MES & SAP

Wie aus Spitz eine internationale Referenzanlage für die digitalisierte Produktion wird

Innerhalb von nur fünf Jahren digitalisiert und automatisiert der traditionsreiche Lebensmittelhersteller seine Fertigung. Dabei setzen die Eigentümer auf das Portfolio von Siemens – und betten die Modernisierungsoffensive in ein großes Investitionsprogramm zur Standortsicherung ein.

Walter Scherb jun. ist seit knapp vier Jahren bei Spitz tätig. Der 160 Jahre alte Traditionsbetrieb ist seit den 1950er-Jahren im Besitz seiner Familie, er selbst repräsentiert die dritte Generation an der Spitze des Unternehmens. Anfänglich war er für den neu geschaffenen Bereich "Business Development" zuständig, mittlerweile verantwortet er als CEO die operative Führung - und sorgt dafür, dass ein frischer Wind durch den 1932 gegründeten Standort in Attnang-Puchheim weht. 

Digitalisierung und Automatisierung sind vergleichsweise billig

Sichtbar wird dieser frische Wind in einem groß angelegten Investitionsprogramm, bei dem innerhalb von 5 Jahren rund 100 Mio. Euro in die Produktion investiert werden. Das umfasst neue Abfüllanlagen ebenso wie den Neubau einer Halle. Innovativster Teil ist jedoch die durchgängige Digitalisierung der Produktion, die bei Spitz gemeinsam mit Siemens umgesetzt wird. Dabei wagt das Unternehmen in dem Projekt, das seit Ende 2016 in Vorbereitung war, einen großen Sprung: In der bis dahin noch zu guten Teilen analogen Produktion wird gleichzeitig MES und SAP implementiert. Auch das soll in allen 65 Produktions- und Verpackungslinien innerhalb von nur fünf Jahren bis 2022 umgesetzt und so die flächendeckende Digitalisierung realisiert werden. Die Kosten dafür sind vergleichsweise minimal: Lediglich ein einstelliger Millionenbetrag, so Walter Scherb jun., schlägt dafür zu Buche: Also weniger als 10 Prozent der gesamten Investitionssumme.

Simatic-Lösungen von Siemens

Automatisierung und Digitalisierung sind für Spitz mit Blick auf die Weiterentwicklung des Unternehmens von großer Bedeutung, erklärt Scherb. Die Materialwirtschaft wird dabei ebenso in die Automatisierung integriert sein wie die Erfassung der Betriebsdaten. Auch an Stellen, an denen die Datenerfassung nicht automatisch möglich ist, muss sie manuell problemlos erfolgen können. Spitz setzt bei MES auf  die Lösung Simatic IT Production Suite V7.0 und das Simatic IT Reporting Framework V7.0. von Siemens. Die Software-Lösung steuert nicht nur Produktion und Fertigungssysteme, sondern stimmt die Fertigungsprozesse auch auf die Lieferkette ab und schließt die Lücke zwischen betriebswirtschaftlichen Systemen und Prozessleitsystemen. Das Projekt erstreckt sich auf alle Anlagen und Linien inklusive Silos, Qualitätsprüfung und Logistik. Als ERP-System wurde SAP R3 gewählt, die Automatisierungsebene besorgt Simatic WinCC und S7. Dabei werden alle Teile der Produktion integriert: Die älteste Maschine, bei der die Steuerung nun ersetzt wird, stammt aus dem Jahr 1978.  

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Häufiger Rezept- und Produktwechsel

Zu den größten Herausforderungen im Unternehmen gehören die häufigen Produktwechsel pro Linie. Spitz hat, so Scherb, nach 160 Jahren Firmentätigkeit die größte Sammlung an Rezepturen in der DACH-Region. Der Wechsel zwischen einzelnen Rezepten, in Zeiten von zunehmend individueller Kundenwünsche und kleiner werdender Chargen, muss praktisch per Knopfdruck erfolgen. Durch den hohen Automatisierungsgrad wird das auch möglich sein. Zwar sind bestimmte Rüstzeiten an Maschinen zu berücksichtigen, doch die eigentliche Prozesssteuerung, das Abrufen der für das jeweilige Produkt nötigen Rohstoffe in vorgegebenen Mengen sowie die erforderlichen Materialien für die abschließende Verpackung erfolgt vollautomatisch. Auftragsdaten werden auf direktem Weg mit dem laufenden Prozess verknüpft, zeitgleich Produktions- und Verbrauchsdaten ins übergeordnete System geliefert.

Vom Papier zu Automation

"Ein derartiger Datenaustausch erfolgte früher oft auf Papier", sagt Werner Schöfberger, Leiter des Bereichs Prozessautomatisierung bei Siemens in CEE, „verbunden mit hoher Zeitverzögerung und Fehleranfälligkeit.“ Mittels Digitalisierung wird dieser Prozess automatisiert und funktioniert dann auf allen Anlagen gleich. Das hat wiederum den Vorteil, dass die Daten aller Produktionsbereiche vollständig, konsistent und letztlich vergleichbar sind. Schöfberger: "Ein wesentliches Feature jedes Digitalisierungsprojekts ist, dass man korrekte und konsistente Daten erhält." Um die Qualität zu jeder Zeit des Prozesses sicherstellen zu können, werden an unterschiedlichen Stellen der Produktion Proben entnommen. Die Testergebnisse werden als Qualitätsdaten in das Manufacturing Execution System (MES) Simatic IT eingespeist und auf Abweichungen hinsichtlich des Toleranzbereiches überprüft.

Digitale Transformation

Die digitale Transformation, so wie sie bei Spitz realisiert wird, lässt IT und OT verschmelzen: Die vertikale Integration vom ERP-System bis zur Maschine wird hier in der Praxis umgesetzt. So können künftig sämtliche Silo-Füllstände automatisiert erfasst werden. In einem weiteren Schritt wird es möglich sein, die einzelnen Rezepturen abhängig von den Eigenschaften der Rohstoffe anzupassen. Bei der Zuführung zum Verarbeitungsprozess wird beispielsweise der Zuckergehalt eines bestimmten Rohstoffs gemessen. Abhängig vom Ergebnis der Messung wird automatisch die Rezeptur neu berechnet und wenn erforderlich abgeändert, um ein Endprodukt zu erhalten, das in Geschmack, Textur und Aussehen immer gleich bleibt. Die Basisdaten der Rohstoffe beeinflussen also direkt das Rezept. Willkommener Nebeneffekt: Eine Rohstoffverwechslung ist ausgeschlossen. "Das System verifiziert, ob der zugeführte Rohstoff auch wirklich zum Auftrag gehört", erläutert Schöfberger. Tritt ein Fehler auf, schlägt das System umgehend Alarm.

Digital Enterprise

Für Siemens wird die Anlage in Spitz zukünftig als internationale Referenzanlage für eine gelungene Digitalisierung im Lebensmittelbereich sein, so Schöfberger. Für Walter Scherb jun. ist der eingeschlagene Weg in jedem Fall der richtig: "Die Reise geht in Richtung datengetriebene Produktion." Was genau dadurch alles möglich sein wird, wisse man noch gar nicht. Zwar sei klar, dass etwa Predictive Maintainance oder Qualitätssicherung dabei sein werden. Doch welche Optimierungspotenziale sich durch die Analyse der Daten ergeben werden, werde sich erst weisen. Für den Moment geht Spitz in jedem Fall auf Nummer sicher: Die gesammelten Daten verbleiben vor Ort und werden auf den hauseigenen Servern verarbeitet. In Attnang-Puchheim entsteht so derzeit das erste "Digital Enterprise" des 21. Jahrhunderts im Lebensmittelbereich - aus einem traditionsreichen Likörhersteller des 19. Jahrhunderts.