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Manufacturing Execution Systems

Dezentrale Entscheidungen produktionsnah unterstützen

Ein Kernziel der ‚Industrie 4.0‘ ist die Dezentralisierung von Entscheidungen. Häufig wird dabei befürchtet, dass angestrebte globale Optimierungskriterien aus dem Auge verloren werden und sich die Bereiche nur lokal optimieren. Um dieser Befürchtung entgegen zu wirken, hat die GFOS für ihr Manufacturing Execution System Mechanismen entwickelt, globale Ziele auch lokal darzustellen.

Bild: GFOS mbH

Moderne Manufacturing Execution-Systeme (MES) sind auch darauf ausgelegt, entscheidungsrelevante Informationen transparent dort darzustellen, wo sie benötigt werden. So lassen sich mit dem MES von GFOS zahlreiche Kennzahlen online ermitteln und Anwendern mobil zur Verfügung stellen. Auf diese Weise werden nicht nur dem Produktionsleiter bei seinem Rundgang alle Daten zur gerade betrachteten Maschine, Auftrag oder Charge visualisiert, auch der Produktionsmitarbeiter an der Maschine wird online über die Entwicklung globaler Kennzahlen informiert. Über den so genannten Drill Down können zusätzlich sämtliche globale Kennzahlen bis zu den einzelnen Rückmeldungen am Arbeitsplatz zurückverfolgt werden. Dieses erhöht nicht nur die Transparenz, es führt auch zu einer Qualitätskontrolle der Basisdaten.

Denn über den Drill Down kann nachvollzogen werden, warum eine Kennzahl einbricht. So werden Mitarbeiter in die Lage versetzt, zu agieren, bevor ein Problem eskaliert. Im Idealfall kann mit Hilfe dieser Onlinetechnologie die Produktion selbst steuernd eingreifen, bevor das Problem in den Fokus der Managementebene gerät. Manufacturing Execution-Systeme dienen bereits in vielen Betrieben als prozessnahe Datendrehscheibe. Ein MES bedient sich einer Informationsinfrastruktur aus mobilen oder stationären Eingabegeräten, um die aktuellen Ist-Daten mittels eines Betriebsdatenerfassungssystems (BDE) dort zu erfassen, wo sie anfallen. Bei der Erfassung der Daten an mobilen Geräten oder auch an stationären Touchterminals können direkt individualisierbare Plausibilitäten durchgeführt werden, um Fehler bei der Datenerfassung abzufangen und die Datenqualität von Anfang an auf einem hohen Niveau zu etablieren.

Datenqualität ist wichtig

Werden aus den erfassten Daten Kennzahlen online berechnet, kommt der Datenqualität eine hohe Bedeutung zu. Für Nutzer dient das Eingabegerät demnach nicht nur zur Datenerfassung, vielmehr werden ihm damit auch Informationen zur Verfügung gestellt, die er für die sichere Bearbeitung seines Aufgabenfeldes benötigt. Für die Mitarbeiter an der Maschine sind das in erster Linie Auftragsdaten, welche per Schnittstelle im Allgemeinen aus dem Enterprise Resource Planning-System (ERP) übernommen werden, zum anderen die Arbeitsfortschrittsinformationen, die der Produktionsmitarbeiter für den an seinem Platz anliegenden Arbeitsschritt benötigt. Auch die Abarbeitungsreihenfolge, die durch äußere Einflüsse eventuell aktualisiert wird, kann eingesehen werden.

Will man diese Informationen um weitere Kennzahlen anreichern, muss sehr darauf geachtet werden, dass dem Mitarbeiter auch korrekt gefilterte und verdichtete Informationen, grafisch aufbereitet, zur Verfügung gestellt werden. Der Mitarbeiter soll nicht mit einer Datenflut überrollt werden, sondern das Ziel muss sein, ihn gezielt in seinem Arbeitsumfeld zu unterstützen. Gerade im Zusammenhang mit dem Trend Industrie 4.0 werden Mitarbeiter vor neue Herausforderungen gestellt. Wenn alle Anlagen miteinander kommunizieren und Abläufe dynamisch untereinander abstimmen, werden im Werk Mitarbeiter benötigt, die einen Blick auf die Prozesse haben.

Aufträge im Wettstreit

Grundsätzlich geht es darum, dass viele Aufträge um diverse Ressourcen untereinander im Wettstreit stehen. Da es sich um einen Wettstreit um knappe Ressourcen handelt, braucht es eine übergeordnete Instanz, die im Streitfall entscheidet. Auch heute schon liefert MES-Software die nötige Transparenz über komplexe Prozessabläufe, um die Reaktionsfähigkeit auf ungeplante Prozessveränderungen realisieren zu können. Über Module für Feinplanung und Steuerung ist das MES aber auch in zukünftigen 4.0-Konstellationen in der Lage, die Rolle der übergeordneten Instanz zu übernehmen. Ein MES sammelt ständig Informationen über die Zustände aller Ressourcen und verteilt die Anforderungen der Aufträge auf Basis vorgegebener Kriterien über die knappen Ressourcen. Erst eine übergeordnete Instanz kann globale Optimierungsziele, zum Beispiel eine möglichst kurze Durchlaufzeit über alle Aufträge, mit lokalen Optimierungszielen, zum Beispiel eine Rüstoptimierung, gegeneinander abwägen.

Denn die Entscheidung für Maschine A oder B beeinflusst durch die Wechselwirkungen nicht nur ein Werkstück, sondern auch viele weitere, die dieselbe Maschine, dasselbe Werkzeug oder die Alternativressourcen nutzen. Gleich ob das MES zur Verbesserung der Transparenz durch online berechnete Kennzahlen oder als übergeordnete Instanz im Industrie 4.0-Umfeld eingesetzt wird – die Informationen über Auftragsdaten oder Kennzahlen auch an mobilen Endgeräten zur Verfügung zu stellen ist nur eine logische Konsequenz, um auf die zunehmende Dynamik der dezentral gesteuerten Prozesse und die Mobilität der Mitarbeiter zu reagieren. Sind die Mitarbeiter erst einmal durchgehend mit mobilen Endgeräten ausgestattet, können über diese Technologie auch leicht weitere Funktionalitäten umgesetzt werden.

Beispiel Instandhaltung

Ein Beispiel dafür ist das Thema Instandhaltung. Mithilfe einer mobilen Instandhaltungslösung ist es Unternehmen möglich, ihre Wartungs- und Reparaturprozesse effizienter und papierfrei zu gestalten. Dieses Modul bietet von der Überwachung der Anlagen über die Planung und Bearbeitung bis hin zur Dokumentation von Instandhaltungsmaßnahmen die Voraussetzungen für eine integrierte Lösung des Betriebsmittelmanagements. Denn gerade in produzierenden Unternehmen ist es wichtig, dass die Maschinen intakt sind und laufen, da Ausfälle teuer sind und den gesamten Produktionsablauf durcheinanderbringen können. Als weiteres Beispiel sei hier auch das Alarmmanagement genannt, welches automatisch bereichsspezifische Warn- und Alarmgrenzen für die online berechneten Kennzahlen überwacht und gegebenenfalls ausgewählte Mitarbeiter über das Über- oder Unterschreiten gezielt informiert.

Kennzahlen werden also nicht nur online ermittelt und verteilt, die Ergebnisse werden auch automatisch überwacht und bei Abweichungen entsprechende Aktionen eingeleitet. Welche Aktionen auf welche Abweichungen ausgelöst werden sollen, kann bereichsspezifisch definiert werden. Das oberste Ziel des Alarmmanagements muss sein, bei ersten Auffälligkeiten die richtigen Personenkreise zu informieren, sodass möglichen Problemen schnell entgegengewirkt werden kann. Die Alarme werden dabei herkömmlich oder an mobile Endgeräte verteilt. Mit den Möglichkeiten der mobilen Leistungsanalyse auf den Onlinedaten aus der Produktion kann so unmittelbar und lokal reagiert werden. Das MES wird so vom einfachen Datenversorger für das ERP zur mobilen Überwachungszentrale für die Produktion.


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