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Serviceorientierte Architekturen

Mehr als Standard-Software

Produktionsnahe IT wird häufig als Funktionsblock wahrgenommen, der zwischen den Geschäftssystemen und dem Online-Geschehen in der Automation 'angesiedelt' ist. In der Realität hat das Fertigungsmanagement jedoch eine Reihe von Facetten, die von der Steuerung des Produktionsgeschehens bis hin zu Personal- und Qualitätsmanagement reichen. Dabei kann der Einsatz flexibler Systemarchitekturen Betriebe unterstützen, genau die Funktionsbausteine einzusetzen, die sie benötigen – und gleichzeitig helfen, Lizenzkosten und Implementierungsaufwand am tatsächlichen Bedarf auszurichten.

Mit dem Wettbewerbsdruck auf dem Markt steigen auch die Ansprüche an Hard- und Software in der Werkhalle. Sowohl die Auswertungen für den Produktionsleiter als auch die Datenerfassung an der Linie müssen immer höheren Anforderungen Rechnung tragen. Als Folge ersetzen leistungsfähige Industrie-PC die ehemals einfachen Eingabegeräte, doch auch die Funktionsweise der Software selbst befindet sich im Wandel. Bild: MPDV

Der MES-Gedanke hat sich im Drei-Ebenen-Konzept eines Fertigungsunternehmens fest etabliert: Produktionsnahe Systeme verbinden die Ebene des Unternehmensmanagements mit der Ebene der Arbeitsplätze und Automation und unterstützen so das Fertigungsmanagement. Dabei werden Manufacturing-Execution-Systeme (MES) häufig als ein Funktionsblock wahrgenommen, der zwischen der längerfristigen Enterprise-Resource-Planning-Zeitachse (ERP) und dem Online-Geschehen in der Automation ‚angesiedelt‘ ist.

In der Realität hat das Fertigungsmanagement jedoch eine Reihe von Facetten: Es geht auf der einen Seite um das Fertigungsgeschehen an sich, mit der Erfassung der Fertigungsdaten und Durchführung der Feinplanung. Weiterhin ist das Personalhandling gerade in Hochlohnländern von besonderer Wichtigkeit, und zum Dritten gewinnt angesichts steigender Kundenerwartungen der Bereich des Qualitätsmanagements an Bedeutung. MES sollte daher mindestens in diesen drei Aspekten unterscheiden werden. Der Blick in die Betriebe zeigt, dass außerdem die Aufgabenstruktur, wie sie in der VDI-Richtlinie 5600 festgelegt ist, eine sehr praxistaugliche Sicht auf die MES-Welt darstellt.

Das Papier legt insgesamt acht zentrale Aufgaben für die produktionsnahe IT fest, von Betriebsmittel- und Materialdisposition bis hin zu Qualitäts- und Personalmanagement. Neuere Entwicklungen auf dem Fertigungsmarkt, wie zum Beispiel die zunehmende Bedeutung von Energiemanagement oder Produktverfolgung zeigen, dass der Bedarf vorhanden ist, solche Themen ebenfalls in der MES-Ebene anzusiedeln.

Anwendungsebenen für Produktionsleiter und Werker

Eine typische IT-Applikation greift mit Pflege- und Auswertungsprogrammen auf einen Datenbestand zu. Das gilt im Prinzip auch für MES, nur teilen sich die Applikationen hier in einen Auswertungs- und einen Erfassungsteil, denn beide bewegen sich in der Regel auf unterschiedlichen Bediener-Ebenen. Die Datenerfassung wird von Werkern durchgeführt oder auch durch automatische Kopplung an Maschinen und Aggregaten bewerkstelligt. Die Auswertungen finden hingegen eher auf der Leitungsebene statt. Dadurch ergeben sich an diese Teilapplikationen auch ganz unterschiedliche Anforderungen. Bei den Auswertungen wird üblicherweise auf erfasste oder vorverdichtete Daten zurückgegriffen, die in einem oder mehreren Fenstern dargestellt werden.

Anders als beim Einsatz einer Durchschnittsapplikation wird hier vom Benutzer eine intensive grafische Unterstützung erwartet. Das Gleiche gilt für die Darstellung der Daten in mehreren Dimensionen: So soll etwa der aktuelle Nutzungsgrad einzelner Aggregate und dessen Verlauf über die Zeit sichtbar sein. Dazu soll das System aber auch die OEE anzeigen sowie die Aufträge, die gerade auf diesen Aggregaten laufen. Das alles erwartet der Anwender auf einen Blick, und möglichst in untereinander synchronisierten Fenstern. Auch Korrelationen und Vergleiche mit anderen Zeiträumen oder mit anderen Aggregaten sollten auf einfache Art und Weise möglich sein.

Steigende Anforderungen an Soft- und Hardware

Etwas anders verhält es sich bei der Teilapplikation für die Datenerfassung. Hier konzentriert sich der Fokus darauf, alle notwendigen Fakten mit möglichst wenig Aufwand zu erfassen. Dies stellt einerseits gewisse Anforderungen an die Hardware, die mit Touchscreen oder geeigneter Tastatur ausgerüstet werden muss, andererseits wird von der Applikation selbst erwartet, dass sie alle für die Eingabe benötigten Informationen bereithält und dass mit wenigen Tastendrücken eine Buchung geführt werden kann.

Fehleingaben, Vertauschungen und ähnliches sollten möglichst vermieden werden, indem man die Oberfläche entsprechend intuitiv gestaltet. Dazu müssen auch Plausibilitätsprüfungen durchgeführt werden, mit deren Hilfe das System Fehler sofort lokalisieren und dem Bediener signalisieren kann, dass er eine Korrektur vornehmen muss. Je besser und umfangreicher diese Prüfungen gestaltet sind, umso geringer ist die Nacharbeit zur Korrektur fehlerhafter Buchungen. Wenn in einer Produktion ein solches Netzwerk an Dateneingabemöglichkeiten geschaffen wird, dann ist es nur konsequent, diese Maschinerie auch für den umgekehrten Weg – nämlich als Informationsquelle – zu nutzen.

Hier können alle die Daten, die ein Werker oder ein Maschinenbediener benötigt, um seine Arbeit effizient durchzuführen, auf elektronischem Wege an den Arbeitsplatz verbracht werden. Dies spart nicht nur Papier, Gestaltungs- und Erstellungsaufwand, sondern fördert auch die Aktualität der vor Ort vorliegenden Daten. Schon aus dieser Betrachtung ergibt sich, warum in den Werkhallen anstelle einfachster Erfassungsgeräte inzwischen mehr und mehr Industrie-PC (IPC) mit Windows-Betriebssystemen zum Einsatz kommen. Neben guter Bedienbarkeit bieten IPC noch den Vorteil der Schnittstellenvielfalt, um etwa industrietaugliche Sensorik direkt im Produktionsprozess oder an den Aggregaten anbringen zu können.


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