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Was ist ein MES (Manufacturing Execution System)?

Uwe Kobbert Gründer & CEO

Veröffentlicht November 20239 Min. Lesezeit

Lernpfad Schritt 2 von 6
Inhalt

    Ein MES (Manufacturing Execution System) ist die Software, mit der ein Werk seine laufende Fertigung steuert, erfasst und dokumentiert: Es übernimmt Aufträge aus dem ERP, verteilt sie auf Maschinen und Arbeitsplätze, erfasst Mengen, Zeiten, Stillstände und Qualität und meldet die Ergebnisse zurück. Im Ebenenmodell der Norm IEC 62264 (ISA-95) liegt es auf Ebene 3, zwischen der Unternehmensplanung und der Steuerung der Maschinen.

    Die deutsche Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 nennt ein MES Fertigungsmanagementsystem und beschreibt seine Aufgaben; in Teilen der Industrie heißt es auch Produktionsleitsystem. Wie die SYMESTIC Cloud MES Plattform aufgebaut ist, steht auf der Plattformseite.


    Die zehn Aufgaben eines MES nach VDI 5600

    VDI 5600 Blatt 1 (Ausgabe 2016) gliedert die Aufgaben eines MES in zehn Bereiche, so steht es im Inhaltsverzeichnis der Richtlinie. Kein MES muss alle zehn gleich tief abdecken. Für eine Auswahl ist die Liste deshalb vor allem eine Prüfliste: Welche Aufgaben braucht das eigene Werk wirklich, und welche erledigt schon ein anderes System?

    Aufgabe (VDI 5600) Was das im Werk heißt Prüffrage für die Auswahl
    Auftragsmanagement Aufträge aus dem ERP übernehmen, freigeben, verfolgen, abschließen Kommen Aufträge automatisch aus unserem ERP, und sehen wir den Status je Arbeitsgang?
    Feinplanung und Feinsteuerung Reihenfolge der Aufträge je Maschine festlegen und bei Störungen umplanen Brauchen wir Feinplanung im MES, oder plant das ERP bzw. ein eigenes Planungswerkzeug?
    Betriebsmittelmanagement Maschinen, Werkzeuge und Vorrichtungen verwalten, Einsatz und Zustand verfolgen Welche Betriebsmittel müssen wir je Auftrag nachweisen?
    Materialmanagement Material am Arbeitsplatz bereitstellen, Verbrauch und Charge je Auftrag buchen Müssen wir Chargen bis zum Endprodukt zurückverfolgen?
    Personalmanagement Personal Arbeitsplätzen zuordnen, Qualifikation berücksichtigen Wer darf welche Anlage bedienen, und muss das System das prüfen?
    Datenerfassung Mengen, Zeiten, Zustände und Gründe aus Maschine und Arbeitsplatz erfassen (BDE, MDE) Wie kommen wir an die Daten älterer Maschinen ohne Schnittstelle?
    Leistungsanalyse Kennzahlen wie die OEE berechnen und Verluste aufschlüsseln Sind die Kennzahlen je Schicht und Anlage vergleichbar definiert?
    Qualitätsmanagement Prüfungen am Arbeitsplatz, Ausschuss mit Grund, Prozesswerte im Fenster halten Welche Prüfungen müssen wir dokumentieren, und wo liegen sie heute?
    Informationsmanagement Informationen für Werker, Meister und Werkleitung bereitstellen Wer braucht welche Zahl zu welchem Zeitpunkt?
    Energiemanagement Energieverbrauch je Anlage und Auftrag erfassen und auswerten Wollen wir Energie je Bauteil ausweisen?

    Aufgabennamen nach VDI 5600 Blatt 1; Erläuterungen und Prüffragen sind eigene Einordnung, kein Richtlinientext.


    MES, ERP, SCADA und MOM: die Abgrenzung

    Die Normenreihe IEC 62264, international als ISA-95 bekannt, ordnet die Systeme eines Industrieunternehmens in Ebenen. Für die Fertigungsaktivitäten auf Ebene 3 verwendet sie den Begriff Manufacturing Operations Management (MOM); ein MES deckt davon in der Regel den Produktionsteil ab.

    System Ebene Aufgabe Typische Frage
    ERP 4 Kundenaufträge, Einkauf, Termine, Kosten Was produzieren wir bis wann?
    MES 3 Aufträge in der Fertigung steuern, erfassen, dokumentieren Was läuft gerade wo, und warum steht die Maschine?
    MOM 3 Oberbegriff: Produktion, Instandhaltung, Qualität, Lager in der Fertigung Wie greifen die Fertigungsprozesse ineinander?
    SCADA, SPS 1 und 2 (SCADA je nach Umfang auch 3) Anlagen überwachen und steuern, Signale und Alarme Welchen Wert hat der Sensor jetzt?

    Der Unterschied liegt im Bezug: SCADA und SPS kennen Signale, aber keine Aufträge; das ERP kennt Aufträge, aber nicht den Zustand der Maschine. Das MES verbindet beides. Vertiefung: ISA-95 und die Ebenen der Produktions-IT und Manufacturing Operations Management.

    Ein Auftrag durch die Ebenen

    Wer was führt, zeigt ein Fertigungsauftrag über 2.000 Bauteile mit Liefertermin Freitag:

    1. ERP: gibt den Auftrag frei, mit Menge, Termin und Material.
    2. MES: plant ihn auf eine Maschine ein, abgestimmt auf Rüstfolge und Materialverfügbarkeit, und stellt Arbeitsanweisung und Prüfplan bereit.
    3. Steuerung und MES: Die Maschine meldet Takte und Zustände. Das MES zählt die Teile, ordnet Stillstände dem Auftrag zu und fragt den Grund ab.
    4. Störung: Die Steuerung meldet nur „Störung“. Im MES ist sichtbar, welcher Auftrag betroffen ist, ob der Termin noch hält und welche freigegebene Maschine einspringen kann.
    5. Zurück ins ERP: Nach Abschluss meldet das MES Gutmenge, Ausschuss und Ist-Zeiten zurück; im ERP laufen Lagerbuchung und Nachkalkulation.

    Die Arbeitsteilung in einem Satz: Das ERP entscheidet, was bis wann gefertigt wird, das MES, wie und wo, die Steuerung führt aus.

    MESA-11 und das Ende von MESA

    Ältere Texte beziehen sich auf das Funktionsmodell der Industrievereinigung MESA International, kurz MESA-11. MESA International hat ihren Betrieb zum 30. Juni 2026 eingestellt; Bildungsprogramme und Inhalte hat die ISA übernommen. Für eine Ausschreibung im deutschen Sprachraum bietet sich VDI 5600 als Bezug an, weil sie die Aufgaben auf Deutsch und mit Blick auf die hiesige Fertigung beschreibt.


    Produktionsleitsystem, Leitstand, Prozessleitsystem: die Begriffe

    Im Deutschen laufen für ein MES und seine Nachbarn mehrere Namen um. Drei davon bezeichnen dasselbe oder einen Teil davon, einer etwas anderes.

    BegriffWas gemeint istVerhältnis zum MES
    FertigungsmanagementsystemDer deutsche Name in VDI 5600 Blatt 1dasselbe
    ProduktionsleitsystemIn Teilen der Industrie üblicher Name für ein MESmeist dasselbe; im Zweifel nach den Aufgaben fragen
    Leitstand (Fertigungsleitstand)Software, mit der die Fertigung Aufträge auf Maschinen verteilt und umplant, oft als grafische PlantafelTeil eines MES (Feinplanung und Feinsteuerung) oder eigenes Planungswerkzeug
    Prozessleitsystem (PLS)Steuert verfahrenstechnische Anlagen, etwa in Chemie oder Pharma; englisch Distributed Control System (DCS)etwas anderes: Ebene 2, steuert den Prozess selbst, ein MES sitzt darüber

    Weil „Produktionsleitsystem“ und „Prozessleitsystem“ beide mit PLS abgekürzt werden, lohnt in einer Ausschreibung der ausgeschriebene Begriff und eine Liste der Aufgaben, die das System übernehmen soll.


    Wann ein MES nötig ist

    Ein MES ist nicht die einzige Antwort auf fehlende Transparenz. Die Tabelle ordnet typische Ausgangslagen der kleinsten Lösung zu, die sie löst.

    Ausgangslage Oft reicht Ein MES lohnt sich, wenn …
    Niemand weiß genau, wie lange Maschinen stehen Maschinendatenerfassung mit Stillstandsgründen die Daten mit Aufträgen und Schichten verbunden werden sollen
    Rückmeldungen ins ERP werden von Hand gebucht das BDE-Modul des ERP Stillstandsgründe, Kurzstillstände und Echtzeit-Status gebraucht werden
    Kennzahlen mehrerer Werke sind nicht vergleichbar eine einheitliche Kennzahlendefinition in Excel die Zahlen automatisch und je Schicht kommen sollen
    Prüfungen und Chargen müssen nachgewiesen werden Papier-Prüfpläne mit Archiv Nachweise je Bauteil oder Charge auf Knopfdruck verlangt werden

    Wann ein MES sich nicht rechnet, beschreibt Wann lohnt sich kein MES; die Abwägung gegen das ERP-Modul steht in BDE im ERP oder eigenes MES?, die gegen eine Eigenentwicklung in MES selbst entwickeln oder kaufen.


    Installiert oder aus der Cloud

    Ein klassisches MES wird auf Servern des Werks installiert und mit Lizenzen, Projekt und Wartungsvertrag eingeführt. Ein Cloud-MES läuft beim Anbieter, wird als Abonnement bezahlt und erhält Updates automatisch; im Werk wird nur die Anbindung der Maschinen eingerichtet. Installiert ist dort im Vorteil, wo eine Fertigung ohne Internetverbindung laufen muss oder Validierungsvorgaben jedes Update zum Projekt machen. Die Cloud ist im Vorteil, wenn ein Werk klein anfangen und Anlage für Anlage oder Werk für Werk erweitern will.


    Drei Fragen vor der Auswahl

    • Reicht das Bestehende? Ein ERP-Modul oder eine eigene Lösung kann genügen. Wer das nicht vorher klärt, vergleicht Anbieter für ein Problem, das noch nicht feststeht.
    • Wer entscheidet mit? Geschäftsführung, IT und Betriebsrat haben jeweils eigene Fragen. Werden sie spät eingebunden, stoppt das Projekt nach der Auswahl: MES-Projekt intern durchbringen.
    • Passt der Zuschnitt? Wer zuerst Stillstände und OEE messen will, braucht einen anderen Anbieter als wer Feinplanung, Lager- und Werkzeugverwaltung aus einer Hand sucht. Eine Übersicht bietet der MES-Anbieter-Vergleich.

    So arbeitet SYMESTIC

    SYMESTIC ist ein Cloud-MES auf Microsoft Azure für den produzierenden Mittelstand. Ein Werk kann mit Produktionskennzahlen, Stillständen und OEE beginnen und später Fertigungssteuerung, Qualitätsprüfung, Prozessdaten, Alarme oder Energie ergänzen, alles auf einem standardisierten Datenmodell. Die erste Anlage ist in unter drei Stunden angebunden, auch ältere Maschinen ohne Eingriff in die SPS. Aufbau und Funktionen: SYMESTIC Cloud MES Plattform; die Datenerfassung im Einzelnen zeigen BDE-Software und MDE-Software.

    Vier Beispiele aus Werken mit SYMESTIC

    Wofür ein MES im Werk eingesetzt wird, hängt von der Fertigung ab. Vier Kundenreferenzen zeigen die Bandbreite:

    UnternehmenFertigungWas das MES dort leistetErgebnis laut Kundenreferenz
    Meleghy AutomotiveKarosseriebauteile, vier Werke in Deutschland, Spanien, Tschechien und Ungarnordnet Maschinenzyklen den Fertigungsaufträgen zu, SAP R/3 in beide Richtungen angebunden10 % weniger Stillstandszeit, 7 % mehr Ausbringung; vier Werke in sechs Monaten
    Schmiedetechnik PlettenbergSchmiedeOEE und Echtzeitdaten über Maschinen, Schichten und Aufträge, ERP InforCOM in beide Richtungen angebundenEchtzeitdaten ab dem ersten Tag
    CarcousticsMehrwerksbetrieb, zwölf Werke in acht Ländernhat ein bestehendes MES abgelöst, angebunden an SAPmehr als 500 Anlagen, Ablösung in sechs Monaten
    KlockePharma-Verpackung im GMP-Umfeldalle Linien angebunden, ohne Eingriff in die SPSnach drei Wochen live

    Häufige Fragen

    Was kostet ein MES?

    Bei einem installierten MES fallen Lizenzen, Einführungsprojekt und Wartung an, bei einem Cloud-MES ein Abonnement und gegebenenfalls einmalig Hardware für die Maschinenanbindung. Bei SYMESTIC kostet der Plan Professional mit fünf Anlagen ab 850 € pro Monat, netto zzgl. USt., bei jährlicher Abrechnung im Voraus. Eine Gegenüberstellung der Modelle bietet MES-Kosten im Vergleich.

    Was ist der Unterschied zwischen MES und ERP?

    Das ERP plant, was bis wann produziert wird, und rechnet Kosten ab. Das MES sorgt dafür, dass es in der Fertigung so läuft, und erfasst, was tatsächlich passiert ist. Ohne Fertigungsdatenerfassung kennt das ERP oft nur Soll und Endrückmeldung, nicht die Stunden dazwischen.

    Welche Branchen nutzen ein MES?

    Diskrete Fertigung und Chargenfertigung, etwa Automobilzulieferer, Metall- und Kunststoffverarbeitung, Elektronik, Lebensmittel und Pharma-Verpackung. In der Pharma kommen Anforderungen an die Validierung hinzu.

    Verwandte Themen: OEE · Shopfloor Management · OPC UA · Predictive Maintenance


    Quellen


    Der nächste Schritt

    Ob sich ein MES lohnt, entscheidet sich am eigenen Prozess und nicht an der Funktionsliste. Wie es an den eigenen Anlagen aussieht, zeigt eine kostenlose Live-Demo am eigenen Anwendungsfall; was es kostet, steht auf der Preisseite.

    Die Antworten auf diese Prüffragen halten Sie am besten in einem Lastenheft fest, das sich ebenfalls an VDI 5600 anlehnt.

    Vorlage für Word

    MES-Lastenheft: Vorlage zum Ausfüllen

    Ziele, Maschinenliste und Anforderungen in einer Datei, die jeder Anbieter Zeile für Zeile beantwortet.

    • 68 Anforderungen mit Muss, Soll, Kann
    • Kosten über fünf Jahre je Anbieter
    • Bewertungsmatrix mit Ausschlusskriterien

    Eine Anlage. Vier Wochen. Ihre Kriterien.

    Ein Cloud-MES an einer eigenen Maschine prüfen

    Bevor Sie ein MES auswählen: Im Proof of Value binden wir eine Ihrer Maschinen an und messen vier Wochen lang nach Ihren Kriterien.

    Einstieg500 € einmalig · zzgl. USt.

    1. Eine Anlage anbinden
    2. Vier Wochen live messen
    3. Ergebnis gegen Ihre Kriterien prüfen

    Über den Autor

    Uwe KobbertGründer & CEO

    Seit 1989 in der Fertigungs-IT, seit 1995 entwickelt er MES-Lösungen für die Steuerung und Digitalisierung der Produktion. Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik/Elektronik.

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