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Analyse, Auswahl, Einführung

In drei Phasen zum ME-System

Die Bewertung der produktionsnahen IT-Infrastruktur und die Auswahl eines passenden ME-Systems stellen Unternehmen vor eine komplexe, aber nicht unlösbare Herausforderung. Die Einführung der Software hat dabei nicht nur Auswirkungen auf den Produktionsprozess, sondern auch auf die Feinplanung und das Qualitätsmanagement. Um die Investitionskosten und den internen Personalaufwand für die Einführung gering zu halten, benötigt man eine gezielte Vorgehensweise zur Auswahl des Systems.

In drei Phasen zum ME-System

Bild: FIR e.V. an der RWTH Aachen

Die Digitalisierung der Produktion erzeugt in produzierenden Unternehmen große Datenströme, die durch manuelle Tätigkeiten nicht mehr effizient gehandhabt werden können. Eine automatisierte Betriebs- und Maschinendatenerfassung gestaltet sich allerdings aufgrund vieler Schnittstellen als große Herausforderung. Manufacturing Execution Systeme (MES) ermöglichen eine automatisierte Erfassung und Verarbeitung der auf dem Shopfloor entstandenen Daten. Sie bilden das Bindeglied zwischen Shopfloor und dem ERP-System in der betrieblichen Steuerung. Dabei gehen die Systeme über die reine Datenerfassung und -verarbeitung zur Bereitstellung für das ERP-System hinaus. Zusätzlich ermöglichen ME-Systeme die betriebliche Feinplanung und Auftragssteuerung, das Betriebsmittelmanagement, das Materialmanagement, das Personalmanagement, das Informationsmanagement und Leistungsanalysen. Diese Aufgaben können durch eine integrierte MES-Lösung umfassend in einem Unternehmen abgebildet werden. Neben der Datenerfassung setzen viele Unternehmen ihre MES-Lösungen für die detaillierte Produktionsplanung ein, wodurch unterschiedliche Planungsparameter, wie etwa Termin- oder Kapazitätsbeschränkungen, berücksichtigt werden können. Durch die echtzeitnahe Erfassung von auftragsbezogenen Betriebs- und Maschinendaten ist das ME-System zudem in der Lage, eine Produktionsplanung basierend auf den aktuellen Ressourcenkapazitäten durchzuführen. Ebenfalls profitiert die Produktionssteuerung von einem genauen Abbild der Produktion hinsichtlich Störungen an Maschinen und Qualitätsverletzungen.

Vielfältiger Anbietermarkt

Mit der zunehmenden Bedeutung von ME-Systemen hat sich ein vielfältiger Anbietermarkt entwickelt. Die Anbieter unterscheiden sich sowohl im Funktionsumfang des Systems als auch durch den Lösungsansatz. Der unübersichtliche Anbietermarkt stellt Unternehmen ebenso vor Herausforderungen wie die interne und historisch gewachsene IT-Systemlandschaft ein Hindernis für die Einführung eines Systems dar. Neben dem klassischen ERP-System setzen Unternehmen häufig auf (selbstentwickelte) Insellösungen zur Unterstützung einzelner Prozessschritte. Bei der MES-Auswahl und -Integration müssen auch diese Systeme und ihre Schnittstellen berücksichtigt werden. Zur anbieterneutralen Unterstützung bei der Auswahl und Einführung von MES-Lösungen wurde auf Basis des Drei-Phasen-Konzepts am FIR an der RWTH Aachen eine strukturierte Vorgehensweise entwickelt.

Drei-Phasen-Konzept

Das Konzept trägt mit seiner systematischen Vorgehensweise der Analyse, Auswahl und Einführung von MES-Lösungen den beschriebenen Herausforderungen Rechnung und bietet gleichzeitig eine Grundlage für eine Investitionsrechnung. Die Vorgehensweise gliedert sich dabei in die drei Phasen Analyse, Auswahl und Einführung – mit jeweils drei Arbeitsblöcken.

Konzeptphase

Die Konzeptphase beginnt mit der Projekteinrichtung (Phase 1.1). In dieser werden die projektbezogenen und strategischen Rahmenbedingungen für eine erfolgreiche Projektdurchführung definiert. Zu Beginn wird ein detaillierter Projektplan festgelegt, der die Einhaltung von Terminen und Meilensteinen sichern soll. Eine übergeordnete Rolle spielt die Zusammenstellung des Projektteams, die in den verschiedenen Phasen variieren kann. Daher setzt sich das Projektteam aus einem Kernteam und einem variierenden Projektergänzungsteam aus zentralen Wissensträgern zusammen. Durch die Einbeziehung der Mitarbeiter können detaillierte Anforderungen an das System erhoben und somit die Transparenz des Projektes sowie die Akzeptanz gegenüber dem neuen System gesteigert werden. Durch eine Prozess- und IT-Analyse (Phase 1.2) soll ein Verständnis für die Prozesse und den Informationsbedarf im Produktionsverlauf gewonnen werden. Mit der Erfassung sämtlicher Prozesse und Systeme werden Optimierungspotenziale im prozessualen Ablauf, in der Unterstützung durch IT-Systeme sowie aufbauorganisatorische Schwachstellen identifiziert. Auf Basis der identifizierten Potenziale werden anschließend Sollprozesse definiert (Phase 1.3). Während dieser gesamten Analysephase werden Optimierungspotenziale aufgenommen, um zu verhindern, dass ineffiziente Strukturen in das neue System übernommen werden. Mit der Definition einer neuen Prozess- und IT-Struktur muss die Aufgabenverteilung zwischen ERP, bestehenden IT-Systemen und dem entsprechenden MES definiert werden, da nur durch aufeinander abgestimmte Systeme der volle Nutzen für das Unternehmen entfaltet werden kann.

Analysephase

In der Auswahlphase werden zunächst die funktionalen Anforderungen aus der vorangegangenen Analysephase in ein Lastenheft überführt (Phase 2.1). Dabei greift das FIR auf einen standardisierten Katalog mit mehr als 1.700 funktionalen und strategischen Anforderungen zurück. Zusammen mit dem Kern- und erweiterten Projektteam werden die Anforderungen in Workshops anhand des Katalogs festgelegt. Zudem erfolgt eine Gewichtung in ‚kritisch‘, ‚gefordert‘ und ‚optional‘. Auch unternehmensspezifische Anforderungen können berücksichtigt werden. Das daraus resultierende Lastenheft dient als Basis für den weiteren Auswahlprozess. Die Auswahl der Anbieter erfolgt mit Hilfe einer Online-Plattform. Anhand der passenden Funktionen kann der Kreis der Anbieter reduziert werden, die dann im Rahmen der Ausschreibung (Phase 2.2) zur Abgabe eines ersten Angebots aufgefordert werden. Mittels einer Auswertung dieser Angebote kann die Anzahl der Anbieter nochmals reduziert werden. Die Auswahl wird durch einen Abgleich des funktionalen Überdeckungsgrades des Lastenheftes mit dem Angebot der Lösungsanbieter getätigt. Zusätzlich werden branchenrelevante Referenzprojekte sowie die Einführungs- und Betreiberkosten berücksichtigt. Die bestgeeigneten Anbieter werden zu einer zweitägigen Systempräsentation (Phase 2.3) eingeladen. Dadurch kann das Unternehmen bewerten, wie die funktionalen Anforderungen an das System sowie die zukünftige Abbildung der relevanten Prozesse in der MES-Lösung umgesetzt sind. Abschließend wird eine Nutzwertanalyse für das Unternehmen erstellt, sodass eine nachvollziehbare Entscheidungsgrundlage vorliegt.

Pflichtenhefterstellung

Die dritte Phase beginnt mit der Pflichtenhefterstellung (Phase 3.1). Dabei sollte zunächst eine Aktualisierung des Lastenheftes erfolgen, sodass zuvor nicht genau definierte Anforderungen sowie der exakte Leistungsumfang abschließend spezifiziert werden. Die aktualisierten Anforderungen werden zusammen mit dem Anbieter in das Pflichtenheft überführt, welches als Grundlage für die Vertragsverhandlungen genutzt wird (Phase 3.2). Nach dem Vertragsschluss beginnt die Einführung des Manufacturing Execution Systems. Das FIR begleitet das Unternehmen bei der Implementierung (Phase 3.3) mit einem sukzessiven Controlling des Fortschrittes. (Feinkonzeption, Datentransfer, Anwenderschulungen, Echtstartvorbereitung, Go-Live usw.)

Einen Überblick verschaffen

Die Auswahl eines passenden ME-Systems stellt für Unternehmen aufgrund eines sehr breit gefächerten Anbietermarktes vor verschiedene Herausforderungen. Das FIR will Unternehmen dabei helfen, sich auf diesem vielfältigen Markt zurechtzufinden. Dabei wird das eigens entwickelte Drei-Phasen-Konzept mit der Analyse-, Auswahl- und Einführungsphase eingesetzt.

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