Gerolsteiner – Digitalisierung in der Produktion mit SAP MII

Gerolsteiner - Qualitätskontrolle
Aufbau und Optimierung IT-Gestützter Produktion.

Wer täglich mehrere Millionen Getränkeflaschen prüft, säubert und befüllt, braucht eine effiziente Produktion, die ohne kostspielige Stillstände und Störungen läuft. Deshalb setzt der Gerolsteiner Brunnen auf ein Manufacturing Execution System (MES) der SAP AG. Zusammen mit IGZ, dem spezialisierten SAP-Projekthaus für Produktion, realisiert Deutschlands Nummer 1 unter den Mineralwassermarken die Standardsoftware SAP MII (Manufacturing Integration and Intelligence).

Dabei profitiert Gerolsteiner neben der in SAP MII bereits vorhandenen standardisierten Integration zur betriebswirtschaftlichen SAP ERP Ebene zusätzlich von der bewährten IGZ-Best-Practice-Lösung „Fill & Pack“. Diese ermöglicht in einer hochautomatisierten Abfüllung und Verpackung eine Online-Transparenz des Auftragsfortschritts, eine lückenlose Prozessdokumentation sowie die Sicherstellung der internen und externen Qualitätsvorgaben.

Die Gerolsteiner Brunnen GmbH & Co. KG ist nicht nur Anbieter der in Deutschland meist gekauften Mineralwassermarke. Das Unternehmen aus der Vulkaneifel zählt auch zu den größten Mineralwasserexporteuren auf dem deutschen Markt. Im Jahr 2017 setzte Gerolsteiner Brunnen 7,55 Millionen Hektoliter Mineralwasser und mineralwasserbasierte Erfrischungsgetränke ab. Neben den wichtigsten Absatzgebieten in Deutschland, dazu zählen Rheinland-Pfalz, Nordrhein-Westfalen, Hessen und das Saarland, vertreibt das Unternehmen seine Getränke in über 35 Ländern, schwerpunktmäßig in Benelux, den USA und Japan.

Einmal um den Bodensee

Gerolsteiner - Abfülllinien
Abfülllinie für Einweggebinde mt direkter Maschinendaten-erfassung in SAP MII.

Am Produktionsstandort in Gerolstein werden auf zwölf Abfüllanlagen im Schnitt 3,5 Millionen Flaschen pro Tag gereinigt, geprüft und abgefüllt. Aneinandergereiht ergäbe dies eine Strecke, die einmal um den Bodensee reicht. Dass Störungen, Stillstandzeiten und Ausfälle zu erheblichen Einbußen führen, ist angesichts dieser Zahlen nicht verwunderlich. Damit nicht genug: Auch die große Produktvielfalt, die von Mineral- über Heilwasser bis Limonaden und Erfrischungsgetränken auf Mineralwasserbasis reicht, sowie unterschiedliche Verpackungsvarianten (Mehrweg, Einweg, Glas, PET) in einem breiten Gebindeportfolio stellen an die Produktion besondere Anforderungen. Fertigungsaufträge, die bis zu einer Woche die Produktion in mehreren Schichten in Anspruch nehmen, wechseln sich mit kleineren Aufträgen ab, die direkt hintereinander auf der Abfüllanlage laufen.

Hierfür müssen die Produktionslinien online getrackt werden, um einen effizienten Ablauf und dedizierte Chargenzuordnung sicherzustellen. Gerolsteiner war schnell klar: Das vorhandene BDE-System wird diesen Anforderungen nicht gerecht, zumal das Altsystem aufgrund seines Reifegrads nicht mehr für moderne Anlagen angepasst werden konnte. Ziel war es also zum einen, diese Lücke zu schließen, und zum anderen ein einheitliches, konfigurierbares und leistungsfähiges MES für die gesamte Produktion zu implementieren, mit dem nicht nur Anlagen angepasst und erweitert, sondern auch weitere MES-Aufgabenstellungen und -Funktionalitäten sukzessive umgesetzt werden können.

Best Practices zur Projektbeschleunigung

Mit der Einführung einer MES-Lösung sollte darüber hinaus auch die vollständige vertikale Datenintegration der Produktion zur Betriebsleitebene umgesetzt werden, um Mengen-, Zeit- und qualitätsrelevante Daten aus dem Produktionsumfeld mit den Fertigungsaufträgen in SAP ERP in Bezug zu setzen. IST-Produktionsmengen und -Zeiten pflegten die Gerolsteiner-Mitarbeiter bislang manuell ins Warenwirtschaftssystem ein. Das führte unweigerlich zu einem hohen organisatorischen Aufwand für den Datenabgleich, da Produktionsdaten in mehreren Systemen wie etwa dem SAP ERP, einer Accessdatenbank, Excel-Tabellen und dem Alt-BDE erfasst wurden und auftragsgenau abgeglichen werden mussten.

Außerdem lagen Gerolsteiner Daten aus der Produktion nur zeitverzögert vor, da zum Beispiel manuell dokumentierte Schichtdaten erst zu einem späteren Zeitpunkt durch das Betriebsdatenmanagement geprüft und ggf. korrigiert wurden. Auch die Produktionsmengen konnten nur manuell an den Abfüllanlagen abgelesen werden.

Gerolsteiner wählte das SAP-Projekthaus IGZ aus Falkenberg als Implementierungspartner für das MES-Projekt aus, um die Schwachstellen zu eliminieren und kurzfristig das Ziel einer lückenlos transparenten Produktion zu erreichen. Für IGZ sprach insbesondere die umfangreiche Erfahrung aus anderen Projekten im Bereich Abfüllung und Verpackung, aufgrund derer das Systemhaus das Best Practice „Fill & Pack“ für SAP MII entwickelt hat. Mit diesem Best Practice erreicht IGZ für die speziellen Aufgaben der Abfüll-, Nahrungsmittel- und Konsumgüterindustrie durch Vorkonfigurationen und gezielte programmtechnische Ergänzungen eine signifikante Projektbeschleunigung und Projektsicherheit. Gerolsteiner überzeugte sich zudem von den Vorteilen anhand des konkreten Einsatzes von „Fill & Pack“ bei entsprechenden Referenz

Weihenstephaner Standard

Gerolsteiner - Verpackanlage
Direkte Kopplung der Aggregate mit SAP MII mittels Weihenstephaner Standard.

Das zentrale Element aus diesem Best Practice Set für die Integration in SAP ERP zum direkten Austausch von Auftragsinformationen und deren Rückmeldungen bildet der Linienleitstand mit Auftragssteuerung, Visualisierungs- und Schichtbuchfunktionen. Die Mitarbeiter werden hier direkt an der Linie beleglos durch die Produktionsprozesse geführt. Dabei war Gerolsteiner die Ausrichtung am „Weihenstephaner Standard“ wichtig, der für die Getränkeindustrie maßgebliche Vorgaben zur einfachen und schnellen Kopplung von Anlagen, der Struktur und Interpretation von Rohdaten sowie den daraus abgeleiteten Kennzahlen und Berichten bereithält.

Dieser Standard diente als Grundlage der MES-Unterstützung und ist integraler Bestandteil der IGZ Best Practices. Die Aggregate der Abfüllanlagen wurden direkt mittels OPC angebunden und die Rohdaten gemäß des Weihenstephaner Standards im SAP MII registriert. Systemintern werden diese Rohdaten verdichtet und mit auftrags- und schichtbezogenen Informationen automatisch ergänzt. Die verschiedenen Positionen im Unternehmen werden dann mit Kennzahlen für die Produktionssteuerung versorgt. Dies wird erreicht durch ein automatisiertes Reporting, zu dem neben Produktions- und Schichtberichten beispielsweise auch Stillstands- und Artikelanalysen zählen. Auf diese Weise erhält zum Beispiel die Produktionsleitung exakte Informationen über Laufzeiten, Ausfälle oder Störungen in Echtzeit.

Realistische Anlagen-Emulation

Gerolsteiner - Statusbildschirm
Online-Kennzahlen für Auftrag und Schicht im SAP-MII-Linienleitstand.

Dank SAP MII „Fill & Pack“ konnte Gerolsteiner zusammen mit IGZ bereits nach sechs monatiger Implementierungs- und Testzeit, erfolgreich die erste Abfüllanlage an SAP MII anbinden. Hierbei hat IGZ vorab den Signalaustausch der beteiligten Produktionsaggregate mittels IGZ Anlagenemulation realitätsnah simuliert. Dadurch ließen sich die Testphasen direkt an der Anlage auf ein Minimum verkürzen und die Einführungssicherheit im Vorfeld der Produktivsetzung steigern. Den Rollout auf die weiteren Abfüllanlagen nehmen die Gerolsteiner-Mitarbeiter dank des von IGZ vermittelten SAP MII Know-hows zum Großteil selbstständig vor, so dass sie dabei nur noch punktuell auf die IGZ-Expertenunterstützung zurückgreifen.

Im ersten Schritt des MES-Projekts löste Gerolsteiner erfolgreich die papiergebundene Auftragsbearbeitung ab. „Mit SAP MII als zentrale Informationsschnittstelle werden künftig alle fertigungsrelevanten Daten der gesamten Gerolsteiner Mehrweg- und Einwegabfüllung transparent und lückenlos dargestellt. Dank der vielfältigen Monitoring- und Steuerungsmöglichkeiten gelingt es uns, die Prozesse noch effizienter zu gestalten und damit das Qualitätslevel der Produktion weiter zu steigern“, fasst Gerolsteiner-Projektleiterin Helene Maselter, Leiterin Produktivitäts- und Prozessmanagement, zusammen.

In Zukunft wird das Unternehmen den Funktionsumfang von SAP MII kontinuierlich ausbauen. Anlagenbediener werden zum Beispiel mithilfe von MII-Terminals situationsbezogen, individuelle Verfahrensanweisungen erhalten. Darüber hinaus plant das Unternehmen die sukzessive Ablösung und Integration weiterer, derzeit noch isolierter Shopfloor-Systeme in SAP MII. Dazu zählen beispielsweise das Energiemanagement, die Kopplung an das Prozessleitsystem sowie die Anbindung von Laborinformationssystemen. Auch Testflaschenprotokolle der Inspektionsmaschinen sollen künftig automatisiert und prozessbegleitend zugeordnet werden können. Auf diese Weise löst sich Gerolsteiner Schritt für Schritt von Insellösungen und vertieft die vertikale Datenintegration zwischen der Shopfloor- und Betriebsebene. So gestaltet Gerolsteiner die eigenen Prozesse effizienter und steigert das Qualitätsniveau in der Produktion nachhaltig.