Automatisieren Sie Ihren Fertigungsprozess | L-mobile Flow Processor

Mit der Verbindung verschiedener Systeme ist es gelungen den Automatisierungsgrad des Kunden zu erhöhen und manuelle Vorgänge durch informationstechnische Verknüpfungen zu verringern

Die funktionale Orchestrierung von Kunden, Produktionsprozessen und Lieferanten ist eines der komplexesten Verfahren, die produzierende Unternehmen kontrollieren müssen. Volatilität und Unsicherheit in zahlreichen Bereichen der Liefer- und Produktionskette fördern eine mangelnde Planbarkeit und führen zu einem intransparenten Materialfluss im Fertigungsprozess. In diesem Zusammenhang wächst die Herausforderung unterschiedliche Systeme zu einer Systemlandschaft zu orchestrieren und gleichzeitig neue Technologien im Zuge von Industrie 4.0 anzubinden. Mit diesem Ansatz der Verknüpfung von Systemen und modernsten Technologien ist die Verwirklichung einer papierlosen Fertigung bei einem unserer Kunden im produzierenden Gewerbe gelungen.

  • L-mobile Flow Processor

    Mit dem L-mobile Flow Processor wurde eine Plattform entwickelt, die den Datenfluss zwischen unterschiedlichen prozessorientierten Anwendungskomponenten zur Realisierung einer papierlosen Produktion ermöglicht. Bei den Komponenten handelt es sich um das ERP-System SAP S/4HANA, die SAP Fiori BDE, ein Elektronische-Etiketten-Managementsystem und ein Ortungstechnologiesystem. Alle diese Systeme haben zum Zweck, die in SAP erstellten Fertigungsaufträge auf der Produktionsfläche zu identifizieren und gleichzeitig einen schlanken, automatisierten und transparenten Fertigungsprozess für die Produktionsmitarbeiter zu ermöglichen.

  • Technologie

    Hierzu werden Transportwägen in der Produktion mit einem UWB-Tag (Ultra Wideband) und einem e-label (elektronisches Etikett) ausgestattet. Die gesamte Produktionsfläche ist in so genannte Geofences unterteilt, die zur Indoor-Positionsbestimmung der Transportwägen über den UWB-Tag dienen. Insgesamt 36 solcher Geofences sind zur Ortung der Fertigungsaufträge in der gesamten Produktionshalle verteilt. Über den L-mobile Flow Processor sind alle Hardware-Technologien und prozessorientierte Anwendungskomponenten miteinander verbunden, sodass der Datenfluss gewährleistet wird.

  • Automatisierter Materialfluss

    An jeder Maschine befindet sich zudem eine Zone (jeweils eine Eingangs- und Ausgangszone), über die zusätzliche „Events“ automatisiert in Verbindung mit dem UWB-Tag ausgelöst werden. Das in Kombination mit den e-labels ermöglicht einen automatisierten Produktionsprozess. Der Transportwagen wird in die Eingangszone einer Maschine geschoben. Der am Wagen angebrachte UWB-Tag sendet permanente Bewegungsdaten. Sobald sich dieser in der jeweiligen Zone befindet, erfolgt die Verheiratung mit dem Fertigungsauftrag. Von diesem Moment an ist der Fertigungsauftrag, dank der eingesetzten UWB-Tags zur Ortung der Transportwägen, zu jeder Zeit in Echtzeit auffindbar. Gleichzeitig ist der Materialfluss transparent und optimal nachvollziehbar.

  • ERP-Integration

    Parallel wird auch das am Wagen angebrachte e-label mit dem neuen Fertigungsauftrag verknüpft, sodass während des gesamten Fertigungsprozesses immer die aktuellen Auftragsdaten (zu produzierende Mengen, Fertigungsschritt, Fertigungsart) auf dem digitalen Display angezeigt werden. Über den am Arbeitsplatz vorhandenen BDE-Termin werden die produzierten Mengen auf den Fertigungsauftrag gebucht. Das e-label aktualisiert sich und zeigt den Folgearbeitsschritt und vorgesehenen Arbeitsplatz an.

Von manuellen Warenbuchungen und hohen Durchlaufzeiten hin zur papierlosen Fertigung mit Industrie 4.0 Technologien

L-mobile Digitaler Materialfluss mit Elektronischen Etiketten und UWB-Ortung

Ausgangssituation des Kunden waren Produktionsprozesse, die durch eine Mischung zwischen papierbehafteter Logistik und ersten Ansätzen von Scanprozessen geprägt waren. Der hohe manuelle Buchungsaufwand von Warenbewegungen erhöhte zudem die Fehleranfälligkeit im System. Es mangelte an einer Plausibilitätsprüfung der Daten. Hinzu kamen schlechte Durchlaufzeiten aufgrund der andauernden Medienbrüche der verschiedenen IT-Systeme (ERP-System, Betriebsdatenerfassungs-System, Analyse Tool, Scans und Drucken). Zudem war es die Aufgabe, die Lagerlogistik mit der Produktion zu verknüpfen, um einen reibungslosen Materialbereitstellungsprozess zu gewährleisten. Die Transparenz über Teilbestände und Einzelbestände fehlte ebenfalls.

Am Markt gibt es unterschiedliche Anbieter von Technologien wie elektronischen Etiketten, RFID-Tags oder auch Ortungstechnologien. Es fehlt an einer Plattform, die diese Technologien kombiniert und Informationen an ein weiteres System oder ERP-System weitergibt. Der „L-mobile Flow Processor“ verknüpft die Schnittstellen der Hardware-Technologien mit den prozessorientierten Anwendungskomponenten, wie z. B. der Betriebsdatenerfassung eines ERP-System. Mit dem Einsatz von Hardware-Technologien wie elektronischen Etiketten (e-label) in Kombination mit der Ortungstechnologie UWB (Ultra-Wideband) ist somit ein digitaler Materialfluss, sowie die Auftragsverfolgung in Echtzeit gelungen. Über den L-mobile Flow Processor werden die genannten Technologien mit dem ERP System SAP S/4HANA verbunden.

Mehr Informationen

Wie Produktionsabläufe durch die lückenlose Verbindung von ERP-System und Industrie 4.0 Technologien mittels L-mobile Flow Processor vereinfacht werden

Mit dem L-mobile Flow Processor lässt sich diese Verknüpfung problemlos realisieren. Er dient als Schnittstelle gegenüber prozessorientierten Anwendungskomponenten und erlaubt es dem Anwender, Technologien der modernen Industrie 4.0 flexibel und individuell zu kombinieren. Zu diesen Technologien zählen unter anderem RFID (radio-frequency identification), Scannertechnologie, e-label oder Ortungstechnologien wie UWB (Ultra-Wideband), GPS (Global Positioning System) oder BLE (Bluetooth Low Energy).

So konnten wir mit Hilfe des L-mobile Flow Processors bei unserem Kunden zwei unterschiedliche Technologien integrieren und in einen effizienten Produktionsprozess einbinden. Zum einen die Ortungstechnologie UWB, mit der sich Warenbewegungen transparent verfolgen lassen. Zum anderen eine digitale Anzeigentechnologie in Form elektronischer Etiketten, kurz e-label (engl. electronic shelf label), welche die wichtigsten Daten zum aktuellen Auftrag im aktuellen Bearbeitungszustand bereithalten. Gleichzeitig verbindet der L-mobile Flow Processor diese beiden Lösungen mit der eingesetzten SAP Fiori BDE (Betriebsdatenerfassung) und dem vorhandenen ERP-System, in diesem Fall SAP S/4HANA. Da SAP S/4HANA von Haus aus nicht darauf ausgelegt ist, verschiedenste externe Technologien anzubinden, bietet der L-mobile Flow Processor unserem Kunden hier ein enormes Potential.

Die Kombination aus UWB und e-label ermöglicht es unserem Kunden, alle Warenbewegungen automatisch mit den passenden Informationen zu verknüpfen. Die Ortungstechnologie sorgt dafür, dass diese Warenbewegungen vollautomatisch verbucht werden, sobald sie sich im entsprechend gekennzeichneten Bereich an der Maschine befinden. Währenddessen liefert das digitale Display des e-labels zu jeder Zeit eine eindeutige Identifikation des Auftragsstatus. Dank des L-mobile Flow Processors als Bindeglied zwischen ERP-Plattform und Hardware-Technologie, kann der gesamte Material- und Informationsfluss eines Fertigungsauftrages somit zusammen abgewickelt werden. Parallel werden alle Informationen in Echtzeit im ERP-System erfasst.

Über ein Asset-Management-Portal erfolgt die Verwaltung und Inventarpflege der in der Produktion eingesetzten Transportwagen, e-labels, UWB-Objekte und Tags sowie die Arbeitsplätze. Sollten bei einem Defekt von e-labeln Probleme auftreten, können diese über das Asset-Management wiederum verwaltet, geändert und ein neues e-label eingepflegt werden. Das Asset-Manangement verfügt über eine Benutzerverwaltung. Diese ist untergliedert in Administratoren und Benutzern, die lediglich Informationen aus dem Portal gewinnen können. Das Portal bietet außerdem Monitoring-Funktionen der Telemetrie Daten. So können beispielsweise Batteriezustände der e-label und UWB Tags oder die Temperatur der e-label Displays eingesehen werden. Das ist ein enormer Vorteil, da die e-label nur innerhalb eines bestimmen Temperaturbereichs arbeiten, der jedoch im Indoor-Bereich unkritisch ist.

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L-mobile Betriebsdatenerfassung mit MS Dynamics

Darüber hinaus liefert das Asset-Management-Portal Betriebsdaten, die in dieser Form die Fiori BDE nicht bietet. Hierzu zählen zum Beispiel die aktuelle Zuordnung eines Produktionsauftrags und des damit verbundenen Arbeitsganges zu einem Wagen. Wir versorgen somit die UWB Ortungstechnik mit den nötigen Betriebsdaten. Das bedeutet durch den L-mobile Flow Processor können die Produktionsmitarbeiter auf der Onlinekarte des Ortungssystems direkt sehen, welcher Wagen mit welchem Produktionsauftrag verknüpft ist – oder ob ein Wagen aktuell frei und für einen neuen Produktionsauftrag einsatzbereit ist. Dieser Wagen kann von den Mitarbeitern schnell gefunden und für den nächsten Arbeitsgang genutzt werden.

Über die RIoT-Plattform, die Management-Plattform zur UWB-Ortung, verfügen Produktionsleiter darüber hinaus jederzeit über ein Dashboard, auf dem sich alle Warenbewegungen live in einer Kartendarstellung der gesamten Produktionsfläche überwachen lassen.

Der Produktionsprozess im Detail

So funktioniert die Zusammenarbeit von UWB-Ortung, e-label Technologie und BDE Software mit Hilfe des L-mobile Flow Processors

Bevor es zum eigentlichen Produktionsprozess kommt, werden die benötigten Materialien aus einem Rohmateriallager entnommen und über die L-mobile Lager App auf so genannte Übergabeflächen für die Fertigung bereitgestellt und umgebucht (Vorkommissionierung). Am ersten Arbeitsplatz wird der Fertigungsauftrag über ein Betriebsdatenerfassungs-Terminal ausgewählt und die notwendigen Materialien dort bereitgestellt (Materialbereitstellung).

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Schaubild Produktionsprozess mit Hilfe des L-mobile Flow Processors
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Wagenportal – User Interface
• Inventarpflege (Wagen, e-label, UWB-Objekte und Tags, Zonen, Arbeitsplätze)
• Sicht auf aktuelle Zuordnung von Aufträgen und Arbeitsgängen zu Wagen und Arbeitsplätzen bzw. Zonen
• Synchronisation von Veränderungen im Ortungssystem
• Einrichten von UWB-Tags
• Einrichten von e-label-Displays
• Benutzerverwaltung

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Inventar-Datenbank
Inventarpfl ege und Prozess-Status
• Wagen
• e-Label
• UWB-Tags
• Arbeitsplätze und Zonen

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Datenfluss- und Eventprozessor
• Kommunikation mit BDE (SAP-Fiori)
• Aufnahme von Events aus Ortungssystem
• Aktualisieren von e-label-Anzeigen entsprechend Fortschritt eines Produktionsauftrags (Arbeitsgänge, veränderte Mengen, etc.)

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Datenfluss-Steuerung Event-Management

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Betriebsdatenerfassung
Rückmeldung von Betriebsdaten über BDE-Terminal

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Wagen Ausgangszone
Wagen betreten die Ausgangszone von Maschinenarbeitsplätzen oder verlassen diese

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Wagen Eingangszone
Wagen betreten die Eingangszone von Maschinenarbeitsplätzen oder verlassen diese

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UWB-Tag
Zur Ortung des Fertigungsauftrages am Wagen befestigt

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e-label
Zur Anzeige des Fertigungsschrittes am Wagen befestigt

  • Anlegen des Fertigungsauftrages & Verheiratung

    Start eines jeden Prozessdurchlaufs ist das Anlegen eines neuen Fertigungsauftrages im ERP-System. Anschließend wird dieser Auftrag und somit alle hinterlegten Daten mit einem in der Fertigung eingesetzten Transportwagen und dessen e-label verbunden. Dieser Prozess wird auch als „Verheiratung“ bezeichnet und wird mit Hilfe des L-mobile Flow Processors durchgeführt, der hierbei mit der Fiori BDE kommuniziert. An jeder Maschine (ausgenommen dem ersten Arbeitsplatz) befinden sich zwei intelligente Geofences: eine Eingangs- und eine Ausgangszone für die Transportwägen.

  • Ortung der Fertigungsaufträge

    Der Produktionsmitarbeiter platziert den Wagen mit Halbfertigprodukten des vorangegangenen Fertigungsschrittes zunächst in der Eingangszone des Folgearbeitsplatzes. Auf dem e-label werden nun alle auftragsrelevanten Daten angezeigt, beispielsweise Name des Arbeitsgangs, Soll- und Ist-Menge, sowie das Datum zur Fertigstellung des Arbeitsgangs. Bevor er sich die Materialien auf dem Wagen zur Verarbeitung heranzieht, platziert der Mitarbeiter einen zweiten, leeren Transportwagen im Geofence der Ausgangszone. So kann er nun direkt auf den leeren Wagen produzieren. Insgesamt 36 solcher Geofences sind zur Ortung der Fertigungsaufträge in der gesamten Produktionshalle verteilt.

  • BDE-Terminal

    Nachdem der Mitarbeiter seine Arbeit erledigt hat, bucht er die entsprechenden Mengen über das an der Maschine angebrachte BDE-Terminal. Auf dem e-label des Wagens in der Ausgangszogen werden die entsprechenden Produktionsdaten angezeigt. Ist das Material auf dem Wagen in der Eingangszone aufgebraucht, so meldet der Werker über das BDE-Terminal diesen Status. Der Fertigungsauftrag wird von diesem Wagen geschieden und das e-label wird aktualisiert (Anzeige: „Wagen frei“).

  • Aktualisierung des e-labels & Abschluss des Fertigungsauftrages

    Da die Daten erneut direkt über den L-mobile Flow Processor an die BDE weitergegeben werden, erkennt dieses System, dass der Arbeitsgang an der Maschine abgeschlossen wurde. Dadurch wird die Aktualisierung des e-labels angestoßen: Der nächste Arbeitsgang wird markiert. Somit kann der Mitarbeiter direkt sehen, an welche Maschine er den Wagen bringen muss. Der Werker verlässt mit dem befüllten Transportwagen die Ausgangszone und passiert die Eingangszone des Folgearbeitsplatzes. Dank des UWB-Tags registriert die RIoT-Plattform diese Bewegung in Echtzeit. Dieser Prozess widerholt sich an den folgenden Arbeitsstationen so lange, bis der Fertigungsauftrag abgeschlossen ist. An der letzten Arbeitsstation wird der Auftrag final vom Transportwagen geschieden, ohne mit einem weiteren Wagen und dessen e-label verheiratet zu werden. Die e-label Anzeige wird gelöscht – Wagen und e-label sind nun bereit für einen neuen
    Auftrag. Während des gesamten Fertigungsprozesses werden Daten über den L-mobile Flow Processor automatisch zwischen der RIoT-Plattform, dem e-label Management und der Fiori BDE übermittelt.

Angaben zur besonderen Unternehmerischen Leistung

Für die L-mobile selbst war die erfolgreiche Projektumsetzung mit dem L-mobile Flow Processor ein internes Innovationsprojekt, das so zuvor noch nie realisiert wurde. Der Fokus des Projektes lag auf einer speziellen Marktnische: Die Realisierung einer zentralen Plattform in der papierlosen Produktion, die es Unternehmen ermöglicht, jede beliebige Industrie 4.0 Technologie in die Produktionsprozesse einzubinden. Gleichzeitig sollte dieses System sowohl an das ERP-System unseres Kunden, SAP S/4HANA, als auch an jedes beliebige andere ERP-Software angebunden werden können.

So entstand die Idee des L-mobile Flow Processors. Die Herausforderung zum Projektstart bestand darin, dieses völlig neue Produkt innerhalb kürzester Zeit zu entwickeln und beim Kunden zu implementieren. Bei der finalen Auftragsannahme konnte die Realisierbarkeit des geplanten Projekts noch nicht bestätigt werden, was für alle Beteiligten ein hohes Risiko barg. Niemand konnte voraussehen, ob der L-mobile Flow Processor am Ende funktionsfähig sein würde – oder ob sich Ortungstechnologie und e-label überhaupt miteinander und mit der eingesetzten ERP- und BDE-Software verknüpfen lassen würde. Dank des persönlichen Vertrauens, das uns unser Pilotkunde in diesem Innovationsprojekt schenkte und den vereinten Kräften unseres Produktteams, des Projekt- und Innovationsteams, der Produktentwicklung, sowie der Geschäftsführung, konnte das Ziel am Ende nach nur drei Monaten erfolgreich umgesetzt werden.

Vorteile eines optimierten Materialflusses durch elektronische Etiketten und UWB Ortung

Transparente Produktion

Mit der Softwarelösung als Schnittstelle zwischen Technologie und unterschiedlichen Systemen ist es gelungen eine vollständige Digitalisierung des Fertigungsprozesses zu realisieren. Diese Digitalisierung liefert Unternehmen die Basis für eine transparente Produktion: Jeder Mitarbeiter kann zu jeder Zeit einsehen wo sich ein Auftrag befindet, welcher Auftrag das ist und dessen Status nachvollziehen.

Effizienzsteigerung

Dank der Echtzeitsynchronisation mit dem eingesetzten ERP-System werden außerdem jederzeit die aktuellsten Daten des Fertigungsauftrags auf dem e-label angezeigt. Daraus resultiert eine enorme Effizienzsteigerung in der Produktionssteuerung. Zudem profitieren Unternehmen durch die e-label vom Wegfall unnötiger Such- oder
Handlingzeiten.

Einsparpotenzial bei Prozessabwicklung

Alle Buchungen im ERP-System werden vollautomatisch durchgeführt, manuelles Erfassen durch Produktionsmitarbeiter ist nicht mehr nötig. Sämtliche Arbeitsschritte werden zu 100% automatisiert an das ERP-System zurückgemeldet. Dadurch wird eine potentielle Fehlerquelle im Prozess enorm reduziert und gleichzeitig sorgt die Zeitersparnis für eine deutliche Kostenreduzierung.

Echtzeit

Auch die Identifikation der eingesetzten Transportwagen ist transparent und in Echtzeit möglich. Dank dieser Voraussetzung werden Suchzeiten und Identifikationszeiten im Fertigungsprozess auf ein absolutes Minimum reduziert – was letzten Endes zu einer deutlichen Kostenersparnis führt.

Steigerung der Kundenreputation

Die transparente Abwicklung von Produktionsprozessen ermöglicht es, frühzeitig Probleme hinsichtlich der Einhaltung von Fertigstellungsterminen zu identifizieren. Dadurch können Vertragsstrafen vermieden und Kundenbeziehungen positiv gestaltet werden.

Flexibilität

Zur Einführung des Projekts ist lediglich ein einmaliges Investment nötig. Die eingesetzte Hardware kann dauerhaft wiederverwendet werden und überzeugt durch geringe Wartungskosten. Zudem lässt sich das System problemlos vom Unternehmen individuell konfigurieren.

Unsere Unternehmensentwicklung

  • L-mobile solutions GmbH & Co. KG

    Die L-mobile solutions GmbH & Co. KG wurde 2001 von Günter Löchner gegründet und feiert in diesem Jahr ihr 20-jähriges Firmenjubiläum. Als inhabergeführtes Unternehmen ist L-mobile führender Anbieter von mobilen B2B Softwarelösungen zur Optimierung von Geschäftsprozessen in den Bereichen Lager, Logistik, Produktion, Vertrieb, Service und Infrastruktur. Von den innovativen Lösungen profitieren Kunden aus den unterschiedlichsten Branchen – unabhängig von der Unternehmensgröße. Vom mittelständischen Handwerksbetrieb bis hin zum weltweit agierenden Konzern ist alles vertreten. Mit browserbasierten und ERP-unabhängigen Datenerfassungssystemen und Softwarelösungen, die sich optimal in die vorhandene IT-Landschaft einfügen, macht L-mobile ihre Kunden fit für die Zukunft.

  • L-mobile Geschäftsfelder

    Nach der Gründung vor 20 Jahren folgte die Produktentwicklung von L-mobile warehouse, L-mobile production, L-mobile service und L-mobile sales. Über die Jahre folgten Partnerschaften mit ERP-Herstellern wir Infor (2005), proAlpha (2018), Alphaplan (2018) sowie der Kumavision als Integrationspartner für Microsoft Dynamics (2016). Mittlerweile besteht L-mobile aus acht Gesellschaften sowohl national mit Hauptsitz in Sulzbach an der Murr und einer weiteren Niederlassung in Bonn als auch international in Ungarn, der Schweiz, Tunesien und seit 2020 auch in Spanien. Da Softwareentwickler in Deutschland nur schwer zu finden sind, gründete L-mobile 2017 eine Tochtergesellschaft in Tunesien. Dort arbeiten heute etwa 40 Programmierer. Mit der Gründung der L-mobile saas GmbH & Co. KG im Jahr 2019 ist L-mobile mit dem Geschäftsfeld des digitalisierten Service Managements in das Cloud-Geschäft eingestiegen. Das Produkt L-mobile service wird fortan sowohl On Premises als auch als Mietmodell in der Cloud angeboten. Im Jahr 2021 hat L-mobile den 200. Mitarbeiter in Sulzbach begrüßt und bietet mit dem Neubau mit Baubeginn im Herbst 2021 viel Platz für Innovation und Ideen für die Zukunft.

  • Digitalisierung Live erleben

    Bis heute hat L-mobile über 1400 Projekte bei mehr als 800 Kunden realisiert, die zur Optimierung von Geschäftsprozessen dienten. Um mittelständische Unternehmen auf dem Weg der Digitalisierung zu unterstützen, hat das Unternehmen 2019 zwei Showrooms am Hauptsitz in Sulzbach entwickelt, die Industrie 4.0 greifbar machen. Die von der ALLIANZ INDUSTRIE 4.0 (100 Orte in Baden-Württemberg) ausgezeichnete „Digital Factory“ und das „Digital Service Center“ vereinen neuste Technologien von Predictive Maintanance und Augmented Reality, über einen automatisierten Produktionsprozess mit RFID, UWB und elektronischen Etiketten, bis hin zu einem Business Intelligence Tool zum Monitoring und Auswertung der Prozesse mit Anbindung an die Microsoft Azure IoT Plattform. Anhand mehrere Praxisbeispiele werden hier Digitalisierungspotenziale von Unternehmen aufgedeckt, Ideen entwickelt und neue Möglichkeiten der Digitalisierung von Geschäftsprozessen sichtbar.

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