e-dis eine integrierte Lösung zur Realisierung von Betriebsinformations- und Betriebsführungssystemen

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1 Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde 7. Symposium Informationstechnologie für Entwicklung und Produktion in der Verfahrenstechnik 25. und 26. März 2010, Aachen

2 Gliederung Einführung / BTS Unternehmensprofil MES Referenzmodelle e-dis die MES-Softwarelösung von BTS Daten- und Systemintegration Anwendungsbeispiel Chargenauswertung Zusammenfassung Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 2

3 Bayer Technology Services eine Bayer-Tochter Holding Bayer AG Konzernvorstand Corporate Center Umsatz weltweit (*) 375 Mio. Mitarbeiter weltweit (**) (*) 2009 (**) Arbeitsgebiete Bayer HealthCare Kundensegmente Health Care Crop Science Material Science / Polymers Chemicals Bayer Bayer CropScience MaterialScience Servicegebiete Bayer Business Services Bayer Technology Angebot Services von Technologie- Dienstleistungen in Prozessindustrie Currenta D0303A Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 3

4 Unsere Dienstleistungen Technologische Innovation einleiten, umsetzen und nachhaltig begleiten. Von der Produkt- und Verfahrensentwicklung über Planung und Bau von Anlagen bis hin zur Automatisierung und Optimierung von Prozessen. Verfahren und Produkte entwickeln Investitionen konzipieren und abwickeln Dienstleistungen entlang des Anlagenlebenszyklus Betriebe und Produkte optimieren Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 4

5 Gliederung Einführung / BTS Unternehmensprofil? MES Referenzmodelle e-dis die MES-Softwarelösung von BTS Daten- und Systemintegration Anwendungsbeispiel Chargenauswertung Zusammenfassung Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 5

6 Ebenenmodell nach NAMUR Unternehmensleitebene Produktionsleitebene Betriebsleitebene Prozessleitebene Feldebene / Anlage O p e r a t i v D i s p o s i t i v Vertrieb Beschaffung Kundenauftragsabwicklung Produktionsplanung Materialmanagement Qualitätsdatenmanagement Betriebsleitsysteme Lagerleitsysteme Laborinformationssysteme Prozessleitsysteme Messen, Steuern, Regeln Anlagensicherheit Sensor- und Aktorfunktionen Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 6

7 Ebenenmodell nach ISA S95 Level 4 Business Planning & Logistics Plant Scheduling, Operational Management, etc Unternehmensleitebene Betriebsleitebene Level 3 Manufacturing Operations & Control Dispatching, Detailed Scheduling, Reliability Assurance,... Prozessleitebene Levels 2,1,0 Discrete Control Continuous Control Batch Control Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 7

8 ISA/S95 Manufacturing Operations Management Product definition capability schedule performance Detailed production scheduling resource management tracking dispatching Performance analysis Product definition management data collection execution Level 2 Process Control Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 8

9 Gliederung Einführung MES Referenzmodelle e-dis die MES-Softwarelösung von BTS Daten- und Systemintegration Anwendungsbeispiel Chargenauswertung Zusammenfassung Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 9

10 Mapping von e-dis Funktionen auf ISA/S95 Referenzmodell Product definition capability schedule performance Detailed production scheduling resource management tracking dispatching Performance analysis Product definition management data collection Abdeckung Abdeckung durch durch e-dis e-dis execution Level 2 Process Control Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 10

11 Klassische Einsatzbereiche für e-dis Zentrales betriebliches Informationssystem Informationsdrehscheibe für die Zusammenführung, Konsolidierung und Verdichtung betrieblich anfallender Daten (PLS, PIMS, LIMS,...) Werkzeug für Auswertung, Präsentation und Berichterstellung Umfassende MES-Lösung Horizontale und vertikale Integrationsplattform für die ebenenübergreifende Abwicklung betrieblicher Prozesse Durchgängige Systemunterstützung für Produktionsvorbereitung, Produktionsausführung und retrospektive Produktionsauswertung Operative Funktionen wie Auftragserfassung- und Rückmeldung, Rezeptmanagement oder Produktrückverfolgung Funktionserweiterung anderer MES-Systeme Add-On für SIMATIC-IT oder Osisoft PI Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 11

12 e-dis Datenarchitektur Logisches Produktionsdatenmodell Umfasst ca. 100 produktionsrelevante Entitäten Relationale Datenstrukturen SQL-kompatibel (Oracle, MS SQL-Server) Template für kundenspezifische Datenmodelle Automatisierte Erzeugung der Datenzugriffsschicht (DTS- Layer) Materialstammdaten Auftragsdaten Benutzerdaten Anlagenhierarchie Rezeptdaten Prozessdaten Chargendaten Qualitätsdaten Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 12

13 e-dis Softwarearchitektur Präsentationsschicht (GUI + Reporting) Verarbeitungsschicht (MES-Funktionen) Auftragsverwaltung Prozessmonitor. Chargenexplorer Dokument. Reporting Peformance Analyse Datenbankzugriffsschicht (DTS-Layer) MS SQL RDBMS Oracle RFC OPC Interfaces ODBC OLE DB Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 13

14 Gliederung Einführung MES Referenzmodelle e-dis die MES-Softwarelösung von BTS Daten- und Systemintegration Anwendungsbeispiel Chargenauswertung Zusammenfassung Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 14

15 Typische Integrationsszenarien Integration von MES mit SAP <> Auftragsannahme, Produktionsrückmeldung PLS, PIMS <> Prozessdaten-, Meldungserfassung Batchserv. <> Rezeptverwaltung, Chargenprotokollierung Meldeserv. <> Alarmauswertung LIMS <> In-Prozesskontrollen, Schrittfreigaben LES <> Materialabfragen, -abrufe, -buchungen Sonstige <> Datenerfassung, Stammdatenverwaltung Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 15

16 Integrationsszenario MES <=> SAP Start 1. Erzeugung Prozessauftrag: Steuerrezept 2. Übernahme in die Auftragsliste des MES PP- PI Steuerungsinformation: allgem. Auftragsdaten Materialkomponenten Terminierungsdaten Leistungsarten S A P PP-PI Product Planning -Process Industries SAP R/3 SAP R/3 E A I - Layer (Enterprise Application Integration Layer) 3. Übertragung des Steuerezeptes M E S 4. Aufbereitung der PLS-Daten Prozessleitsysteme Produktion (Batch / Konti) Produktion (Batch / Konti) Ziel 6. Verbuchung der Produktionsdaten 5. Freigabe im Meldungs-Monitor Rückmeldungen : Materialverbräuche Materialzugänge Leistungen Auftragsstatus Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 16

17 Integrationsszenario MES <=> LIMS SAP - QM Produktion Betriebslabor Prüfauftrag Endprüfung Ergebnisse Endprüfung Probenetikett Probenetikett mit mit Barcode Barcode [2] Prüfauftrag IPK drucken M E S [7] alle Ergebnisse, Befunde L I M S [1] IPK Prozess Prozess im im Schritt: Schritt: Inprozesskontrolle Inprozesskontrolle PLS M S R Prozess [8] Ergebnisse, Befund Probenetikett Probenetikett mit Barcode mit Barcode scannen [3] Prüfauftrag Geräte-Interface [4] Gerätedaten Laborgeräte [6] Ergebnisse [5] Ergebnisse Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 17

18 Weitere Integrationsszenarien Integration mit Batchservern Rezepterstellung und pflege, Steuerrezeptdownload Erfassung von batchbezogenen Meldungen Anfertigung des Chargenprotokolls Integration mit Logistiksystemen Materialverfügbarkeitprüfungen, Materialanforderung Buchung von Materialabgängen und zugängen Erfassung von Materialdaten für die Einsatzstoffkontrolle Integration von Produktionsdaten aus betrieblichen Datenbanken Energieerfassungsdaten Emissionsdaten Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 18

19 Gliederung Einführung MES Referenzmodelle e-dis die MES-Softwarelösung von BTS Daten- und Systemintegration Anwendungsbeispiel Chargenauswertung Zusammenfassung Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 19

20 Ablauf bei der chargenorientierten Produktion Produktionsleitung Betriebsführung Grundrezept Steuerrezept generieren Steuerrezept Prozessauftrag Produktionsmeldung Chargenauswertung Chargendaten Prozesssteuerung Steuerrezept ausführen Chargendaten bereitstellen Anlage Sollwerte Istwerte Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 20

21 Anzeige von Qualitätsdaten einer Charge Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 21

22 Dosiermengen im Chargenvergleich Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 22

23 Kenngrößenbewertung in Ampelform Grün = Kenngröße OK gelb = Grenze 1 verletzt rot = Grenze 2 verletzt weiß = keine Grenzen eingestellt Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 23

24 Jahresbericht im GMP-Umfeld Zusammenfassende Darstellung qualitätsrelevanter Kenngrößen Schnellanalyse von Trends und Ausreißern Prozesskontrolle und Nachweis der Gleichmäßigkeit von Prozessen Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 24

25 Gliederung Einführung MES Referenzmodelle e-dis die MES-Softwarelösung von BTS Daten- und Systemintegration Anwendungsbeispiel Chargenauswertung Zusammenfassung Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 25

26 Nutzen von MES-Systemen Verbesserte Produktionsplanung und -ausführung Schnellere Auftragsannahme/Bestätigung Verbesserte Ressourcenplanung Reduzierung der Batchzahl pro Produktionslot um bis zu 10 % Erhöhung der Anlagennutzung Kürzere Produktionszeit Verbessertes Materialmanagement Reduzierung des Aufwandes für Produktverfolgung um 80 % Reduktion des Bestandes an Zwischen- und Endprodukten Qualitätsverbesserung Reduzierung der Fehlchargen Reduzierung der Zeit für Produktionsfreigabe um 80 % Verbesserte Reaktion auf Prozessabweichungen Fehlerfreie Information über die Produktion Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 26

27 Nutzen von MES-Systemen Zusatznutzen für den Produzenten Auswertung gesammelter Daten zur Prozessoptimierung Auswertung der Produktionsdaten von Batchprozessen ist möglich und wird seit Jahren erfolgreich praktiziert erfordert strukturierte Erfassung und Archivierung aller Produktionsdaten Werkzeuge zur Recherche und Visualisierung Know-how über Statistik, Automatisierungs- und Verfahrenstechnik Voraussetzungen für erfolgreiche MES-Projekte sind Know-how (Mitarbeiter) Methoden und Werkzeuge Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 27

28 Was wäre ohne Betriebsführungssysteme? Dr. C. Maul, C. Lang, M. vom Felde März 2010 Page 28

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