Manufacturing Execution Systeme Wie die Optimierung der Produktion mit einem MES gelingt

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Den Anforderungen des Marktes und deren Volatilität standzuhalten ist für Unternehmen eine bedeutende Herausforderung. Daher gehen Firmen vermehrt neue Wege und setzen neben ihrem ERP ein zeitgemässes, unterlagertes Manufacturing Execution System (MES) ein.

Produktion und Fertigung in Industrieunternehmen erfordern präzise geplante Prozesse und durchgehende Informationsflüsse. Die komplexen Vorgänge unterliegen der Einhaltung von Qualitäts- und Auftragsvorgaben sowie einer kunden- und branchenbezogenen Rückverfolgbarkeit der Fertigungsparameter. Auch die fortschreitende Individualisierung durch die Kundenanforderungen gilt es vom Fertigungsmanagement zu berücksichtigen. In diesem Spannungsfeld benötigen fertigende Unternehmen zwingend Systeme, die die Komplexität an Anforderungen, Verfügbarkeiten und Auslastungen abbilden und Wege zur bestmöglichen Umsetzung der Prozesse finden.

Oft setzen Unternehmen an dieser Stelle noch immer reine ERP-Systeme ein – allein können diese aber die geforderte Funktionskomplexität nicht abdecken. Zudem weisen sie Ineffizienzen in der Verarbeitung und Verbindung grosser Datenmengen auf. Ausserdem führt das Fehlen passender Schnittstellen häufig dazu, dass eine direkte Anbindung von Maschinen nicht oder nicht effizient möglich ist. Denn ERP-Systeme sind oft noch monolithisch aufgebaut und bieten dadurch nur geringe Flexibilität, was die Aufnahme und Verarbeitung operativer Daten auf dem Shopfloor angeht. Negative Folgen spiegeln sich dann in der fehlenden Möglichkeit der Verarbeitung produktionsrelevanter Daten wider, was in der Regel weniger Transparenz und eingeschränkte Plan- und Steuerbarkeit von Produktionssystemen zur Folge hat.

MES-Systeme können dagegen gezielt Abhilfe schaffen. Ein Manufacturing Execution System unterstützt Betriebe bei der Verbesserung ihrer Produktion und erschliesst darüber hinaus neue Optimierungspotenziale. Denn die Lösung sorgt aufgrund ihrer Komplexität und Koppelbarkeit mit unterschiedlichen Systemen und Ebenen im Gegensatz zu einem reinen ERP-System für eine Optimierung vor allem des Datenflusses.

MES als übergreifendes Instrument für alle produktionsbezogenen Abläufe

MES-Systeme sind in der Regel modular aufgebaut und bieten eine Vielzahl von Funktionalitäten für operative Bereiche. In vielen MES-Systemen ist jedoch der Fertigungsauftrag ein zentrales Objekt und dieser erlaubt so die Erfassung von Daten zum Auftrag sowie die Feinsteuerung und Planung der Produktion oder die Qualitätssicherung. Daneben ist in einem MES meist ein Modell der Betriebsmittel hinterlegt und das es ermöglicht so deren Management, die Aufzeichnung von in den Maschinen erzeugten Daten sowie das Instandhaltungsmanagement. Dank Echtzeitanbindung kann ein MES zudem nach Bedarf aktiv in Fertigungsprozesse eingreifen und diese steuern. Dazu existieren Funktionalitäten wie eine anwendungsgerechte Werkerführung, die Personaleinsatzplanung oder das Energiedatenmanagement.

Aus einer unmittelbaren Anbindung an Systeme der Prozessautomatisierung resultiert schliesslich eine Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette und eine Steigerung der Produktivität des Fertigungsunternehmens, indem es Transparenz über die Produktionsdaten herstellt und diese zu Kennzahlen verdichtet. Unternehmen können durch den Einsatz eines MES somit sowohl ihre Prozess- als auch ihre Produktqualität erhöhen und dadurch langfristig wettbewerbsfähig bleiben.

MES mithilfe von Experten einführen

Eine nachhaltige Einführung eines MES-Systems ist ein komplexes Unterfangen. Dazu ist ein hohes Mass an übergreifendem Wissen erforderlich. Hierunter fällt zum einen die Kenntnis über die Produktionsprozesse und Optimierungspotenziale im Unternehmen, IT- und Systemkenntnisse sowie das Wissen über MES-Lösungen für einen ganzheitlichen Informationsfluss in Unternehmen.

Das Hinzuziehen eines Experten als MES-Berater für die Einführung von MES-Systemen ist insbesondere aufgrund dessen Erfahrung am Markt und ein übergreifendes Verständnis über den Aufbau von IT-Systemarchitekturen sinnvoll. Im Rahmen einer MES-Beratung werden Schnittstellen und Verbindungen der Systeme sichergestellt, sodass auf allen Ebenen ein fehlerfreier Datenfluss gewährleistet ist, z. B. vom MES ins überlagerte ERP-System oder in zusätzliche Qualitätsmanagement- oder Lagerverwaltungssysteme. Die Erfassung eines solchen Gesamtdatenmodells, mit einem Informationsfluss vom Einkauf bis zur Belieferung der Kunden, stellt Unternehmen allein vor eine grosse Herausforderung. Die Berücksichtigung dieser Komplexität und das Ziel einer einmaligen nachhaltigen Implementierung erfordern höchste Präzision.

Mit einem spezialisierten Partnerunternehmen wie Protema gelingt es, von der Konzepterstellung über die MES-Auswahl und MES-Einführung, in einem zielorientierten, ganzheitlichen Vorgehen selbst kleinste Faktoren zu beachten. Damit Auswahl und Einführung des geeigneten MES-Systems erfolgreich verlaufen, berücksichtigt der Partner zugleich die individuellen Prozesse im Unternehmen und die Anforderungen aus der Marktsituation im Rahmen von MES-Beratung und MES-Analyse, sodass ein MES-Lastenheft entstehen kann. Für die Komponentenauswahl und das Vorantreiben des Digitalisierungsprozesses sind daher sowohl fundiertes Wissen über die Branche des Unternehmens als auch umfassendes Know-how der verfügbaren Softwarelösungen von grösster Wichtigkeit. In der Regel hält ein Unternehmen diese Expertise selbst nicht vor – und ist gerade in solchen Fällen auf externe Unterstützung angewiesen. Rollout-Konzepte für die Einführung einer neuen MES-Lösung im Falle beispielsweise global agierender Unternehmen schliesslich standortübergreifend angelegt sein. So wird sichergestellt, dass die in einem Werk erarbeitete Optimierung auch problemlos auf andere Standorte übertragbar ist. Dies wird durch MES-Schulungen der Mitarbeiter begleitend flankiert, sodass sie die eingeführte Lösung zu bedienen erlernen.

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Massgeschneiderte MES-Lösungen

Eine effiziente Fertigungssteuerung gelingt durch die Nutzung eines individuell für das jeweilige Unternehmen ausgewählten MES-Systems. Um dem Einzug der Digitalisierung in die industrielle Produktion stets standzuhalten, empfiehlt sich eine von Experten begleitete und etappenweise Implementierung einer MES-Lösung. Unter Berücksichtigung des Gesamtkonzeptes und Einbezug der Unternehmensorganisation kann infolgedessen ein für jeden Fertigungstypen individuelles MES für einen effizienteren Informationsfluss eingeführt werden. Die daraus resultierende Planungs- und Fertigungsoptimierung leistet zudem einen wichtigen Beitrag, um den Anschluss an die Digitale Transformation und Industrie 4.0 zu finden und um auf dem Markt konkurrenzfähig zu bleiben, indem ein MES die Fertigungsprozesse transparenter gestaltet.

Dieser Beitrag wurde zuerst auf unserem Partnerportal www.industry-of-things.de veröffentlicht.

* Dr. Michael Leupold arbeitet als Abteilungsleiter Enterprise Resource Planning & IT-Concepts bei Protema.

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