Technische Integration der VDA 5050 mit SAP ERP

Tipps für die Implementierung der VDA 5050 Standardschnittstelle in Ihr SAP System

Sie fragen sich, was genau die VDA 5050 ist? – In vielen Erklärungen wird der Fokus auf die verschiedenen Akteure, Prozesse und Daten gelegt. Was oftmals nur kurz oder gar nicht erwähnt wird, sind technische Details wie die zu verwendende Methode bei der Übermittlung von Nachrichten. Um diese umfassenden technischen Aspekte in Ihrem Unternehmen adäquat umzusetzen zu können, sollten Sie insbesondere bei der Integration mit einem SAP ERP System einige Punkte beachten.

In diesem Artikel gehen wir detaillierter auf die technischen Voraussetzungen und die notwendige Infrastruktur ein, um AGVs über eine VDA 5050 konforme Schnittstelle mit Ihrem SAP ERP zu verbinden. Zuerst betrachten wir die technischen Spezifikationen der VDA 5050 und deren Unterstützung durch SAP. Anschließend wird daraus eine Infrastruktur abgeleitet, welche sich in den vergangenen Wochen und Monaten in der Praxis vieler Unternehmen bereits bewährt hat. Im letzten Teil des Artikels werden die Herausforderungen und Empfehlungen für Ihre neuen Projekte bei der Integration von AGVs in SAP zusammengefasst.

Technische Spezifikationen in der VDA 5050

MQTT, Broker und Datentypen

Das Detail, welches die gravierendsten Auswirkungen nach sich zieht, ist die Kommunikation über das Nachrichtenprotokoll MQTT („Message Queuing Telemetry Transport“). Dieses ist bereits standardisiert und wird hauptsächlich zur Machine-to-Machine-Kommunikation eingesetzt. Oftmals wird es genutzt, um beispielsweise Sensordaten von Fahrzeugen oder Maschinen auszutauschen. Dabei werden JSON-Datenpakete an unterschiedliche Kanäle, sogenannte „Topics“, gesendet („publish“). Gleichzeitig können beliebige Systeme, Maschinen oder AGVs an diesen Kanälen lauschen, um diese Nachrichten so empfangen zu können („subscribe“).

Nicht nur, welche Daten in diesen vorhanden sein können oder müssen, sondern auch die jeweiligen Identifier und ihre Datentypen sind festgelegt. An diesen darf nichts verändert werden, denn laut VDA 5050 besteht bei diesen ein „Anspruch auf Korrektheit, auf den man sich als Entwickler der Schnittstelle verlassen kann“. Jedes AGV und Leitsystem, auch in SAP, muss diese Identifier und Datentypen also exakt unterstützen.

Unterstützung in SAP – Herausforderungen bei der Integration

Direkt bei der wichtigsten Anforderung, der Unterstützung des MQTT Nachrichtenprotokolls, existieren erhebliche Einschränkungen. Selbst der MQTT-Client, also nur das Senden und Empfangen von Nachrichten, ist erst in der ABAP Platform 1809 verfügbar. Die meisten unserer Kunden und Partner haben jedoch noch ältere Systeme, weshalb bereits dies die Integration der VDA 5050 in SAP ERP stark erschwert.

Hinzu kommt, dass bei neuen Projekten auch ein MQTT-Broker betrieben werden muss, welcher alle Nachrichten empfängt und anschließend an MQTT-Clients verteilt. Dies ist aktuell innerhalb von SAP nur sehr schwer und mit hohem Aufwand möglich. Aus diesem Grund muss mindestens ein System, der MQTT-Broker, außerhalb der klassischen SAP-Landschaft laufen. Auch für ältere SAP-Systeme ist ein externer Adapter notwendig, der das MQTT Protokoll beispielsweise in SOAP oder OData umwandelt.

Ein letzter Punkt, der bei den MQTT Datenpaketen genannt werden muss, sind die bereits erwähnten Identifier: Manche der SAP-Schnittstellen (SOAP) wandeln diese in Großbuchstaben um. „orderUpdateId“, wie es in der VDA 5050 definiert ist, wird in SAP zu „ORDERUPDATEID“ konvertiert. Dieses kleine Detail sorgt bei Integrationen von externen Systemen ins SAP ERP oftmals für Probleme und muss auch hier gelöst werden.

VDA 5050 Infrastruktur mit SAP ERP

Die klassische VDA 5050 Infrastruktur besteht aus folgenden Akteuren:

• MQTT-Broker: Diese zentrale Instanz empfängt alle Nachrichten und leitet sie an entsprechende MQTT-Clients weiter
• AGVs: Diese sind MQTT-Clients, welche Nachrichten an bestimmte Topics beim MQTT-Broker senden und wiederum andere empfangen
• Leitsystem in SAP: Dies ist ebenso ein Client, welcher den AGVs identisch, Nachrichten vom MQTT-Broker empfängt und zurück an diesen sendet

Aufgrund der oben beschriebenen technischen Beschränkungen von SAP haben wir eigens den Flexus-MQTT-Adapter entwickelt. Dieser ist wiederum ein normaler MQTT-Client, der vom Broker alle Nachrichten empfängt, die für das Leitsystem in SAP interessant sein können. Diese Nachrichten werden vom MQTT Format umgewandelt und daraufhin eine SOAP oder OData Schnittstelle des SAP-Systems aufgerufen. Hierdurch können auch alte SAP-Systeme angebunden werden. Die Antwort des SOAP oder OData Aufrufs wiederum wird in eine MQTT Nachricht umgewandelt und an den MQTT-Broker gesendet. Vorher können noch einzelne Felder modifiziert werden, beispielsweise kann aus „ORDERUPDATEID“ wieder der VDA 5050-konforme Identifier „orderUpdateId“ hergestellt werden.

Herausforderungen und Empfehlungen für neue Projekte

Rein aus der technischen Perspektive besteht die größte Herausforderung darin, die MQTT Technologie mit Ihrem SAP-System in Einklang zu bringen. Je nach eingesetzter SAP-Version und Ihrem aktuellen Projektstand gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die flexibelste und auch unsere Empfehlung für Sie ist der Einsatz eines Adapters, der zwischen MQTT Infrastruktur und SAP übersetzt und kommuniziert.

Ein weiterer Punkt, der frühzeitig mit allen Projektbeteiligten geklärt werden muss, ist der MQTT-Broker: Wer stellt, betreut und betreibt diesen? Wer sorgt für ein Testsystem und wo sind die Verantwortungsgrenzen? Zum Nachvollziehen von Problemen ist es unbedingt notwendig, diese Verantwortungsgrenzen genau zu definieren und anschließend auch sicherzustellen, dass diese Grenzen überwacht und geloggt werden. So kann bei nicht angekommenen oder falschen Nachrichten nachvollzogen werden, in welchem System der Fehler aufgetreten ist.

Natürlich existiert noch eine Vielzahl weiterer Herausforderungen wie die Behandlung von Störungen an AGVs bzw. Fahraufträgen, das gleiche Verständnis von Knoten und Kanten, das Interpretieren von Wegsperren etc. Da sich diese Punkte mehr auf den prozessualen als auf den technischen Bereich der VDA 5050 beziehen, werden diese in einem weiteren Artikel genauer beschrieben werden.

Exkurs: SAP-Cloud und SAP HANA XSA

Wie auf dem Bild zur Infrastruktur zu sehen ist, sind abgesehen von AGVs und SAP noch weitere Systeme notwendig. Dies führt in manchen Unternehmen zu Problemen, wenn alle Prozesse, Richtlinien und Userverwaltungen auf SAP-Systeme ausgelegt sind. Oftmals ist es problematisch, „einfache, kleine Systeme“ außerhalb von SAP zu nutzen, da hier keine Verfügbarkeit rund um die Uhr und kompetente Wartung und Betreuung möglich ist.

Jedoch haben sich auch im SAP-Umfeld neue Möglichkeiten entwickelt: Sowohl in der SAP-Cloud als auch auf onPremise Systemen von SAP 4/HANA lassen sich Applikationen gekapselt und unabhängig vom SAP ERP installieren und ausführen. Der Vorteil an diesen Applikationen ist, dass sie immer noch in der SAP-Landschaft laufen, von SAP-Administratoren betreut werden und auch SAP-Userverwaltungen ermöglichen. Gleichzeitig können neue Technologien eingesetzt und damit auch ein MQTT-Broker oder der Flexus-MQTT-Adapter in der SAP-Cloud oder einer lokalen SAP 4/HANA Installation verwendet werden.

Auch zu diesem Thema wird in Kürze ein eigener Artikel erscheinen. Melden Sie sich deshalb gleich zu unserem Newsletter an, um benachrichtigt zu werden, wenn weitere Informationen zur VDA 5050 mit SAP ERP oder der SAP-Cloud erscheinen!