bei Pepperl+Fuchs im Standard abbilden konnte und so größere Aufwände für die Auswahl einzelner Lösungen vermieden werden kann, war die Auswahl eines MES-Systems ein zentraler nächster Schritt.
Methodik und Werkzeuge
Für die Auswahl des MES-Systems wurde ein der strukturierte und standardisierte NEONEX MES-Auswahlprozess angewendet, um eine schnelle, transparente und abgestimmte Entscheidung zu gewährleisten und der Tragweite dieser Entscheidung Rechnung zu tragen.
Für Pepperl+Fuchs war vor allem der Modularisierungsgrad des Systems sehr wichtig, so dass alle Lösungen ohne standardisierte API gleich zu Beginn herausgefiltert wurden, da diese keine Schnittstelle zur Low Code-Plattform erlaubt hätten. Anschließend wurde auf Basis identifizierter funktionaler Anforderungen eine Longlist erstellt und erste Interviews mit relevanten Anbietern durchgeführt. Weiterhin wurden nicht-funktionale Auswertung bei der Systemauswahl mitberücksichtigt, die unter anderem Compliance, Datensicherheit und Dokumentationsanforderungen beinhalteten. Im Rahmen verschiedener Auswahlbetrachtungen ergab sich eine Shortlist mit drei möglichen Lieferanten. Diese drei Lieferanten wurden zu einem Lieferantenauswahltag geladen, es wurden Referenzbesuche durchgeführt und ein finaler Deep Dive in die Systeme vorgenommen. Zuletzt wurde eine kommerzielle Bewertung der Systeme, vorgenommen, um unter Berücksichtigung der zu erwartenden Kosten eine finale Entscheidung zu ermöglichen.
Ergebnisse
Auf Basis dieser Methode konnte schnell & effizient ein Anbieter einer MES-Lösung ausgewählt werden.
NEONEX Projektleiter
Dr. Peter Stephan
Senior Partner & Co-Founder
