Effizienz und Transparenz durch unternehmensweite Standardisierung.
Carlsberg führt unternehmensweit einen MES-Standard ein, um die Vorzüge eines Fertigungs-Managementsystems im Hinblick auf Effizienz, Qualität und Rückverfolgbarkeit bei möglichst niedrigen IT-Betriebskosten in optimaler Weise zu nutzen.Dabei handelt es sich um ein renommiertes Automatisierungssystem. Die Lösung wurde vom Lösungspartner ATS entwickelt. Der erste Teil dieser Lösung wurde im April 2009 im Pilotwerk umgesetzt. Für die nächsten vier Jahre sind eine Implementierung in mehreren Phasen und das Roll-Out in15 Werken geplant.


Mit Niederlassungen in über 50 Ländern ist die Carlsberg Group eine der größten Brauereien weltweit. Zum umfassenden Portfolio an Biermarken gehören u. a. Carlsberg und stark vertretene regionale Marken wie Tuborg, Baltika, Kronenbourg usw. In der Vergangenheit bestand der Investitionsansatz von Carlsberg darin, ausgewählte Lösungen vor Ort einzuführen, die sich über die Jahre nach Bedarf mit wachsendem Know-how weiter entwickeln ließen.

Dies führte in Verbindung mit der Implementierung von Fremdsystemen aus Übernahmen zu einem bruchstückhaften Gesamtgebilde getrennt arbeitender Systeme. Wenngleich diese Systeme an sich funktionieren, erfordern sie oft manuelle Eingaben, denen bekanntlich das Risiko mangelnder Datenintegrität anhaftet. Außerdem macht es die Fragmentierung der Systeme äußerst schwer, Leistungen zu messen und Verbesserungen zu erzielen, weil vergleichbare Schlüssel-Leistungsindikatoren (KPIs) für Leistungsvergleiche zwischen den Werken fehlen. Für Carlsberg machte dies deutlich, dass eine unternehmensweite Standardisierung auf MES-Ebene notwendig war, um den Corporate Excellence-Programmen für Effizienz und Transparenz gerecht zu werden.

Dieser konsistente MES-Ansatz steht auch vollkommen im Einklang mit dem laufenden Business Standardization Program auf ERP-Ebene; er soll die Vorteile eines MES bei möglichst niedrigen IT-Betriebskosten optimieren und dazu beitragen, die strategischen Ziele zur Senkung der Produktionskosten, zur Verbesserung der Qualität und zur schnellen Reaktion auf wechselnde Kundenanforderungen zu erreichen. Ziel ist die vollständige Integration von Systemen und die Standardisierung automatischer KPIs sowie die übergreifende Berichterstattung mehrerer Brauereien. Innerhalb der Organisation benötigen die Mitarbeiter auf allen Ebenen Zugriff auf diese Informationen und Werkzeuge, um Verbesserungsmöglichkeiten zu erkennen und den Austausch bewährter Verfahren zu unterstützen.

Automatische Rück- und Ablaufverfolgung zur Leistungsoptimierung
Neben der automatischen Ausgabe von Berichten und KPI-Daten soll das MES die Rückund Ablaufverfolgung sowie Echtzeit-Einblick innerhalb der gesamten Brauerei ermöglichen – mit folgenden Ergebnissen:

  • Verkürzte Maschinenausfallzeiten
  • Gesenkte Energiekosten
  • Gesenkte Kosten für Überstunden und Arbeitszeit
  • <li>Verminderter Aufwand für manuelle Datensammlung und Berichterstellung

  • Verkleinertes Inventar
  • Vermeidung doppelter Prozesse
  • Verbesserte Auslastung der Anlagen
  • Präzisere Daten für die Entscheidungsfindung
  • Dynamische Reaktion auf Produktions- oder Qualitätsprobleme

Die Standardisierungs- und Integrationsaspekte des Projekts sollen dazu beitragen, IT-Software- und Hardwarekosten einzuschränken, die Umsetzung zukünftiger Änderungen und Erweiterungen zu erleichtern und eine zentrale Supportumgebung zu fördern, die Einsparungen beim Support vor Ort möglich machen. Die Wahl fiel auf eine Lösung auf der Grundlage von Simatic IT mit Funktionalitäten für Auftragsabwicklungs-, Ausfallzeit- und Auslastungsmanagement, Rückverfolgung und Genealogie, Atline-Qualitätskontrolle und KPIBerichterstellung für drei Bereiche: Abfüllen und Verpacken, Betriebsmittel, Brauen und Verarbeiten.

Integration von Lagerverwaltungssystemen und ERP
Das neue System wurde im Wesentlichen zum Verfolgen des Produktionsablaufs entwickelt. Dank der Integration mit Lagerverwaltungssystemen und ERP kann das System Aufträge verwalten, die aus Kundenaufträgen über SAP generiert werden. Am Anfang steht die Abwicklung der von Kunden eingehenden Aufträge. Hierzu werden Stammdaten in die SAPSchnittstelle eingegeben, Aufträge von SAP nach MES herunter geladen und die Bestätigungen hochgeladen. Dabei stehen die Aufträge für die Echtzeitplanung und Rückverfolgung des Auftragsstatus jederzeit zur Verfügung. Das Bedienpersonal kann diese Aufträge und deren Fortschritt uneingeschränkt beobachten. Selbstverständlich ist es nach wie vor möglich, die Aufträge manuell auszuwählen und zu ändern oder weitere Aufträge zu erstellen, die unabhängig von SAP ausgeführt werden.

Die volle Transparenz der Produktionsanlagen bietet die Einblicke in die Fertigung, die für eine fortlaufende Verbesserung der Prozesse und für das rechtzeitige Eingreifen zur Vermeidung von Ausschuss notwendig sind.

Im Bereich der Auftragsabwicklung wird dies mithilfe von Integration des MES mit SAP und Lagerverwaltungssystemen realisiert, auf der Prozessebene dagegen durch Integration des MES mit verschiedenen Steuersystemen wie PLC von Siemens und Rockwell, Prozesssteuerungen verschiedener Hersteller, Scada-Systeme wie WinCC und iFix usw. Diese Integration ermöglicht die automatische Datenerfassung von Auftrags-, Ausfallzeit- und Verlustdaten bei der Bearbeitung der Aufträge an den Verpackungsanlagen. Ausfallzeiten und die Gründe dafür werden durch Integration mit dem Scada-System protokolliert. Detaillierte Standardauswertungsberichte über Ausfallzeit und Leistung sind über mehrere Datenfilteroptionen abrufbar.

Berichterstellung hilft bei der Verfolgung der Produktion und Qualität
Für Verpackungsanlagen stehen auch genormte KPI-Berichte wie Auslastung, Linieneffizienz oder Scorecards zur Verfügung. Diese Berichte orientieren sich vollständig am KPI-Handbuch der Carlsberg Group und schließen auch die lokale KPI-Berichterstellung zur Unterstützung der Verschlankung von Prozessen ein. KPI-Berichte zu Wasser- und Energieverbrauch, Abwasser, CO2-Verbrauch/-Rückführung usw. werden für alle Betriebsmittel zur Verfügung gestellt. Die volle Rückverfolgbarkeit und Genealogie tragen dazu bei, jederzeit nachvollziehen zu können, wann, wie und woraus das Produkt hergestellt wurde. Materialbewegungen können vor- und zurückverfolgt und umfassende Genealogieberichte sofort abgerufen werden, ohne dass auch nur ein Blatt Papier nötig wäre.

Wer ist der richtige Partner?
Die Auswahl einer Lösung wurde nicht nur von den Eigenschaften der aktuellen Produkte oder Lösungen abhängig gemacht, sondern auch von der Eignung des Produktherstellers und des Lösungsanbieters als Projektpartner. Hier die wichtigsten Faktoren, die bei der Wahl des Partners zum Tragen kamen: Zuverlässigkeit (auch auf lange Sicht), Strategie- und Servicekonzept, Erfahrungen mit MES sowie mit dem Brauereiwesen und seinen Prozessen, Verständnis der Unternehmensziele von Carlsberg und die Fähigkeit, diese auf die technische Realität zu übertragen. Sowohl Siemens als auch ATS wurden diesen Kriterien gerecht.

ATS wurde von Carlsberg zum Lösungsanbieter für dieses Projekt ausgewählt. ATS ist ein innovativer Partner mit strategischem Wissen, der Produkte und Dienstleistungen für alle drei Ebenen der Automatisierungspyramide – Steuerung, Ausführung und Information – anbietet. Für dieses Projekt hat ATS ein internationales Team zusammengestellt, um Roll-Out und Projektsupport zu erleichtern. Außerdem sind Ingenieure von ATS an der aktuellen Entwicklung der Simatic IT Brewing Industry Library und der Filling & Packaging Library beteiligt. Aus produkttechnischer Sicht liegt das Hauptaugenmerk auf der Vollständigkeit des Produkts, der Produktqualität, den Bereitstellungsmöglichkeiten, der Produktvision und dem Vertrauen in Leistung und Support auf lange Sicht, wie Siemens sie anbietet.

Simatic IT ist ein modulares System; das heißt, dass nur die notwendigen Module eingesetzt werden müssen. Die einzelnen Komponenten sind jeweils auf eine bestimmte MES-Funktion ausgerichtet. Diese Standardfunktionen werden mithilfe eines Arbeitsablaufdiagramms koordiniert. Weitere Funktionen können mit Hilfe des Client Application Builder schnell entwickelt werden.

Komponenten, Modelle und Regeln werden in einer Hierarchie wieder verwendbarer Bibliotheken, z. B. den in diesem Projekt verwendeten Simatic IT-Bibliotheken, gespeichert. Die Möglichkeit der übergreifenden Wiederverwendung dieser Bibliotheken in allen Werken vermindert Zeit, Kosten und Risiken eines Projekts.

Simatic IT bietet eine offene Architektur, die den Anwendungen von Drittanbietern eine Integration und Synchronisation mit MES ermöglicht, sowie eine starke Anbindung an die Produktionsstätten und an SAP. Simatic IT basiert komplett auf der Norm ISA-95 für MES. Zudem hat ATS das Modell ISA-95 MES dazu verwendet, die funktionalen Anforderungen der Anwender auf den Hauptsitz und die Tochtergesellschaften von Carlsberg zu übertragen. Gleich zu Beginn des Projekts wurde eine Projektmanagementstruktur eingerichtet, zu der jeweils Mitglieder der drei beteiligten Parteien gehören, nämlich Carlsberg, ATS und Siemens.

Die Lösung
Zur Lösung gehören Funktionalitäten für folgende Prozesse: Auftragsabwicklungs-, Ausfallzeit- und Auslastungsmanagement, Rückverfolgung
und Genealogie, Atline-Qualitätskontrolle und KPI-Berichterstellung für Verpackungsanlagen, Versorgungsbetriebe sowie Brauwesen und Verarbeitung. Für die nächsten vier Jahre ist ein umfassender Roll-Out der kompletten Lösung in mindestens 15 Werken geplant, der in mehreren Phasen verwirklicht werden soll. Dies bietet schneller Vorteile und anderen Brauereien die Gelegenheit, schon
früh von den Verbesserungen und allgemeinen Vorteilen zu profitieren, und dabei gleichzeitig das Lösungskonzept durch eigene Beiträge weiter zu vertiefen.

Die Anbindung der MES-Plattform an die vielfältigen bestehenden Systeme und die Wiederverwendbarkeit der Bibliotheken gewährleisten eine langfristige Lösung. Letzten Endes wird der Erfolg dieses Projekts an seinem Einfluss auf die Senkung der Produktionskosten, der Qualitätsverbesserung und der Sicherstellung
einer schnellen Reaktion auf veränderte Anforderungen gemessen. Die Einführung
einer umfassenden, genormten MES-Lösung trägt zur Senkung der Automatisierungs- und IT-Kosten sowie zur Integration der Systeme bei, die genaue Informationen zum Planungsund Produktionsstatus liefern.

von Elisabeth Desmet, Siemens AG Industry Sector, Industry Automation, 2010

Automatisierung Spezial (PDF).