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Basiswissen MES

Herausforderungen für die Produktion begegnen

Produktionsprozesse rein auf Basis von Expertenwissen zu steuern, trägt den zunehmenden Anforderungen einer globalen Wirtschaft zu wenig Rechnung. Eine konkurrenzfähige Produktionssteuerung verbindet die Informationswelten von Bediener-Ebene und Geschäftssystem, um Produktion und Prozesse auf Unternehmensziele und Markterfordernisse hin auszurichten. Die Abwicklung und Steuerung dieses Informationsflusses unterstützen Manufacturing Execution-Systeme.




Bild: Siemens

Beim Blick auf die Abläufe von Informations- und Datenverarbeitung in produzierenden Unternehmen zeigt sich, dass Geschäfts- und Produktionsprozesse heutzutage weitgehend auf Standardsysteme wie Enterprise Resource Planning-Software (ERP) sowie Leit- und Steuerungssysteme mit hohem Automatisierungsgrad gestützt sind. Bei der Umsetzung vom Kundenauftrag in den operativen Produktionsprozess mit Produktions- und Ressourcen-Feinplanung, Produktverfolgung und Dokumentation, Arbeitsanweisungen und Vorgaben für die Produktion und Qualitätssicherung finden sich jedoch häufig noch inhomogene Systemlandschaften oder manuelle Abläufe.

Die Bandbreite reicht hier von Papier basierten Dokumenten, Bedienerwissen und im Hause entwickelten Insellösungen, die auf Tabellenkalkulationen oder Datenbanken basieren, bis hin zu spezifischen Softwareanwendungen. Für eine umfassende Unterstützung der operativen Funktionen, welche in der Produktion den Produktionsprozess steuern und stützen, bietet sich der Einsatz von Manufacturing Execution-Systemen (MES) an. Die Systeme sind durch anerkannte Industriestandards wie ISA 95 und VDI 5600 beschrieben und haben das primäre Ziel, alle für die Ausführung der Produktion notwendigen Daten in einem System in Echtzeit zur Verfügung zu stellen, alle während der Produktion neu anfallenden Daten zu erfassen und gleichzeitig mit Geschäftssystem und gegebenenfalls Prozesssteuerung abzugleichen. Zu den Vorteilen, die sich hier durch den Einsatz von Standard-Software erreichen lassen, zählen:

  • Steigerung der Produktivität und der Anlagenausnutzung: Ein höherer Automatisierungsgrad in Produktionssteuerung, Feinplanung und Umsetzung sowie Datenverarbeitung kann die Produktivität steigern, Durchlauf- und Reaktionszeiten verkürzen sowie Produktqualität sichern und erhöhen.
  • Verbesserung der Unternehmensabläufe und als Entscheidungshilfe: Ein MES lässt sich funktionell und datentechnisch mit ERP- und Prozess-Steuerungssystemen verbinden, um lückenlose Abläufe mit Planungs- und Steuerungsfunktionen über die gesamte Wertschöpfungskette zu erreichen. So können Entscheidungen auf allen Ebenen mit präziser Ausrichtung auf die Unternehmensziele hin erfolgen.
  • Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit: Echtzeit-Rückmeldungen und lückenlose Dokumentation von Produktionsabläufen und Produktdaten liefern die Grundlage für einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess mit dem Ziel höhere Kundenzufriedenheit und kosteneffektiven Erfüllung von Regularien.

Der Interessenverband Manufacturing Enterprise Solutions Association (Mesa) hat seit Mitte der 90er-Jahre hierzu viele Daten und Erkenntnisse zusammengetragen und das Zusammenspiel der beteiligten, produktionsrelevanten Bereiche im sogenannten Mesa-Funktionsmodell zusammengefasst. Das Modell zeigt in seiner aktuellen Ausprägung, wie strategische Unternehmensinitiativen zunächst auf Geschäftsführungsebene und schließlich in der Produktion unter Nutzung moderner Informationstechnologie umgesetzt werden können. Ein weiterer Fokus liegt auf dem Thema geschäftlicher Nutzen und ‚Return on Investment‘ (ROI) beim Einsatz von MES.

Herausforderungen bei der Systemeinführung

Seit dem Aufkommen der ersten MES hat die fortschreitende technische Entwicklung neue Möglichkeiten eröffnet. Dabei vereinfacht vor allem die Vernetzung vom Sensor bis zum ERP und die höhere Leistungsfähigkeit der Computersysteme die Integration, bei gleichzeitig höherer Leistungsfähigkeit der Software. Hinzu kommt das Aufkommen von Standardlösungen mit wachsender Abdeckung von Funktionen für Operations Management und Enterprise Integration nach ISA 95. Parallel lässt sich sowohl eine funktionelle Überlappung als auch eine Fokussierung auf Kernkompetenzen von MES, ERP, Qualitäts- und Asset Management-Systemen beobachten.

Durch die technische und funktionelle Entwicklung gestaltet sich Implementierung eines MES heute zwar effektiver, aber viele Entscheidungen über die Aufteilung der Aufgaben zwischen etwa ERP und MES und die Frage nach der passenden Integrationsstrategie sind geblieben. Hierbei müssen die Stärken der Systeme, der funktionelle Ausbau, Verfügbarkeit, Wartbarkeit, mögliche zukünftige Erweiterungen in Funktion und Integration für den jeweiligen Anwendungsfall und existierenden Systeme im Unternehmen in Betracht gezogen werden. Gleichzeitig darf nicht vergessen werden, dass eine Umstellung der bisherigen Arbeitsweisen durch ein neues System oft eine neue Arbeitskultur bedeutet, in die alle Mitarbeiter einbezogen werden und die sorgfältig kommuniziert werden sollte. Erst dann kann das System bestehende ‚Best Practices‘ abbilden und für die Zukunft bewahren.


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