Betriebsdatenerfassung (BDE)
Digitalisierungs-Experte Christoph Altdörfer erklärt im Podcast, warum BDE, digitale Werkerführung und Maschinendatenerfassung der ideale Einstieg ist
Geschätzte Lesedauer: 20 min
Digitalisierung in der Produktion klingt für viele KMU nach einem gewaltigen Projekt, das sich nicht nur viele Jahre hinzieht, sondern auch Millionen von Euros kostet. Ein Trugschluss. Mit den richtigen Pilotprojekten lassen sich schnell erste Erfolge erzielen, ohne dabei das gesamte Unternehmen auf den Kopf zu stellen. Christoph Altdörfer, Sales Manager und Digitalisierungs-Experte für Lager- und Produktionsprozesse bei L-mobile, begleitet seit über 11 Jahren mittelständische Unternehmen auf diesem Weg und teilt im Podcast seine Erfahrungen: Wo stehen KMU heute wirklich? Und welche drei Pilotprojekte lohnen sich für den Einstieg in die Digitalisierung?
Die Situation in vielen mittelständischen Produktionsbetrieben ist ernüchternd. Christoph Altdörfer hat in den vergangenen elf Jahren zahlreiche Unternehmen besucht, die sich an das Thema Digitalisierung in der Produktion heranwagen wollen, weil die aktuelle Situation nicht befriedigend ist. Einer seiner Kunden brachte es im vergangenen Jahr auf den Punkt: „Er meinte, wissen Sie, das Licht ist an, aber keiner ist zu Hause. Die Produktion läuft, am Ende funktioniert es auch irgendwie, aber der Weg dahin ist für alle wahnsinnig mühsam.” Konkret spricht er damit ein zentrales Problem an: Es fehlt an Transparenz. Die meisten Produktionsleiter berichten ihm vor Beginn eines Digitalisierungsprojektes dasselbe. „Da heißt es dann, wir wissen nicht genau, wie es in den Details läuft. Wir wissen manchmal gar nicht, wo die Engpässe sind und was wir eigentlich besser machen könnten.”
„Worauf ich sehr stark achte, wenn ich bei Unternehmen vor Ort bin ist, welche Farben die Auftragsmappen haben.“ In diesen werden alle Informationen gesammelt, die für die Produktion relevant sind, zum Beispiel Fertigungsauftragspapiere, Stücklisten und Zeichnungen – alles auf Papier. „Über unterschiedlich farbige Auftragsmappen steuert man das Ganze dann nach Prioritäten, Auftragsarten oder dem Produktionsort. Das sind dann Möglichkeiten, um sich das Leben so gut es geht leichter zu machen“, berichtet Altdörfer.
Aber wirkliche Transparenz in der Fertigung und effiziente Prozesse entstehen so nicht. „Wenn ich irgendetwas über einen Auftrag wissen will, zum Beispiel die Einhaltung der Deadline, muss ich denjenigen fragen, der daran arbeitet.“ Daraus resultiert ein enorm hoher Abstimmungsaufwand. „Wer nur Start und Ende eines Fertigungsauftrags erfasst, kann keine sinnvolle Nachkalkulation machen. Wer Kapazitäten nur aus dem Bauchgefühl heraus plant, plant mit riesigen Puffern und verliert damit Zeit und Geld,“ warnt der Experte.
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Wer nun dieses Problem lösen und die Digitalisierung in der Produktion angehen will, stellt sich meist zunächst die Frage: Wo fangen wir überhaupt an? Die gute Nachricht: Es braucht kein mehrere Jahre andauerndes Großprojekt. Christoph Altdörfer empfiehlt ausdrücklich, mit klar abgegrenzten Pilotprojekten zu starten und diese bewusst simpel zu halten.
Unternehmen, die versuchen, die gesamte Fertigung auf einen Schlag zu digitalisieren, scheitern oft an der Komplexität. Wer dagegen einen überschaubaren und klar abgegrenzten Bereich auswählt, kann schnelle Ergebnisse erzielen und auf diesen aufbauen. Das schafft außerdem Vertrauen bei der Geschäftsführung, den Mitarbeitenden und in die eingeführte Technologie selbst. Aus Erfahrung weiß Christoph Altdörfer, welche drei Prozesse besonders gut als Pilotprojekt für die Digitalisierung in der Produktion geeignet sind, vor allem, weil sie aufeinander aufbauen: Die Betriebsdatenerfassung, eine digitale Werkerführung durch Bereitstellung von Dokumenten und die Maschinendatenerfassung.
Die Betriebsdatenerfassung (BDE) bezeichnet die digitale Erfassung produktionsrelevanter Daten direkt am Entstehungsort. Sie ist der einfachste und zugleich wirkungsvollste Einstieg in die Digitalisierung der Produktion. Denn eine digitale Betriebsdatenerfassung schafft für Unternehmen erstmals echte Transparenz darüber, was in der Fertigung tatsächlich passiert.
Möglich wird das durch eine spezielle BDE-Software. Diese beantwortet entscheidende Fragen in der Fertigung, wie zum Beispiel „Wann beginnt ein Arbeitsgang?“, „Wann endet der Arbeitsgang?“, „Wie lange wird pausiert?“ oder „Wie viele Teile wurden gefertigt, wie viele davon sind Ausschuss?“. Liegt eine ERP-Integration der Software vor, fließen diese Daten in Echtzeit ins ERP-System und machen den Fortschritt eines Fertigungsauftrags für alle Beteiligten transparent sichtbar.
Bevor eine BDE-Software sinnvoll eingeführt werden kann, muss eine saubere Datenstruktur vorliegen. Altdörfer stellt klar: „Wir brauchen Fertigungsaufträge, eine klare Arbeitsplanstruktur und die Arbeitsgänge müssen eindeutig festgelegt sein. So habe ich zumindest mal die Struktur, die ich digital abbilden will, sauber vorliegen.” Wer seine Arbeitsgänge nicht definiert hat, kann sie auch nicht tracken. Diese Vorarbeit ist unvermeidlich. Allerdings ist sie überschaubar und lohnt sich in jedem Fall.
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Der Einstieg ist technisch deutlich einfacher, als viele erwarten. „Ich brauche da nicht wahnsinnig viel technisches Equipment außen rum. Ich könnte mit ein paar Tablets und einem Barcode auf einem Blatt Papier quasi schon anfangen, eine digitale Betriebsdatenerfassung zu realisieren”, erklärt Altdörfer. Das Prinzip ist simpel. Auf dem Fertigungsbegleitpapier befindet sich ein Barcode. Der Mitarbeiter scannt den Code, und erfasst dann im BDE-System den Start, Unterbrechungen und das Ende des Arbeitsgangs. Abschließend gibt er die gefertigte Menge ein.
All diese Informationen werden in Echtzeit an das ERP-System übertragen, so dass jederzeit zentral ersichtlich ist, welchen Status ein Auftrag hat. Fertig ist die digitale Dokumentation der Betriebsdaten. „Ich muss meine Auftragsmappe nicht auf einmal vollständig digitalisieren und alles nur über BDE-Terminals abwickeln, sondern kann schrittweise vorgehen.“ Dieses Vorgehen ermöglicht eine schnelle und einfache Umsetzung der BDE. Eine vollständige Digitalisierung und Automatisierung der Prozesse kann problemlos im Nachgang realisiert werden.
Nach der erfolgreichen Einführung einer BDE-Software ist es Christoph Altdörfers Erfahrung nach sinnvoll, sich der Digitalisierung der bereits erwähnten Auftragsmappen zuzuwenden. „Ich würde mir nun die Frage stellen, welche Informationen aus meiner Auftragsmappe kann ich meinen Mitarbeitenden bereitstellen, ohne das er die Mappe dafür braucht“.
Wenn Fertigungsdaten nicht zentral verwaltet werden können, entsteht oft ein enormer Mehraufwand. Christoph Altdörfer beschreibt das an einem konkreten Praxisbeispiel: „Wenn jetzt eine Zeichnung geändert wird, ohne, dass es eine zentrale und digitale Sammelstelle hierfür gibt, muss der Mitarbeitende quasi durch die Produktion rennen und schauen, wie man diese Zeichnung bei 20 bereits laufenden Aufträgen irgendwie austauschen kann.“ Eine 100% Erfolgsquote gibt es dabei jedoch meistens nicht. Das Ergebnis: Mitarbeitende arbeiten mit veralteten Informationen. Die daraus resultierenden Fehler entstehen allerdings nicht aus Unachtsamkeit, sondern aus einem strukturellen Informationsproblem.
„Ich kann eine Zeichnung in einer Betriebsdatenerfassung relativ simpel integrieren. Die Software bietet einen zentralen Speicherort für meine Zeichnungen, Arbeitsanweisungen, eben alle produktionsrelevanten Daten“, erklärt der Experte. Über die BDE-Oberfläche kann der Mitarbeitende somit genau dann auf die aktuellen Informationen zugreifen, wenn er sie braucht. „Ich ändere die Zeichnung an einer zentralen Stelle und sie ist sofort für alle verfügbar”, fasst Altdörfer zusammen.
Der dritte logische und sinnvolle Schritt ist die Einführung einer digitalen Maschinendatenerfassung (MDE), also die automatisierte Erfassung von Betriebsdaten direkt aus den Maschinen heraus. „Nachdem wir also im ersten Schritt die digitale Erfassung durch den Werker ermöglicht und dann zusätzliche Informationen digital bereitgestellt haben, befähigen wir nun die Maschinen dazu, eigenständig Daten zu melden“, erklärt Christoph Altdörfer.
In einem typischen mittelständischen Betrieb gibt es eine heterogene Maschinenlandschaft. Diese enthält Maschinen unterschiedlichster Hersteller, Baujahre und Netzwerkfähigkeit. Der Digitalisierungs-Experte empfiehlt, beim Einstieg in die Digitalisierung bewusst die richtigen Maschinen auszuwählen: „Ich würde die Maschinen wählen, die wirklich leicht auslesbar sind. Also vielleicht nicht gerade die ganz alten Maschinen, die noch keinen Retrofit hatten.” Neuere Maschinen mit standardisierten Protokollen liefern Daten schnell und zuverlässig. „Am Anfang reicht es oft zu wissen, ob eine Maschine an- oder ausgeschaltet ist. Anschließend lässt sich das alles noch erweitern.“ Bereits die Basics digital zu erfassen ist ein echter Fortschritt gegenüber dem Ist-Zustand.
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Eine Maschine liefert zwei unterschiedliche Arten von Daten. Christoph Altdörfer erklärt den Unterschied: „Wir müssen unterscheiden: Erhalten wir eine Information, die relevant ist für die Betriebsdatenerfassung, also ein Start- oder Stoppsignal, eine Zustandsänderung, eine Mengenrückmeldung? Oder liegen Zustandsinformationen vor, wie Temperaturen, Drehzahlen, Luftfeuchtigkeit?” Die BDE-relevanten Daten, also die Informationen, die für den Fertigungsfortschritt wichtig sind, fließen direkt ins ERP-System. Die Zustandsdaten werden separat gespeichert und ausgewertet. Hier liegt das eigentliche Potenzial.
Denn erst wenn beide Datenströme zusammengeführt werden, lassen sich Muster in der Produktion erkennen. „Ich kann auswerten: Immer, wenn wir diese Teile mit dieser Drehzahl fertigen und es draußen über 28 Grad hat, geht das Ding in die Hose. Das heißt, ich kann Rückschlüsse ziehen, Muster erkennen und Gegenmaßnahmen ergreifen“, so Altdörfer. Ohne diese Datenbasis bleibt jede Störung ein Zufallsereignis. Durch die Digitalisierung der Produktion werden diese Daten sichtbar und beherrschbar.
Erst die Datenbasis, dann die Produktionsplanung
Viele Unternehmen träumen außerdem von einem leistungsstarken Produktionsplanungstool, einem sogenannten APS-System (Advanced Planning and Scheduling). Verständlich, denn die Idee ist verlockend. Eine automatisierte Planung, die endlich eine optimierte Kapazitätsauslastung und einen Echtzeit-Überblick über alle Aufträge bietet. Doch der Sales Manager warnt davor, ein APS-System einzuführen, bevor die Datenbasis stimmt.
„Man stelle sich folgende Situation vor: Bisher habe ich mit Excel-Tabellen und einer Magnettafel, auf der ich Aufträge von links nach rechts schieben kann, gearbeitet. Jetzt bekomme ich ein wahnsinnig schickes digitales Plaungstool, ein APS-System, mit dem ich ab sofort meine Produktionsplanung machen kann“, erklärt Christoph Altdörfer. „Und dann schneide ich den Datenkanal in Richtung Produktion ab. Das heißt, ich arbeite mit irgendwelchen Soll-Informationen. Das wäre vollkommener Wahnsinn, weil ich dann einen idealen Plan habe, der überhaupt nichts mit der Realität zu tun hat.” Ohne eine saubere Rückmeldung von planungsrelevanten Informationen aus der Produktion macht ein APS-System keinen Sinn.
Die Konsequenz ist klar: Erst wenn eine digitale Betriebs- und Maschinendatenerfassung zuverlässig funktionieren und echte Ist-Daten liefern, kann ein APS-System sein volles Potenzial entfalten. Dann kann es Kapazitäten realistisch einplanen, auf Störungen reagieren und den Produktionsplaner wirklich entlasten. Altdörfer untermalt das Ganze mit einer treffenden Analogie: „Wenn ich einen Marathon laufen will, stehe ich nicht morgen früh auf, ziehe mir Schuhe an und renne 42 Kilometer. Ich muss Grundlagen schaffen und diese sauber aufbauen, weil ich ansonsten kläglich scheitere.”
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Was KMU über Produktionsleitsysteme wissen sollten
Als Produktionsverantwortlicher stellt man sich nun vielleicht die Frage, ob ein MES (Manufacturing Execution System) der nächste logische Schritt für die Digitalisierung der Produktion ist. Christoph Altdörfers hat dazu eine klaren Standpunkt: „Ich glaube, ganz viele Unternehmen brauchen für ihr Daily Business kein MES. Also kein vollwertiges Produktionsleitsystem mit allem drum und dran.”
Ein MES ist, vereinfacht gesagt, ein eigenständiges System mit eigener Beleg- und Datenstruktur, das parallel zum ERP-System betrieben wird. Produktionsdaten werden aus dem ERP herausgezogen, im MES verarbeitet und dort verwaltet. Das klingt erstmal nach einem mächtigen Tool, hat aber einen entscheidenden Nachteil: Das Kosten-Nutzen-Verhältnis lohnt sich für viele Unternehmen einfach nicht, so Altdörfer.
Sein Denkmodell dazu ist pragmatisch: „Das ERP-System deckt 80 % meiner Prozesse in der Produktion ab. Jetzt kriege ich das mit entsprechenden Lösungen vielleicht noch so hin, dass es gut funktioniert und digital alles abgebildet wird. Aber jetzt fehlen mir noch 20 %. Ob es sinnvoll ist, für diese 20 %, die über das ERP-System hinausgehen, ein vollwertiges MES einzuführen, weiß ich nicht.” Die Frage, die sich Unternehmen stattdessen stellen sollten: Lassen sich diese 20 % nicht auch durch integrierte Lösungen abdecken, wie eine digitale BDE, Maschinendatenerfassung und digitale Werkerführung, die eng mit dem ERP-System verbunden sind?
Für die meisten Unternehmen lohnt es sich laut dem Digitalisierungs-Experten deutlich mehr, zunächst einen anderen einfacheren Schritt zu gehen und Produktion und Logistik enger miteinander zu verknüpfen. Typische Schlagwörter sind hier Kanban-Prozesse, Materialanforderung oder automatisch generierte Transportaufträge. „Das ist vielleicht nur ein kleiner Zwischenschritt, der aber aus meiner Sicht einen viel bedeutenderen Effekt hat”, sagt er.
Entgegen allen Erwartungen muss die Digitalisierung in der Produktion kein einmaliges Mammutprojekt sein. Im Gegenteil: Mit den richtigen Pilotprojekten lassen sich schnell erste Verbesserungen erzielen. Betriebsdatenerfassung, digitale Dokumentenbereitstellung und die Anbindung erster Maschinen sind drei Digitalisierungsprojekte, die technisch überschaubar sind und sofort einen flächendeckenden Mehrwert liefern. „Produktionsplaner, Produktionsleiter, Controller, alle haben Zugriff auf dieselben Informationen, in Echtzeit und von unterschiedlichen Orten. Alle wissen, was gerade läuft und können jederzeit gegensteuern. Wenn der Balken grün ist, ist alles gut. Sobald er rot wird, sehen es vier Leute gleichzeitig.” So mach Digitalisierung die Produktion nicht nur transparenter, sondern auch effizienter.
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Was ist Betriebsdatenerfassung (BDE) und wozu dient sie?
Betriebsdatenerfassung (BDE) bezeichnet die digitale Erfassung produktionsrelevanter Daten direkt in der Fertigung, zum Beispiel Start- und Stoppzeiten von Arbeitsgängen, Mengen und Ausschuss. Die Daten fließen in Echtzeit ins ERP-System und schaffen Transparenz über den Fertigungsfortschritt.
Wie starte ich die Digitalisierung in der Produktion als KMU?
Der beste Einstieg ist ein klar abgegrenztes Pilotprojekt. Zum Einstieg wird die Einführung einer digitalen Betriebsdatenerfassung empfohlen. Im zweiten Schritt können digitale Dokumente am Arbeitsplatz bereitgestellt werden, bevor anschließend erste Maschinen angebunden werden. Wichtig ist, die Grundlagen zu schaffen, bevor komplexere Systeme, wie ein APS-System, eingeführt werden.
Welche Maschinen eignen sich für den Einstieg in die Maschinendatenerfassung?
Für den Einstieg eignen sich vor allem neuere Maschinen mit standardisierten Kommunikationsprotokollen, da sie sich einfach und schnell anbinden lassen. Bei älteren oder einfacheren Maschinen reicht es zunächst, grundlegende Zustände zu erfassen. Entscheidend ist, mit Pilotmaschinen zu starten, die schnelle Ergebnisse liefern, bevor die gesamte Maschinenlandschaft eingebunden wird.
Warum brauche ich eine BDE, bevor ich ein APS-System einführe?
Ein APS-System plant auf Basis von Ist-Daten aus der Produktion. Fehlen diese Daten, z. B. weil keine BDE vorhanden ist, arbeitet das System mit Soll-Werten, die nicht der Realität entsprechen. Das Ergebnis: Pläne, die beim ersten unvorhergesehenen Ereignis (z. B. Maschinenausfall) sofort hinfällig sind. Deshalb muss die BDE zuverlässig funktionieren, bevor ein APS-System seinen vollen Nutzen entfalten kann.
Braucht ein KMU ein vollständiges MES-System?
Nicht zwingend. Viele mittelständische Unternehmen können ihre Produktionsprozesse mit einer Kombination aus ERP-System, BDE, Maschinendatenerfassung und digitaler Werkerführung vollständig abbilden, ohne ein eigenständiges MES-System einzusetzen. Ein vollwertiges MES lohnt sich vor allem dann, wenn die Anforderungen deutlich über das hinausgehen, was das ERP-System abdecken kann. Der schrittweise Ausbau bestehender Systeme ist für die meisten KMU der wirtschaftlichere Weg.
Christoph Altdörfer ist seit über 10 Jahren Sales Manager mit Leidenschaft im B2B-Software-Sales. Digitale End-to-End-Prozesse sind für ihn der Schlüssel zu nachhaltigem Unternehmenserfolg. Mit seinem Wissen rund um die Digitalisierung und Automatisierung von Prozessen in Lager, Produktion und Field Service hat er bereits mehr als 150 Unternehmen unterstützt. Auf LinkedIn teilt er aktiv Einblicke und Tipps aus seinem Arbeitsalltag.
