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Mit der Fertigung verändert sich die Software

Planungssysteme im Umbruch

Die zunehmenden Anforderungen an die Produktionseffizienz und die steigende Verteilung von Wertschöpfungsketten bleibt auch für die produktionsnahe IT nicht ohne Folgen. Auch wenn noch nicht präzise absehbar ist, in welche Form sich die Produktion vor dem Hintergrund etwa von Cyber-Physical Systems entwickeln wird, scheint eines sicher: Die Bedeutung von Software als Steuerungsinstrument nimmt weiter zu.

Die gesellschaftlichen Megatrends machen auch vor dem produzierenden Gewerbe nicht halt. Die Globalisierung der Nachfrage, Produktion und Beschaffung geht einher mit der Dekomposition klassischer Wertschöpfungsketten. Somit stehen nicht mehr nur Unternehmen im Wettbewerb, sondern ganze Lieferketten bewerben sich um die Gunst des global aufgestellten Kunden. Trotz des zunehmenden Individualisierungsgrades der Enderzeugnisse werden auch unter diesen Bedingungen kurze Lieferzeiten und höchste Termineinhaltung erwartet. Die zunehmende Sensibilisierung der Gesellschaft für ökologische Themen weitet sich ebenfalls auf die Fertigungsindustrie aus.

Der schonende Umgang mit natürlichen Ressourcen beschränkt sich längst nicht mehr nur auf den effizienten Einsatz von Rohstoffen und Material. Energie in jedweder Form rückt mehr und mehr in den Vordergrund. Gleichzeitig macht die Digitalisierung auch vor den Produktionsprozessen nicht halt. Produkte mit Gedächtnis, die einerseits die Fertigungsprozesse steuern und andererseits ihre Herstellungsparameter kennen, sollen in naher Zukunft eine Selbstverständlichkeit werden. Die Herstellung dieser Erzeugnisse findet dann in ‚Smart Factories‘ statt, deren Maschinen untereinander kommunizieren und ihren Zustand genauso wie Fertigungsfortschritte an die Planungs- und Steuerungssysteme melden.

Solche Trendthemen führen zu neuen Anforderungen hinsichtlich der Integration der unterschiedlichen Steuerungsebenen eines Unternehmens. Es geht dabei um die horizontale Integration entlang der Wertschöpfungskette genauso wie die vertikale Integration von der Planung bis zur Automatisierung.

Schnittstellen zwischen Unternehmens- und Betriebsleitebene

Für die von globalen Märkten geforderte Agilität und Flexibilität in wandlungsfähigen Produktionssystemen sind integrierte IT-Strukturen und dezentrale Produktionsplanung und -regelung eine wichtige Voraussetzung. Die fortschreitende Autonomie der Partner in den mehr und mehr weltweit agierenden Wertschöpfungsketten erfordert eine effiziente und robuste horizontale Integration. Das unter Federführung des Forschungsinstituts für Rationalisierung (FIR) an der RWTH Aachen laufende Projekt ‚Wandlungsfähige Produktionssysteme durch integrierte IT-Strukturen und dezentrale Produktionsplanung und -steuerung‘ (WIND) fokussiert vor diesem Hintergrund Fragen der Datenverfügbarkeit und -qualität:

  • Mangelnde Datenverfügbarkeit und Medienbrüche
  • Schlechte Datenqualität
  • Produktionsplanung und -steuerung mit unrealistischen Dispositionsdaten.

Die IT-Integration an den Schnittstellen zwischen Unternehmensebene (ERP) und Betriebsleitebene (MES) ist dabei eine der wichtigsten Aufgabenstellungen für die vertikale Integration der Prozesse. Während ERP-Systeme eher administrierende und auf übergeordneter Ebene unternehmensweit logistische und betriebswirtschaftliche Prozesse steuern, sind MES eng mit Produktionslinie und Automatisierungstechnik verbunden. Die Systeme dienen der laufenden Optimierung der Produktion sowie der Erfassung von Informationen und technischen Parametern des Herstellungsprozesses.

Diese Daten können vielfältiger Natur sein: Zeit- und Mengenmeldungen, Qualitätsdaten, Zustände von Maschinen und Anlagen, Störungen und deren Ursachen. Somit spiegeln diese Informationen den Zustand des Produktionssystems wider, und genau dies hat Einfluss auf die Produktionsplanung in den übergeordneten, koordinierenden und zunehmend dezentralen Systemen. Dem Entwurf einer ERP-MES-Standardschnittstelle kommt im Zusammenhang mit den zu erwartenden Anforderungen demzufolge eine hohe Bedeutung zu. In breit angelegten Standardisierungsvorhaben werden die Ergebnisse der Integration umfassend kommuniziert.

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