MES-Alarmmanagement: Schneller reagieren auf Shopfloor-Störungen

Was ist MES-Alarmmanagement?

MES-Alarmmanagement beschreibt alle Funktionen in einem Manufacturing Execution System, die dafür sorgen, dass Störungen, Abweichungen und kritische Ereignisse im Shopfloor automatisch erkannt, an die richtige Person gemeldet und bei Nichtreaktion eskaliert werden.

Das Ziel ist einfach: Die Zeit zwischen "Problem tritt auf" und "jemand tut etwas dagegen" verkürzen. In der Praxis ist diese Zeitspanne der größte Hebel für OEE-Verbesserung, weil jede Minute Stillstand, die unbemerkt bleibt, eine Minute ist, die niemand zurückbekommt.

Ohne Alarmmanagement sieht der Ablauf so aus: Maschine steht. Werker bemerkt es (vielleicht). Werker geht zum Schichtleiter (wenn er weiß, wo der ist). Schichtleiter ruft Instandhaltung an (wenn er die Nummer hat). Instandhaltung kommt (wenn sie verfügbar ist). Zwischen Stillstandsbeginn und erster Reaktion vergehen 15, 30, manchmal 60 Minuten. In dieser Zeit produziert die Maschine nichts.

Mit Alarmmanagement: Maschine steht. MES erkennt den Zustandswechsel nach Sekunden. Alarm wird automatisch ausgelöst. Benachrichtigung geht an den Schichtleiter (E-Mail) und auf das Shopfloor-Display (Andon). Wenn nach 10 Minuten keine Reaktion: Eskalation an die Instandhaltung. Wenn nach 30 Minuten keine Reaktion: Eskalation an den Produktionsleiter. Die Reaktionszeit sinkt von Dutzenden Minuten auf Sekunden.

Drei Ebenen des Alarmmanagements

Was erfasst werden muss: Alarmquellen im Shopfloor

Alarme im MES kommen aus verschiedenen Quellen. Nicht jede Quelle ist bei jedem Kunden relevant, aber das MES muss alle verarbeiten können:

Entscheidend ist die Verknüpfung: Wenn SPS-Alarm 47 ("Materialzufuhr blockiert") auftritt und gleichzeitig die Ausschussrate an derselben Maschine steigt, dann ist das nicht zwei Alarme. Das ist ein zusammenhängendes Muster. Bei Neoperl wird genau das gemacht: "Korrelation von SPS-Alarmen mit Stillständen und Qualitätsdefekten."

MES-Alarmmanagement in der Praxis: Vier Kundenbeispiele

Neoperl (Building, Montagemaschinen): Alarmerfassung ohne Werkereingriff. Das klarste Beispiel für MES-Alarmmanagement in der Praxis: "SPS-basierte Alarmerfassung und automatische Stillstandsüberwachung. Begründung technischer Stillstände durch die Anlage ohne Eingriff der Mitarbeitenden." Das bedeutet: Die Maschine meldet nicht nur "ich stehe", sondern auch warum. Der Werker muss keinen Stillstandsgrund aus einer Liste auswählen, weil die SPS den Grund automatisch liefert. Dazu: "Korrelation von SPS-Alarmen mit Stillständen und Qualitätsdefekten." Das ist die nächste Stufe: Nicht nur "welcher Alarm ist aufgetreten?", sondern "welcher Alarm korreliert mit welchem Qualitätsproblem?" Ergebnis: "10 % weniger Stillstände durch automatische Erfassung und Begründung. 15 % weniger Ausschuss durch Qualitätsdaten-Auswertung."

Brita (FMCG, Vollautomatische Montagelinien): Alarme über OPC UA. Brita hat moderne Linien mit Linienleitrechner-Systemen: "Anbindung moderner Linien an Linienleitrechner System über OPC-UA, um Alarme aufzunehmen." OPC UA ist der industrielle Standard für die Übertragung von Alarmen und Prozessdaten von der Steuerung ins MES. Die Alarme werden nicht manuell erfasst, sondern automatisch aus dem Linienleitrechner übernommen. Dazu: "Stillstands-Signale werden über Digitale Signale abgegriffen und transparent dargestellt." Ergebnis: "5 % Reduktion von Stillstandszeiten. 7 % Verbesserung der Ausbringung."

Schmiedetechnik Plettenberg (Metallverarbeitung): Von "im Nachgang erkannt" zu Echtzeit. Das Vorher: "Produktionsdaten wurden überwiegend manuell erfasst, Maschinenzustände waren nur begrenzt sichtbar und Abweichungen wurden oft erst im Nachgang erkannt." "Im Nachgang erkannt" bedeutet: Der Stillstand war schon vorbei, bevor jemand davon erfahren hat. Das Nachher: "Stillstände wurden schneller erkannt, Ursachen konnten direkt überprüft werden und die Zusammenarbeit zwischen den Teams verbesserte sich deutlich." Thorsten Manns, Technischer Leiter: "SYMESTIC verschafft uns eine durchgängige Echtzeittransparenz, die wir in dieser Form vorher nicht hatten. Dadurch können wir schneller eingreifen."

Carcoustics (500+ Anlagen, 7 Länder): Alarmmanagement im Enterprise-Maßstab. 500+ Anlagen in 7 Ländern bedeutet: Tausende Alarme pro Tag. Ohne Filterung, Priorisierung und Eskalation ist das nicht beherrschbar. "Konzernweite Analyse zu Performance Kennzahlen." Die Alarmerfassung läuft "über IXON IoT Geräte und dem MQTT-Protokoll in MS Azure". MQTT ist ein leichtgewichtiges Protokoll, das auch bei instabilen Netzwerkverbindungen (wie sie in Werken in Mexiko, Polen oder China vorkommen) zuverlässig Alarme überträgt. Ergebnis: "4 % Reduktion von Stillstandszeiten. 8 % Verbesserung der Verfügbarkeit."

Alarm Fatigue: Das häufigste Problem und wie man es vermeidet

Das größte Risiko bei Alarmmanagement ist nicht zu wenig Alarme, sondern zu viele. Wenn der Schichtleiter 200 E-Mails pro Schicht bekommt, liest er keine mehr. Wenn das Shopfloor-Display dauerhaft rot blinkt, schaut niemand mehr hin. Das nennt sich Alarm Fatigue (Alarm-Ermüdung), und es ist der Grund, warum viele Alarmmanagement-Systeme nach wenigen Wochen ignoriert werden.

Fünf Maßnahmen gegen Alarm Fatigue:

Häufige Fragen zum MES-Alarmmanagement

Was ist der Unterschied zwischen einem SPS-Alarm und einem MES-Alarm?

Ein SPS-Alarm ist eine Meldung der Maschinensteuerung: "Sensor 3 defekt", "Temperatur über 180 °C", "Materialzufuhr blockiert". Er erscheint auf dem HMI der Maschine. Ein MES-Alarm ist eine verarbeitete, kontextualisierte Meldung: "Maschine 7, Alarm 47 (Materialzufuhr blockiert), seit 14:23, Stillstand dauert 12 Minuten, Auftrag 4711 betroffen, Schichtleiter Müller benachrichtigt." Der SPS-Alarm ist die Quelle. Der MES-Alarm ist die Information, die beim Entscheider ankommt.

Können auch ältere Maschinen Alarme an das MES liefern?

Ja. Moderne Steuerungen liefern Alarme über OPC UA (wie bei Brita). Ältere Maschinen ohne digitale Schnittstelle werden über IoT-Gateways mit digitalen Eingängen angebunden: Ein digitales Signal (Maschine läuft/steht) reicht, um Zustandswechsel und Stillstände zu erfassen. Carcoustics nutzt "IXON IoT Geräte und das MQTT-Protokoll". Bei Neoperl werden SPS-Alarme direkt ausgelesen. Die Anbindung dauert typischerweise 2 bis 4 Stunden pro Maschine, ohne SPS-Eingriff und ohne Produktionsunterbrechung.

Wie viele Alarme pro Schicht sind normal?

Das hängt vom Maschinenpark, den Schwellwerten und der Definition von "Alarm" ab. Eine Faustregel: Wenn ein Empfänger mehr als 10 bis 15 Alarme pro Schicht bekommt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass er sie ignoriert. Besser: Wenige, relevante Alarme mit klarer Handlungsanweisung. Die häufigsten Alarme sollten monatlich im Alarm-Ranking geprüft werden. Wenn ein Alarm ständig auftritt und nie zu einer Maßnahme führt, muss entweder der Schwellwert angepasst oder die Ursache behoben werden.

Brauche ich Alarmmanagement, wenn ich bereits ein Shopfloor Meeting habe?

Ja, weil ein Shopfloor Meeting einmal am Tag stattfindet (oder zweimal bei Schichtwechsel). Alarmmanagement reagiert in Sekunden. Beides ergänzt sich: Das Shopfloor Meeting analysiert die Alarme und Stillstände der letzten 24 Stunden (Top-Stopper, wiederkehrende Alarme, Eskalationen). Das Alarmmanagement sorgt dafür, dass in den 24 Stunden bis zum nächsten Meeting niemand eine Störung übersieht. Ohne Alarmmanagement hat das Shopfloor Meeting nur geschätzte Daten. Ohne Shopfloor Meeting führen die Alarme nicht zu nachhaltigen Maßnahmen.

Was kostet es, kein Alarmmanagement zu haben?

Die Kosten sind versteckt, aber real: Jede Minute ungeplanter Stillstand, die 10 Minuten länger dauert als nötig, weil niemand rechtzeitig informiert wurde. Bei einer Maschine mit 500 Euro Opportunitätskosten pro Stunde und drei ungeplanten Stillständen pro Tag, die jeweils 15 Minuten länger dauern als nötig: 500 Euro / 60 Minuten * 15 Minuten * 3 Stillstände = 375 Euro pro Tag. Pro Maschine. Bei Schmiedetechnik Plettenberg war genau das der Ausgangspunkt: "Abweichungen wurden oft erst im Nachgang erkannt."

Über den Autor:

Martin Brandel

MES Consultant und Projektleiter bei der symestic GmbH. Über 30 Jahre Erfahrung in industrieller Automatisierung und Maschinenanbindung. Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik.