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Die SAP Digital Manufacturing Cloud (DMC)

Welche Potenziale bietet SAP DMC als MES?

Im Herbst 2020 senkte SAP die Prognose für das laufende Geschäftsjahr, der Kurs der SAP-Aktie gab in der Folge deutlich nach. Gleichzeitig überraschte SAP-CEO Christian Klein mit einem Strategie-Update: Der Umstieg auf die Cloud solle weiter forciert werden, der Umsatz mit dem Cloud-Business solle sich bis 2025 verdreifachen. Anfang 2021 folgte dann eine erste Maßnahme. Das Programm „Rise with SAP“ soll Unternehmen beim Wechsel in die Cloud unterstützen.

Dass Cloud-Lösungen einen immer höheren Stellenwert bei SAP einnehmen und irgendwann On-Premises-Systeme vollständig ablösen sollen, wird schon seit Jahren aus der Walldorfer-Konzernzentrale so kommuniziert. Viele der in den vergangenen Jahren akquirierten Unternehmen brachten Cloud-Anwendungen ein: von SuccessFactors (2011) über Ariba (2012) bis Fieldglass und Concur (beide 2014). Und auch eigene Software wurde immer häufiger für die Cloud entwickelt. So auch die SAP Digital Manufacturing Cloud (SAP DMC), die 2019 gelauncht wurde.

SAP selbst versteht die Digital Manufacturing Cloud als vollwertiges Manufacturing Execution System (MES), das auch Analytics- und Planungsfunktionen bereithält. Und darüber hinaus die typischen Cloud-Vorteile bietet: OPEX statt CAPEX, hohe Skalierbarkeit, Standortunabhängigkeit, geringer Aufwand für die IT-Abteilung. Grundsätzlich trifft das gewiss zu. Allerdings lohnt sich ein etwas differenzierterer Blick, um das Potenzial der SAP DMC richtig einzuschätzen.

SAP Manufacturing Execution (SAP ME): Pate für SAP DMC

Technologisch Pate gestanden hat für die Digital Manufacturing Cloud die On-Premises-Software SAP Manufacturing Execution (SAP ME). SAP ME wiederum ist das Ergebnis einer Akquise von 2008. Damals hatte SAP das amerikanische Unternehmen Visiprise gekauft, das bis dahin vor allem am heimischen Markt bekannt war – und zwar für ein umfassendes MES, das sich durch einen Guided-Manufacturing-Ansatz, die Unterstützung von regelbasierten dynamischen Fertigungsabläufen und einen Tracking-and-Tracing-Fokus auszeichnete. Die komplexe Einzelstückfertigung bildete die DNA des MES. Die serienorientierte Fertigung mit zusammenhängenden Losgrößen oder das Management von Chargen war dagegen nicht unbedingt eine Stärke. Diese Grundausrichtung der Visiprise-Software setzt sich bis heute fort.

Der Ursprung ist außerdem der Grund dafür, dass bei SAP Manufacturing Execution Daten und Strukturen individuell, also unabhängig von der ERP-Philosophie von SAP definiert, und entsprechend pro Instanz in einer lokalen Datenbank abgelegt sind. So fungiert SAP ME im Prinzip autark und lokal pro Produktionsstandort. Für das Zusammenspiel mit SAP ERP oder SAP S/4HANA und um durchgängige Geschäftsprozesse zu realisieren, hat das entsprechende Konsequenzen. Damit überhaupt ein Austausch zwischen SAP ME auf der einen Seite und SAP ERP beziehungsweise SAP S/4HANA auf der anderen Seite stattfinden kann, bedarf es nicht nur eines „Datentransfers“, sondern auch einer „Datenübersetzung“. Dadurch wird ein komplexes Handling von Schnittstellen erforderlich, für das SAP eine weitere Lösung bereitstellt: SAP Manufacturing Integration and Intelligence (SAP MII).

SAP Manufacturing Integration and Intelligence (SAP MII): Unverzichtbarer Übersetzer

Auch SAP MII folgte aus einer Akquise. Schon 2005 hatte SAP das amerikanische Unternehmen Lighthammer übernommen und damit eine Plattform erworben, die auf die Verarbeitung und den Austausch von Produktionsdaten spezialisiert war – die Software konnte hervorragend mit typischen Shopfloor-Datenquellen wie SPS- oder Historian-Technology-Komponenten kommunizieren. Außerdem war sie in der Lage, Daten aus der Produktion webbasiert zu visualisieren. Damit war die Plattform eigentlich ein Tool-Set, mit dem sich individuelle Anforderungen im Connectivity-Umfeld und bei der Visualisierung realisieren ließen. SAP-Anwender haben dies anfangs missverstanden und SAP MII als Lösung eingeordnet, welche die Prozesse in der Produktion abbilden sollte – nicht wenige sogar als echtes Manufacturing Execution System. SAP war mit seiner Kommunikation an diesem Missverständnis sicher nicht ganz unbeteiligt, änderte aber im Laufe der Zeit und nach einiger Kritik den Kurs: Heute dient SAP MII in erster Linie als zentrale Schnittstelle zwischen SAP ME und SAP ERP beziehungsweise SAP S/4HANA. Dass sich die Lösung zusätzlich auch für die Visualisierung bestimmter Reports oder zur logischen Weiterverarbeitung von Shopfloor-Daten verwenden lässt, tritt zunehmen in den Hintergrund.

Zu der von Lighthammer übernommen Software gehörte auch eine kleine Komponente, die von SAP den Namen SAP Plant Connectivity (SAP PCo) erhielt und Teil von SAP MII wurde – der separat zu installieren ist und autark funktioniert. Zuständig ist das Tool für die Konnektivität zu den typischen Datenquellen und Datensenken im Shopfloor. Das bekannteste Beispiel ist in diesem Zusammenhang wohl die Fähigkeit, über das Standardprotokoll OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) mit entsprechenden Instanzen kommunizieren zu können. Während SAP PCo zu Beginn ausschließlich in der Lage war, die im Shopfloor gesammelten Daten an SAP MII zu übergeben, wurde die Komponente nach und nach geöffnet, sodass sie direkt mit SAP ME und seit einiger Zeit auch völlig autonom eingesetzt werden kann. So lässt sich beispielsweise die Produktionsebene direkt an SAP ERP beziehungsweise SAP S/4HANA oder auch an SAP Extended Warehouse Management (SAP EWM) anbinden. Außerdem können Daten von der Maschinen- und Anlagenebene auch direkt in die Cloud gebracht werden.

Sehr interessant und wichtig zu wissen: SAP PCo ist für Unternehmen, die SAP ERP im Einsatz haben, bisher kostenlos zu nutzen. Unter SAP S/4HANA besteht dagegen eine Lizenzierungspflicht. Das betrifft offenbar nicht nur Neukunden, sondern auch Unternehmen, die von SAP ERP auf SAP S/4HANA wechseln.

SAP Digital Manufacturing Cloud: MES-System mit Analytics-Funktionen?!

Zurück zur SAP Digital Manufacturing Cloud. Die Lösung lässt sich tatsächlich als Cloud-Pendant zur On-Prem-Lösung SAP ME verstehen – jedenfalls bezogen auf den einen Teil, der als Manufacturing Execution bezeichnet wird. So sind die prozessuale Ausrichtung und die Kernfunktionen mit SAP ME vergleichbar, wobei der Funktionsumfang bei der SAP DMC geringer und weniger ausdifferenziert ist. Dafür werden zusätzliche Bereiche abgedeckt: Mit „Resource Orchestration“ lassen sich Planungsaufgaben erledigen, etwa eine Auftragsreihenfolgeplanung. Mit dem „Labor Managament“ wird die Personaleinsatzplanung durchgeführt. Darüber hinaus bietet die Cloud-Lösung neben Manufacturing Execution einen zweiten Teil: Manufacturing Insights stellt eine Reihe von Analytics-Features bereit, mit denen Unternehmen wertvolle Erkenntnisse aus den Produktionsdaten gewinnen können sollen.

SAP positioniert die Digital Manufacturing Cloud also zumindest perspektivisch als eigenständiges MES. Aktuell ergeben sich in der Praxis noch einige Einschränkungen und Herausforderungen: Die noch nicht sehr umfassende Funktionalität wird vom Umstand flankiert, dass die SAP DMC als Cloud-Lösung naturgemäß nur wenige technische Möglichkeiten bietet, Individualisierungen oder Anpassungen vorzunehmen, um auf die spezifischen Anforderungen der Produktionsprozesse einzugehen.

Noch deutlich schwieriger lassen sich momentan Fragen zur Integration klären. Die Möglichkeiten zum Austausch von Daten und Objekten mit SAP ERP und SAP S/4HANA ist eher schlank gehalten. Damit stellt sich die Frage, wie die zunehmend komplexen Anforderungen an eine durchgehende Prozessdigitalisierung erfüllt werden können. Das gilt umso mehr, wenn auf eine Anbindung der Assets im Shopfloor nicht verzichtet werden soll – wenn also beispielsweise der Produktionszustand und -fortschritt durch eine typische Maschinendatenerfassung automatisiert verarbeitet werden muss. Hierfür sieht SAP wieder den Einsatz von SAP PCo vor. Die Gesamtintegration würde also bei SAP ERP oder SAP S/4HANA beginnen, über die Cloud-Lösung zur lokalen PCo-Instanz führen, um von dort auf die Automatisierungsebene zu gelangen. Den umgekehrten Weg müssten relevante Ist-Daten nehmen, um wahlweise auf der Digital Manufacturing Cloud verarbeitet zu werden oder bis an SAP ERP beziehungsweise SAP S/4HANA übermittelt zu werden.

Mit SAP DMC EDGE zum hybriden MES: Hybrid Digital Manufacturing Landscape

Weil die SAP DMC eine Cloud-Lösung ist, kann es beim Austausch mit einem Produktionsstandort zu Latenzen kommen. Zudem lassen sich auch Downtimes bei der WLAN-Verbindung nicht ausschließen. Gerade bei einer durchgängigen Kommunikation entlang der Automatisierungspyramide (oder des Automatisierungsnetzwerks) bis zu den Assets im Shopfloor kann das problematisch werden. Denn stoppt der Datenaustausch, stoppt unter Umständen auch die Fertigung. Um dem vorzubeugen, bietet SAP als Ergänzung zur SAP DMC eine Appliance mit Namen SAP DMC EDGE an. Der EDGE-Server, eine Kombination aus proprietärer Hard- und Software, spiegelt vor Ort die Funktionen und Daten aus der Cloud und synchronisiert die Digital Manufacturing Cloud mit aktuellen Ständen aus der Produktion. Das ließe sich interpretieren als intelligente Zusammenführung der Stärken aus Cloud- und On-Premises-Welt.

Mit der Bezeichnung „Hybrid Digital Manufacturing Landscape“ beschreibt SAP die Möglichkeit, dass Anwender alle On-Prem- und Cloud-Lösungen von SAP für den Manufacturing-Bereich in einem beliebigen Mix und an verschiedenen Produktionsstandorten einsetzen können sollen. Manche Werke nutzen dann vielleicht vor Ort SAP ME, andere nur die SAP DMC und wieder andere die SAP DMC in Kombination mit DMC EDGE. Zusätzlich und je nach Bedarf können dann noch SAP PCo oder gar SAP MII hinzukommen.

Produzierende Unternehmen, die vor der Herausforderung stehen, ihrer Prozesse durchgängig zu digitalisieren, werden die Vielfalt an Technologien und Lösungen von SAP anhand einer Reihe von Kriterien beurteilen. Neben der Funktionalität gehören dazu gewiss auch Komplexität, Flexibilität, Agilität. Und schließlich auch – ganz altmodisch – die Total Cost of Ownership (TCO). Völlig egal ob OPEX oder CAPEX…

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