Prozessoptimierung Digital Manufacturing Platform: Fit für die digitale Zukunft

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Die digitale Reise, die zur heutigen „Digital Manufacturing Platform“ von ZF (DMP) führte, startete vor rund vier Jahren. Deren elementare Herausforderung war die heterogene Lösungslandschaft in den Werken des Konzerns mit Daten- und Applikationssilos. Wesentliches Ziel war unter anderem, ein technisches und organisatorisches Fundament für alle ZF-Werke zu schaffen, um Daten zu integrieren und neue Funktionen bereitzustellen.

Mit der zentralen Initiative „Digital Manufacturing Platform“ hat ZF die Basis für eine grundlegende Optimierung aller Prozesse in den Werken geschaffen. In enger Kooperation mit den Partnerunternehmen Microsoft und PwC hat das DMP-Team in nur neun Monaten auf Basis von Microsoft Azure im niedersächsischen Pilotwerk Diepholz die Kernfunktionen der Plattform realisiert. Es entstanden eine Produktorganisation und ein Onboarding-Programm.

Neben Akzeptanz der Lösung zahlreiche Einspareffekte

Seitdem entwickelt ZF die Plattform kontinuierlich funktional und technisch weiter. Parallel dazu binden wir die annähernd 200 Produktionswerke des Konzerns schrittweise an die Plattform an. Wir stellen den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in den Werken kontinuierlich weitere Funktionen zur Verfügung und optimieren die Prozesse nachhaltig. Aktuell hat ZF über 40 Werke mit über 5.000 Maschinen angebunden, zwölf Anwendungen ausgerollt und verbucht neben Akzeptanz der Lösung zahlreiche Einspareffekte.

Wie hat es ZF geschafft, die jeweiligen Divisionen des Konzerns und deren einzelne Werke auf die gemeinsame Transformationsreise einzuschwingen? Durch eine enorme Prozessgeschwindigkeit. Erste Anwendungen für Maschinentransparenz und OEE-Management hat das DMP-Team sehr früh bereitgestellt. Kontinuierlich erweiterte Angebote mit umfassenden und präzise aufeinander abgestimmten Schulungs- und Kommunikationspaketen haben einen nachhaltigen Pull-Effekt bewirkt, der durch einige digitale Leitwerke im Konzern begann.

Digital Manufacturing Platform: Hierarchische Strukturen und Wasserfallprozesse aufbrechen

Neben dem Aufbau der Plattform und deren Anwendungen ist auch die Organisation hinter der Plattform relevant. ZF hat hierfür eine agile Produktorganisation, bestehend aus Mitarbeitern des zentralen Produktionsmanagements und unterschiedlichen IT-Abteilungen, aufgebaut. Hier galt es, die in einem Großkonzern etablierten hierarchischen Strukturen und Wasserfallprozesse aufzubrechen und nach dem Motto „Produkt vor Linie“ in agilen Teams miteinander zu arbeiten. Produktmanagementprozesse mussten gestärkt, Cloud-Entwicklungsstandards gelernt werden.

Funktionale Details beschreiben und priorisieren

Die Arbeitsweise basiert auf dem Scaled Agile Framework (SAFe). Gemeinsam mit den für die Digitalisierung der Produktion zuständig Business Ownern der ZF- Divisionen wird das Gesamtportfolio priorisiert. In vier so genannten „Agile Release Trains” werden mit divisionalen Prozessexperten die funktionalen Details beschrieben und anhand der WSJF-Bewertungsmethode (Weighted Shortest Job First) priorisiert. An jedem Anwendungsfall arbeitet jeweils ein Team mit Prozessexperten und Product Owner. In jedem weiteren Quartal wird die nächste Tranche des priorisierten Portfolios angegangen, bestehend aus generellen Verbesserungspotenzialen, kontinuierlicher funktionaler Erweiterung der Lösungen und neuen Anwendungsfällen.

Alle zwei Wochen erhalten die beteiligten ZF-Werke aktualisierte Release-Pakete. Diese enthalten sowohl technische Verbesserungen als auch neue Funktionen, bis hin zu neuen Applikationen. Dabei hat ZF eine Release-Strategie entwickelt, die sukzessive die Updates weltweit ausgerollt – aufgrund durchgängiger Automatisierung mit Cloud-Technologie quasi auf Knopfdruck. Über entsprechende Meilensteine bei den jeweiligen Releases wird sichergestellt, dass sich potenzielle Softwarefehler nicht auf alle Werke auswirken.

Mit Digital Manufacturing Platform im internationalen Wettbewerb zu vorderen Plätzen

Der Zeitplan, bis das ambitionierte Projekt konzernweit komplett realisiert ist, ist sportlich: Bis 2026 sollen ausnahmslos alle Werke an die Plattform angebunden sein. Dieses soll zu signifikanten Verbesserungen bei Prozessen und der Verfügbarkeit von Daten führen. Primäres Ziel ist, mit der DMP im internationalen Wettbewerb einen der vorderen Plätze einzunehmen. Denn das System grenzt sich maßgeblich zu anderen Lösungen ab.

Der wesentliche Differenzierungsfaktor ist die durchgängige Datenplattform. Stammdaten, ERP-Synchronisation und Maschinendaten werden zentral verwaltet und stehen allen Lösungen auf der Plattform zur Verfügung. Dies ermöglicht eine funktionsübergreifende Applikationsentwicklung und Benutzererfahrung - Produktionsdaten können so auf dem Andonboard angezeigt werden, in eigenen Reports analysiert und im Shopfloor Management gemeinsam diskutiert werden. Weitere Systeme können bei Bedarf über entsprechende Schnittstellen bidirektional angebunden werden.

Konnektoren problemlos an die Digital Manufacturing Platform anbinden

Zum anderen liegt der Fokus auf Self-Service-Enablement. Dies ermöglicht den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in den ZF-Werken, ohne zusätzliche IT-Unterstützung digitale Lösungen zu nutzen. Über umfassende Konnektoren werden die Maschinen problemlos an die Plattform angebunden und die Daten in den standardisierten, individuell konfigurierbaren Lösungen genutzt. Mit der Computer Vision Toolbox (CVT) bringt ZF nun den ersten AI-basierten Anwendungsfall für optische Qualitätsinspektion skalierbar über die DMP in die Werke.

Die Befähigung von IT-affinen Produktionsmitarbeitern in den Werken, die sogenannten Citizen Developer, steht ebenfalls an oberer Stelle. Diese werden durch diverse Self-Service-Daten-Schnittstellen (API’s) und Einbindung individueller Lösungen unterstützt, sowie im Rahmen der ZF-DMP-Academy von klassischen Anleitungen bis hin zu speziellen Trainings geschult. Der Vorteil für ZF liegt auf der Hand: Die Mitarbeiter in den Werken nutzen ihre Prozessexpertise und realisieren ihre lokalen Bedarfe durch Citizen-Development-Tools wie zum Beispiel die Microsoft Power Plattform. Über Expertengruppen tauschen sie untereinander Problemlösungsszenarien aus.

DMP-Funktionen auf das Smartphone bringen

Funktional wird ZF nun zunehmend Drittanbieterlösungen in die DMP integrieren, um den Werken noch schneller Lösungen zur Verfügung zu stellen. Aktuell arbeitet das ZF-Team an der Integration einer Lösung, die den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern DMP-Funktionen auf das eigene Smartphone bringt und diese flexibel und mobil in die Schichtplanung einbezieht. Außerdem werden kontinuierlich MES-Funktionalitäten wie beispielsweise Traceability integriert, um ältere Manufacturing-Execution Systeme (MES) in den Werken sukzessive zu ersetzen.

Über die Integration in die strategischen Produktionssysteme von ZF, erweitert um MES und bestimmte Fähigkeiten im Kontext mit Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) wird die Plattform zudem sukzessive zum Datenhub für den Digital Twin bei ZF. Auf der Reise der Smart Factory Transformation hin zu den Attributen „Safe – Lean – Green – Digital“ hat ZF wichtige grundlegende Meilensteine genommen und schreitet hier kontinuierlich voran.« tb

Der Autor Joachim Sprinz ist Program and Solution Manager der Digital Manufacturing Platform in der ZF Group.