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Unternehmen Digital

Die Begeisterung für neue Lösungen steckt bei Optima in den (Ingenieurs-)Genen. Alles, was dazu beitragen könnte, Abläufe zu vereinfachen, Ergebnisse im Sinne des Kunden zu verbessern oder die Leistungsstärke von Anlagen weiter zu erhöhen, wird erprobt, wenn nötig angepasst oder kurzerhand selbst erfunden. Aus dieser Haltung resultiert eine große Offenheit für neue Technologien und damit auch für die Welt des Digitalen, die bei Optima schon in den 70er Jahren Einzug hielt – und das Unternehmen längst in allen Bereichen durchdrungen hat. Doch nicht jede Neuerung, die rückblickend als geradezu zwingend erscheint, stieß von Beginn an auf ungeteilte Zustimmung.

Optima Zentrale Schwäbisch Hall, ein Abend im November 1981: Hans Bühler, seit 1980 im Unternehmen, stellt sich auf eine längere Unterredung ein, als er das Büro des Seniorchefs betritt. Keine Frage, eine Investition von 250.000 DM ist kein Pappenstiel. Vor allem, wenn es dabei um eine Investition geht, deren Einsatzmöglichkeiten noch völlig neu sind.

Vater Max Bühler, seit über 35 Jahren Geschäftsführer und Inhaber, gibt seine Verantwortung inzwischen nach und nach an den Sohn ab, ist aber bei wichtigen Entscheidungen weiterhin einbezogen.

Tatsächlich brennt das Licht im Chefzimmer etwas länger. Doch nach intensiver Diskussion steht die Entscheidung, genau wie vom „Junior“ empfohlen: Die neue HP-„Mini-Computeranlage“ wird angeschafft! Sie bietet mehr Kapazität als alle bisher verfügbaren Systeme, läuft bereits unter einem Unix-Betriebssystem und ist damit mehrplatz- sowie multitaskingfähig. Speziell bei der Entwicklung von Maschinensteuerungen wird sie helfen, den Vorsprung am Markt und in der Gunst der Kunden auszubauen. Für Optima ein weiterer Meilenstein der Digitalisierung, die damals noch nicht so heißt, aber dennoch bereits in vollem Gange ist.

 

„Industrie 4.0“ in den 70er Jahren

Wenige Jahre zuvor, 1976 um genau zu sein, experimentierte man unter dem Namen „OptimaDatenErfassung“ (ODE) sogar schon mit eigenen Computern. „ODE 30“ ließ sich an die Kontrollwaagen hinter den Produktionsmaschinen koppeln und erfasste deren Daten. Bis zu 30 Kontrollwaagen konnten ausgewertet und geregelt werden. Eine klassische „Industrie 4.0“-Funktion, Jahrzehnte bevor dieses Etikett erfunden wurde. Und damit seiner Zeit voraus: Heute sind diese Funktionen Teil von MES und Scada Systemen. 

In den kaufmännischen Abteilungen beschleunigt ab 1980 ein „Olivetti“-Schreibcomputer die Abläufe: eine Typenradschreibmaschine mit Speicher für Textbausteine. Neue Perspektiven gibt es auch in der Montage: Die bei den Mitarbeitern gleichermaßen gefürchtete wie geliebte große Plantafel mit dem gesamten Wochenüberblick weicht einem HP 3000 Rechner. Dieser markiert obendrein den sprichwörtlichen Beginn einer neuen Zeitrechnung, denn damit können – und sollen – in Zukunft nicht nur Tätigkeiten geplant, sondern auch Einkaufs-, Vertriebs- und Personalprozesse automatisiert werden.

Auch im Erzeugnisprogramm ist der Fortschritt unaufhaltsam und gewinnt an Tempo. 1981 erobern die ersten Serienmaschinen mit Micro­­computer (Kontrollwaagen) den Markt. 1983 werden die Verpackungsmaschinen im Standard auf PLC-Steuerung umgestellt. 

Bereits 1984 gibt es dann ein erstes Komplett-System für Einkauf, Lagerverwaltung, Produktionsplanung und -steuerung sowie den Service. 1985 verfügen erste ­Optima Sondermaschinen bereits über Servosteuerung.

Megateuer: Megabytes

So weitreichend die Veränderungen im Unternehmens­alltag, so kostenintensiv gestaltet sich der digitale Fortschritt. Denn noch sind Bits und Bytes knappe Güter. Beispiel gefällig? Im Rahmen einer Weihnachtssonderaktion bietet Hewlett­-Packard eine Festplatte mit 400­ MB Speicherkapazität für 70.000 DM an – statt regulär 100.000 DM. Damals ein Schnäppchen.

Vier Jahre später schlägt ein einzelner CAD-fähiger Computer für einen Konstruktions-Arbeitsplatz mit immerhin 120.000 DM zu Buche. Bis er sich bezahlt macht, wird einige Zeit ins Land gehen. Intensive Schulungen sind nötig. Ein Jahr vergeht, bis die ersten Konstrukteure ihre Schaltpläne wirklich konsequent am Rechner erstellen. Und weitere sechs Monate später wird bei ihnen das letzte Reißbrett abgeholt, sicherlich begleitet von dem einen oder anderen wehmütigen Blick. 

Hans Bühler, ab 1988 alleiniger Geschäftsführer von Optima, ist und bleibt die treibende Kraft der Veränderung. So stellt er für das Unternehmen rechtzeitig die Weichen auf kontinuierliche Modernisierung in allen Bereichen.

Chicago, September 2021:

James H. ist sehr zufrieden: Bereits zwei Wochen nach dem ersten Kontakt kann der technische Leiter eines großen US-Pharmakonzerns heute das erste Konzept seiner neuen Abfüllanlage für ein hochwertiges neues Hämophilie-Medikament besichtigen. Sein erster Eindruck: eindeutig positiv. Die Experten bei Optima haben an alles gedacht. Ein, zwei offene Fragen klären sich im Gespräch, an einer Stelle muss nochmals leicht optimiert werden. Alles in allem ein mehr als respektabler erster Wurf. 

Das Meeting fand komplett remote statt und besprochen wurde die Konzeption der neuen Anlage anhand eines sogenannten digitalen Zwillings. Eine inzwischen vielfach erprobte und bewährte Methode, die Kunden von Optima von Beginn an hilft, Zeit und Geld zu sparen. Nur eine von vielen Facetten der fortschreitenden Digitalisierung.

Virtuell und doch ganz real

Das gilt auch für mitunter spektakulär anmutende Methoden der Virtual Reality, Augmented Reality und Mixed Reality. Bei Optima waren diese stets mehr als ein bloßes „Messe-Gimmick“. Heute sind sie aus der Anlagenkonzeption und -planung seit Jahren nicht mehr wegzudenken. Auch bei der Wartung, Instandhaltung und bei Trainings gewinnen VR und AR zunehmend an Bedeutung.

“These tools are opening up new opportunities to support customer personnel directly with regard to machine operations or modifications – the term “user experience” being key. Our objective is to make it as easy as possible for operators to run our machinery effectively – regardless of their training, background, or language”, says Dr. Stefan König, Managing Director of Optima Packaging Group GmbH.

Eine ganz andere Form digitaler „Simulation“ stellt die sogenannte Virtualisierung dar: Zusätzliche Software, welche die bisherige Hardware simuliert, damit die Anwendungsprogramme auch in der neuen Hardware einsatzfähig bleiben. 

Digitalisierung in der Produktion

Menschen, die sich mithilfe von VR-Brillen gemeinsam durch digitale Welten bewegen – das ist eine der futuristisch anmutenden Seiten des digitalen Fortschritts. Häufig bedeutet Digitalisierung aber auch Verbesserung im Detail. Beispielsweise im Produktionsprozess bei den Kunden, wo Optima wichtige Beiträge liefern kann, Effektivität und Sicherheit weiter zu optimieren. 

Dr. Georg Pfeifer, Geschäftsführer Optima Nonwovens: „Mit unseren digitalen Lösungen haben Kunden den Überblick über ihre Produktion, erkennen Verbesserungspotenziale, können jederzeit auf Wissen zur Anlage zugreifen, erhöhen die Verfügbarkeit und erhalten bei Bedarf schnell und direkt Unterstützung.“

Die umfassenden Digitalisierungslösungen, die Optima seinen Kunden zur Verbesserung der Produktion anbietet, wurden unter dem Begriff „IPAS“ – Intelligent Production Assistance Services – zusammengefasst: Ein ganzes Bündel an smarten Services, die digitale Technologien je nach Anwendungsfall zielgerichtet zur Lösung der individuellen Kundenherausforderungen zum Einsatz bringen.

Anwendern die Arbeit leichter machen

Relativ fehleranfällig ist beispielsweise der Prozess der Maschinenumrüstung zwischen einzelnen Produktionsserien. Dabei gilt es, den Bediener sozusagen „an die Hand zu nehmen“ – mit diversen digitalen Werkzeugen, wie zum Beispiel dem „Changeover Scan“.

Die Mitarbeiter des Kunden scannen zu wechselnde Formatteile ab und können anhand eines DMC-Codes verifizieren, ob die richtigen Teile verwendet werden. Der korrekte Einbau muss am HMI (Maschinensteuerung) bestätigt werden. Das Risiko eines Maschinenstillstands aufgrund des Einbaus von falschen Formatteilen lässt sich so erheblich reduzieren. 

Auch Kameras spielen zunehmend eine wichtige Rolle. An den richtigen Stellen in der Anlage platziert, ermöglichen sie es, den Maschineninnenraum zu beobachten. Highspeed-Kameras verschaffen zudem im Rückblick Klarheit. Beim Einrichten der Maschine oder im Fehlerfall können kritische Prozesse mit ihrer Unterstützung genau analy­siert werden.

Weniger Fehler, mehr Produktivität: So hilft zielgerichtete Digitalisierung Kunden von Optima täglich in ihrem Produktionsprozess. Eine große Herausforderung geht allerdings damit einher: Wie den gewaltigen Datenmengen Herr werden? Wie die vielen produktionsrelevanten Informationen aus unterschiedlichen Systemen sinnvoll verknüpfen? Auch dazu hat Optima eine zukunftsweisende Antwort parat: OPAL

Prozessmanagement OPAL

Diese eigens von Optima entwickelte Software verbindet die sogenannte ERP-Ebene (Enterprise Ressource Planning – übergeordnete betriebswirtschaftliche Prozesse) mit der Fertigungsebene und zeichnet Produktionsdaten auf, unter anderem die Gesamtanlageneffektivität (OEE). Darüber hinaus ist eine horizontale Vernetzung mehrerer Maschinen und Anlagenkomponenten in einer Linie sowie mehrerer Linien miteinander möglich. Anwender können komplexe Fertigungsprozesse damit besser und sicherer organisieren. OPAL ist wie viele andere digitale Technologien Teil von IPAS.

Doch mit der Nutzung im Bereich der Anlagenplanung oder im Produktionsprozess sind die Einsatzmöglichkeiten digitaler Technologien und Lösungen natürlich bei Weitem noch nicht erschöpft. Wertvolle Dienste leisten sie beispielsweise auch, wenn es darum geht, den dauerhaft sicheren und effizienten Betrieb der Anlagen zu gewährleisten.

Digitalisierung im Service

Viele der Daten, die in der Produktion ohnehin anfallen oder bei Bedarf zusätzlich gewonnen werden, können für die vorausschauende Wartung genutzt werden.

Wartungsintervalle frühzeitig, verlässlich und kinderleicht planen – das geht mit der Maintenance Guidance „WeMaintain“. Notwen­dige Ersatzteilpakete werden entweder zyklusbasiert bereitgestellt. Oder modernste Software-Tools überwachen die Anlage und weisen auf beginnenden Verschleiß hin. Digitale Schritt-für-Schritt-Anleitungen führen schnell und sicher durch den Wartungsvorgang. Für die Kunden steht so für das komplexe Themenfeld der Instandhaltung ein „Rundum-sorglos-Paket“ zur Verfügung, ganz ähnlich wie man es für das eigene Auto im Privaten kennt.

Die vorausschauende Wartung kann zudem mit dem „Condition Monitoring System“ von Optima permanent den Maschinenzustand auf Basis von Live-Daten überwachen. Mittels an der Kundenlinie entwickelter Algorithmen meldet das System vollautomatisch frühzeitig Verschleißstände und berechnet die voraussichtlichen Verschleißgrenzen und -zeitpunkte. Das erhöht die Transparenz über Zustandsveränderungen an der Maschine und damit die Anlagenverfügbarkeit, die Planungssicherheit und die Qualität der Produktion. In nicht allzu ferner Zukunft kann die Anlage selbstständig, ohne Zutun des Wartungsper­sonals, vollautomatisch Teile anfordern. Der Einbau wird zusätzlich durch Videos und Augmented Reality unterstützt.

Digitalisierung mit Sicherheit

Grundvoraussetzung ist bei alledem natürlich die Gewähr­leistung eines absoluten Höchstmaßes an Datenschutz und Datensicherheit. Diese ist für alle Optima Units gleichermaßen von zentraler Bedeutung. Dazu gehört auch die Cybersecurity auf höchstem Niveau.  

Entscheidend ist es, laut Dr. Benjamin Häfner, Director Industrial IT bei Optima, die Systeme in enger Abstimmung mit dem Kunden aufzubauen und immer mit den jeweiligen Netzwerkstrukturen abzustimmen. Das erfolgt in intensiver Zusammenarbeit mit den IT-Experten des Anwenders. So werden systematisch alle Schnittstellen auf hohem Sicherheitsniveau upgedatet und weiterent­wickelt.

Jüngstes Beispiel ist die neue VPN-Lösung, die Optima gemeinsam mit dem Cybersecurity-Spezialisten Lancom Systems entwickelt hat. Die Hochsicherheitslösung er­­möglicht die Überwachung der VPN-Verbindungen, sichert das Maschinennetzwerk vor Ort mit einer Firewall und ist besonders anwenderfreundlich.

Außer dem Thema Cybersecurity ist immer wieder auch von Data Integrity zu hören. Dies bedeutet, dass Daten nur einmal und nicht mehrfach, unmanipulierbar und sicher gespeichert werden.

Wegweisend:  CSPE Comprehensive Scientific Process Engineering

Mit CSPE verfügt Optima Pharma über ein wegweisendes und umfassendes technisch-wissenschaftliches Verfahren, mit dem sich die Zeit bis zum Produktionsstart durch eine Vielzahl von Maßnahmen verkürzen lässt. Es verbindet erprobte beschleunigende Konzepte und Verfahren wie Digital Engineering, Simulation, Virtual Reality und integrierte FATs. So können „Zeiträuber“ minimiert werden. Der „Media Fill“, also der Nachweis, dass sterile Produkte auf der fertigen Abfüllanlage produziert werden können, wird so in Bestzeit durchgeführt.

CSPE umfasst zahlreiche Tools, die von der Konzept­phase bis in die Betriebs- und Modernisierungsphase als Beschleuniger wirken. Gar nicht digital und virtuell schließlich ist das, was im neuen CSPE-Center stattfindet: Ein integrierter FAT (iFAT), der seinen Namen verdient – dank Versorgung mit Medien wie zum Beispiel Prozesswärme, Stickstoff und aufbereitetes Wasser.

CSPE – in der Pandemie besonders bewährt

Im Zuge der Corona-Pandemie mit ihren strikten Reisebeschränkungen wurden iFATs auch bereits mithilfe virtueller Technik begleitet. Ohne anzureisen konnten alle Beteiligten bei jedem Schritt „live“ dabei sein. Dadurch wurde wertvolle Zeit eingespart. Alle CSPE-Instrumente sind auf eine möglichst kurze Time-to-Market ausgerichtet. Je nach Projekt beschleunigen sie diese um bis zu sechs Monate. Davon profitieren in erster Linie die Kunden und somit auch die Patienten. Schließlich ist jede Woche, die ein gerade zugelassenes Medikament früher auf den Markt kommt für alle Beteiligten sehr viel wert. Nicht zu unterschätzen ist dabei das Wissen, das die Planer und Ingenieure von Optima Pharma mit jedem CSPE-Zyklus gewinnen. Zunehmend gelingt es so, die Prozesse zu optimieren und die Inbetriebnahme zu beschleunigen. In Zukunft werden voraussichtlich immer mehr Kunden diese Vorgehensweise als Standardprozess anwenden.

Optima Total Care

Ob Konzeption, Schulung, Produktion oder Service: Digitalisierung erfolgt bei Optima stets zweckgebunden und zielorientiert. Damit ist sie Teil einer umfassenden Strategie, die bei Optima „Total Care“ genannt wird. 

Dr. Stefan König: „Unter diesem Namen fassen wir alle Produkte und Lösungen zusammen, die vorrangig auf die Unterstützung unserer Kunden und deren Prozesse gerichtet sind. Diese Unterstützung kann in verschiedensten Bereichen angesiedelt sein. Sie reicht über die Inbetriebnahme mit Datenerfassungen, Prozessdatensimulation und Reliability-Auswertungen. Und sie betrifft natürlich auch die Produktion mit Produktionsplanungswerkzeugen, Condition Monitoring und digital unterstützter Wartung, etwa mit Ersatzteil- und Einkaufssystemen sowie Planungswerkzeugen.“ Ziel ist die umfassende Unterstützung der Kunden in wirklich allen Phasen des gesamten Maschinenlebenszyklus. Digitale Lösungen spielen dabei eine immer wichtigere Rolle.

Die Evolution geht weiter

Von der Rechenmaschine zu selbstständig kommunizierenden Anlagen, vom „Personal Computer“ zur umfassenden Vernetzung, vom Zeichenbrett zur gemeinsamen Begehung ganzer Anlagen im virtuellen Raum – und das von verschiedenen Kontinenten aus: Digitalisierung war und ist einer der Erfolgsfaktoren für Optima. Auch in Zukunft? Hans Bühler, der den Weg seit Jahrzehnten vorantreibt und begleitet, hat keinen Zweifel: „Sicher, einiges ist schon erreicht. Aber wir haben noch viel vor.“ 

So wird im Januar 2022 weltweit ein neues sogenanntes PLM-System als zentrales Element des Engineering in den Konstruktionsabteilungen eingeführt. Damit können die unterschiedlichen IT-Systeme und Disziplinen noch enger miteinander verbunden werden. Was zum einen die Voraussetzung für die Modularisierung der Anlagen ist, zum anderen eine wichtige Grundlage für die kontinuierlichen Digitalisierungsaktivitäten bei Optima.

Auch für IT-Experte Dr. Benjamin Häfner steht fest, dass Daten weiter dramatisch an Bedeutung gewinnen werden, um selbst komplexeste Prozesse für die Kunden beherrschbar zu machen. Dabei wird zunehmend auch künstliche Intelligenz zum Einsatz kommen. „Ziel ist es immer, die vorhandenen Potenziale für größtmögliche Prozesseffizienz beim Kunden einzusetzen”, betont ­Häfner. Klar, dass auch das neue Machine Interface, das Optima pünktlich zum 100. Geburtstag präsentiert, diesem Ziel dient.