Digitale Workflows in der Fertigung: Von Papier zu Echtzeit

Was ist ein Digital Workflow?

Ein Digital Workflow (digitaler Arbeitsablauf) ist eine Abfolge von Prozessschritten, die softwaregestützt ausgelöst, ausgeführt und dokumentiert wird. In der Fertigung bedeutet das: Informationen fließen automatisch von der Maschine über das MES bis zur Entscheidung, ohne dass jemand ein Formular ausfüllt, eine Liste weitergibt oder eine Zahl von einem System in ein anderes abtippt.

Der Begriff ist breit. Im Bürokontext meint "Digital Workflow" oft Genehmigungsprozesse, Rechnungsfreigaben oder Dokumentenmanagement. In der Fertigung meint er etwas Konkreteres: Die Ablösung papierbasierter Abläufe auf dem Shopfloor durch automatische Datenerfassung, digitale Rückmeldung und regelbasierte Benachrichtigung.

Das klingt selbstverständlich. Ist es nicht. In vielen Fertigungen werden Stillstände heute noch auf Papier notiert, Stückzahlen am Schichtende in Excel übertragen, Schichtübergaben mündlich durchgeführt und Qualitätsprobleme per Telefon eskaliert. Jeder dieser Schritte ist ein Medienbruch: Information geht verloren, wird verzögert oder verfälscht. Digitale Workflows eliminieren diese Medienbrüche.

Papier vs. Digital: Wie sich Fertigungsabläufe verändern

Der Unterschied zwischen einem papierbasierten und einem digitalen Workflow wird am besten an einem konkreten Ablauf sichtbar. Das Beispiel: Ein ungeplanter Stillstand an einer Produktionsmaschine.

Der Unterschied ist nicht nur Geschwindigkeit. Es ist Vollständigkeit. Im papierbasierten Ablauf werden Mikrostillstände systematisch nicht erfasst, Ursachen aus dem Gedächtnis rekonstruiert und Daten mit 24 Stunden Verzögerung verfügbar. Im digitalen Workflow sind alle Daten vollständig, zeitnah und konsistent. Das ist die Grundlage für Entscheidungen, die auf Fakten basieren statt auf Schätzungen.

Typische digitale Workflows in der Fertigung

Nicht jeder Workflow auf dem Shopfloor muss digitalisiert werden. Aber es gibt eine Handvoll Abläufe, bei denen die Digitalisierung den größten Effekt hat:

1. Stillstandserfassung und Ursachenqualifizierung. Der Workflow mit dem größten Hebeleffekt. Automatische Erfassung von Stillstandsbeginn und -ende über das Maschinensignal. Manuelle Ursachenqualifizierung durch den Bediener am Terminal. Automatische Eskalation bei Überschreitung definierter Schwellen. Ergebnis: Vollständige Stillstandsdaten als Basis für OEE-Berechnung und Verbesserungsmaßnahmen.

2. Auftragsrückmeldung. Der Fertigungsauftrag wird aus dem ERP an das MES übergeben. Während der Produktion erfasst das MES automatisch Stückzahlen, Zeiten und Maschinenzuordnungen. Am Ende des Auftrags fließen die Rückmeldedaten zurück ins ERP. Ohne manuelles Abtippen. Bei Schmiedetechnik Plettenberg wurde genau dieser Workflow digitalisiert: "Sobald ein Fertigungsauftrag im ERP freigegeben wird, stehen alle relevanten Arbeitsgänge, Maschineninformationen und Zeitdaten automatisch in SYMESTIC bereit. Während der Produktion fließen sämtliche Rückmeldungen direkt zurück in das ERP."

3. Alarmmanagement. Eine Maschine meldet über die SPS einen Alarm (z. B. Temperaturüberschreitung, Werkzeugbruch, Materialengpass). Das MES empfängt den Alarm, klassifiziert ihn nach Schwere und benachrichtigt die zuständige Person. Neoperl nutzt diesen Workflow: "SPS-basierte Alarmerfassung und automatische Stillstandsüberwachung. Begründung technischer Stillstände durch die Anlage ohne Eingriff der Mitarbeitenden."

4. Schichtübergabe. Der Schichtleiter muss nicht mehr 30 Minuten mit dem Nachfolger durch die Halle gehen und erklären, was passiert ist. Stattdessen: Das MES zeigt die Schichtübersicht mit Stückzahlen, Stillständen, offenen Problemen und laufenden Aufträgen. Beide Schichtleiter schauen auf dieselben Daten. Die Übergabe dauert 5 Minuten statt 30. Was der abgebende Schichtleiter vergisst, steht trotzdem im System.

5. Digitales Schichtbuch. Statt handschriftlicher Notizen ("Maschine 3 hat Probleme gemacht") ein strukturiertes, durchsuchbares digitales Schichtbuch. Stillstände, Ursachen, Maßnahmen, offene Punkte. Verknüpft mit den automatisch erfassten Maschinendaten. Nächste Schicht kann nachschlagen. Audit kann nachvollziehen.

Beispiel: Schmiedetechnik Plettenberg

Schmiedetechnik Plettenberg ist ein metallverarbeitender Betrieb mit stark variierenden Auftragsgrößen und anspruchsvollen Rüstvorgängen. Die Ausgangssituation war typisch für papierbasierte Fertigungen: "Produktionsdaten wurden überwiegend manuell erfasst, Maschinenzustände waren nur begrenzt sichtbar und Abweichungen wurden oft erst im Nachgang erkannt."

Die Verbindung zwischen Fertigungsplanung im ERP (InforCOM) und der tatsächlichen Ausführung auf dem Shopfloor war "nicht konsistent." Das heißt: Der Planer wusste, was geplant war. Aber ob der Auftrag 3 Stunden oder 5 Stunden gedauert hat, erfuhr er frühestens am nächsten Tag aus dem manuellen Schichtbericht.

Nach der Digitalisierung der Workflows mit SYMESTIC änderte sich das grundlegend:

"Echtzeittransparenz über Maschinen, Schichten und Aufträge." Nicht morgen. Jetzt. "Stillstände wurden schneller erkannt, Ursachen konnten direkt überprüft werden." Nicht im Nachgang. Sofort. "Höhere Prozesssicherheit durch konsistente und automatisierte Rückmeldungen." Nicht durch bessere Formulare. Durch die Eliminierung der Formulare.

Die Key User wurden befähigt, SYMESTIC eigenständig weiterzuführen: "Maschinen OT/IT anzubinden, Dashboards anzupassen und neue Anwendungsfälle zu konfigurieren." Das ist der entscheidende Punkt bei digitalen Workflows: Sie sind nicht statisch. Sie können erweitert werden, wenn neue Anforderungen entstehen.

Häufige Fragen zu Digital Workflows

Was ist der Unterschied zwischen einem Digital Workflow und einem MES?

Ein MES ist eine Software-Plattform. Ein Digital Workflow ist ein Ablauf, der auf dieser Plattform konfiguriert wird. Das MES stellt die Infrastruktur bereit: Maschinenanbindung, Datenerfassung, Dashboards, Benachrichtigungen, ERP-Integration. Der Digital Workflow nutzt diese Infrastruktur für einen konkreten Zweck: "Wenn Stillstand länger als 10 Minuten, dann Instandhaltung benachrichtigen." Das MES ohne konfigurierte Workflows ist eine leere Plattform. Workflows ohne MES sind nicht umsetzbar.

Welche Workflows sollte man zuerst digitalisieren?

Stillstandserfassung. Aus zwei Gründen: (1) Es ist der Workflow mit dem größten Hebeleffekt auf die OEE. Ohne vollständige Stillstandsdaten ist keine seriöse OEE-Berechnung möglich. (2) Es ist der einfachste Einstieg: Ein digitales Signal von der Maschine ("läuft" / "steht"), ein IoT-Gateway, ein Dashboard. Das lässt sich an einer Maschine in Stunden aufsetzen. Danach kommt die Ursachenqualifizierung, dann die Auftragsrückmeldung, dann das Alarmmanagement.

Braucht man für digitale Workflows eine neue IT-Infrastruktur?

Nicht zwingend. Cloud-basierte MES-Systeme benötigen keine lokalen Server. Die Maschinenanbindung erfolgt über IoT-Gateways (digitale I/O-Signale oder OPC UA), die per LTE, WLAN oder Ethernet kommunizieren. Bei Klocke (Pharma-Verpackung) wurden "alle Anlagen über DI-Geräte vernetzt und benötigen keine LAN-Infrastruktur." Der Aufwand hängt vom Maschinenpark ab: Moderne Steuerungen mit OPC UA sind in Stunden angebunden. Ältere Maschinen ohne digitale Schnittstelle brauchen ein digitales I/O-Gateway, das Signale wie "Maschine läuft" direkt abgreift.

Was passiert mit den Daten, wenn die Internetverbindung ausfällt?

Das IoT-Gateway puffert die Daten lokal. Wenn die Verbindung zur Cloud unterbrochen wird, werden die Maschinendaten im Gateway zwischengespeichert und nach Wiederherstellung der Verbindung automatisch übertragen. Die Produktion wird nicht unterbrochen. Kein Datenverlust. Das ist eine Grundanforderung an jede industrielle Architektur, denn Internetverbindungen in Fertigungshallen sind nicht immer stabil.

Wie lange dauert die Einführung digitaler Workflows?

Für den Einstieg (Produktionskennzahlen, Stillstandserfassung): Unter 1 Monat für 10 Maschinen. Für ein vollständiges MES mit Auftragsrückmeldung, ERP-Integration und Alarmmanagement: Unter 6 Monate. Bei Meleghy Automotive (6 Werke, Automotive Tier-1) wurde die Skalierung auf alle Werke in 6 Monaten umgesetzt. Bei Klocke (Pharma-Verpackung) war die Skalierung auf alle Linien am Standort in 3 Wochen abgeschlossen.

Über den Autor:

Martin Brandel

MES Consultant und Projektleiter bei der symestic GmbH. Über 30 Jahre Erfahrung in industrieller Automatisierung und Maschinenanbindung. Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik.