Wenn Brauereien mit der sich ständig ändernden Wertschöpfungskette Schritt halten wollen, brauchen sie neben Prozessmodellen und IT-Tools vor allem umfassende Prozess- und Anlageninformationen. Denn eine effiziente Betriebsführung erfordert aktuelle und sinnvoll aufbereitete Daten, die einen Blick auf die ganze Produktion ermöglichen. Erreichen lässt sich dieser mit durchgängigen Manufacturing Execution Systems (MES). Mit ihnen können die erforderlichen Daten aus allen Dateninseln der Produktion zusammengeführt und gemeinsam ausgewertet werden.
Winfried Baginsky
Weltweit werden pro Jahr über 1,55 Mrd. hl Bier gebraut. Dabei produzieren nach Angaben des aktuellen Barth-Berichtes mittlerweile die Top 40 der Braukonzerne mehr als 85 % des gebrauten Bieres. Doch reines Wachstum allein genügt nicht mehr, Investitionen müssen auch rentabel sein. Dabei versucht man, Synergien zu nutzen, Kosten im Produktionsprozess zu reduzieren und neue Technologien zur Qualitätssicherung und -verbesserung einzusetzen. Dies setzt sowohl eine gute Logistik des Waren- und Materialflusses mit integrierter Lieferantenrückverfolgung als auch eine flexible Anlagenplanung, eine bessere Prognoseerstellung und eine dynamische Lagerbestandsverwaltung voraus. Generell gilt für die Branche: Nicht mehr nur mehr und schneller, sondern vor allem flexibler zu produzieren. Dieser Trend wird unterstützt durch ein verändertes Verbraucherverhalten: Immer mehr Bier wird zu Hause getrunken. Dies vergrößert einerseits die Marktstellung der Supermärkte und bedingt andererseits auch immer breitere Produktpaletten von qualitativ hochwertigen Waren, mit denen sich die weltweit operierenden Konzerne genauso vom Wettbewerb absetzen wollen wie die regional agierenden Brauspezialisten.
Biere mit gleichmäßiger Qualität
Auf den Braumeistern lastet jetzt der Druck, jederzeit Biere mit gleichmäßiger Qualität bei ständig schwankenden Eigenschaften der natürlichen Rohstoffe Hopfen und Braugerste und kaum vorhersehbaren saisonalen und witterungsbedingten Schwankungen des Absatzes zu brauen. Gleichzeitig nimmt wegen des vergrößerten Vertriebsweges – unter Umständen Export in 50 und mehr Länder – auch die Anzahl der hygienischen Vorschriften zu. Das bedeutet auch höchste Flexibilität beim Abfüllen in Gebinde mit unterschiedlichsten Füllmengen sowie bei Verpackungen und Konfektionierungen. Und nicht zuletzt schreiben neue EU-Richtlinien wie die EN 178/2002 zum Verbraucherschutz die vollständige Rückverfolgbarkeit der Produkte – von der Flasche bis zur Braugerste – vor.
Sinnvoll aufbereitete Daten
Wenn die Unternehmen mit dieser sich ständig verändernden Wertschöpfungskette Schritt halten wollen, brauchen sie neben Prozessmodellen und IT-Tools vor allem umfassende Informationen aus Prozess und Anlagen. Denn eine effiziente Betriebsführung erfordert aktuelle und vor allem sinnvoll aufbereitete Daten, die einen Blick auf die ganze Produktion ermöglichen. Doch bislang war die in Brauereien eingesetzte Informationstechnologie geprägt von in sich optimierten Insellösungen. Die gewachsenen und in sich optimierten Automatisierungsinseln von Sudhaus, Gär- und Lagerkeller, Filtration, Abfüllung und Verpackung gestatten keine zentrale Datenerfassung und damit kein automatisches Berichtswesen. Funktionslücken oder -überlappungen der verschiedenen Applikationen behindern den Datenaustausch und verursachen hohe Betreuungskosten. Zusätzlich benötigte Daten lassen sich häufig nur per Hand zusammengetragen oder müssen noch einmal eingegeben werden.
Mit durchgängigen MES können die erforderlichen Daten aus allen Dateninseln der Produktion zusammengeführt und gemeinsam ausgewertet werden. Die MES-Ebene wird zur Datendrehscheibe zwischen mehreren wichtigen Funktionsbereichen in der Industrie. Sie kontrolliert und steuert komplexe Abläufe vom Wareneingang über die Produktionsplanung bis hin zur Rezeptverwaltung. Simatic IT erlaubt durch Bereitstellung von Cross-Industry und getränkespezifischen Bibliotheken eine wirtschaftliche Realisierung kundenspezifischer MES-Lösungen. So umfasst beispielsweise eine speziell auf die Belange von Getränkeabfüllbetrieben zugeschnittene Bibliothek alle wesentlichen im Abfüllbereich benötigten Funktionalitäten. Die Bedienoberflächen und Auswertungen sind webbasiert und stehen somit jedem Nutzer des Systems zeitnah zur Verfügung. Der Bediener kann für die Auswertungen zwischen Charts, grafischen und tabellarischen Tages-, Wochen-, Monats und Jahresübersichten, Trend- und Detailverläufen, etc. wählen. Die automatische Datenerfassung – basierend auf der Weihenstephaner Standardschnittstelle – liefert von der Produktions- über die Leit- bis in die Managementebene absolut zuverlässige Informationen. Darüber hinaus minimiert diese vertikale Datenintegration die Reaktionszeiten auf Trends in der laufenden Produktion. Das Management erhält so in Echtzeit vom System die aufbereiteten Daten über Betriebszustände, Fehlfunktionen und Produktionsdaten. Für eine vollständig durchgängige Datenintegration stellt Simatic IT auch Schnittstellen zu ERP-Systemen wie SAP R/3 zur Verfügung. Damit können auch Disposition, Wareneinkauf, Logistik und Rechnungswesen direkt von den aktuellen Produktionsdaten profitieren.
Globalplayer setzen auf MES
Bei Guinness und Pilsner Urquell installierte Siemens MES-Lösungen für das Produktionsdatenmanagement. Die Systeme wurden über OPC-Schnittstellen an die vorhandene Automatisierungs- und Prozessleittechnik der verschiedenen Gewerke angeschlossen. Sie haben so direkten Zugriff auf alle wichtigen Information entlang des gesamten Produktionsprozesses. Herzstück ist jeweils eine Echtzeitdatenbank, auf die alle Mitarbeiter der Brauerei zugreifen können. Diese Datenbank erhält zyklisch alle zwei bis zehn Sekunden mehr als 10 000 Daten aus dem Prozess. Das System analysiert alle Prozessinformationen und stellt sie zielgruppenspezifisch auf einer einheitlichen Bedienoberfläche dar. Produktionskennzahlen – so genannte Key Performance Indicators (KPI) – geben Bedienern und Management die Möglichkeit einer detaillierten Prozessanalyse, erlauben ein effizienteres Produktionsmanagement und eine durchgängige Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette.
Integraler Bestandteil des MES ist ein Production Order Management System, das die Produktionsaufträge vom übergeordneten SAP R/3 erhält und deren Fertigstellung auch dorthin wieder zurückmeldet. In der Batch-Datenbank sind detaillierte Informationen zu jedem Sud, seiner Weiterverarbeitung etc. abrufbereit, mit denen sich die Chargen optimal modellieren lassen. Ein entsprechendes Chargendaten-Management stellt entsprechende Rezepturen und Spezifikationen bereit und bildet die Basis für die Rückverfolgbarkeit.
Weltweiter Roll-out bei InBev
Mit einem Produktionsvolumen von knapp 200 Mrd. Hektolitern und Produktionsstätten in mehr als 30 Ländern ist InBev der größte Brauereikonzern der Welt. Schon 1997 installierte Siemens das Laboratory Information Management System Simatic IT Unilab in sieben belgischen und niederländischen Brauereien. Im Jahr 2001 wurden weitere zehn Systeme bei der kanadischen Tochtergesellschaft Labatt installiert. Nach der Übernahme von zahlreichen Brauereien in Zentraleuropa, Russland und der Ukraine wollte InBev Simatic IT Unilab in weiteren 25 Anlagen einführen. Die dabei von InBev verfolgte Unternehmensstrategie basiert darauf, die Niederlassungen vor Ort durch Einführung und Umsetzung von unternehmensspezifischen SOPs (Standardbetriebsverfahren) zu stärken. Dieser Ansatz sollte sich so direkt auf die Gesamtstrategie zur Qualitätssicherung und auf die Verwaltung der Produktspezifikationen auswirken. InBev suchte deshalb nach einer Standardsoftware, die alle SOPs zur Verfügung stellt, die qualitätsbezogene Berichterstellung zentralisiert, die Prozesse in den Labors harmonisiert und den Schutz der Marke sichert. Darüber sollte das Labor Informations Management System standardisiert eingeführt werden, einen standardisierten Ansatz für das Datenhandling besitzen und bessere Auditmöglichkeiten für die Qualitätskontrolle bieten. Die Wahl fiel auf Simatic IT Unilab, das sämtliche Qualitätsdaten, angefangen bei der Rohstoffannahme und dem Sudhaus über Gär-, Lager- und Filterkeller sowie Drucktankkeller bis hin zur Abfüllung verwaltet und ein zentrales Datenbankkonzept mit vordefinierten Schemata nutzt. Die gesamte Lims-Lösung wurde mithilfe eines ASP-Modells eingerichtet, d.h. den verschiedenen Standorten steht eine zentral verwaltete und einheitliche Simatic IT-Unilab-Anwendung zur Verfügung. Im Februar 2004 konnte in Rumänien die Pilotanlage erfolgreich in Betrieb genommen werden. Weitere fünf Anlagen in Rumänien und Bulgarien wurden im Verlauf des Jahres 2004 an das System angeschlossen. Mit der Unterstützung für lokale Sprachen (kyrillisch) und neuen Geräteanschlüssen folgt die weitere Einführung des Systems in Serbien, Montenegro, Kroatien und Bosnien-Herzegowina.
dei 400
MES-Funktionen für die Getränkeindustrie
Guinness
Pilsner Urquell
InBev
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