MES-Infrastruktur Informationsintegration als Schlüssel zur Prozessoptimierung Hisham K. Mubarak / GTF/ED / hisham.mubarak@basf.

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1 MES-Infrastruktur Informationsintegration als Schlüssel zur Prozessoptimierung Hisham K. Mubarak / GTF/ED / hisham.mubarak@basf.com

2 Vorstellung BASF SE Informationsintegration in der MES Der Weg zu einer MES-Infrastruktur Zusammenfassung und Ausblick 2

3 BASF The Chemical Company We create chemistry for a sustainable future Unsere Chemie wird in nahezu allen Branchen eingesetzt Wir verbinden wirtschaftlichen Erfolg, gesellschaftliche Verantwortung und den Schutz der Umwelt Umsatz 2011: Millionen EBIT 2011: Millionen Mitarbeiter ( ): Weltweit Patente im Jahr 2011 neu angemeldet 6 Verbund- und rund 370 Produktionsstandorte Platzhalter für Bild 3

4 BASF weltweit Standorte Ludwigshafen Antwerpen Florham Park Freeport Geismar Nanjing Hongkong Kuantan Singapur Regionale Zentren Ausgewählte Produktionsstandorte Verbundstandorte Wichtigste Forschungsstandorte 4

5 Verbundstandort Ludwigshafen Das größte zusammenhängende Chemieareal der Welt Hauptsitz Mitarbeiter BASF SE * Werkfläche Absatz Straße Schiene Werksverkehr Versand Rohrleitungsanlagen 10 km² 8,1 Mio. Tonnen p.a. 106 km 230 km LKW täglich Container p.a km Anlagen circa 160 Produktionsbetriebe 5 *Stand: ; inkl. Auszubildende *Stand: : inkl. Auszubildende

6 Vorstellung BASF SE Informationsintegration in der MES Der Weg zu einer MES-Infrastruktur Zusammenfassung und Ausblick 6

7 Die Manufacturing Execution System Ebene in der Automatisierungspyramide ERP- Ebene MES-Ebene (Betriebsleitebene) Prozessleit-/Steuerungsebene Feldebene Einsatzstoffzuführung Produktion Labor Abfüllung Produktauslieferung 7

8 Was ist MES? Prozessdatenanalyse Dokumentation und Archivierung von Produktionsprozessen Analyse von Fahrweisen und Anlagenzuständen Überwachung von Apparate- und Anlagen-Kennzahlen (prozessnahe KPI) Automatischer Datenaustausch zwischen Systemen Systeme und Werkzeuge zur Automatisierung betrieblicher Prozesse in den Bereichen Produktion, Instandhaltung, Logistik und Qualität MES Anwendungen unterstützen das Prozesspersonal in der Ausführung ihrer komplexen operativen Prozesse von Daten zu Informationen Management und Optimierung von betrieblichen Prozessen 8

9 Informationsintegration in der Praxis Beispiel: In-Prozess Laboranalyse Online Datenübertragung Bin ich innerhalb der Spezifikation? Wie kann ich die Fahrweise optimieren? Wie oft hatten wir Qualitätsabweichungen? Analysewerte Meister Online Datenauswertung Betriebsleiter QM- Verantw. Prozessdaten Systemunterstützung BDIS Analyse werte Analysegerät LIMS Probenahme Qualitäts- Analyse Dokumentation der Ergebnisse Weitergabe der Ergebnisse Nach- Behandlung Informationsintegration als Basis für Prozesssteuerung und -optimierung 9

10 Informationsintegration in der Praxis Beispiel: Integrierte Produktionslogistik Barcode-basierte Gebindeverfolgung innerhalb der Produktion Überwachung der manuellen Einsatzstoffaufgabe und -Dosierung Vollständige Rückverfolgbarkeit der Chargeninformationen Exakte Erfassung der Einsatzstoffbestände Vermeidung von fehlerhaften Einsatzstoffzuordnungen Dosierung... Reklamationsmanagement Bedarfsplanung Einsatzstoffzuführung Informationsintegration als Basis für Prozessoptimierung in der Logistik 10

11 Informationsintegration in der Praxis Beispiel: Zustandsbasierte Instandhaltung Bestimmung Apparatezustand Planung Instandhaltung Durchführung Instandhaltung Dokumentation IH-Maßnahmen Bestimmung von Apparatezuständen durch Überwachungssensoren, integrierte Selbstdiagnosefunktionen, Betriebszustände, Modellberechnungen aus Prozessmesswerten, etc. Ableitung eines Instandhaltungsbedarfs aus den verschiedenen Informationen Einbindung der Bedarfsinformation in die Instandhaltungsplanung Elektronische Unterstützung bei der Erfassung und Dokumentation von Instandhaltungsmaßnahmen Diagnoseinformationen IH-Bedarf BDIS/MES Diagnosesensoren Prozessmesswerte Apparateinformationen Wartungsaufträge SAP/PM Rückmeldungen MES Rückmeldung Informationsintegration als Basis für optimierte Instandhaltung 11

12 Herausforderungen unternehmensweiter MES-Lösungen ERP Betrieb A Betrieb B Zustandsbasierte Betrieb C Instandhaltung Zustandsbasierte Instandhaltung Große Anzahl verschiedener Lösungsansätze und Produkte Integrierte Vielzahl von Schnittstellen Produktionslogsitik Integrierte für betriebsübergreifende Lösungen Geringe Wiederverwendbarkeit Produktionslogsitik von Best KPI-Monitoring Practices LIMS-Integration Roll Out von Methoden und Werkzeugen sehr aufwändig LIMS-Integration Know-how-Austausch und Vergleichbarkeit LIMS-Integration schwierig Hohe Investitions- und Wartungskosten BDIS Asset- Monitor LIMS ID Asset- BDIS Monitor LIMS Asset- Monitor ID BDIS LIMS ID 12

13 Vorstellung BASF SE Informationsintegration in der MES Der Weg zu einer MES-Infrastruktur Zusammenfassung und Ausblick 13

14 PAN TA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S Vision Vom MES-Dschungel Produktionslogistiksysteme Abfüllsteuerung MES- System MES- System MES- System MES- System MES- System MES- System Labor Logistiksysteme 14

15 PAN TA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S PANTA RHEI 20 M3%S Vision zur MES-Infrastruktur Produktionslogistiksysteme Abfüllsteuerung MES- System MES- System MES- System Verwendung einheitlicher MES-Lösungen und Produkte Effizienter Betrieb hoch verfügbarer, zentraler Systeme MES- Infrastruktur Einheitliche Schnittstellen zwischen den Systemen Roll Out von Methoden und Best Practices einfach möglich Betriebsübergreifende MES-Lösungen effizient umsetzbar Technische Basis für Know-how Verbund MES- System MES- System MES- System Labor Logistiksysteme 15

16 MES-Infrastruktur Definition und Merkmale MES-Infrastruktur: Definierte Systeme, Produkte und Technologien, die als gemeinsame Basis zur Umsetzung von verschiedenen MES-Lösungen dienen Wesentliche Merkmale einer Infrastruktur Offenheit: Nutzung ist für viele einfach möglich Erweiterbarkeit: Einbindung neuer Infrastrukturteile Unabhängigkeit: von zugrunde liegenden Technologien oder Produkten Nachhaltigkeit: Pflege und Weiterentwicklung ist sichergestellt Wie kann eine bestehende MES-Landschaft zur MES-Infrastruktur entwickelt werden? 16

17 Der Weg zu einer MES-Infrastruktur Betriebsdateninformationssystem als Infrastruktur zur Datenintegration Kompression und Speicherung von Zeitreihen und Batch-Daten Online-Zugriff auf aktuelle und historische Daten Werkzeuge zur Visualisierung und Analyse von Datenreihen Plattform für einfache online Berechnungen Schnittstelle zur Office-Welt (Excel & Co.) und zu anderen Anwendungen Anzahl BDIS in LU BDIS in LU Betriebe Server BASF Corporate Network BDIS LIMS Asset- Monitor 17

18 Nutzung von BDIS in MES-Anwendungen SAP-Integration Reports / Ofenbuch Februar Messstelle P_1170.X P_1811.HDAC 06: :48: :20:26 4, AUTOMATIK BAR Druckreglung Druckregelung Wertermittlung Min Max Laufzeit TagesAnfang Mittel Vorgabe 3,8 4,5 AUTOMATIK , , , So 5 24 Mo , , , , Di , , , Mi , , , , Do , , , , Fr , , , , , Sa , , , , So , , , , Mo , , , , Batch Analyse KPI- Monitoring Fließbilder BDIS Zeitreihenanalyse Mustererkennung Asset Monitoring 18

19 Weiterentwicklung zur MES-Infrastruktur Aspekt: Fokuserweiterung Informationsquellen Lieferanten BASF Kunden Produktion Abfüllung Einsatzstofflagerung Gebindelagerung Produktlagerung Alarm-DB Produktionssteuerung CP-DB BDIS KPI-Monitor Ofen-/ Schichtbuch Asset- Monitor LIMS 19

20 Weiterentwicklung zur MES-Infrastruktur Aspekt: Fokuserweiterung Informationsquellen Lieferanten BASF Kunden Produktion Abfüllung Einsatzstofflagerung Gebindelagerung Produktlagerung Alarm-DB Produktionssteuerung CP-DB BDIS KPI-Monitor Ofen-/ Schichtbuch Asset- Monitor LIMS 20

21 Weiterentwicklung zur MES-Infrastruktur Aspekt: Integration von Informationsquellen Zusammenführung von verschiedenen Daten in der MES-Infrastruktur Alarm-DB BDIS Abfüllsteuerung Lager- Waagensteuerunsystem SAP CPA Asset- Monitor LIMS 21

22 Weiterentwicklung zur MES-Infrastruktur Handhabung von Datenvielfalt Lieferanten BASF Kunden Produktion Abfüllung Einsatzstofflagerung Gebindelagerung Produktlagerung Bar Code BDIS LIMS RFID Abfüllsteuerung Waagensystem Lagersteuerung SAP Datenvielfalt wird nur durch Kontextbezug beherrschbar Daten müssen in verschiedenen Kontexten sichtbar sein (z.b.: Anlagensicht und Produktsicht) 22

23 Weiterentwicklung zur MES-Infrastruktur Aspekt: Kontext-basierter Zugang zu Prozessinformationen IP21_FD330 T4711_X F2730 Y80_OP L210_S Q70 IP21_H505 TA1_F230_Y TA2_T20 TA1_Y10_K F550 Einzelwert-basierter Informationszugang SAP- Integration KPI- Monitoring Asset Monitoring Konfigurationsaufwand in jeder Anwendung Änderungen an der Datenquelle müssen mehrfach gepflegt werden Informationszugang nur für Eingeweihte Betriebsübergreifende Fragestellungen und Aufgaben nur schwer lösbar Rollout von Lösungen erschwert BASF Corporate Network Betrieb FD330 BDIS Betrieb H505 Automatisierungssysteme Automatisierungssysteme BDIS 23

24 Weiterentwicklung zur MES-Infrastruktur Aspekt: Kontext-basierter Zugang zu Prozessinformationen Einzelwerte IP21_FD330 T4711_X F2730 Y80_OP L210_S Q70 IP21_H505 TA1_F230_Y TA2_T20 TA1_Y10_K F550 Zentrale Konfiguration in MES-Infrastruktur Batch UD21 Produkt: Ultradur Charge: Reinheit: 97% Menge: 540 kg Max T: 210 C Kontext-basierter Informationszugang SAP- Integration KPI- Monitoring Asset Monitoring BASF Corporate Network Betrieb FD330 BDIS Betrieb H505 Automatisierungssysteme Automatisierungssysteme BDIS 24

25 Februar : :48: :20:26 4, AUTOMATIK BAR Druckreglung Druckregelung Wertermittlung TagesAnfang Min Max Mittel Laufzeit So , , , Mo , , , , Di , , , Mi , , , , Do , , , , Fr , , , , , Sa , , , , So , , , , Mo , , , , MES-Infrastruktur Integrationsplattform für Echtzeitdaten Prozessentwurf Prozessplanung und -steuerung Prozessanalyse und -überwachung Prozessdokumentation Messstelle P_1170.X P_1811.HDAC Vorgabe 3,8 4,5 AUTOMATIK MES-Infrastruktur Plattform - Adapter Echtzeit Datenintegration (Daten-Erfassung, -Filterung, -Kontext, -Validierung, -Management) BDIS-Infrastruktur LIMS- Adapter Batch- Adapter CAE- Adapter ERP- Adapter AM- Adapter Logistik- Adapter LIMS Batch CAE ERP AMS Logistik 25

26 MES-Infrastruktur Nutzen einer Integrationsplattform für Echtzeitdaten Effizienzsteigerung Reduktion des Migrationsaufwands für Applikationen Effizienzsteigerung beim Zugriff auf online Prozessinformationen Reduzierter Investitions- und Wartungsaufwand für Integrationsaufgaben Informationstransparenz Operational Excellence Einheitlicher Zugang zu technischen Informationen Ganzheitliche Prozesstransparenz Basis für betriebs- und prozessübergreifende Optimierungen Stärkung des Know-How-Verbunds Unterstützung eines systematischen wissensbasierten Arbeitens Vernetzung von Informationen über Betriebs- und Gewerkegrenzen hinweg 26

27 Vorstellung BASF SE Informationsintegration in der MES Der Weg zu einer MES-Infrastruktur Zusammenfassung und Ausblick 27

28 Zusammenfassung und Ausblick Ganzheitliche Optimierung und kontinuierliche Verbesserung erfordern Informationsintegration aus vielen heterogenen Systemen Fehlende Standards zur Informationsintegration verursachen erheblichen Aufwand für Anpassungen und Fehlerbeseitigungen Eine BDIS-Infrastruktur bietet ein großes Potential für weitere Analyse- und Optimierungsmaßnahmen Erweiterung zur MES-Infrastruktur erlaubt Umsetzung weiterer Optimierungspotentiale in Produktion, Logistik und Instandhaltung Umsetzung des MES-Infrastruktur-Konzepts in den drei größten europäischen Standorten der BASF Erste Umsetzungen von standardisierten MES-Applikationen Betriebliche Prozess-KPIs Asset-Analyse Schichtübergabereports 28

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