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Planung und Überwachung komplexer Einführungsprojekte

Manufacturing IT bildet ein Bindeglied für abteilungsübergreifende Arbeitsprozesse. Entsprechend umfangreich können Anforderungsspezifikationen, Umsetzungsfestlegungen sowie Test- und Abnahmeprozeduren ausfallen. Eine geeignete Projektorganisation und -dokumentation sind dabei unabdingbare Voraussetzungen für den Projekterfolg.

Manufacturing-Execution-Systeme (MES) werden als Bindeglied zwischen Enterprise Resource Planning-Systemen (ERP) und Anlagensteuerungen oder Prozessleitsystemen angesehen. Dieser Denkansatz suggeriert oft klar umrissene Funktionalitäten oder Standardansätze zur IT-Unterstützung von Betriebsleitfunktionen. Bei der Planung und Einführung von MES wird in der Regel jedoch schnell deutlich, dass die Lösungen nur Grundstrukturen zur Verfügung stellen und viele Freiheitsgrade der Umsetzung von Betriebsleitfunktionen verbleiben. Die entscheidende Aufgabe für die Systemeinführung ist daher die eindeutige Beschreibung der zu unterstützenden Arbeitsprozesse.

Mit Hilfe grafisch beschriebener Workflows kann dabei eine abteilungsübergreifende Diskussion am besten unterstützt werden. Da die Betriebsleitebene das Bindeglied zwischen Produktion und angrenzenden Abteilungen wie Auftragsplanung, Instandhaltung oder Controlling darstellt, können sich komplexe Ablaufstrukturen ergeben. Diese Komplexität muss beherrscht werden: Erst wenn Abläufe und Verantwortlichkeiten klar und eindeutig beschrieben sind, können darauf basierende MES-Lösungen zum Erfolg eines Unternehmens beitragen. Standards wie die IEC 62264 und Richtlinien wie die VDI 5600 helfen dabei, Planern, Systemanbietern und Anwendern bei der Projekt-Strukturierung. Auch ein Blick auf die Namur-Arbeitsblätter NA110 ‚Nutzen, Planung und Einsatz von MES‘ und NA128 ‚Planung von MES‘ kann sich lohnen.

Das passende Vorgehen finden

Zwei prinzipielle Vorgehensweisen zur durchgängigen Nutzung von MES-Funktionen und zur Beherrschung der damit einhergehenden Komplexität findet man in der Praxis vor:

  • Sukzessive Einführung: Getrieben von einfachen und schnell nutzbringenden ‚Leuchtturmprojekten‘ werden Einzellösungen eingeführt und dann im Laufe mehrerer Jahre ausgebaut. Dabei verteilen sich die resultierenden MES-Anwendungen oft auf unterschiedliche Systeme.
  • Großprojekte: Die Arbeitsprozesse zwischen Unternehmensleitebene und Produktion werden hier umfassend analysiert und optimiert. Darauf aufbauend wird direkt eine durchgehende MES-Lösung umgesetzt. Dabei wird in der Regel eine einzige Systemplattform zur Unterstützung der optimierten Prozesse eingeführt.

Die sukzessive Einführung hat den Vorteil, dass Teilprojektumfänge überschaubar bleiben. Budgets, Zeitpläne und Umsetzungslösungen bleiben in einem eng abgegrenzten Rahmen. Teilerfolge der Lösungen sind schnell messbar. Üblicherweise ist vom Anlagenbetreiber nur eine kleine Personengruppe an der Planung und Überwachung der Teilprojekte involviert. Den Vorteilen steht jedoch das Problem gegenüber, dass durch die Fokussierung auf Teilaufgaben die MES-Gesamtarchitektur und insbesondere die für den weiteren Ausbau benötigten Datenstrukturen oftmals nicht ausreichend betrachtet werden. Dies kann etwa der Fall sein, wenn Strukturen für die Interaktion zwischen Planung und Produktion später Hürden bei der Einbindung von Qualitäts- oder Instandhaltungsmanagement darstellen.

Schuld daran sind explizit oder implizit eingeführte Restriktionen oder Annahmen, deren Bedeutung für nachfolgende MES-Aufgabenbereiche nicht abgesehen wurden. Die Einführung einer MES-Lösung innerhalb eines Großprojektes mit einem typischen Invest von 100.000 bis zwei Millionen Euro benötigt hingegen ein strategisches Projektmanagement. Über eine klare Organisation sollte dabei auch die Projektleitung klar geregelt sein. Daneben ist es ratsam, ‚Prozesseigner‘ zu bestimmen, die für einzelne, zu optimierende Arbeitsprozesse zuständig sind. Diese sollten idealerweise aus verschiedenen Abteilungen stammen. Der Prozess zur Inprozesskontrolle oder zur Ziehung und Auswertung von Probemustern obliegt dabei beispielsweise dem Qualitätsmanagement, während die Verantwortung für Prozesse der Feinsteuerung und Auftragsabwicklung der Produktion unterliegt. In Form von regelmäßigen Integrationsabsprachen werden Teilplanungsergebnisse gemeinsam besprochen und Schnittstellen zwischen Prozessen festgelegt.

Zentrale Rolle der Prozesseigner

Prozesseigner sind dabei für die gesamte Realisierung einer MES-Funktion verantwortlich. Sie beschreiben Ist-Prozesse, definieren umzusetzende Soll-Prozesse, formulieren Lastenheftvorgaben, begleiten die Pflichtenheftspezifikationen, beschreiben Use-Cases sowie Testfälle und sind verantwortlich für Integrationstests und Abnahmen. Die Prozesseigner sind zudem die ersten Ansprechpartner zur Koordination der Prozesse. So kann gewährleistet werden, dass eine umfassende Sicht auf die MES-Anforderungen gelegt wird. Ein wichtiger Randaspekt ist dabei, dass sich bei Mitarbeitern Verständnis für die Arbeitsprozesse angrenzender Abteilungen aufbaut. Das ist eine wichtige Basis, um Effizienzpotenziale, die auch über ein MES-Projekt hinausgehen, zu entdecken und Verbesserungen innerhalb eines Unternehmens zu erlangen.

Abgrenzung zu anderen Systemen

Eine besondere Herausforderung von MES-Projekten liegt häufig an der Schnittstelle zum ERP-System. Die dort vorzufindenden Strukturen erscheinen oft ‚zementiert‘ und geben bestimmte Ablaufprozesse und Informationsumfänge vor. Um diese verstehen und berücksichtigen zu können, sind Festlegungen wichtig, welche Funktionen im ERP-System und welche im MES anzusiedeln sind. Innerhalb eines vertikalen Integrationsprojektes zwischen ERP- und MES-Ebene ist es zudem ratsam, Datenstrukturen und Interaktionsvorgaben für Datentransfers über ein Interfacedokument festzuschreiben. Im Projektfortschritt können die Systeme so weitgehend unabhängig voneinander ausgebaut werden. Die gleichen Überlegungen gelten für die Abstimmung zwischen MES und Anlagensteuerung.

Know-how-Träger ins Projekt holen

Geeigneterweise wird ein Verantwortlicher oder eine kleine Gruppe an Verantwortlichen definiert, die die Gesamtarchitektur über alle Ebenen vom Feld bis in die Unternehmensleitebene überblicken sowie Designentscheidungen in ihrer Konsequenz systemübergreifend bewerten und koordinieren kann. Weitere wichtige Rahmenbedingungen zur Beherrschung der Komplexität großer MES-Projekte sind unter anderem die Schaffung eines geeigneten Kennzeichnungssystems und die Definition von Leistungsindizes zur Überwachung und Steuerung von Produktionsprozessen. Gemeinsam sind allen beschriebenen Aspekten, dass der Vorgehensweise innerhalb eines Projektes eine klare Systematik zur Projektabwicklung unterliegen muss. Die aufgeführten Gesichtspunkte stellen dabei sicherlich nur einen kleinen Ausschnitt der möglichen Hilfsmittel und Empfehlungen dar.

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