Kantoor en fabriek samen één

Machine automation

SAP kennen we vooral van software ter ondersteuning van kantoorprocessen, zoals klantenorderverwerking, inkoop, verkoop, voorraadbeheer en financiële afhandeling. Automatie heeft in de loop der jaren al aandacht besteed aan MII en ME, de Manufacturing Execution Systemen van SAP, die de operator in de fabriek begeleiden bij het uitvoeren van productie gerelateerde taken. Daarnaast heeft SAP Production Engineering & Operations geïntroduceerd (afgekort tot PEO). Waarom een derde MES-oplossing? In dit interview lichten Paul Eringfeld en Sebastian Beyer toe wat deze nieuwe ontwikkeling behelst en welke categorie productiebedrijven er baat bij kan hebben.

Paul Eringfeld is enterprise architect. Sebastian Beyer is senior business process consultant bij SAP. Beyer begeleidt bedrijven bij het implementeren van de SAP ERP en MES producten. “De nieuwe PEO oplossing vervangt SAP CAMS voor complexe assemblage. SAP werd met de acquisitie van Visiprise (nu SAP ME, red.) ook eigenaar van CAMS. We blijven SAP ME en SAP MII, onze andere MES-oplossingen, ontwikkelen. CAMS wordt echter vervangen door SAP PEO. Vooral de luchtvaart en defensie gerelateerde industrieën gebruiken CAMS om hun productieprocessen te ondersteunen. De overgang van CAMS naar het nieuwe SAP PEO kunnen bedrijven in hun eigen tempo doen.”

“SAP ME is geschikt voor discrete productieomgevingen, die enkelvoudige producten maken, met serienummers. Voor de procesindustrie hebben we SAP MII. In het grijze gebied daartussen zie je wel eens dat klanten een geïntegreerde oplossing van SAP ME en SAP MII gebruiken.”

– Wat was voor SAP de aanleiding om PEO te gaan ontwikkelen?

Eringfeld: “CAMS was ‘part of the deal’ bij de acquisitie van Visiprise. Het is geen geïntegreerd onderdeel van de SAP suite. Klanten die CAMS gebruiken hebben daarom niet de voordelen van de enorme investeringen die wij hebben gedaan in de ontwikkeling van S/4HANA. CAMS heeft geen real time integratie met bijvoorbeeld financiële en commerciële data. Bedrijven met separate systemen voor de fabrieken moeten die integreren met hun ERP-systeem. Dat is enorm arbeidsintensief en foutgevoelig, zowel tijdens de ontwikkeling als wanneer de systemen live zijn. Bij SAP PEO hoeft dat niet. PEO maakt onderdeel uit van SAP S/4HANA , de vervanger van SAP ECC die gebaseerd is op de nieuwste technologie.”

‘Het is voor het eerst dat SAP de logica voor productieprocessen aanbiedt vanuit dezelfde basis’

“PEO staat voor Production Engineering and Operations”, vervolgt Eringfeld. “In de engineeringfase (PE) wordt het werk voorbereid. Production Engineers definiëren de manufacturing Bill of Materials (mBOM), ze schrijven werkinstructies en ontwikkelen de bijbehorende visuals, en ze maken de productie georiënteerde routingen. Vervolgens kunnen de productieorders worden gegenereerd en naar de fabriek gestuurd. De O van PEO staat voor operatie, als in Production Operations. De kracht van PEO is dat de engineeringprocessen en de productieprocessen hetzelfde datamodel delen. Het is voor het eerst dat SAP de logica voor productieprocessen aanbiedt vanuit een en dezelfde basis, namelijk S/4HANA.”

Scheepsbouw

“SAP PEO is vooral geschikt voor industrieën die in lage volumes produceren en waarbij het maanden tot wel jaren kan duren voor een productieorder is voltooid. Denk aan scheepsbouw, nucleaire faciliteiten, en bedrijven die machines en onderdelen maken voor industriële toepassingen, zoals turbines en vleugels. Hun producten zijn opgebouwd uit enorm veel componenten, de werkzaamheden zijn met name handmatig en er is continu sprake van wijzigingen die moeten worden doorgevoerd op lopende productieorders. Het gaat dus niet om ‘Engineering-to-Order’, waarbij bijvoorbeeld één uniek schip wordt ontworpen en gefabriceerd. Bedrijven die SAP PEO inzetten produceren wel in serie, maar altijd in lage volumes. Het betreft ‘Configure-to-Order’ in complexe omgevingen.”

‘Bedrijven die SAP PEO inzetten produceren wel in serie, maar altijd in lage volumes’

Beyer: “Op het moment dat een productieorder start in de fabriek weten ze nog niet hoe het product er uiteindelijk uit zal zien. Klanten kunnen tijdens het productieproces nog vragen om wijzigingen door te voeren. De engineeringafdeling kan ook met tussentijdse verbeteringen komen, die men meteen wil doorvoeren. Een andere uitdaging is dat de producten uit tienduizenden tot wel honderdduizenden componenten kunnen bestaan en het productieproces is opgebouwd uit een enorme hoeveelheid onderling van elkaar afhankelijke stappen. Er kan veel verkeerd gaan, waar vervolgens een oplossing voor moet worden gevonden. En soms worden voor individuele orders kleine klantspecifieke aanpassingen ontwikkeld.”

Engineering changes

Eringfeld: “Gedurende de gehele levenscyclus van het product kan er sprake zijn van engineering changes, en die moet je stuk voor stuk managen. Veiligheidsvoorschriften kunnen ook wijzigen. Daarom kan je met SAP PEO een impact analyse doen. Die maakt duidelijk wat het gevolg is van de wijziging. Soms is een product bijvoorbeeld al voor negentig procent af en dan moeten ze verschillende productstappen terugdraaien of een ‘upgrade project’ inplannen om gewijzigde componenten of modules in te bouwen. Praktische voorbeelden van engineering changes zijn verbeterde software en verbeterde componenten. Die moeten dan op alle producten van dat type worden doorgevoerd, niet alleen die nog in productie zijn, ook de producten die de klanten al in gebruik hebben.”

– Biedt SAP PEO naast een impact analyse en de integratie in S/4HANA nog meer onderscheidende eigenschappen?

Beyer: “Onze visuele ‘Enterprise Manufacturing Planner’ is een 3D tool waarmee je de e-BOM naar meerdere m-BOMs kunt converteren. Omdat het visueel is, kan je goed zien wat welke structuur je nodig hebt. Via drag & drop maak je de correcte product- en componentenstructuur. Om te begrijpen waarom zo een eBOM naar meerdere mBOMs geconverteerd moet worden, kan je het voorbeeld nemen van de productie van een fiets. De engineers ontwerpen het remsysteem in zijn geheel. Tijdens het productieproces moet je een deel ervan aan het stuur bevestigen en een ander deel aan het wiel. Kortom, het werk voor de productie operator is anders gestructureerd dan dat van de ontwerper.”

Eringfeld: “Daar komt nog bij dat de fabrieken anders opgebouwd kunnen zijn. Fabrieken bevinden zich over de hele wereld en op de ene locatie kan het proces bijvoorbeeld een hogere mate van automatisering hebben dan op de andere. De routing- en werkinstructies moeten exact op de lokale processen aansluiten.”

Inpact analyse

Beyer: “Met een impact analyse kan je vervolgens precies zien welke stappen van specifieke orders in specifieke fabrieken aangepast moeten worden.”

PEO wordt ingezet in omgevingen waar de meeste productiestappen handmatig worden uitgevoerd (beeld: SAP). Tekst gaat verder onder de foto.

“Nadat je de routings met BOM items, 3D visuals en werkinstructies hebt gecreëerd, wil je dat deze bij de operator terechtkomen. Het uitvoeren en monitoren van de order maakt deel uit van Production Operations. Als je SAP PEO vergelijkt met het traditionele SAP ECC, dan valt op dat je in PEO ook de meer gedetailleerde stappen voor de operator kunt definiëren, en daaraan de bijbehorende werkinstructies kunt koppelen. Een ‘operation activity’ in SAP is het deel van de routing waaraan alle bijbehorende onderdelen worden gekoppeld. Alles wat de operator voor die taak nodig heeft – materialen, gereedschappen en werkinstructies. De kosten van meerdere operationele activiteiten worden samengevat in de klassieke SAP operatie.”

“De operator werkt met de POD (Production Operation Dashboard). Dat dashboard toont de operator alle taken die moeten worden uitgevoerd. Al het werk is immers al voorbereid, zodat de operator precies te zien krijgt wat hij nodig heeft voor deze taak, inclusief de items uit de Bill of Material, de gereedschappen en de werkinstructies. Ook kan hij een taak pauzeren en defecten rapporteren, alles vanuit één en hetzelfde scherm.”

Embedded systeem

Eringfeld: “Het maakt samen met het financiële proces deel uit van dezelfde omgeving. Dus als je een productiestap voltooit, worden de materialen meteen uit de voorraad weggeschreven. Alles wordt real time bijgewerkt in het voorraadbeheer en de financiële administratie.”

Beyer: “Het is belangrijk dat het verschil duidelijk wordt: We hebben het niet over een geïntegreerd MES systeem. Het is ‘embedded’. Er zijn geen interfaces nodig want PEO maakt gebruik van dezelfde database als de andere SAP-modules.”

– Een MES-oplossing die geen deel uitmaakt van de ERP-omgeving kan onafhankelijk van ERP 24 uur per dag, 7 dagen per week in de lucht blijven. Met PEO is er echter geen sprake van ontkoppeling tussen MES en ERP. Levert dat geen problemen op?

Beyer: “In de praktijk zie ik dat veel van onze klanten hun MES-systemen juist nauw integreren met hun ERP-omgeving. Immers, als er een defect in het MES systeem wordt vastgelegd, dan moet de afhandeling daarvan gedaan worden met behulp van het kwaliteitsproces in de ERP-laag. Het concept van ontkoppeling van MES en ERP is verouderd, het is ook niet meer nodig. Ik zeg altijd tegen mijn klanten: ‘Ontwerp je processen niet zo dat de MES-laag onafhankelijk wordt van ERP en LIMS'.

‘PEO wordt ingezet in omgevingen waar de meeste productiestappen handmatig worden uitgevoerd’

"Het geld en de moeite kan je beter inzetten voor het realiseren van hoge beschikbaarheid van de systemen. Daar komt nog bij dat PEO niet gebruikt wordt in industrieën die vereisen dat hun MES-oplossing een zeer hoge uptime heeft, of op milliseconde niveau moet kunnen interacteren met hoog geautomatiseerde productielijnen. PEO wordt ingezet in omgevingen waar de meeste productiestappen handmatig door de operator worden uitgevoerd.”

– Wat is de status van PEO? Kunnen bedrijven het al in gebruik nemen?

Eringfeld: “PEO wordt nog niet veel toegepast maar het is al bijna vier jaar op de markt. Bij enkele bedrijven is het al live in een paar fabrieken of productielijnen en er zijn steeds meer partijen serieus geïnteresseerd in een implementatie. De volgende grote release van PEO zal zijn in de herfst van 2021.”

– Is het vervangen van het oude MES systeem door PEO per definitie een groot en complex programma?

Eringfeld: “De productie van vliegtuigen en schepen kost jaren en onze klanten willen niet halverwege een order overstappen naar een nieuw MES-systeem. Ze pakken dit gefaseerd aan.”

Beyer: “Een vereiste voor PEO is dat het bedrijf al is overgegaan naar S/4HANA. Dan hebben ze ook toegang tot PEO. Die stap naar S/4HANA hoeft niet als een big bang te worden aangevlogen.”

Eringfeld: “Zowel wat betreft de functionaliteit van de producten als wat betreft de ondersteunende diensten van SAP kan dit. Al met al moet de implementatie van een systeem als S/4HANA PEO natuurlijk wel zorgvuldig gepland worden.”

– Wat voor verbeteringen en uitbreidingen mogen we de komende jaren verwachten?

Eringfeld: “Uiteraard kijkt SAP naar ontwikkelingen in de markt, bijvoorbeeld rond Augmented Reality en Machine Learning en evalueren we hoe SAP PEO klanten daarvan kunnen profiteren.”

Voor meer informatie:

Paul.eringfeld@sap.com

Sebastian.Beyer@sap.com

 

Begrippenlijst

BOM = Bill of Material (stuklijst);

m-BOM: Manufacturing Bill of Material

CAMS = Complex Assembly Manufacturing Solution

SAP S/4HANA staat voor SAP HANA. Het is de nieuwe generatie in ERP-systemen, dat innovatie brengt voor alle SAP-gebruikers. Oudere ERP-systemen van SAP zijn SAP ECC, SAP R/3 en SAP R/2. 

SAP ME = SAP Manufacturing Execution

SAP MII = SAP Manufacturing Intelligence & Integration

SAP ECC = SAP ERP Central Component

SAP S/4HANA PEO = Production Engineering & Operations, integraal deel van het totale ERP-systeem