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Reibungslos durch den MES-Rollout

Das Lastenheft als Fundament

Manufacturing Execution Systems (MES) gelten als Brückentechnologie in die Industrie 4.0, denn sie verbinden die Business- mit der Fertigungsebene. Um diese Verknüpfung als Start auf den Weg zur Smart Factory erfolgreich zu meistern, muss das Projekt genau geplant werden. Deshalb kommt dem Lastenheft eine entscheidende Rolle zu. Es kann aber nur so gut sein wie das Requirements Engineering (RE) zuvor.

Reibungslos durch den MES-Rollout: Das Lastenheft als Fundament

Bild: © SFIO CRACHO / Shutterstock.com

Bei der Einführung eines Manufacturing Execution Systems gilt wie für jedes Projekt: Mit der gründlichen und gewissenhaften Vorbereitung steigen die Erfolgschancen deutlich. Das Requirements Engineering oder die Anforderungsanalyse spielt hierbei eine zentrale Rolle, da auf den Ergebnissen des RE das Lastenheft aufgebaut wird. Im ersten Schritt werden die Ziele formuliert, die mit einem MES erreicht werden sollen. Dabei ist es ratsam, sie zu priorisieren. Ein ebenfalls sinnvolles Hilfsmittel ist die Visualisierung der Ziele anhand von Und-/Oder-Bäumen, um Abhängigkeit zu identifizieren. Auf diese Weise wird deutlich, welche Ziele mit einer niedrigen Priorität erfüllt sein müssen, um ein Ziel mit höherer Priorität zu erreichen. So können im RE die jeweiligen Anforderungen leichter abgeleitet und priorisiert werden. Gehört eine spezifische Anforderung etwa zu einem Ziel mit niedriger Priorität, ist eventuell auch die Anforderung niedrig zu priorisieren. Oder es stellt sich sogar heraus, dass sie (zunächst) gar nicht realisiert werden muss. So lässt sich einerseits die Wichtigkeit der Anforderungen ermitteln und andererseits auch die Implementierungsreihenfolge festlegen. Im Endeffekt stehen die wichtigsten Anforderungen früh zur Verfügung. Im Lastenheft werden dann die Ziele und Anforderungen an ein MES formuliert, die der spätere Implementierungspartner umsetzen soll. Mit Hilfe des Lastenhefts können Fertigungsunternehmen das Angebot an MES-Lösungen sondieren und die passenden Anbieter für einen Systemvergleich auswählen. Wer die Anforderungen am besten umsetzen kann, erhält den Zuschlag. Daher ist das Lastenheft und das ihm vorangehende RE das Fundament der MES-Einführung.

Normen und Planungshilfen

Damit die Suche nach einer Lösung und dem Implementierungspartner nicht schon an der gegenseitigen Kommunikation scheitert, empfiehlt es sich, die IEC62264 und die ISA S95 zu Rate zu ziehen. Die Normenreihen enthalten neben Begriffsdefinitionen auch Informations- und Aktivitätenmodelle sowie Datenstrukturen für die Verknüpfung von MES und dem ERP-System. Auf dieser Basis können im RE Checklisten erstellt und Anforderungsspezifikationen gegliedert werden. Darüber hinaus eignen sich die Normen auch bei der Systemauswahl, um unterschiedliche Lösung vergleichen und auf ihre Konformität überprüfen zu können. Neben diesen Normenreihen bieten auch Verbände Informationen, um ein MES-Lastenheft zu erstellen, allen voran die Richtlinie 5600 ‚Manufacturing Execution Systems/Fertigungsmanagementsysteme‘ des VDI. Der Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) hat die Broschüre ‚MES: Branchenspezifische Anforderungen und herstellerneutrale Beschreibung von Lösungen‘ herausgebracht. Auch die Interessengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie (NAMUR) bietet mit den Arbeitsblättern NA 110 (Nutzen, Planung und Einsatz von MES) und NA 128 (Planung von MES – dargestellt anhand einer fiktiven Getränkeproduktion) bewährte Hilfsmittel zur Vorbereitung einer MES-Einführung.

Inhalte einer Checkliste

Es lohnt sich auch, bei den Verbänden nach vorgefertigten Checklisten zu fragen, mit denen sich eine Wunschliste als Grundlage für das Lastenheft erstellen lässt. Gerade bei dieser Vorgehensweise spielt das RE seine Stärken aus, denn es verhindert, dass eine zu große Wunschliste den Rahmen des Lastenhefts bzw. MES-Projekts sprengt. Das RE dient dazu, aus allen Anforderungen und Zielen die wirklich bedeutsamen herauszufiltern. Zentrale Punkte dabei sind neben Aspekten der IT-Infrastruktur und den notwendigen Systemanpassungen die Stammdaten- und Auftragsverwaltung, die Steuerung des Materialdurchlaufs, das Betriebsmittelmanagement sowie natürlich das MES-Design mit seinen Funktionen und den benötigten Schnittstellen zu externen Systemen. Je nach Größe des MES-Projekts kommen Aspekte des Personal- und Qualitätsmanagements sowie Anforderungen an Dokumentation und Rückmeldungen hinzu.

Auswahl des Anbieters

Bevor man nun MES-Lösungsanbieter zu einem Systemvergleich, dem sogenannten Beauty Contest, bittet, kann es sich lohnen, mit einer knappen, aber aussagekräftigen Übersicht über das geplante MES-Projekt, sozusagen mit einer Light-Version des Lastenhefts, die Zahl potenzieller Anbieter zu reduzieren. Mit einer detaillierteren Darstellung des Projekts lassen sich daraufhin diejenigen MES-Anbieter identifizieren, die letztendlich für den Beauty Contest unter Berücksichtigung des vollumfänglichen Lastenhefts in Frage kommen. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass der Auswahlprozess nachvollziehbar ist. Natürlich könnte man auch auf die Light-Version des Lastenhefts verzichten, wodurch allerdings der Arbeitsaufwand um einiges größer und intransparenter wird. Damit die Versionen des Lastenhefts nicht ausufern, muss verhindert werden, dass jede ins Projekt eingebundene Abteilung ihre Maximalforderungen durchdrückt. Hier heißt es, sich auf die wesentlichen technischen und organisatorischen Anforderungen zu konzentrieren. Daher sollte das Projektteam bereits während des RE die einzelnen Anforderungen gewichten. Auf diese Weise entsteht aus einer eher allgemein gehaltenen Checkliste ein individuelles Anforderungsprofil und somit letztendlich das Lastenheft.

Fehlendes Wissen ergänzen

Das Erstellen eines Lastenhefts erfordert Erfahrung im Bereich des Requirements Engineering und umfangreiche Kenntnisse über die betroffenen Systeme und ihrer Zusammenhänge zwischen Business- und Fertigungsebene. Vielen kleinen und mittelständischen Unternehmen fehlt jedoch dieses Knowhow oder die Zeit und finanziellen Mittel, es sich anzueignen. In diesem Fall können sie auf einen MES-Partner zurückgreifen, der bei der Erstellung des Lastenhefts und der Umsetzung des MES-Projekts insgesamt unterstützt. Ein solcher Partner sollte ein hohes Maß an Erfahrung mitbringen und auf die individuellen Ansprüche des Unternehmens eingehen können. Es kommt nicht nur darauf an, dass der Implementierungspartner sämtliche im Lastenheft aufgeführten Anforderung adäquat umsetzen kann, sondern auch auf Sympathie und Vertrauen. Schließlich gewährt das Unternehmen einen tiefen Einblick in bisweilen geschäftskritische Prozesse, die sich im Rahmen der Einführung durchaus ändern können. Dieses Miteinander zeigt sich insbesondere dann, wenn die im Lastenheft festgehaltenen Anforderungen nicht in dem Maße umgesetzt werden können, wie es sich das Unternehmen vorstellt, weil sie z.B. zu kostspielig oder zu aufwendig sind. Entweder entscheidet man sich dann für eine Neuprogrammierung der betroffenen Funktionen oder man verändert die Prozesse, so dass sie mit der gewählten MES-Lösung übereinstimmen. Welche Entscheidung die richtige ist, liegt einerseits an der festgelegten Priorität der jeweiligen Funktionen, andererseits an den Voraussetzungen des Unternehmens.

Digitalisierung nach Maß

Der MES-Anbieter GBO Datacomp addressiert diese Anforderung zum Beispiel mit einer modularen Anwendung, die sich dem Digitalisierungsgrad des jeweiligen Unternehmens anpasst. Der Hersteller hat über die Jahre hinweg zudem zahlreiche branchenspezifische Workflows entwickelt, die angepasst werden und die MES-Einführungen deutlich beschleunigen können. Die Wahl des Beratungs- oder Implementierungspartners ist auch deshalb wichtig, weil die Einführung einer MES-Lösung nicht mit einem einzigen Projekt beendet ist. Zunächst werden die Prozesse und Funktionen digitalisiert und vernetzt, bei denen das größte Potenzial zur Effizienzsteigerung ermittelt wurde. Danach werden meist Folgeprojekte aufgesetzt, durch die das MES immer tiefer in die Arbeits- und Produktionsprozesse des Unternehmens hineinwirkt. Dieses Ziel ist jedoch nicht mit einem großen Wurf zu erreichen, sondern mit vielen kleinen, wohl überlegten Schritten. Und zum wichtigen ersten Schritt gehört ein klar und präzise formuliertes Lastenheft, quasi als Fundament der digitalen Transformation.


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