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

In diesem Artikel finden Sie Antworten auf folgende Fragen rund um das Thema MES:

Unser Ziel ist es, Sie zu befähigen, das Thema MES in Ihrem Unternehmen voranzubringen, indem wir Ihnen das dazu notwendige Wissen vermitteln. Auf geht's!

Manufacturing Execution System (MES)

Was ist ein MES?

Als MES bezeichnet man dynamische, umfassende softwarebasierte Dienste, welche die Prozesskette zur Herstellung von Produkten vom Ursprung bis zum fertigen Produkt überwacht, verfolgt, dokumentiert und teilweise sogar steuert.

Als funktionale Schicht zwischen den Maschinen (OT Ebene) und der Verwaltung bzw. dem Enterprise Ressource Planning System „ERP“ (IT Ebene) stellt das MES dem Management Daten bereit, welche für zeitnahe Entscheidungen, zur Transparenz in Echtzeit, sowie zur Prozessoptimierung benötigt werden.

MES Architektur Pyramide

Durch Fertigungsprozesse, welche ein MES informationsgesteuert macht, trägt es in einem Unternehmen zur Gesamtproduktivität und somit zur Rentabilität bei. Die heutigen Leistungsanforderungen und die sich schnell verändernden Produktionsumgebungen machen ein MES unerlässlich. Ein Bericht von Data Bridge Market Research prognostiziert, dass der globale MES-Markt bis Ende 2029 einen Umsatz von 39,67 Milliarden US-Dollar erreichen wird. Die Treiber für das Marktpotential sind maßgeblich der Kostendruck im Wettbewerb des produzierenden Gewerbes. Die Befriedigung des Marktes wird über ältere OnPremises MES Systeme sowie, stark wachsend, auch über kostengünstige SaaS Dienste in der Cloud mit niedrigen Bereitstellungs- und Projektkosten bedient.

Viele Menschen verwenden anstatt MES die Begriffe Betriebsdatenerfassung (BDE) oder Maschinendatenerfassung (MDE). Eine Abgrenzung dieser Begriffe finden Sie in unserem Artikel zur Betriebsdatenerfassung.

Was sind die Hauptnutzen eines MES?

MES - Steigerung der Produktionseffizienz 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.

MES - Verbesserung der Qualität 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.

MES - Reduktion des Lagerbestands 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.

MES - Verringerung des Papiers in der Fertigung 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.

MES - Rückverfolgbarkeit und Produktlebensakte 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.

Was sind die Kernfunktionen eines MES?

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.

MES Kernfunktionen nach VDI 5600

Manufacturing Execution System (MES) Feinplanung und Feinsteuerung Feinplanung und Feinsteuerung

Erledigung des Arbeitsvorrats unter Berücksichtigung der vorherrschenden Produktionsrestriktionen.

Manufacturing Execution System (MES) Betriebsmittelmanagement Betriebsmittelmanagement

Termin sowie bedarfsgerechte Bereitstellung von technisch funktionsfähigen Betriebsmitteln.

Manufacturing Execution System (MES) Materialmanagement Materialmanagement

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

Manufacturing Execution System (MES) Personalmanagement Personalmanagement

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

Manufacturing Execution System (MES) Datenerfassung Datenerfassung

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

Manufacturing Execution System (MES) Qualitätsmanagement Qualitätsmanagement

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

Manufacturing Execution System (MES) Informationsmanagement Informationsmanagement

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

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Welche Schnittstellen und Ebenen gibt es?

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.

Ebene 4 - ERP: Business planning and logistics

Ebene 3 - MES: Manufacturing operations management

Ebene 2 - Process control systems: Batch control

Ebene 1 - Process control systems: Continuous control

Ebene 0 - Process control systems: Discrete control

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 Technologien und Trends

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

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