Digitalisierungs- und Industrie 4.0-Themen sind in der Automobilindustrie deutlich etablierter als in anderen Branchen. Grund dafür sind hohe Qualitätsstandards, komplexe Produktionsprozesse sowie eine verzweigte und umfangreiche Supply Chain. Dabei sorgt der hohe Digitalisierungsgrad in dieser Branche für schlanke Prozesse, optimierte Lagerbestände und nahtlose Abläufe. Auch in der Zulieferindustrie sind aufgrund enormer Stücklisten und einer großen Teilevielfalt äußerst schlanke Prozesse erforderlich. So auch bei dem weltweit agierenden Automobilzulieferer Hirschvogel Automotive Group mit Stammsitz im oberbayerischen Denklingen. Das Unternehmen ist in der Massivumformung und Zerspanung von Stahl und Aluminium tätig und gehört zu den größten Betrieben der Branche. Im Hauptwerk in Denklingen hat Hirschvogel mit einer mobilen Lösung der Münchner Membrain GmbH diverse Prozesse digitalisiert sowie Materialflüsse in Echtzeit mobil abgebildet. Dadurch konnten die Abläufe in der Logistik und der Produktion erheblich beschleunigt und verbessert werden.
Digitale Bestandsführung im Materiallager
Eine kontinuierliche und lückenlose Erfassung und Verwaltung der Bestände im Lager sowie Informationen über die Materialflüsse sind die entscheidende Grundlage für eine reibungslose Produktionsversorgung und somit für den Produktionsablauf. Bis zur Umsetzung einer weitläufigen Digitalisierung wurden die Materialbestände für die Werkzeugherstellung und für die Produktfertigung handschriftlich erfasst und dann manuell ins SAP-System geschrieben. Schon damals gab es im Hauptwerk in Denklingen ca. 100.000 Buchungen pro Jahr und aufgrund der zu erwartenden Entwicklung ging man von stark wachsenden Volumen (230.000) bis Ende des Jahrzehnts aus. „Das konnte mit Papier nicht mehr funktionieren“, erklärt Andreas Nieberle, Leiter Kollaboration Werkzeugbau-Netzwerk bei der Hirschvogel Umformtechnik GmbH. „Nicht nur die schiere Menge an stetig steigenden Buchungen im Werkzeugbau bereitete uns Probleme“, so Nieberle. „Bei einer manuellen Erfassung besteht auch die Gefahr, dass Schreibfehler auftreten und somit die Richtigkeit der Daten nicht mehr gewährleistet ist.“ Eine Modellrechnung bei Hirschvogel ergab, dass pro Buchung inklusive Erfassung auf Papier und Eintragen ins System circa 30 Sekunden benötigt werden. Bei 230.000 Buchungen summiert sich die Zeit auf über 1.900 Stunden, eventuelle Fehlersuchen und Korrekturen nicht eingerechnet. „Diese Abläufe sollten erheblich schneller werden und wir strebten eine Bearbeitungszeit von acht Sekunden pro Buchung an“, so Nieberle. Dies ist nur möglich, wenn die Buchungsprozesse komplett papierlos sind und die Daten in Echtzeit im System erfasst werden. Um jederzeit zu wissen, wo sich die Teile im Lager befinden, sollte bei Hirschvogel auch der Materialfluss durchgängig digital dargestellt werden.
Neben der effizienteren Gestaltung der Buchungsprozesse gab es aber noch einen weiteren wichtigen Grund für die Digitalisierungsmaßnahmen: Gesetzliche Vorgaben und Wirtschaftsprüfer forderten eine akkurate Erfassung der Bestände, insbesondere der Werkzeuge. Es galt also, diverse Prozesse im Lagerwesen umzustellen und zu digitalisieren. Ziel war es, alle Bestände und Lagerbewegungen (Materialflüsse) in Echtzeit zu erfassen und im SAP-System abzubilden – und dabei komplett auf manuelle und fehleranfällige Papierprozesse zu verzichten.
Daten aus dem Lager direkt ins SAP
Die Hauptanforderung der neuen Lösung bei Hirschvogel bestand in der direkten Anbindung des gesamten Lagerwesens an das bestehende SAP-System durch eine mobile Abwicklung aller Vorgänge per Terminals und Scanner. Alle Buchungen der Logistikkette – von der Produktfertigung, der Herstellung im Werkzeugbau über die Lagerung der Werkzeuge bis zur Entnahme und Verschrottung – sollten ohne manuelle Zwischenschritte direkt im SAP-System durchgeführt werden. Aus technischer Sicht war es wichtig, dass mithilfe der Lösung das gesamte System der Lagerbewegungen logisch, durchgängig, vollständig und zum Schluss auch mobil ist. Dafür war unbedingt erforderlich, dass alle Daten ohne Medienbrüche sofort an die Module des SAP-Systems übermittelt und gebucht werden. Dazu gehören insbesondere SAP MM für die gesamten Materialflüsse, SAP WM für die Lagerverwaltung, SAP IM für die Bestandsführung, SAP PP für die Produktionsplanung sowie SAP FI/CO für Buchhaltung, Zeiterfassung, Maschinenbuchung und Leitungsverrechnung. Wichtig war darüber hinaus, dass die Lösung flexibel und zukunftsfähig ist und so beispielsweise auch nach dem anstehenden Upgrade auf SAP S/4 Hana weiterhin lauffähig ist. Hardwareseitig wurden initial Windows CE Scanner eingesetzt. Aufgrund der Windows CE Abkündigung wird die Hardware nun aber sukzessive auf Android-Geräte umgestellt. Die eingesetzten Windows CE Scanner sind jedoch noch solange im Einsatz, bis diese nicht mehr lauffähig sind und es somit in der Umstellungsphase einen Parallelbetrieb der beiden Betriebssysteme gibt. Letztlich sollte die Lösung unkompliziert ausbaufähig sein. Aus Anwendersicht war es Nieberle besonders wichtig, dass die mobile Anwendung einfach zu bedienen ist und die Mitarbeiter gerne mit den neuen Tools arbeiten. „Dabei sollte SAP komplett im Hintergrund arbeiten“, so Nieberle. „Im besten Fall sollten die Mitarbeiter gar nicht merken, dass sie mit SAP arbeiten!"
Gute Gründe für einen intergierten Ansatz von Membrain
Auf Membrain wurde Andreas Nieberle erstmals auf der Fachmesse LogiMAT in Stuttgart aufmerksam, wo er nach einer geeigneten Lösung für das Digitalisierungsprojekt suchte. „Die Technologie und der Lösungsansatz von Membrain überzeugten mich sofort“, so Nieberle. „Wir sahen direkt, dass diese durchgängige Lösung mit ihren umfangreichen Funktionen und Erweiterungsmöglichkeiten unsere gesamten Anforderungen abdecken kann.“
Nicht nur der technologische Ansatz sowie die leistungsfähigen Funktionen waren ausschlaggebende Faktoren für die Entscheidung zugunsten von Membrain und deren Industrie 4.0 Plattform MembrainRTC (Real Time Communicator). Die modulare Architektur garantiert höchste Investitionssicherheit und wird laufend erweitert und mit neuen Funktionen ergänzt. Dabei dient der MembrainRTC als Datendrehscheibe und ermöglicht die Anbindung an weitere Bereiche. „Besonders hat uns die Anpassungsfähigkeit an kundenspezifische Anforderungen überzeugt.“
Komplexität des Prozesses
Insbesondere die Produktion im Werkzeugbau ist äußerst komplex. Um die Schmiedeteile zu produzieren, wird zunächst ein Montageablauf erstellt. Dieser beinhaltet die Beauftragung der Werkzeugerstellung, wobei ein Werkzeugzusammenbau aus bis zu sieben Materialarten mit zum Teil aus bis zu 350 Einzelteilen bestehen kann. Hinzu kommen vier bis fünf Umformstufen und die Auslagerung und Rückbuchung des fertigen Werkzeugs. Aufgrund der vielen Materialarten und Einzelteile entstehen große Mengen an Daten und somit jede Menge an Buchungen – insbesondere bei den sogenannten Aktivwerkzeugen, die im Produktionsbetrieb in den Pressen einer hohen Belastung und einem hohen Verschleiß ausgesetzt sind.
Für die Erfassung der Rückmeldungen und Materialbewegungen sind bei Hirschvogel aktuell 40 Terminals und 60 Scanner im Einsatz. Da im Drei-Schicht-Betrieb gearbeitet wird, werden diese im Stammwerk von 450 Mitarbeitern genutzt. Die Terminals (Windows 10) im Shopfloor sind für Vorgangsrückmeldung im Auftrag sowie für die Leistungserfassung/Zeiterfassung im Werkzeugbau im Einsatz. Die App wird bei Hirschvogel für die mobile Datenerfassung genutzt. Hier kommen Scanner von Honeywell (Android) und Intermec (Windows CE) parallel zum Einsatz, wobei künftig komplett auf Android umgestellt wird. Damit werden alle Daten für die Wareneingangsbuchung, Umlagerungsfunktion, Auslagerung inklusive Führung der Komponentenlisten für einen Instandhaltungsauftrag, Ausbuchung und Rückbuchung ins System, Anlegen eines Planauftrags für Fertigung, Einlagerung, Bestandsführung, Lagerverwaltung und die Stammdatenänderung (z. B. Materialstamm - Lagerplatz) erfasst.
Mobile Datenerfassung statt Zettelwirtschaft
Zunächst wurde Membrain in die bestehende IT-Infrastruktur integriert. Dabei übernimmt der Kommunikationsserver MembrainRTC die gesamte Kommunikation bidirektional und in Echtzeit zwischen dem SAP-System und den Terminals bzw. den mobilen Geräten. Nach jeder Materialartumstellung/-Überführung gab es dann ein Go-live. Dank der Anbindung kann mit den mobilen Geräten die gesamte Abwicklung und Bearbeitung aller Vorgänge direkt verbucht werden. Für die Erfassung der Bestände scannen die Mitarbeiter die Material oder Reservierungsnummer des jeweiligen Teils. Nachdem alle Positionen gescannt worden sind, wird die Buchung im Hintergrund durchgeführt und alle notwendigen Daten automatisch im SAP-System verbucht. Sämtliche Buchungsdaten werden lokal auf dem Mobilgerät zwischengespeichert, bis die jeweilige Buchung aus dem SAP-System quittiert wird. Datenverluste oder Doppelbuchungen sind damit ausgeschlossen.
Lagerbestandsdaten jederzeit und in Echtzeit abrufbar
Durch die Abbildung der Bestände in Echtzeit lassen sich die entsprechenden Datensätze jederzeit abrufen. So liegen fortlaufend Informationen darüber vor, an welchem Lagerort sich die jeweiligen Werkzeugteile befinden. Dies ist gleichzeitig auch hilfreich für die Produktionsplanung und Disposition und trägt zu mehr Effizienz bei. Besonders großen Wert legte Hirschvogel auch auf die einfache Handhabung. Wegen der leicht verständlichen, übersichtlichen und anwenderfreundlichen Benutzeroberfläche war keine zusätzliche Schulung der Mitarbeiter erforderlich. Eine kurze Einweisung genügte, um das System bedienen zu können. „Unsere Mitarbeiter im Lager waren sofort begeistert von der Arbeitserleichterung durch die neue Lösung. Lediglich ein paar Mitarbeiter hatten einige Vorbehalte, da sie die alte SAP-Maske gewohnt waren“, so Nieberle. „Doch nach einiger Zeit war die Akzeptanz auch hier sehr groß. Die Mitarbeiter wollten sogar noch mehr Funktionen haben, da die Anwendung so reibungslos läuft.“
Mit der Einführung der mobilen Datenerfassung von Membrain wurde der umständlichen und zeitaufwändigen Arbeitsweise der handschriftlichen Lagerbestandserfassung ein Ende gesetzt. Es ist gelungen, die Daten automatisch in das SAP-System zu übertragen und in Echtzeit für die Werkzeugerstellung und Produktionsplanung bereitzustellen, wobei alle Prozesse nun geregelt und standardisiert sind. „Auch die Bestandsdaten sind nun immer aktuell und korrekt. Der größte Vorteil des neuen Systems ist die Flexibilität und dass es sich sehr gut an veränderte Anforderungen anpassen lässt“, so Nieberle. „Das Arbeiten per Scanner sowie die übersichtliche, anwenderfreundliche Oberfläche und die einfache Durchführung der Buchungen erleichtern die Abläufe bei Hirschvogel im Werk Denklingen erheblich.“
Die Digitalisierungsreise geht weiter – nächste Schritte der Digitalisierungs-Roadmap
Mithilfe der mobilen Datenerfassungslösung von Membrain hat Hirschvogel die Bestandsführung im Materiallager erfolgreich digitalisiert, mobil verfügbar gemacht und so die Abläufe erheblich optimiert. Dank der modularen IT-Architektur von MembrainRTC können laufend neue Funktionen implementiert werden, um die Digitalisierung kontinuierlich voranzutreiben und den Optimierungsgrad von Abläufen und Prozessen im Unternehmen noch weiter zu erhöhen. Neben der Umstellung auf SAP S/4 HANA sind bei Hirschvogel bereits die nächsten Schritte der Digitalisierungsreise in Planung. „Rund ums Lager gibt es noch viele weitere Prozesse, die man digitalisieren kann, wie zum Beispiel die Räumung des Lagers”, so Nieberle. Auch die Auslieferungen sollen künftig mobil mit Membrain und SAP abgebildet werden. Zudem ist geplant, die Lösung auch in den weiteren Werken in Deutschland, Mexiko, USA, China, Indien und Polen auszurollen.
Christian Jeske
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