7 ERP-Trends für 2022 – Nachhaltig und digital in die Zukunft

Eine herausfordernde Zeit liegt hinter uns - privat wie geschäftlich. Und aller Voraussicht nach liegt ein weiteres Stück dieses Weges vor uns. Während wir im privaten Umfeld gelernt haben, mit Einschränkungen umzugehen, erfahren wir im Geschäftsleben, wie empfindlich Lieferketten auf Störungen reagieren und plötzlich ganze Industriezweige vor ungeahnte Heraus­­forderungen stellen. Die entscheidende Frage lautet: Wie überwinden wir erfolgreich das Dilemma zwischen wirtschaftlichem Wachstum und gestörten Lieferketten?

So groß die Sehnsucht nach einfachen Antworten und Lösungen ist – auch für dieses vielschichtige Thema, das Organisation, Menschen und Technologie umfasst, gibt es nicht nur eine Antwort.

Klar ist: Die Systeme, die wertschöpfende Prozesse unterstützen, müssen fit sein für die Herausforderungen der Zukunft. Ziel ist es, mit modernen Technologien Werte zu schaffen! Denn nur durch ihre Unterstützung werden die Digitalisierung und Automatisierung wesentlicher Abläufe gelingen.

Einige Schritte auf dem Weg dorthin werden auch das neue Jahr prägen. Dabei verschwimmen die Grenzen zwischen Trend und Aufgabe.

Die Systeme, die wertschöpfende Prozesse unterstützen, müssen fit sein für die Herausforderungen der Zukunft.

1. Predictive Analytics: Vorausschauende Analyse in Zeithäppchen

Die gute Nachricht: Die heute eingesetzten Systeme liefern bereits eine große Menge an wertvollen Daten. Dazu zählen Maschinen- und/oder Prozessdaten, aber auch z. B. Log-Files, Meldeprotokolle, Kunden- und Einkaufsvorgänge, Abrufinformationen, Materialanforderungen, Buchungsinformationen und Terminbestätigungen. Nun kommt es darauf an, diese Daten sinnvoll miteinander zu verknüpfen und kontinuierlich zu überwachen.

An die Stelle von nachgelagerten Post-mortem-Analysen müssen Echtzeit-Warnsysteme treten, die so früh wie möglich und in Realzeit auf Abweichungen in den Prozessen und Lieferketten hinweisen. Dies ist nur möglich, indem nicht die gesamten Datensätze immer wieder neu analysiert werden, sondern nur ein ausgewähltes Zeitfenster betrachtet wird (Stream). Dieses Zeitfenster wird durch die Eigenschaften der überwachten Prozesse bestimmt. Die einfache Formel lautet: Je länger der Prozess, desto länger auch das benötigte Zeitfenster bzw. je kürzer – sprich höherfrequent – ein Prozess, desto kürzer das erforderliche Zeitfenster.

Welche Modelle in den konkreten Szenarien anzuwenden sind, darüber entscheiden die ermittelten Daten sowie das Zeitverhalten. Durch Künstliche Intelligenz unterstützte Algorithmen eignen sich z. B. für die Vorhersage von Störungen, Verbräuchen, Bedarfen und Beständen oder auch um den Zustand eines Produktionssystems zu prognostizieren. Weil die abgeleiteten Vorhersagen mit der Zeit aber ungenauer werden, muss eine kontinuierliche Überprüfung der angewendeten Modelle erfolgen. Dieses Phänomen wird als „Concept Drift“ bezeichnet und entsteht, weil kein vollständiger Datenbestand untersucht wird, sondern nur ein Teil davon. Diesem kann durch die Überwachung der datenerzeugenden Prozesse hinsichtlich grundsätzlicher Veränderungen oder die Einbeziehung weiterer Parameter begegnet werden. Dabei gilt die Faustregel: Je dynamischer die Verhältnisse, desto häufiger muss die Anpassung stattfinden.

KI-unterstützte Algorithmen eignen sich für die Vorhersage von Störungen, Verbräuchen, Bedarfen und Beständen oder auch um den Zustand eines Produktionssystems zu prognostizieren.

2. Integration Hub: Standardisierung von Interfaces und Plattformen

Die Industriestaaten verfügen über eine gewachsene, leistungsfähige Wirtschaftsstruktur, deren Produktion den Wohlstand bestimmt. Gleichzeitig ist in den vergangenen zwei Jahren deutlich geworden, wie sehr diese Strukturen in die Jahre gekommen sind. Teilweise spiegelt sich diese Tatsache auch in den unterstützenden Softwarelösungen wider: So sind die IT-Landschaften hochkomplex und heterogen. Neue Applikationen lassen sich nur mit immensen Aufwänden integrieren und mit verschiedenen Datenquellen verbinden. Genau das ist aber ein wesentlicher Erfolgsfaktor in der schnelllebigen, volatilen Zeit. Dabei gilt nach wie vor der Grundsatz:

Analysen und Vorhersagen sind nur so gut wie die ihnen zugrundeliegenden Daten und deren Datenqualität.

Neue, datengetriebene Geschäftsmodelle werden schließlich erst mit der Verfügbarkeit der notwendigen Informationen überhaupt möglich. Entscheidend ist daher ein strategischer Ansatz. Ein guter Ausgangspunkt ist ein modernes ERP-System als zentrale Softwareplattform (Integration Hub). Damit einher geht eine massiv gesteigerte Integrationsfähigkeit aller Komponenten, durch die sich IoT-Devices, Cloud-Services und lokale Applikationen auf einfachste Weise miteinander verbinden lassen. Ähnliches gilt für Geschäftspartner in der Lieferkette: Auch sie müssen künftig möglichst engmaschig in die eigenen Prozesse integriert werden. Andersherum bedeutet das mitunter, sich selbst in eine externe Lieferkette einzugliedern. Diesen Anforderungen können alte Methoden wie Punkt-zu-Punkt-Verbindungen oder die nächtliche Synchronisation von Datenbeständen nicht mehr standhalten. Das Ziel ist folglich, ein Ökosystem leicht integrierbarer Services aufzubauen. Dieses Ziel ist nur durch die Nutzung standardisierter Technologien zu erreichen.

Flexibel konfigurierbare Interfaces und automatisierte Prozesse auf der Grundlage einer leistungsfähigen Middleware sind der Schlüssel zum Erfolg.

Monolithische Strukturen gilt es daher schnellstmöglich aufzubrechen und serviceorientiert anzubieten. Einen besonderen Aspekt bei der Vernetzung stellt die Sicherheit der Kommunikation und der Daten dar (Cybersicherheit). So sind die favorisierten, hybriden Ansätze mit Anwendungen aus der Private oder Public Cloud im Verbund mit On-Premise installierten Lösungen eine besondere Herausforderung. Die letzten Ransomware-Angriffe auf Unternehmen sprechen eine deutliche Sprache. Neben der gesicherten Kommunikation ist die Schaffung von digitalen Identitäten aller Teilnehmer im Netzwerk ein weiterer wichtiger Schritt.

3. Software-defined Manufacturing: Dezentralisierung der ERP- und MES-Komponenten

Einer der zentralen Grundgedanken der Initiative Industrie 4.0 ist die wandelbare Produktion, für deren Beschreibung der Begriff der Smart Factory Einzug gehalten hat. Sie zeichnet sich vor allem durch die totale Vernetzbarkeit aller Teilnehmer eines Produktionssystems aus. Dies betrifft die Komponenten, Stationen, Linien ebenso wie die eingesetzten Softwarelösungen zur Produktionsplanung, -steuerung und -regelung.

Die Umsetzung dieser Grundidee setzt ein ständig wandlungsfähiges Produktionssystem voraus. Das wiederum bedeutet: Der physische Aufbau, das Zusammenspiel der Komponenten und die Kommunikation sind hochdynamisch. Abhängig von der Auftragssituation, den verfügbaren Fähigkeiten und Anforderungen an die Produktion findet eine Wandlung statt. Letztendlich kann von „Software-defined Manufacturing“ gesprochen werden.

In der Verbindung mit Plattformen und standardisierten Interfaces in einer service-orientierten Softwarewelt erscheint eine Dezentralisierung der Systeme und eine Zerlegung in einzelne Komponenten sinnvoll. Besondere Anforderungen stellt die Vernetzung mit der Produktionstechnik vor allem auch an das Zeitverhalten der Anwendungen. Mitunter unterliegen diese unterschiedlich strengen Richtlinien hinsichtlich der Antwortzeiten und eines deterministischen Verhaltens. Insbesondere MES-Komponenten stehen hier an vorderster Front. Abhilfe schaffen Edge-Devices oder Systeme, auf denen die zeitkritischen Komponenten ausgeführt werden. Dies funktioniert aber nur, wenn diese Anteile der Softwarelösung dezentral lauffähig sind und über die entsprechende Konnektivität zum Prozess und der übergeordneten Software verfügen. Unternehmen muss es gelingen, die IT mit der OT (Operational Technology) zu verknüpfen – und zwar unter höchsten Anforderungen an die Sicherheit.

4. Green IT und Nachhaltigkeit: Ein neues Mindset ist gefragt

ERP- und MES-Lösungen müssen zukünftig unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten mehr leisten. Zu den Schwerpunkten gehören die Steigerung der Energie- und Materialeffizienz, die Unterstützung einer Kreislaufwirtschaft oder auch die Nutzung umweltfreundlicher Energiearten. Gerade die Produktionsplanung und ihre Ausführung (Manufacturing Execution) können für die Steigerung der Nachhaltigkeit einen großen Beitrag leisten. Beispielsweise, indem integrierte, fortschrittliche Algorithmen Mengen und Termine auch unter Umweltaspekten bestimmen, Reihenfolgen optimieren und die Ressourcen bestmöglich nutzen.

Eng verknüpft mit Ressourcenschonung ist auch der Wartungszustand einer Produktionsanlage, der einen immensen Einfluss auf die Qualität der Erzeugnisse hat. Auf Basis einer optimierten Wartungsstrategie lassen sich Ausschuss und Nacharbeit stark reduzieren. In diesem Kontext werden zunehmend Predictive Maintenance-Strategien in die Anwendung kommen. Sie stellen den optimalen Betriebszustand und somit eine hohe Produktqualität sicher. Zudem bewirken sie – sozusagen als positiver Nebeneffekt - einen weitgehend störungsfreien Ablauf der Fertigung.

Neben diesen funktionalen Ansätzen für eine grüne Produktion können die IT-Lösungen selbst auch einen Beitrag leisten, z. B. durch die bestmögliche Ausnutzung der Infrastrukturen, energieeffiziente Technik und optimierte Algorithmen. Skaleneffekte bei der Ausnutzung der Technik lassen sich durch Cloud-Applikationen oder containerisierte Anwendungen erreichen. Komplexe Algorithmen werden nach und nach zerlegt und auf ihre Energieeffizienz untersucht. Diese können ganz nebenbei auch die Performance steigern.

Fest steht: Fokussierte Anwendungen an Stelle großer, ressourcenfressender Applikationen sind ein Weg zu mehr Energieeffizienz. Das hiermit verbundene Mindset muss sich fest in den Entwicklungsabteilungen der Hersteller jedweder Softwarelösungen etablieren. Das Verhalten der Anwender spielt schließlich ebenfalls eine nicht zu unterschätzende Rolle. Sie müssen dazu angehalten werden, notwendigerweise komplexe Algorithmen (z. B. Anlernen von KI-Modellen) nur bei echtem Bedarf auszuführen. Auch so lässt sich der CO₂-Footprint der IT reduzieren.

5. Customer-in-the-Loop: Digitalisierung der Sales- und Service-Prozesse

Die letzten Monate haben gezeigt, dass Digitalisierung ein probates Mittel zur Abwehr von Schwierigkeiten bei der Steuerung der wertschöpfenden Prozesse ist. Dies ist aber nur eine Seite der Medaille. So finden klassische Verhaltensweisen aus dem Consumer-Bereich (B2C) Eingang in die Sales-Abteilungen nicht nur der Softwareanbieter, sondern werden auch nach und nach im Investitionsgütergeschäft angewendet (B2B).

E-Commerce-Lösungen für den Vertrieb standardisierter Komponenten breiten sich rasant aus. Hier wurde vor langer Zeit schon der Begriff CPQ (Configure – Price – Quote) geprägt. Die aktuellen Gegebenheiten an den Absatzmärken haben diesem Konzept neuen Aufwind gegeben. ERP-Systeme stellen dazu ausgereifte Lösungen zur Produktkonfiguration bereit. Einkäufer können komplexe Komponenten oder sogar Maschinen über einen Shop konfigurieren und bekommen innerhalb kürzester Zeit ein verbindliches Angebot des jeweiligen Herstellers. Das Variantenmanagement in Gänze kann als Brücke zwischen der eigenen Produktion und den Kundenanforderungen verstanden werden. Der Komfort der Online-Bestellung von Waren oder Leistungen wie er aus dem B2C-Geschäft bekannt ist, findet Einzug in die Welt des B2B – ebenso wie die Intensivierung des Prinzips Customer-in-the-Loop.

Der Service als einer der margenträchtigsten Geschäftsbereiche nicht nur im Maschinen- und Anlagenbau profitiert von der Digitalisierung und Mobilisierung ebenfalls in einem besonderen Maße. Neue, auf IoT-Anwendungen zugeschnittene Geschäftsmodelle verlängern den Arm der Serviceabteilung bis zum Kunden. Gerne wird hier bereits von Fernwartung 4.0 gesprochen.

Predictive Maintenance sichert die Verfügbarkeit der Produktionstechnik und durch einen stets optimalen Wartungszustand die Qualität der Erzeugnisse.

Dies trägt unmittelbar zur Kundenzufriedenheit bei. Zudem werden Techniker im Feld durch entsprechende Applikationen mobil unterstützt und vor Ort aussage- und handlungsfähiger. Denn Informationen zu den Anlagen stehen direkt zur Verfügung und helfen bei der Problemlösung und Dokumentation. 

6. Workflow-driven Manufacturing: Abläufe in ERP und MES selbstständig konfigurieren

Die ständige Wandlungsfähigkeit der Produktionssysteme verursacht laufende Änderungen in den Abläufen der Produktion. Das betrifft beispielsweise die Parametrierung der Anlagen oder die Konnektivität innerhalb des Gesamtsystems. Statische und in die Systeme hineinprogrammierte Abläufe sind keine Lösung der sich aus der latenten Wandlungsfähigkeit ergebenden Anforderungen. Hierzu bedarf es komplett anderer Ansätze.

Mittlerweile praxistauglich ist die Verwendung von standardisierten Notationen wie BPMN 2.0 zur Beschreibung von Abläufen. Diese können in kompatiblen Umgebungen zum Ablauf gebracht werden. Der Zugriff auf das Equipment einerseits und die Softwarelösungen andererseits lassen sich durch standardisierte Interfaces unterstützen. Ein Beispiel für diese Standardisierung ist die Industrie 4.0-Komponente mit ihrer Verwaltungsschale. OPC-UA-basierte Schnittstellen mit ihren dahinterliegenden Informationsmodellen sind eine weitere Möglichkeit, um aus den Workflows heraus auf die entsprechenden APIs des Produktionssystems zuzugreifen.

Die Steuerung der wesentlichen Abläufe durch Workflows ist ein wesentliches Grundprinzip der Zukunft.

Damit bietet sich eine Möglichkeit, ohne Customizing der Softwaresysteme selbst Abläufe zu gestalten und flexibel zu verändern. Diese Technologie wird schrittweise Einzug in MES und ERP halten.

7. E-Invoicing: Reaktionsfähigkeit auf kurzfristige regulatorische Änderungen

Ein nicht zu unterschätzender Faktor beim Betrieb globaler Lieferketten ist die Abrechnung von Lieferungen und Leistungen sowie die Berücksichtigung steuerlicher Anforderungen und technischer Voraussetzungen. So sind international agierende Unternehmen oftmals auch vor Ort im Ausland aktiv. Dies kann einerseits logistische Gründe haben, andererseits kann ein gewisser Anteil an „Local Content“ als Voraussetzung einer erfolgreichen Geschäftstätigkeit gelten.

In diesem Kontext werden zunehmend elektronische Rechnungsformate vorausgesetzt – unterschieden nach rein maschinenlesbar strukturiert (EDI, EANCOM, VDA), hybrid maschinen- und menschenlesbar (ZUGFeRD) sowie ausschließlich menschenlesbar (PDF). In vielen Ländern ist die Erstellung von Rechnungen gegenüber dem Staat (B2G – Business-To-Government) nur noch elektronisch möglich. Zudem existieren im B2B-Sektor zunehmend regulatorische Vorgaben zur Rechnungserstellung und Verarbeitung. Dazu gehören die Rechnungen selbst, aber auch die dahinterliegenden (Melde-) Prozesse an Steuerbehörden und andere staatliche Stellen (z. B. FatturaPA in Italien, MTD in Großbritannien).

Eine der größten Herausforderungen im internationalen Geschäft ist das Schritthalten mit den kurzfristigen, regulatorischen Änderungen an Formaten und Prozessen.

Die Rechnungsverarbeitung in ERP-Systemen muss diesen Anforderungen genügen. Das kann entweder im ERP-System selbst oder mit Hilfe cloudbasierter Plattformen geschehen. Zudem existieren einige auf diese Prozesse spezialisierte Hersteller, die ein breites Angebot hinsichtlich der unterstützten Länder mit ihren Formaten, Reporting und Prozessen bieten. Die Nutzung dieser Services macht ein ERP-System tauglich für den globalen Markt.

Digitalisiert, nachhaltig und mit starken Wertschöpfungs­ketten in ein erfolgreiches Jahr 2022

Eine Vielzahl von Themen rund um Digitalisierung, Wertschöpfung, Optimierung und Internationalisierung werden das nächste und die folgenden Jahre bestimmen. Einige von ihnen stammen bereits aus den vorangegangenen Jahren, ohne an Gültigkeit verloren zu haben.

Die Umsetzung und damit die Modernisierung der hierfür erforderlichen IT-Strukturen ist noch lange nicht abgeschlossen. ERP- und MES-Lösungen spielen hierbei eine wesentliche Rolle und müssen auf dem bereits eingeschlagenen Weg weiter modelliert werden. Klar ist, welche drei Aspekte auch 2022 im Fokus stehen:

• Anforderungen zur Integration der Wertschöpfungsketten,
• Digitalisierung und
• Nachhaltigkeitsaspekte.