Alles was Sie über ein
Manufacturing Execution System (MES) wissen wollen!

Steigerung der Produktionseffizienz

Durch Transparanz und Analysen in Echtzeit hilft ein MES bei der Steigerung der Produktionseffizienz und der Gesamtanlageneffektivität (OEE). Hierbei werden große Datenmengen welche die Faktoren Leistung, Verfügbarkeit und Qualität betrachten als Grundlage benutzt. Kaizen ist eine mögliche Methode die zur kontinuierlichen Verbesserung genutzt werden kann.

Verbesserung der Qualität

Verbesserung der Qualität aufgrund in Echtzeit vorliegender Qualitätsdaten und digital erfasster Fehlerursachen. Mit Hilfe eines MES können ferner Folge- oder Massenfehler verhindert bzw. sofort identifiziert werden. Das reduziert Ausschuss und schont dadurch den Verbrauch von Ressourcen. Eine Methodik die von produzierenden Unternehmen gerne zur Qualitätsverbesserung eingesetzt wird, ist Six Sigma.

Reduktion des Lagerbestands

Reduktion des Lagerbestands kann durch automatisierte Meldungen vom MES an das ERP zu produzierten Stück, sowie Ausschuss und Qualität erreicht werden. Somit können die Verwaltungsabteilungen wie Logistik oder Einkauf jederzeit wissen wie der Produktionsfortschritt ist und welche Anzahl an Materialien noch benötigt werden. Durch diese Schnittstellen und den Gewinn an Transparenz kann der „Work in Process“ Bestand (WIP) besser verwaltet werden und es ergeben sich Einsparungen in den Bereichen Fertigung, Transport und Lagerung. Auch die Bestandsüberwachung, welche teilweise noch manuell durchgeführt wird, kann nahezu eingespart werden.

Verringerung des Papiers in der Fertigung

Über eine digitale Werkerführung können Produktionsaufträge mit Ihren Arbeitsgängen und Aktivitäten an allen Arbeitsschritten, digital und teilweise auch verknüpft mit Fertigungshilfsmitteln, bereitgestellt werden. Ein Ausdruck der gesamten Auftragspapiere kann sofort eingespart werden.

Rückverfolgbarkeit und Produktlebensakte

Über die im MES verfügbaren Daten auf Basis von Zeit, Auftrag, Produkt oder Serialnummer kann im MES eine digitale Produktlebensakte, mit allen relevanten Informationen wie Bearbeitungszeiten, Prozesswerten oder Maschinenzuständen sowie Qualitätsdaten, erstellt und bei Bedarf zur Rückverfolgbarkeitsanalyse herangezogen werden. Durch die Integration von Fertigungshilfsmitteln können Prozessteuerungen vom MES übernommen werden, welche z.B. einen weiteren Bearbeitungsschritt erst zulassen, wenn der aktuelle mit einem OK Signal durchgeführt und im MES registriert wurde. Diese Funktionen stellen eine Null-Fehler-Prozessteuerung über Prozessverriegelung dar.

Die VDI Richtlinie VDI-5600 beschreibt die 7 Kernfunktionen eines MES als Grundlage für den Betrieb an fast jeder Art von Anlage und sollten integrale Bausteine eines heutigen Fertigungssystems sein. Wenngleich heute durch SaaS Dienste kein monolithisches System mehr die Voraussetzung ist.

Feinplanung und Feinsteuerung

Erledigung des Arbeitsvorrats unter Berücksichtigung der vorherrschenden Produktionsrestriktionen.

Betriebsmittelmanagement

Termin sowie bedarfsgerechte Bereitstellung von technisch funktionsfähigen Betriebsmitteln.

Materialmanagement

termin- und bedarfsgerechte Ver- und Entsorgung der Fertigung mit Material, sowie das Führen von Umlaufbeständen (Materialien außerhalb der bestandsgeführten Lager = WiP).

Personalmanagement

Personal mit geeigneter Qualifikation termingerecht für den Produktionsprozess bereitzustellen. Dabei sind personalbezogene Kapazitätsdaten (z.B. Wochenarbeitszeit/Schichtplan) zu berücksichtigen.

Datenerfassung

Ereignisgesteuerte Erfassung der Daten aus dem Prozess. Neben dem automatischen Datentransfer sind halbautomatische (z.B. Scanner) und manuelle Erfassungen der Daten möglich.

Qualitätsmanagement

Umfasst die Aktivitäten, die den unmittelbaren Produktionsprozess betreffen und dient der Sicherstellung der Produkt- und Prozessqualität.

Informationsmanagement

Ist eine Schaltstelle zur Integration anderer MES-Aufgaben und der Durchführung aller Workflows bei der Abarbeitung des Auftragsvorrats und der Prozessoptimierung.

Wichtig ist in Zeiten der Digitalisierung, die Wichtigkeit beider Systeme - sowohl der MES-Software als auch des ERP-Systems - im Zusammenspiel miteinander zu begreifen. Während das MES-System für den Prozess der Fertigung von wesentlicher Bedeutung ist, dient das ERP-System der Erstellung, Verwaltung und Organisation von Plänen, die die Entscheidung betreffen, welche Produkte in welcher Menge überhaupt produziert werden sollen.

Beide Systeme, das MES- und ERP-System, im Zusammenspiel bilden ein für Fertigungsunternehmen zukunftsrelevantes und unverzichtbares Ökosystem, mit dem eine ganzheitliche Übersicht über das Lieferantenmanagement, die finanzielle Situation, die Logistik, die Produktionsprozesse und diverse weitere relevante Bereiche einhergeht.

Die ISA 95 definiert im MES Umfeld die Schnittstellen zwischen OT und IT. Hier werden weiter die unterschiedlichen Ebenen zwischen der Technologie und des Geschäftsprozesses berücksichtigt.

Die Hauptschnittstelle zu Drittsystemen stellt die Schnittstelle zwischen dem MES und dem ERP System dar. Hier werden Stamm- sowie Bewegungsdaten zu Produkten, Arbeitsplänen, Stücklisten und Aufträgen vom ERP an das MES übergeben. Im Gegenzug übergibt das MES typischerweise Auftragsrückmeldungen und Bewegungsdaten zu den einzelnen Objekten.

Moderne MES Systeme sind auf fortschrittlichen Cloud-Technologien modular aufgebaut. Das MES ist serviceorientiert sowie vernetzt mit anderen Diensten und Systemen. Themen wie Analytics, Datenstreaming und Künstliche Intelligenz verschmelzen mit den Daten und Diensten eines modernen MES zum Rückgrat einer modernen „smart factory“.

MES-Systeme, auf die dies zutrifft, werden oft auch als IIoT-Plattform bezeichnet. IIoT steht für "industrielles Internet der Dinge". Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Manufacturing Execution System sind Sie bei der Nutzung einer IIoT-Plattform weniger abhängig von dem Hersteller, weil diese die Möglichkeit zur Kommunikation mit Drittsystemen bietet. Ein bestehendes MES-System lässt sich in der Regel in eine IIoT-Plattform integrieren, da die IIoT-Plattform eine Weiterentwicklung der MES-Software ist. Im Vergleich zu einem MES-System profitieren Unternehmen von folgenden Vorteilen bei der Nutzung einer IIoT-Plattform:

• Unternehmen behalten den vollen Zugriff auf ihre Daten.
• Die Daten sind in allen Ebenen des Unternehmens verfügbar: in der Produktion, im ERP und in weiteren Bereichen.
• Weil die Daten in alle Systeme des Unternehmens integriert werden, ergibt sich ein höheres Potenzial hinsichtlich der Produktivität, Effizienz und Kostenersparnis im Unternehmen.
• Die Vorbeugung von Fehlern (Predictive Maintenance) im Rahmen der Produktion wird besser, da ein höherer Datenbestand zur Analyse von Fehlern aus der Vergangenheit vorliegt.
• Unternehmen profitieren von einem hohen Maß an Flexibilität und Skalierbarkeit, da die IIoT-Plattform mit jedem Baustein und jeder Software der Smart Factory kompatibel ist und beliebig erweitert werden kann.

Weitere Informationen dazu finden Sie auch in unserem Beitrag zum Thema "Industrie 4.0".