Wie Steinbeis Papier mit smarten Daten noch nachhaltiger und effizienter produziert

Steinbeis Papier nutzt Altpapier für die Herstellung von grafischen Recyclingpapieren – und ein Smart Data Framework von avato consulting für die Optimierung von Prozessen. Dank SUSE Rancher läuft die Container-basierte Industrie 4.0-Plattform zuverlässig und automatisiert und kann sehr schnell um neue Services erweitert werden.

Steinbeis Papier ist ein echter Vorreiter für nachhaltiges Wirtschaften. Das mittelständische Familienunternehmen mit Sitz in Glückstadt hat bereits in den 1970er Jahren begonnen, Altpapier als Rohstoff für die Papierproduktion zu verwenden. Heute ist Steinbeis Papier europäischer Marktführer und produziert mit rund 350 Beschäftigten jedes Jahr mehr als 300.000 Tonnen grafische Recyclingpapiere.

Die Papierfabrik des Unternehmens arbeitet bereits seit Jahren hochgradig automatisiert und liefert den Verantwortlichen eine Vielzahl von Maschinen- und Produktionsdaten. „Diese Daten haben uns schon immer bei der Rückverfolgung und bei der Fehleranalyse geholfen“, sagt Dr. Michael Hunold, Leiter Projektmanagement Steinbeis Holding und Projektleiter. „Aber wir wollten nicht nur rückblickend verstehen, warum Fehler passiert sind, sondern ein System entwickeln, das Daten permanent kontrolliert und Anomalien frühzeitig erkennt. Letztlich geht es darum, nicht nur die Vergangenheit zu betrachten, sondern auch ein Stück weit in die Zukunft zu schauen.“

Der Weg zum Smart Data Framework auf Container-Basis

Um dies zu erreichen, startete Steinbeis Papier eine umfassende Industrie 4.0-Initiative und holte sich als strategischen Partner das IT-Beratungsunternehmen avato consulting AG ins Boot. „Wir wollten etwas schaffen, das wir so am Markt nicht kaufen konnten“, sagt Ulrich Middelberg, IT-Leiter bei Steinbeis Papier. „Unsere Idee war, eine Plattform aufzubauen, die uns hilft, Fragen zu unseren Geschäftsprozessen zu beantworten – und dafür die Echtzeitdaten nutzen, die bereits in den unterschiedlichen Systemen vorhanden waren.“

Herzstück des neuen Smart Data Frameworks ist SAP HANA. Die hochperformante In-Memory-Datenbank verarbeitet jede Sekunde bis zu 50.000 neue Datenwerte, die von mehr als 27.000 Sensoren in der Produktion erfasst werden. Mit Hilfe von Machine-Learning-Algorithmen werden die gewonnenen Daten analysiert und in nutzbare Informationen für die unterschiedlichen Benutzergruppen umgewandelt.

avato consulting entwickelte das Smart Data Framework komplett auf Basis von Microservices, um die Lösungsarchitektur schnell an neue Anforderungen anpassen zu können und die Ausfallsicherheit zu erhöhen. „Die Streaming-Komponenten, die Analyse-Services und die einzelnen Frontends der unterschiedliche Data-Apps laufen jeweils in eigenen Containern“, erklärt Leon Müller, Smart Data Lead bei avato consulting. „Es war daher klar, dass wir auch eine leistungsfähige Container-Management-Plattform für die schnell wachsende Umgebung benötigen.“

Warum SUSE Rancher?   

avato consulting und Steinbeis Papier entschieden sich, Kubernetes und die Management-Plattform SUSE Rancher für die Container-Orchestrierung einzusetzen. „Ein wichtiger Faktor war dabei die hohe Standardkonformität“, sagt Ulrich Middelberg. „SUSE Rancher unterstützt alle CNCF-zertifizierten Kubernetes-Distributionen und alle gängigen Cloud-Plattformen. So laufen wir als Kunde nicht Gefahr, in einen Vendor-Lock-In zu geraten, und behalten uns für die Zukunft alle Optionen offen.“

Für die Spezialisten von avato consulting, die das Smart Data Framework für Steinbeis Papier als Managed Service betreiben, spielten vor allem die ausgereiften Management- und Monitoring-Funktionen von SUSE Rancher eine Schlüsselrolle. „Mit SUSE Rancher können wir mehrere Kubernetes-Cluster über eine einzige Oberfläche verwalten und haben alle Workloads immer im Blick“, unterstreicht Müller. „Der hohe Automatisierungsgrad von SUSE Rancher hilft uns, die operativen Kosten gering zu halten und so die Umsetzung einer umfassenden Industrie 4.0-Strategie auch für ein mittelständisches Unternehmen wie Steinbeis Papier bezahlbar zu machen.“

Verbesserte Transparenz schafft Business-Mehrwerte

Mit Hilfe von Kubernetes und SUSE Rancher stellt avato consulting mittlerweile fast 100 unterschiedliche Analyse-Services und Data-Apps für das Smart Data Framework bereit. Diese geben den Verantwortlichen bei Steinbeis Papier jeden Tag wertvolle Einblicke in ihre Prozesse und helfen ihnen, Abläufe zu optimieren und Kosten zu sparen.

Alle Echtzeitdaten aus der Produktion und aus Qualitäts- und Prozessleitsystemen werden permanent auf Anomalien überprüft. So lassen sich beispielsweise anhand von auffälligen Werten bei der Leistungsaufnahme mögliche Probleme bei Maschinenantrieben frühzeitig erkennen – bevor es zu teuren Maschinenausfällen und Stillstandszeiten kommt.

Die Plattform kann darüber hinaus Abweichungen bei der Qualität oder beim Rohstoff- und Energieverbrauch sehr schnell sichtbar machen. Damit verbessert das Smart Data Framework nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit, sondern auch die Nachhaltigkeit von Steinbeis Papier.

„Das Smart Data Framework liefert uns jeden Tag wertvolle Informationen, um unsere Prozesse noch nachhaltiger und effizienter zu gestalten“, fasst Ulrich Middelberg zusammen. „Dank SUSE Rancher läuft die Plattform extrem stabil und kann sehr schnell um neue Analyse-Services erweitert werden.“

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