Collegare SAP agli impianti produttivi
Qualsiasi azienda che desideri essere competitiva nel mercato odierno, deve essere in grado di adattare rapidamente e in modo flessibile la produzione alle attuali condizioni di mercato.
La domanda da porsi è: con i sistemi gestionali attuali, potranno le aziende affrontare la sfida di gestire una mole sempre più imponente di dati? Saranno in grado di estrarre valore da queste informazioni?
Cosa è SAP
Molto spesso si utilizza il termine SAP per riferirsi a diverse cose. Facciamo un pò di chiarezza.
SAP è il leader mondiale nel mercato ERP (Enterprise Resource Planning), prodotto dalla società tedesca SAP SE. Un ERP è un software utilizzato per gestire in maniera integrata tutte le risorse ed i processi di business di un’azienda, quali produzione, logistica, inventario, spedizione e contabilità, condividendo le informazioni in un unico database.
SAP R / 3 è l’ERP focalizzato sulle grandi aziende, mentre SAP Business One è orientato alle imprese medie e piccole.
HANA è una piattaforma sulla quale si basa il database di SAP che permette di elaborare una grande quantità di dati in tempo reale.
SAP si compone di diverse applicazioni chiamate moduli. Ogni modulo è rivolto ad una specifica area aziendale o ad una specifica funzionalità, ed è completamente integrabile con tutti gli altri.
Tutte le applicazioni sono basate sulla piattaforma SAP NetWeaver, che le integra e ne supporta l’evoluzione verso un’architettura orientata ai servizi (SOA).
SAP NetWeaver supporta Java 2 Enterprise Edition e ABAP.
ABAP è il linguaggio di programmazione proprietario di SAP. E’ un linguaggio che si caratterizza per essere governato da eventi, il che significa che sono gli eventi che determinano la sequenza di esecuzione del programma. ABAP non è un linguaggio con cui si possono creare file eseguibili, da eseguire su qualsiasi computer. I programmi sviluppati con ABAP sono eseguibili solo all’interno dell’ambiente SAP.
Integrare SAP e lo Shoop Floor
Tra i paradigmi di Industria 4.0 vi è la fabbrica totalmente connessa che prevede l’integrazione verticale tra gli impianti ed i sistemi gestionali.
L’idea di base è che un ordine del cliente arrivi direttamente alla macchina, da SAP al PLC e viceversa.
Infatti, collegando i sistemi ERP al campo, è possibile trasferire e ricevere dati rilevanti per la produzione con macchine, impianti e dispositivi collegati in rete (per esempio lettori barcode e stampanti).
Ciò, permette una gestione più efficiente, con la riduzione di: interventi manuali, possibilità di errore e utilizzo della carta.
Possibili ambiti applicativi sono:
- Acquisizione dei dati di processo in real time
- Download degli ordini e delle ricette di produzione nel database di produzione o direttamente nel PLC
- Dati di produzione: ordine di produzione, lotto, materiali, quantità, elenco ordini,
- Feedback sulla produzione da parte del PLC (Start produzione, produzione in corso, fine produzione, pezzi prodotti, pezzi scartati, ecc.)
- Richieste di posizione di immagazzinamento da parte del PLC
- Ordini e feedback automatici di prelievo/deposito da magazzino
- Rapporti sui consumi e rapporti quotidiani sullo stato dei materiali
- Collegamento dei contatori di energia
- Dati legati ai materiali: quantità, fornitore, componenti per ordine di produzione,ecc.
- Dati di manutenzione: elenco ordini di manutenzione, intervento completato, stato ordine di manutenzione, ecc.
Esistono due modi alternativi per la comunicazione tra gli impianti produttivi ed il sistema ERP: il primo, prevede l’utilizzo dei moduli SAP PCo e SAP MII, mentre il secondo, si realizza mediante connettori di terze parti, sviluppati con la focalizzazione sulle caratteristiche e le specificità del mondo OT di fabbrica.
I moduli SAP
La comunicazione tra i reparti di produzione e SAP è resa possibile mediante i moduli SAP PCo e SAP MII.
SAP MII (Manufaturing Integration and Intelligence), è una piattaforma basata su NetWeaver che supporta Java, e funge da interfaccia centrale delle informazioni da e verso SAP ERP.
Rende visibile in real time tutte le informazioni di produzione tra le quali ordini, materiali, quantità, costi e qualità dei prodotti.
SAP PCo (Plant Connectivity) rappresenta l’infrastruttura di comunicazione per lo scambio dei dati tra le line di produzione e SAP ERP, mediante la piattaforma SAP MII. Pertanto rappresenta l’interfaccia di SAP MII verso l’OT e supporta gli standard OPC e OLE DB.
I connettori OT
Il connettore OT, verso SAP, ha un’integrazione certificata con SAP NetWeaver ed utilizza le funzioni native di SAP per comunicare.
In ambito Manufacturing, il connettore OT è implementato in stretto allineamento con vari moduli di SAP tra i quali PP (Pianificazione della produzione e controllo), PP-PI (Pianificazione della produzione – Industrie di processo), PM (Manutenzione degli impianti e gestione dei servizi), QM (Gestione della qualità) e EWM (Esteso Gestione del magazzino).
La connessione viene effettuata dal lato della produzione tramite il database o tramite OPC direttamente ai PLC, sul lato SAP tramite interfacce standard RFC, BAPI e IDoc.
La comunicazione tra SAP ed il PLC avviene in modo sincrono tramite RFC E BAPI, e asincrono tramite IDocs.
L’interfacciamento con RFC è la modalità standard per far comunicare SAP con sistemi non-SAP.
RFC è una chiamata remota fatta da un client RFC verso un server RFC sul quale viene eseguita la funzione. La chiamata ad una funzione RFC è sincrona, quindi idonea per tutte le situazioni in cui si necessita di dati e di informazioni di produzione in real time.
“BAPI” è l’acronimo di Business Application Programming Interface (Programming-Interface for Business Applications) ed è anche il primo approccio orientato agli oggetti nel mondo SAP.
Le BAPI durano a lungo in molte versioni e offrono quindi un certo grado di sicurezza dell’implementazione. Inoltre, possono essere sviluppati dal cliente stesso e richiamati molto facilmente.
Il formato dati IDoc viene utilizzato per il trasferimento di dati asincrono. Gli IDoc sono documenti strutturati utilizzati per inviare e ricevere dati basati su transazioni da e verso il sistema SAP.
Oltre a RFC, BAPI e IDoc, è possibile anche la comunicazione mediante Web Services Rest and Soap. SOAP e Rest si basano su tecnologia web e le funzioni sono chiamate utilizzando il protocollo HTTP.
Le differenze tra i moduli SAP e i connettori OT
Sebbene SAP metta a disposizione dei moduli per la comunicazione con il mondo produttivo, i tempi del progetto e i costi di licenza e di sviluppo sono nettamente superiori, in quanto risulta essere molto più complesso lo sviluppo all’interno dei modulo SAP MII e la configurazione del modulo Pco.
Al contrario, il connettore OT, sviluppato in modo nativo per fare comunicare macchine ed impianti, richiamando le funzioni originarie in SAP, rende il progetto snello e di facile implementazione.
Il grosso vantaggio è rappresentato dal flusso sincrono delle informazioni, per cui il dato cambia in produzione e automaticamente le informazioni vengono inviate al sistema ERP SAP e viceversa.
Esempi di applicazione c0n i connettori OT
Controllo del flusso di produzione tramite la chiamata diretta RFC
In un processo di produzione, i sistemi di automazione devono controllare il prodotto in molti punti. Si rendono necessarie: approvazioni, dati di qualità, capacità di magazzino, occupazione della linea, ecc. Per avere questi dati, il rispettivo dispositivo di automazione deve interrogare il sistema ERP che ha tutte le informazioni necessarie.
Con il connettore OT, la connessione con SAP diventa possibile. Un PLC può utilizzarlo per attivare una chiamata di funzione RFC sincrona in SAP, passando i valori di input e ricevendo come feedback i comandi necessari per controllare il processo. L’esecuzione della chiamata RFC sincrona rende subito disponibile il dato ed il Plc è in grado di reagire e controllare immediatamente il flusso di produzione.
Conferme di produzione tramite IDoc a SAP
In produzione, vengono generati molti dati richiesti nel sistema SAP per eseguire la pianificazione della produzione. Le informazioni di produzione riguardano dati su prodotti finiti, materie prime, imballaggi, consumo di risorse e stati della macchina.
È possibile utilizzare questi dati per pianificare gli acquisti di materie prime, aggiornare le scorte di magazzino e pianificare la manutenzione della macchina. La trasmissione automatica dei dati dalle macchine al sistema SAP fa risparmiare tempo, evita l’inserimento manuale dei dati e garantisce dati più precisi e aggiornati. Tali informazioni possono essere inviate come messaggi IDocs a SAP. Un IDoc è un pacchetto di messaggi che viene elaborato in modo asincrono.
Il processo di produzione, quindi, non dipende dall’elaborazione di questi dati da parte di SAP. In SAP, gli IDoc vengono bufferizzati in una coda ed elaborati progressivamente. Anche determinate informazioni possono essere comunicate con messaggi IDocs da SAP alla produzione. Per esempio, i dati anagrafici delle materie prime o gli ordini di produzione possono essere inviati come IDocs da SAP al connettore OT, il quale li elabora uno dopo l’altro e li trasferisce ai sistemi di destinazione, ad esempio al database di produzione o al Plc.
Creare valore con il flusso delle informazioni
Il vero valore per l’azienda si ottiene non solo quando i dati sono utilizzati per migliorare le attività legate alle modalità di produzione, ma anche quando le informazioni sono analizzate per fornire al Management gli indicatori utili a prendere decisioni tempestive e informate.
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