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Zukunftsfähige MES-Lösungen

Was Shopfloor-IT leistet

Die Anforderungen an Manufacturing Execution Systems (MES) ändern sich laufend. Aktuell gibt es einen deutlichen Trend, die eingesetzten Lösungen an eine IoT-Plattform anbinden zu können. Was die Systeme funktional leisten sollten, schildert dieser Beitrag.

 (Bild: ©wladimir1804/stock.adobe.com)

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Transparenz, Sicherheit und Effizienz sowie ein zunehmender Automatisierungsgrad in der Produktion sind in vielen Branchen heute unabdingbar. So unterliegt beispielsweise die Elektronikindustrie einem starken Wettbewerbsdruck. Zunehmende Innovationsgeschwindigkeit, steigende Variantenvielfalt und hohe Compliance-Anforderungen geben den Takt vor. Die klassische Aufgabe eines MES (Manufacturing Execution System) ist dabei die Steuerung des Produktionsprozesses. Rund um diesen Kern entwickeln sich die Systeme immer weiter.

Produktion steuern

Mit einem MES lässt sich der Produktionsprozess in Echtzeit steuern und kontrollieren. Die Systeme können auch erweitert werden, um Lagerhaltung, Versand, Arbeitskräfte und vieles mehr einzubeziehen und weitere Daten zu erfassen und auszuwerten. Dadurch eintsteht eine Basis für die Ausführung von Produktionsaufträgen und dynamische Reaktionen auf Änderungen in der vernetzten Fabrik. Wichtig für den MES-Einsatz ist dabei eine anpassungsfähiger IT-Architektur und zunehmend auch die IoT-Fähigkeit der Lösung, um die Lösungen schnell an wandelnde Anforderungen anpassen zu können.

 (Bild: ©Quality Stock Arts/stock.adobe.com)

(Bild: ©Quality Stock Arts/stock.adobe.com)

Basisfunktionen

In der Basis beinhalten typische Manufacturing Execution-Systeme Funktionen etwa zur Produktionsfeinplanung (APS), Produktionssteuerung, Qualitätssicherung, Materialflusssteuerung, Rückverfolgbarkeit von Teilen und Rohmaterialien, Funktionen zur Analyse und Auswertung von Daten in Echtzeit sowie die automatische Benachrichtigung über Probleme. Das System liefert Daten etwa zu Aufträgen, Material oder Seriennummern. Es entsteht ein durchgängiger Informationsfluss, Produktionsprozesse können anhand von standardisierten und kundenspezifischen KPI’s bewertet werden. Mit Schnittstellen zu einer IIoT-Plattform, auf der unstrukturierte Daten in Form von Sensor-Daten gespeichert werden, ergeben sich Möglichkeiten für weitere Anwendungsfälle.

Sieben Kernbereiche

Es gibt sieben Kernbereiche, die ein zukunftsfähiges Manufacturing Execution System erfüllen sollte.

  • • Produktionsmanagement, Workflow, Ausführung und Prozessqualität: Dies beschreibt die Fähigkeit, den gesamten Produktionsprozess – von der Auftragsfreigabe über Work in Process (WIP) bis zur Fertigstellung – zu steuern und zu kontrollieren.
  • • Datensammlung, Datenmanagement, Integration: Um die oben genannten Prozesse abbilden zu können, muss das MES Daten erfassen, managen und in near-real-time mit dem Shopfloor bidirektional austauschen können. Zudem muss es über ein ausgereiftes Integrationsmodell verfügen.
  • • Traceability inklusive Prozessverriegelung: Über das MES sollte sich die komplette Produktentstehung rückverfolgen lassen. Dies wird durch das Tracen aller Produktions- und Prozessdaten möglich. Dabei werden serien- oder chargennummernbasierend Informationen erfasst und gespeichert. Auf Basis dieser Informationen kann eine Prozessverriegelung im laufenden Produktionsprozess stattfinden.
  • • Analytics und Performance – Management/Visibility: In diesem Bereich werden unter anderem Analysen zum Produktions- und Qualitätsmanagement durchgeführt. Mit weitern Analyse-Funktionen können weitere Parameter, welche die Produktqualität beeinflussen, identifiziert und während der Produktion überwacht.
  • • Product Suite Extensions: Es sollte eine einheitliche Software-Basis vorhanden sein. Das bedeutet, dass neue Upgrades und Releases weltweit, kundenübergreifend stattfinden. Die Adaptionen an das Fabriklayout, Standard-Clients und Funktionen sollten gemäß den Anforderungen frei konfigurierbar sein.
  • •  Integration – ERP, SCM/PDM und PLM: Die Anbindung von ERP-, PLM- und anderen Management-Systemen ist eine Standardanforderung. Die einfache Integration über entsprechende konfigurierbare Schnittstellen sollte gegeben sein.
  • •  Architektur/Nutzbarkeit/Benutzerinterface: Ein modernes MES basiert architektonisch auf Standards. Neben der Architektur und funktionalen Ausprägung spielen strategische Konzepte wie SaaS- und Cloud-Modelle eine Rolle, um so die Investitionskosten für die Applikationssoftware und IT-Infrastruktur reduzieren zu können und den TCO zu senken.

Die Kernfunktionalitäten können um weitere Features wie Ressourcenmanagement, Manufacturing Process Management, Operations Intelligence und Produktionsplanung bzw. Advanced Production Scheduling (APS) erweitert und mit einer integrierten IIoT-Lösungabgerundet werden. So ergibt sich ein Gesamtsystem, mit dem produzierende Unternehmen für die Industrie 4.0-Anforderungen gerüstet sind.


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