Subdriver

Dematic Subdriver
Entwickler:	Dematic GmbH
Aktuelle Version:	Subdriver V1.1 (2007)
Betriebssystem:	Dematic Firmware
Kategorie:	SAP Direktanbindung
Lizenz:	Proprietär
Deutschsprachig:	ja
Dematic Subdriver

Der Subdriver ist eine Hardwareentwicklung der Dematic GmbH zur direkten Anbindung der Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) einer Fördertechnik an SAP ohne eine bisher benötigte Middleware wie etwa einen Materialflussrechner (MFR). Der Dematic Subdriver wurde auf der Logimat 2007 in Stuttgart mit dem Innovationspreis als bestes Produkt ausgezeichnet.

Einführung

Montagedaten des Dematic Subdriver

Klassische automatisierte Lager- und Förderanlagen werden über eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gesteuert. Diese SPS übernimmt die Ausführung von Transportbefehlen, die aus einem übergeordneten System über Schnittstellen übermittelt werden.

Im übergeordneten System erfolgt die Verwaltung der Lagerplätze, der Materialbestände sowie der Aufträge. Die Logik der Ein- und Auslagerstrategien ist hier ebenso enthalten wie die Verwaltung der Befehlsübergabe an die SPS in Form von Telegrammen.

Die einer SPS übergeordneten Softwaresysteme – z. B. Lagerverwaltungs- oder Materialflussrechner – enthalten die Schnittstellen zu allen anderen Systemen. Diese sogenannte „Middleware“ verursacht Kosten, die vermieden werden können, wenn das SAP-System direkt mit der SPS Nachrichten austauschen könnte.

Die Dematic Subdriver Lösung für SAP LES / TRM / EWM

Dematic Subdriver schließt diese Lücke. Diese Hardware repräsentiert den innovativen Ansatz, die grundlegende Problematik aus dem Weg zu räumen und einer Standard-SPS die Fähigkeit zu verschaffen, sich direkt mit der SAP-Anwendung zu verbinden.

Die einfachste Lösung, eine direkte Kopplung von der SPS zur SAP Anwendung herzustellen, besteht darin, eine Baugruppe zu integrieren, deren Treiberprogramm die SPS Nachrichten entgegennimmt und in SAP-Aufrufe übersetzt (und umgekehrt). Eventuell bereits bestehende Programme in der SPS werden dabei unverändert beibehalten.

Die Dematic-Lösung macht den Einsatz von Middleware sowie die Einführung zusätzlicher SAP-Komponenten überflüssig. Der Dematic-Subdriver-Baustein kann innerhalb weniger Minuten montiert und an das bestehende Netz angeschlossen werden.

Vorteile des Dematic Subdrivers:

• Der Einsatz einer SPS-Baugruppe, die auf mechanische Komponenten oder pflegebedürftige Software verzichtet, ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb.
• Zwei LAN-Ports sorgen für den sicheren Betrieb in getrennten Netzsegmenten für SPS und SAP.
• Auf Seite der SAP-Anwendung werden alle neuen Funktionen in der vorhandenen ABAP-Landschaft bereitgestellt. Auf die Installation zusätzlicher Module oder Komponenten kann verzichtet werden.
• Die Subdriver-Lösung eignet sich nicht nur für den Einsatz mit TRM oder EWM, sondern auch für die Automatisierung in einer reinen WM / LES Umgebung.
• Die Realisierung zusätzlicher Strategien kann durch Entwickler des Anwenders in der vertrauten ABAP-Umgebung stattfinden.

SAP-Direktkopplung

Branchenübergreifend werden im Bereich der Intralogistik automatisierte Lager- und Förderanlagen betrieben. Die eingesetzten technischen Systeme, namentlich Regalbediengeräte (RBG), Querverfahrwagen (QVW) und Fördertechnik (FT) werden über eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gesteuert. Diese SPS übernimmt die Ausführung von Transportbefehlen, die aus einem übergeordnetem System via Schnittstellen übermittelt werden.

Im übergeordneten System erfolgt die Verwaltung der Lagerplätze, der Materialbestände sowie der Aufträge. Die Logik der Ein- und Auslagerstrategien ist hier ebenso enthalten wie die Verwaltung der Befehlsübergabe an die SPS. Die einer SPS übergeordneten Softwaresysteme nennen sich je nach Funktionsumfang Lagerverwaltungsrechner (LVR) oder Materialflussrechner (MFR) und enthalten die Schnittstellen zu allen anderen Systemen. Diese LVR- und MFR-Softwaresysteme sind auf eigenen Rechnern installiert. Diese Rechner können redundant ausgelegt sein, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Der gesamte Materialfluss folgt betriebswirtschaftlichen Vorgängen, z. B. vom Einkauf bestellte Ware wird eingelagert oder für Kundenaufträge benötigtes Material wird ausgelagert. Die betriebswirtschaftlichen Vorgänge selbst werden wiederum in einem eigenen Softwaresystem, dem Enterprise Resource Management (ERP) abgebildet.

Das weltweit am häufigsten eingesetzte ERP System ist das SAP R/3 der SAP AG, in Walldorf. Das SAP System enthält neben den typischen ERP-Anwendungen für Controlling, Finance und Auftragsabwicklung auch Funktionen, die oft in LVR- und MFR-Software abgebildet werden. Die im SAP relevanten Module sind:

• WM – Warehouse Management,
• LES – Logistics Execution System
• TRM – Task Resource Management
• EWM – Extended Warehouse Management

Im Umfeld eines SAP - Systems kann prinzipiell auf den Einsatz von LVR und MFR verzichtet werden, da das SAP-System die entsprechenden Funktionen selbst bereitstellt. Für diese Fälle müssen die Programme der SPS mit den Programmen im SAP-System Daten austauschen.

Lösungskonzept

Übersicht Szenarien

Verteilen der bisherigen Middleware-Funktionen auf SAP & SPS

Genereller Ansatz der Dematic-Lösung ist das Aufteilen der bisherigen Middleware-Funktionen auf die ohnehin vorhandenen Ebenen „SAP“ und „SPS“. Hierzu wird die klassische Middleware – Software in Funktionen aufgeteilt, die in SAP programmiert werden (ABAP) und auf einem zusätzlichen Kommunikationsmodul ( RFC-Controller) der SPS beigestellt werden. Wichtigste Kriterien hierbei sind:

• Das Kommunikationsmodul soll wartungsfrei laufen,
• Das Kommunikationsmodul soll keine eigene Datenhaltung besitzen,
• Das Kommunikationsmodul muss robust und für den Einsatz in SPS-Schaltschränken geeignet sein.
• Das komplette Transaktionshandling sowie die Datenhaltung erfolgen mit den im SAP vorhandenen Standardmitteln der ABAP-Umgebung.

Systemstruktur

Die verschiedenen Systeme kommunizieren über ein gemeinsames Netzwerk (Ethernet) miteinander. Der Datenaustausch zwischen SAP LES und den einzelnen Steuerungen erfolgt über standardisierte Protokolle auf Basis von SAP – RFC.

Durch die Dematic-Subdriver-Baugruppe ist es dem SAP möglich, Aufrufe direkt zur SPS zu senden. Von der SPS gesendete Telegramme werden ebenfalls als RFC ins SAP LES gesendet.

Funktionsbeschreibung Dematic Subdriver

Der RFC Controller

Subdriver Schaltschrankmontage

Der zentrale Bestandteil der Dematic-Lösung ist der Subdriver-Baustein. Diese Hardware repräsentiert den Ansatz einer Standard-SPS die Fähigkeit zu verschaffen, sich direkt mit dem SAP zu verbinden.

Beim Blick in einen Schaltschrank, stellt man fest, dass „die SPS“ aus einer Reihe aufeinander abgestimmter Baugruppen besteht, die die unterschiedlichsten Funktionen übernehmen wie z. B. Stromversorgungen, Busanschlüsse, Relais-karten und Kommunikationsboards. Die Zentraleinheit selbst kann ohne diese Peripherie nicht arbeiten.

Die einfachste Lösung, eine direkte Kopplung von der SPS zur SAP-Anwendung herzustellen, besteht darin, eine Baugruppe zu stecken, deren Treiberprogramm die SPS-Nachrichten entgegennimmt und in SAP-Aufrufe übersetzt (und umgekehrt). Eventuell bereits bestehende Programme in der SPS werden dabei unverändert beibehalten.

Aus Sicht des SAP ist jetzt keine Middleware mehr notwendig: Die vereinbarten Nachrichten werden in Form eines Parameters über den Aufruf von Funktionsbausteinen an die SPS gesendet.

Der Einsatz eines RFC-Controllers, der auf mechanische Komponenten (z. B. Festplatten) oder pflegebedürftige Software (z. B. Datenbank) verzichtet, ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb. Zwei LAN-Ports sorgen hier für den abgesicherten Einsatz in getrennten Netzsegmenten für SPS und SAP.

Die Firmware der Baugruppe übernimmt diejenigen funktionalen Anforderungen, die ohne eigene Datenhaltung ablauffähig sind:

• Aufruf aus der SAP-Anwendungsschicht,
• Aufruf in die SAP-Anwendungsschicht,
• Protokollverfahren von/zur SPS (TCP/IP, RFC1006, …).

Der Dematic-Subdriver-Baustein kann innerhalb weniger Minuten montiert und an das bestehende Netz angeschlossen werden.

Die Voreinstellungen der Firmware (IP-Adressen) werden von Dematic aufgespielt, so dass ein sofortiger Einsatz ermöglicht wird.

Grundlegende Eigenschaften des Dematic Subdriver RFC Controllers:

• SAP RFC–fähige Baugruppe mit 2 IP-Adressen.
• Protokolle: TCP/IP, RFC1006, TIM.
• Montage im Schaltschrank auf DIN-Hutschiene.
• Verwendung von RoHS–konformen Komponenten.
• Verwendung von vielfach bewährten und SAP zertifizierten Schnittstellenmodulen als Treiberprogramme.

SAP Telegrammschnittstelle

Jede Anlage benötigt für die Verarbeitung der mit der SPS ausgetauschten Daten eine hierfür entsprechende Ablauflogik im SAP:

• Telegrammwiederholung,
• Laufnummern-Überwachung,
• Synchronisation,

Diese Programme sind im Standard-SAP nicht vorhanden und werden als Tools ebenfalls von Dematic bereitgestellt.

Die Funktionsbausteine für die Telegrammschnittstelle im SAP sind im Namensraum /DEMATIC/SUB* entwickelt. Damit bestehen keine Wechselwirkungen mit bestehenden oder zukünftigen Entwicklungen auf SAP Systemen.

Neben den Programmroutinen werden Datenstrukturen sowie Tabellen abgebildet, die ebenfalls im eigenen /DEMATIC/ – Namensraum abgelegt sind:

• Die Tabelle /DEMATIC/RCV_TAB enthält die von der SPS gesendeten Telegramme als Feld im CHAR-Format.
• Die Tabelle /DEMATIC/SND_TAB puffert die zur SPS gesendeten Nachrichten, wobei auch hier das Telegramm als CHAR-Feld bereitgestellt wird.

Beide Tabellen enthalten Zusatzdaten, z. B.:

• Zeitstempel JJJJ.MM.TT HH:MM:SS mmm
• Sender-/Empfängerkennungen,
• Sendestatus (Wiederholung J/N), …

SAP Anwendungsschnittstelle

Materialflusssteuerung ohne TRM und MFS mit Dematic Subdriver

Die ABAP-Funktionsbausteine der Dematic stellen weiterhin alle Funktionen bereit, die der Abwicklung des Transports von Paletten über die Fördertechnik dienen. Neben der Verwaltung von Stammdaten gehören hier insbesondere Möglichkeiten zur Behebung von Störungen. Die Transporte über Fördertechnik werden automatisch im Hintergrund, d. h. ohne Eingriffe eines Benutzers, ausgeführt.

Enthaltene Logistikfunktionen für SAP – LES:

• Customizing – Funktion für Automatiksysteme, veränderbare Prioritäten und Kapazitäten.
• Zielanfrage am Meldepunkt mit Fehlerbehandlung für Gewicht, Kontur, ungültiger Identnummer.
• UserExits für eigene (Kundenspezifische) Erweiterungen.
• Anzeige der aktuellen Fahraufträge und Fördertechnikbelegung zur Überwachung und Entstörung.

Customizing Optionen sind bereits enthalten für:

• Darstellung aller Fördertechnischen Einrichtungen,
• Darstellung aller Meldepunkte,
• Konfiguration des Routing (Wegstrecken, ggf. Umleitungen),
• Angabe der Eigenschaften je Fördereinrichtung/-element, z. B.:

• Kapazität,
• Meldepunkt (J/N),
• SAP-Rückmeldung (J/N).

Die Realisierung zusätzlicher Strategien kann mühelos auch durch die Entwickler des Anwenders in der vertrauten ABAP-Umgebung stattfinden. Dies schafft Unabhängigkeit.

SAP LES SPS Monitor

Subdriver Screenshot

Auf Seite der SAP-Anwendung werden alle Funktionen und Tabellen in der vorhandenen ABAP- Landschaft bereitgestellt. Auf die Installation zusätzlicher Module oder Komponenten kann verzichtet werden (z. B. TRM).

Telegrammfunktionen für SAP:

• Zentraler Pflegeview zum Customizing von SAP LES für die direkte Kopplung mit mehreren Steuerungen.
• Einstellen der Kopplung zur Subdriver-Baugruppe über SAP-RFC mit und ohne Unicode.
• Performanter Austausch von Telegrammen mit logischen Quittungen, Statusmeldungen, Fahraufträgen, Rückmeldungen, Alive-Telegramme.
• Logik zur Telegramm – Synchronisation und Wiederanlauf.
• Archivierung des Telegrammverkehrs im Ringpuffer.
• Monitor: Auftragsübersicht Fördersegmente,
• Monitor: Entstörung (manuelle Quittierung),
• Monitor: Reihenfolge & Priorisierung ändern,
• Monitor: Verbindungsüberwachung,
• Monitor: Telegrammwiederholung manuell.

Quellen

1. Dematic Subdriver Homepage
2. Dematic Subdriver Abstract – SAP Direktkoppelung
3. Dematic Subdriver White Paper