Die enge Integration von ERP-System und MES-Lösung ist Voraussetzung für einen durchgängigen Datenaustausch zwischen kaufmännischer Welt und Produktionsebene. Die lückenlose Verbindung beider Systeme schafft ein hocheffizientes Zusammenspiel.
MES steht für Manufacturing Execution System. Wortwörtlich bezeichnet es folglich ein System, das die Ausführung der Produktion steuert. Was sind also die konkreten Aufgaben eines MES heute und in Zukunft?
Die Hauptaufgabe eines MES besteht darin, Geschäftsprozesse zu unterstützen. Weil sich diese heute immer öfter und schneller ändern (müssen), fällt die Entscheidung zwischen Standard und individueller Anpassung schwer. Warum PSI-Kunden von den Vorteilen beider Welten profitieren.
Sind Sie schon im Workflow? Prozessmodellierung mittels Workflows liegt derzeit im Trend und findet in modernen ERP- und MES-Lösungen verstärkt Verwendung.
Die fortschreitende Digitalisierung ist in aller Munde. Doch gerade in der Produktion sind die Herausforderungen gewaltig. In der Webinar-Reihe "Digital Unlocked" erfahren Sie, wie Sie vorhandene Prozesse mit einfachen Ansatzpunkten digitalisieren können.
Zentrale Vertriebsberaterin
Gute ERP-MES-Einführungsmethoden hin oder her: Stimmen Erwartungen und Umsetzbarkeit nicht überein, gerät ein Projekt schnell ins Wanken. Das trifft vor allem dann zu, wenn möglichst viele Funktionen auf einmal eingeführt werden und sowohl Komplexität als auch Umfang der Aufgabenstellungen Teams und Budgets überfordern. Dabei ist eine Langfriststrategie aus vielerlei Hinsicht der bessere Weg.
Industrie 4.0, Cloud, Nachhaltigkeit und Co.: Die fertigende Industrie steht vor großen Herausforderungen. Wer sie meistern will, benötigt möglichst schnell eine lückenlose, digitale Datenbasis, die auch einzelne, individuelle Arbeitsschritte in der Produktion, im Lager und im Außendienst mit einschließt. Wie das geht? Mit industrietauglichen Apps!
Die Transformation hin zu emissionsfreien Antrieben ist alternativlos. Längst im Vormarsch ist vor allem die Elektromobilität. Studien belegen, dass ausnahmslos alle OEMs planen, ihr Portfolio an elektrifizierten Modellen zu erweitern. Gleichzeitig verändern sich etablierte Produktionsstrukturen und mit ihnen die unterstützenden IT-Systeme. Bereits seit einigen Jahren ist Software der PSI Automotive & Industry bei Elektroautoherstellern im Einsatz. Was diese Lösung im Kontext der Verkehrswende auszeichnet, darüber haben wir mit unserem Beratungsleiter der Division Automotive, Tim Kröger, gesprochen.
Die Prozessüberwachung in der Fertigung und Logistik ist schon länger ein Trend, setzt sich aber jetzt – auch und gerade im Umfeld von Industrie 4.0-Lösungen – auf breiter Ebene durch. Ein moderner Fabrikmonitor erlaubt es, die Topologie der Fertigung auf einfache Weise in 2D oder 3D zu modellieren und entsprechend des Layouts darzustellen. Das daraus resultierende Gesamtbild dient der unternehmensweiten Überwachung und Steuerung aller fertigungsrelevanten Prozesse.
Gabriele Kamphoff
Zentrale Vertriebsberaterin
Ein Manufacturing Execution System (MES) ist ein softwarebasiertes Fertigungsmanagementsystem, das in der Fertigungsindustrie eingesetzt wird, um die Produktionsprozesse effizient zu steuern und zu überwachen. Es bildet die Schnittstelle zwischen der Unternehmensebene (z. B. Enterprise Resource Planning-System [ERP]) und der Feldebene (z. B. Maschinen, Sensoren, Arbeitskräfte).
Im Gegensatz zu anderen Unternehmenssystemen wie dem Enterprise Resource Planning (ERP), das auf die Planung und Steuerung der gesamten Unternehmensressourcen ausgelegt ist, konzentriert sich MES spezifisch auf die Kontrolle und Optimierung der Produktionsabläufe. Es fungiert als Bindeglied zwischen der operativen Ebene (z. B. Fertigungsplanung, Auftragsmanagement) und der Ausführungsebene (z. B. Maschinensteuerung, Qualitätskontrolle).
Ein MES umfasst eine Vielzahl von Funktionen und Aufgaben, die dazu dienen, die Fertigungsprozesse effizient zu gestalten und die Produktivität zu steigern. Zu den wichtigsten Funktionen gehören:
Auftragsverwaltung: | Erfassung, Priorisierung und Planung von Fertigungsaufträgen |
Produktionssteuerung: | Überwachung und Koordination der Produktionsaktivitäten in Echtzeit |
Arbeitsgangsteuerung: | Bereitstellung von Anweisungen, Arbeitsplänen und Dokumentationen für die Mitarbeiter |
Material- und Ressourcenmanagement: | Verwaltung von Materialbeständen, Lagerbeständen und Ressourcenauslastung |
Qualitätsmanagement: | Überwachung der Produktqualität, Erfassung von Qualitätsdaten und Durchführung von Prüfungen |
Daten- und Informationsmanagement: | Erfassung, Verarbeitung und Bereitstellung von Echtzeitdaten zur Überwachung und Analyse der Fertigungsleistung |
Rückverfolgbarkeit: | Nachverfolgung von Produkten, Bauteilen und Materialien entlang der gesamten Wertschöpfungskette |
Wartung und Instandhaltung: | Überwachung und Planung von Wartungsarbeiten sowie Unterstützung bei der Fehlerdiagnose und -behebung |
Ein typisches MES-System besteht aus mehreren Komponenten, die zusammenarbeiten, um die gewünschten Funktionen zu erfüllen.
Zu den Hauptkomponenten gehören:
· Erfassungssysteme: Diese Komponente umfasst Hardware wie Maschinensteuerungen, Sensoren, Erfassungsgeräte und mobile Geräte, die Daten aus der Produktion erfassen und an das MES-System übermitteln.
· Datenbank: Die Datenbank dient zur Speicherung und Verwaltung von Fertigungsdaten, Produktionsplänen, Arbeitsanweisungen, Qualitätsdaten und anderen relevanten Informationen.
· Prozessleitsystem: Das Prozessleitsystem ermöglicht die Überwachung und Steuerung der Maschinen und Anlagen in der Produktion. Es ermöglicht die Kommunikation zwischen dem MES-System und den einzelnen Maschinen und unterstützt die Erfassung und Übertragung von Daten in Echtzeit.
· Benutzeroberfläche: Die Benutzeroberfläche stellt den Anwendern (z. B. Fertigungsleitern, Bedienern) eine visuelle Darstellung der relevanten Informationen und Funktionen des MES-Systems zur Verfügung. Sie ermöglicht die Überwachung der Fertigungsprozesse, die Durchführung von Eingriffen und die Interaktion mit dem System.
· Analyse- und Reporting-Tools: Diese Komponente ermöglicht die Auswertung und Analyse der gesammelten Fertigungsdaten, um Trends, Engpässe, Effizienzpotenziale und Qualitätsprobleme zu identifizieren. Sie bietet auch die Möglichkeit, Berichte und Dashboards zu generieren, um die Leistung der Fertigung zu überwachen und zu bewerten.
· Schnittstellen: MES-Systeme sind in der Regel mit anderen Unternehmenssystemen wie dem ERP-System, dem Lagerverwaltungssystem oder dem Qualitätsmanagementsystem integriert. Die Schnittstellen ermöglichen den Datenaustausch und die Koordination der verschiedenen Systeme, um einen reibungslosen Informationsfluss und eine effiziente Zusammenarbeit zu gewährleisten.
Ein zentraler Vorteil eines Manufacturing Execution Systems (MES) liegt in der Effizienzsteigerung der Fertigungsprozesse. Durch die automatisierte Erfassung und Überwachung von Produktionsdaten in Echtzeit ermöglicht MES eine präzise Planung und Steuerung der Fertigungsaufträge. Dies führt zu einer optimierten Ressourcenauslastung, einer Reduzierung von Stillstandzeiten und Engpässen sowie einer verbesserten Kapazitätsplanung.
Darüber hinaus unterstützt das System die kontinuierliche Verbesserung der Fertigungsprozesse durch die Identifizierung von Engpässen, Flaschenhälsen und ineffizienten Abläufen. Durch die Analyse der gesammelten Fertigungsdaten können Optimierungspotenziale erkannt und gezielte Maßnahmen ergriffen werden, um die Produktivität und Effizienz weiter zu steigern.
Das System kann eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Produktqualität spielen und bei der Vermeidung von Fehlern in der Fertigung. Durch die Integration von Qualitätsmanagementfunktionen ermöglicht das MES eine lückenlose Erfassung von Qualitätsdaten, Prüfungen und Rückverfolgbarkeit. Abweichungen von den Qualitätsstandards können frühzeitig erkannt und korrigierende Maßnahmen ergriffen werden, um Ausschuss, Nacharbeit und Kundenreklamationen zu reduzieren.
Zudem unterstützt das System die Einhaltung von Qualitätsstandards, Vorschriften und Compliance-Anforderungen. Die Dokumentation von Prozessparametern, Prüfergebnissen und Herkunftsnachweisen erleichtert Audits und Zertifizierungen, und ermöglicht eine transparente Rückverfolgbarkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Ein MES liefert Echtzeitdaten und schafft somit eine hohe Transparenz über den aktuellen Stand der Fertigungsprozesse. Die Mitarbeiter haben Zugriff auf aktuelle Informationen zu Aufträgen, Maschinenstatus, Materialverfügbarkeit und Qualitätsdaten. Dies ermöglicht eine bessere Entscheidungsfindung, eine schnellere Reaktion auf Abweichungen und eine verbesserte Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Teams.
Durch die Visualisierung der Fertigungsdaten in Form von Dashboards und Berichten können Führungskräfte und Manager die Leistung der Fertigung analysieren, Engpässe identifizieren und Trends erkennen. Dies trägt zur kontinuierlichen Verbesserung bei und unterstützt datenbasierte Entscheidungen zur Optimierung der Fertigungsprozesse.
In Branchen mit strengen Vorschriften und Compliance-Anforderungen kann ein MES eine wesentliche Rolle bei der Erfüllung dieser Anforderungen einnehmen. Durch die lückenlose Dokumentation von Prozessen, Materialverwendung, Qualitätsprüfungen und Rückverfolgbarkeit ermöglicht das System die Einhaltung von gesetzlichen Vorgaben und Qualitätsstandards. Dies ist besonders wichtig in Bereichen wie der Lebensmittel-, der Pharma- oder eben auch der Automobilindustrie, in denen Rückverfolgbarkeit und Produktsicherheit von höchster Bedeutung sind.
Das System ermöglicht die Nachverfolgung von Produkten, Bauteilen und Materialien entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Im Falle von Rückrufaktionen oder Qualitätsproblemen können Unternehmen schnell und präzise die betroffenen Chargen oder Komponenten lokalisieren und geeignete Maßnahmen ergreifen, um mögliche Risiken zu minimieren.
Darüber hinaus unterstützt ein MES die Erfassung und Aufzeichnung von Audit-Trails und Ereignisprotokollen, die für die Compliance mit regulatorischen Anforderungen und Qualitätsstandards unerlässlich sind. Diese umfassende Dokumentation ermöglicht eine Rückverfolgbarkeit und Überprüfung der Einhaltung von Vorgaben, was zur Steigerung der Transparenz und des Vertrauens bei Kunden und Behörden beiträgt.
Die Auswahl und Implementierung eines Manufacturing Execution Systems (MES) erfordert eine sorgfältige Planung, Evaluation und Durchführung, um sicherzustellen, dass das System den Anforderungen und Zielen des Unternehmens entspricht.
Im Folgenden werden einige wichtige Schritte und Überlegungen bei der Auswahl und Implementierung eines MES erläutert:
· Anforderungsanalyse: Der erste Schritt besteht darin, die Anforderungen des Unternehmens und der Fertigungsprozesse zu analysieren. Es ist wichtig, die Ziele, die Funktionalitäten und die Integration mit anderen Systemen wie dem Enterprise Resource Planning (ERP) zu definieren. Die Anforderungsanalyse sollte eine detaillierte Übersicht über die benötigten Funktionen, die Skalierbarkeit, die Benutzerfreundlichkeit und die spezifischen Branchenanforderungen liefern.
· Marktanalyse und Auswahl: Eine umfassende Marktanalyse ist entscheidend, um potenzielle MES-Anbieter zu identifizieren. Unternehmen sollten verschiedene Anbieter evaluieren und deren Produkte, Funktionalitäten, Referenzen, Erfahrungen und Kundenbewertungen vergleichen. Es ist wichtig, Demos anzufordern, um das System in Aktion zu sehen und den Anbieter besser kennenzulernen. Die Auswahl sollte auf den spezifischen Anforderungen des Unternehmens basieren und eine gründliche Bewertung der Angebote umfassen.
· Proof of Concept (PoC) und Pilotphase: Nach der Auswahl eines MES-Anbieters kann eine Proof of Concept (PoC)-Phase durchgeführt werden, um die Leistungsfähigkeit des Systems in einer realen Umgebung zu testen. Dies ermöglicht es, die Funktionalitäten des Systems zu validieren, die Benutzerfreundlichkeit zu bewerten und die Integration mit bestehenden Systemen zu überprüfen. Bei erfolgreicher PoC kann eine Pilotphase gestartet werden, in der das MES in ausgewählten Bereichen oder Abteilungen getestet wird.
Die Auswahl eines geeigneten Systems erfordert eine gründliche Analyse der spezifischen Anforderungen und Ziele des Unternehmens. Einige wichtige Auswahlkriterien sind:
· Passgenauigkeit: Das MES sollte den Anforderungen und Prozessen des Unternehmens entsprechen. Es ist wichtig, dass das System flexibel anpassbar ist und sowohl branchen- als auch unternehmensspezifische Anforderungen erfüllt.
· Skalierbarkeit: Das System sollte die Möglichkeit bieten, mit dem Unternehmen zu wachsen und sich an zukünftige Anforderungen anzupassen. Es sollte in der Lage sein, die steigende Produktionsmenge, die Einführung neuer Produkte und die Integration neuer Produktionsstandorte zu bewältigen.
· Integration: Die nahtlose Integration des MES mit anderen Unternehmenssystemen wie dem Enterprise Resource Planning (ERP), dem Qualitätsmanagementsystem und dem Lagerverwaltungssystem ist entscheidend. Eine effektive Datenkommunikation und ein reibungsloser Informationsfluss zwischen den Systemen sind erforderlich.
· Benutzerfreundlichkeit: Das MES sollte eine intuitive Benutzeroberfläche bieten, die einfach zu bedienen ist und den Benutzern eine klare Sicht auf die relevanten Informationen und Funktionen bietet. Eine einfache Handhabung und eine kurze Einarbeitungszeit sind wichtig, um die Akzeptanz und Effektivität des Systems sicherzustellen.
· Unterstützung und Service: Der MES-Anbieter sollte einen zuverlässigen Support und Service anbieten. Eine gute technische Unterstützung, regelmäßige Updates und Schulungen sind wichtig, um sicherzustellen, dass das System reibungslos läuft und optimal genutzt werden kann.
Die Implementierung eines MES erfordert eine sorgfältige Planung und ein effektives Projektmanagement. Es ist wichtig, die richtigen Ressourcen, das Budget und den Zeitrahmen für das Projekt festzulegen. Ein detaillierter Implementierungsplan sollte erstellt werden, der die einzelnen Phasen des Projekts, die Verantwortlichkeiten der beteiligten Teams und die Meilensteine umfasst.
Die Einbindung aller relevanten Stakeholder, wie Fertigungsleitung, IT-Abteilung und spätere System-Nutzer, ist entscheidend. Eine klare Kommunikation und regelmäßige Abstimmung während des gesamten Projekts gewährleisten eine reibungslose Implementierung.
Die Einführung eines Manufacturing Execution Systems (MES) kann mit verschiedenen Herausforderungen verbunden sein. Es ist wichtig, diese Herausforderungen zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um eine erfolgreiche Implementierung zu gewährleisten. Im Folgenden werden einige der häufigsten Herausforderungen bei der Einführung eines MES erläutert:
Die Integration eines MES in bestehende Unternehmenssysteme wie das Enterprise Resource Planning (ERP) oder das Product Lifecycle Management (PLM) kann eine komplexe Aufgabe sein. Unterschiedliche Systeme verwenden möglicherweise unterschiedliche Datenformate und Kommunikationsprotokolle, was eine nahtlose Integration erschwert. Es erfordert eine sorgfältige Planung, klare Schnittstellen und eine enge Zusammenarbeit mit den IT- und Engineering-Teams, um eine reibungslose Integration zu gewährleisten.
Die Migration von historischen Daten in das neue MES kann eine Herausforderung darstellen. Unternehmen müssen sicherstellen, dass die Daten vollständig, korrekt und konsistent übertragen werden. Dies erfordert eine sorgfältige Vorbereitung, Datenbereinigung und Validierung, um sicherzustellen, dass die Datenqualität und -integrität erhalten bleiben. Ein Mangel an Datenqualität kann die Effektivität des MES beeinträchtigen und zu fehlerhaften Entscheidungen führen.
Die Einführung eines neuen Systems kann auf Widerstand und mangelnde Akzeptanz bei den Mitarbeitern stoßen. Die Mitarbeiter müssen sich möglicherweise an neue Arbeitsweisen und Prozesse anpassen, was Unsicherheit und Widerstand hervorrufen kann. Ein effektives Change Management ist entscheidend, um die Mitarbeiter frühzeitig einzubeziehen, ihre Bedenken anzuhören und Schulungsprogramme bereitzustellen, um die Akzeptanz und das Engagement zu fördern.
Die Fertigungsprozesse eines Unternehmens können komplex sein und unterschiedliche Anforderungen haben. Ein MES muss in der Lage sein, die spezifischen Anforderungen der Fertigungsumgebung zu erfüllen und flexibel genug sein, um sich an zukünftige Veränderungen anzupassen. Die Anpassungsfähigkeit des MES und die Fähigkeit, Prozesse effektiv zu unterstützen, sind entscheidend für den Erfolg der Implementierung.
Die Implementierung eines MES erfordert ein effektives Projektmanagement und eine sorgfältige Ressourcenplanung. Es ist wichtig, klare Ziele, Meilensteine und Zuständigkeiten festzulegen und die benötigten Ressourcen rechtzeitig bereitzustellen. Ein Mangel an Projektmanagement und unzureichende Ressourcen können zu Verzögerungen, Budgetüberschreitungen und Frustration führen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Implementierung eines MES ist die Sicherheit und der Datenschutz. Unternehmen müssen sicherstellen, dass sensible Daten geschützt und vor unbefugtem Zugriff geschützt sind. Dies erfordert die Implementierung geeigneter Sicherheitsmaßnahmen wie Zugriffskontrollen, Verschlüsselung und Überwachungssysteme. Die Einhaltung der geltenden Datenschutzgesetze und -richtlinien ist ebenfalls von großer Bedeutung, insbesondere wenn personenbezogene Daten verarbeitet werden.
Die Bewältigung dieser Herausforderungen erfordert eine sorgfältige Planung, eine enge Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Teams und eine klare Kommunikation. Die Unterstützung der Geschäftsleitung und die Einbeziehung aller relevanten Stakeholder sind entscheidend, um die Implementierung eines Manufacturing Execution Systems erfolgreich umzusetzen und die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Es ist wichtig, die Herausforderungen proaktiv anzugehen und auf auftretende Probleme flexibel zu reagieren.
Die Entwicklung von Manufacturing Execution System (MES) steht nicht still: Es gibt verschiedene Zukunftsperspektiven und Trends, die die Weiterentwicklung und den Einsatz dieser Systeme beeinflussen.
Die Integration von MES in die Konzepte der Industrie 4.0 und das Internet der Dinge (IoT) wird zunehmend wichtig. Durch die Vernetzung von Maschinen, Sensoren und anderen Geräten können MES-Systeme in Echtzeit Daten erfassen, analysieren und nutzen, um eine intelligente und automatisierte Steuerung der Fertigungsprozesse zu ermöglichen. Die Nutzung von IoT-Technologien ermöglicht eine effektive Kommunikation und den reibungslosen Informationsfluss zwischen den verschiedenen Systemen und Geräten.
Die Integration von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen in MES-Systeme eröffnet neue Möglichkeiten zur Optimierung der Fertigungsprozesse. Durch die Analyse großer Datenmengen können KI-Algorithmen Muster und Zusammenhänge erkennen, um Vorhersagen zu treffen, Engpässe zu identifizieren und automatisierte Entscheidungen zu treffen. Maschinelles Lernen ermöglicht die kontinuierliche Verbesserung der Systeme und die Anpassung an sich ändernde Umgebungen.
Die Nutzung von mobilen Anwendungen und Augmented Reality (AR) bietet neue Perspektiven für die Bedienung und Überwachung von MES-Systemen. Durch mobile Apps können Benutzer von überall aus auf das MES zugreifen und relevante Informationen abrufen. AR-Technologien können die Darstellung von Informationen in Echtzeit auf physischen Objekten ermöglichen und so die Effizienz und Genauigkeit von Aufgaben wie Wartung, Inspektion und Fehlerbehebung verbessern.
Die Verwendung von Cloud Computing und Software-as-a-Service (SaaS)-Modellen bietet Unternehmen Flexibilität und Skalierbarkeit bei der Bereitstellung von MES-Lösungen. Durch die Nutzung der Cloud können Unternehmen auf eine skalierbare und sichere Infrastruktur zugreifen und die Kosten für Hardware- und Wartungsressourcen reduzieren. SaaS-Modelle ermöglichen es Unternehmen, das MES als Dienstleistung zu abonnieren, was die Implementierung und den Betrieb vereinfacht.
Ein zunehmend wichtiger Trend ist die Integration von Nachhaltigkeitsprinzipien und grünen Fertigungskonzepten in die MES-Systeme. Durch die Optimierung der Ressourcennutzung, die Reduzierung von Abfällen und den effizienten Einsatz von Energie können Unternehmen ihre ökologische Bilanz verbessern. MES kann dabei helfen, den Energieverbrauch zu überwachen, die Effizienz von Produktionsprozessen zu maximieren und nachhaltige Entscheidungen zu treffen.
Es ist wichtig, dass Unternehmen in der Fertigungsindustrie diese Trends und Entwicklungen im Blick behalten und ihre Strategien entsprechend anpassen. Die richtige Auswahl und Implementierung eines MES-Systems, das diese zukunftsweisenden Technologien unterstützt, kann einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil bieten und die Position des Unternehmens in der sich stetig wandelnden Fertigungslandschaft stärken.
