Integration von MES-Systemen mit ERP-Systemen mittels bidirektionaler Webservices

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1 Abb1: monokristalliner 300mm-Siliziumstab die Basis von Wafern Integration von MES-Systemen mit ERP-Systemen mittels bidirektionaler Webservices Friedrich Gebhardt - PRIMUS DELPHI GROUP GmbH 19. November 2009

2 PRIMUS DELPHI GROUP Zusammenschluss der Oracle Certified Partner Primus (gegr. 1992) und delphi (gegr. 1993) Fokus auf Oracle Business Software und Oracle Entwicklungstools Niederlassungen in Deutschland, Österreich und der Schweiz 55 international erfahrene Berater und Entwickler International erfolgreiche Projekte

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4 Agenda Die wesentlichen ERP <-> MES-Kommunikationsbedarfe Technische Voraussetzungen Szenario 1: Materialstamm und Materialspezifikation Szenario 2: Produktionsaufträge Szenario 3: Prüflose und deren Rückmeldung Weitere bidirektionale Webservices

5 Die wesentlichen ERP <-> MES Kommunikationsbedarfe Eine funktionierende Arbeitsteilung von ERP-Systemen (hier am Beispiel SAP) mit zumeist individuell entwickelten MES (<M>anufacturing <E>xecution <S>ystem), deren Datenbestände auf Oracle Datenbanken liegen, setzt eine skalierbare, schnelle und technisch und inhaltlich sichere Integrationslösung dieser Systeme voraus. Typischerweise übernimmt das ERP-System (SAP-R3/APO) die gesamten SupplyChain-Prozesse von Auftragseingang über Materialspezifikation bis zur Mengen- und Terminplanung, während MES die Anlagenbelegung, das Operating sowie die Mengen- und Qualitätsdaten-Rückmeldung (CofC/CofA) an das ERP-System abdecken.

6 Die wesentlichen ERP <-> MES Kommunikationsbedarfe Abbildung 2: Arbeitsteilung und wesentliche Schnittstellen von ERP- MES- und PLS-Systemen

7 Die wesentlichen ERP <-> MES Kommunikationsbedarfe Anhand produktiver Beispiele der ERP-MES-Kopplung eines MDax-notierten bayerischen Chemieunternehmens werden technisch unterschiedliche Lösungen aufgezeigt, denen drei Generalziele gemeinsam sind: Technisch sicher, zuverlässig und schnell mit wenn irgend möglich - synchroner Rückmeldung des Verarbeitungsstatus Logisch und dateninhaltlich zwischen den unterschiedlichen Systemen transparent Funktional strukturiert, jedes System übernimmt in der Prozesskette den Part, für den es designed ist und informiert das andere System bei Anfrage über das, was es weiß

8 Agenda Die wesentlichen ERP<->MES Kommunikationsbedarfe Technische Voraussetzungen Szenario 1: Materialstamm und Materialspezifikation Szenario 2: Produktionsaufträge Szenario 3: Prüflose und deren Rückmeldung Weitere bidirektionale Webservices

9 Technische Voraussetzungen ERP-System SAP verfügt über eine große Anzahl von IDoc, die als Webservice deploybar sind. Ebenso können individuelle IDoc neu oder auf Basis von im Standard mitgelieferten IDoc erstellt werden. Während bei älteren SAP-Versionen XI die Kommunikationsschicht darstellt, ist diese Schicht ab SAP Basisversion 4.6 integriert (Netweaver), es kann doch weiterhin XI oder eine andere Middleware genutzt werden. Die MES-Schicht sind Applikationen, die mit sehr unterschiedlichen Anwendungsentwicklungswerkzeugen erstellt wurden (Forms, C#, Delphi), denen jedoch eine einheitliche Datenhaltung auf einer Oracle 10g Datenbank gemeinsam ist. Die MES-Schnittstellenschicht befindet sich hierin in einem separaten Schema und deren prozedurale Programmlogik basiert ausschließlich auf Datenbankprogrammen (Stored PL/SQL, Stored Java). Für das Call-In-Interface wird der Oracle OC4J als Standalone- Installation verwendet.

10 0 Technische Voraussetzungen Call-In Interface Call-Out Interface Abb3: Quelle: Oracle Application Server Web Services Developer's Guide: 9 Developing Database Web Services

11 1 Agenda Die wesentlichen ERP<->MES Kommunikationsbedarfe Technische Voraussetzungen Szenario 1: Materialstamm und Materialspezifikation Szenario 2: Produktionsaufträge Szenario 3: Prüflose und deren Rückmeldung Weitere bidirektionale Webservices

12 2 Szenario 1: Materialstamm und -Spezifikation Das ERP überträgt die XML-Materialstammsätze in eine MES-Empfangstabelle. Diese Einträge werden zyklisch vom MES-System ausgelesen und unter Anwendung des aus dem IDoc MATMAS03 generierten WSDL in folgenden Tabellenset verbucht: Abb4: MES-Datenstruktur der wesentlichen SAP-Materialstamm-Tabellen

13 3 Agenda Die wesentlichen ERP<->MES Kommunikationsbedarfe Technische Voraussetzungen Szenario 1: Materialstamm und Materialspezifikation Szenario 2: Produktionsaufträge Szenario 3: Prüflose und deren Rückmeldung Weitere bidirektionale Webservices

14 4 Szenario 2: Produktionsaufträge Die Produktionsauftragsübernahme nach APO-Abschluss wird per Cronjob zu festgelegten Zeiten auf dem MES-System gestartet (Call-Out). MES fragt bei SAP die Produktionsaufträge bestimmter SAP-Werke an. Da die Aufbereitung des Ergebnisses einige Zeit in Anspruch nimmt, wird die Anfrage nicht synchron beantwortet, sondern nur die UUID (Bearbeitungsnummer) zurückgegeben. Ist die Bearbeitung in SAP beendet, werden die Ergebnisse über das Call-In-Interface (OC4J) unter Angabe der UUID an das MES übergeben, das nach erfolgreicher und vollständiger Übertragung die Verbuchung der Produktionsaufträge in den operativen MES-Applikationstabellen durchführt. Abb5: MES-Empfangsstruktur Produktionsaufträge

15 Szenario 2: Produktionsaufträge Das von SAP für den Call-Out bereitgestellte WSDL ist wie folgt definiert: 5 Abb6: von SAP bereitgestelltes WSD (Ausschnitt), Ansicht XMLSpy

16 Szenario 2: Produktionsaufträge Das von MES für den Call-In bereitgestellte WSDL ist wie folgt definiert: 6 Abb7: von MES bereitgestelltes WSD des PL/SQL-Webservice (Ausschnitt), Ansicht XMLSpy

17 7 Agenda Die wesentlichen ERP<->MES Kommunikationsbedarfe Technische Voraussetzungen Szenario 1: Materialstamm und Materialspezifikation Szenario 2: Produktionsaufträge Szenario 3: Prüflose und deren Rückmeldung Weitere bidirektionale Webservices

18 8 Szenario 3: Prüflose und deren Rückmeldung Nach Endrückmeldung von Produktionsaufträgen werden im SAP-System Prüflose mit n Prüflosmerkmalen generiert. Diese werden per erstem Call-Out durch das MES- System von SAP abgeholt, verbucht und sobald die Werte aller Prüflosmerkmale lückenlos feststehen, unmittelbar an das SAP- System rückgemeldet. Auch hier liegt das Rückmeldeergebnis synchron vor und kann operativ im SAP-System weiterverwendet werden. Hier wird ebenfalls auf vom Kunden im SAP entwickelte IDoc und deren WSDL- Abb8: MES-Empfangs- und Sende-Tabellenset für SAP-Prüflose

19 9 Szenario 3: Prüflos-Abholung Das von SAP für den Call-Out bereitgestellte WSDL ist wie folgt definiert: Abb9: von SAP bereitgestelltes WSD (Ausschnitt), Ansicht XMLSpy

20 Szenario 3: Prüflos-Rückmeldung Das von SAP für den Call-Out bereitgestellte WSDL ist wie folgt definiert: 0 Abb10: von SAP bereitgestelltes WSD (Ausschnitt), Ansicht XMLSpy

21 1 Agenda Die wesentlichen ERP<->MES Kommunikationsbedarfe Technische Voraussetzungen Szenario 1: Materialstamm und Materialspezifikation Szenario 2: Produktionsaufträge Szenario 3: Prüflose und deren Rückmeldung Weitere bidirektionale Webservices

22 2 Weitere bidirektionale Webservices Neben den oben vorgestellten Webservice-Implementierungen existiert eine Vielzahl weiterer, insbesondere Call-In-Webservices, die eine enge Integration der ERP- und MES-Systeme ermöglichen, so beispielsweise der Assign-Webservice, der eine Materialreservierung im MES aus SAP- Funktionsbausteinen bewirkt man ist auf den Geschmack gekommen. Grundsätzlich gilt: Die Kommunikation ist <S>ervice <O>rientated, die bidirektionale <A>rchitecture ist integraler Bestandteil der Processflows der beteiligten SAP- und MES-Systeme, auf den Einsatz weiterer Middleware- Komponenten wurde daher bewusst verzichtet.

23 3 Kontakt Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Friedrich Gebhardt Senior Principal Consultant Birkerfeld 15 D Warngau bei München Mobil f.gebhardt@primus-delphi-group.com