Was werksnahe IT heute leistet

Mit Software die Fabrikleistung steigern

Bei der Optimierung der Produktion nehmen Manufacturing Execution Systems eine immer wichtigere Rolle ein. Die Anwendungen helfen insbesondere dabei, Ressourcen effizienter einzusetzen und den Aufwand für Planung und Steuerung zu senken.

(Bild: ©auremar/stock.adobe.com)

Bereits Mitte der 1990er Jahre wurde der Begriff Manufacturing Execution System in den USA entwickelt. Damals wurde zur Bewältigung der Fertigungskomplexität und der wechselnden Zielvorgaben ein integriertes Fertigungssystem benötigt, welches die verschiedenen Software-Lösungen der Fertigung vereint. Dabei ist ein ME-System zwischen der Unternehmensleit- bzw. Planungsebene und der Prozessebene angeordnet (Abbildung 1). Es bildet die Schnittstelle zwischen dem ERP-System und der Automatisierungsebene. Die Kernfunktion eines MES ist dabei die Datenerfassung in Echtzeit und die Übertragung exakter Informationen (Rückmeldung) zwischen der Prozess- und Planungsebene. In der VDI-Richtlinie 5600 sind die folgenden Aufgaben als Hauptbestandteile eines ME-Systems definiert:

• Auftragsmanagement
• Feinplanung und -steuerung
• Betriebsmittelmanagement
• Materialmanagement
• Personalmanagement
• Datenerfassung
• Leistungsanalyse
• Informationsmanagement
• Qualitätsmanagement
• Energiemanagement

In den marktverfügbaren Lösungen werden diese Aufgaben in der Regel oft in einzeln auswählbaren Modulen abgedeckt.

Das vierphasige Stufenmodell der erfolgreichen MES-Einführung (Bild: CIM Aachen GmbH)

Generelle Nutzenaspekte

Als Stärken eines MES gilt seine Unterstützung bei der Planung und Steuerung, dem Erfassen und Überwachen von Produktionsdaten in Echtzeit sowie der Anbindung und Integration von Instandhaltung und Qualitätsmanagement. Somit hilft das ME-System die Produktionsprozesse in einem Unternehmen rund um die Uhr zu kontrollieren, analysieren, steuern und langfristig zu verbessern. Für viele Unternehmen ist daher vor allem die Vereinfachung des Planungsprozesses oder auch die Datenerfassung oder Chargenüberwachung der Hauptentscheidungsgrund für die Einführung eines ME-Systems.

Planen mit Rückmeldungen

Da viele Unternehmen die Produktion auf Basis der ERP-Daten planen, kann dabei in der Regel nicht der aktuelle Produktionsstatus berücksichtigt werden. Aufgrund der fehlenden Rückmeldung erfolgt ein Soll/Ist-Vergleich damit meist nur am Ende einer Schicht. Dies hat zur Folge, dass auf Störungen in der Produktion oder auf den Status einzelner Fertigungsaufträge erst nach Schichtende reagiert werden kann. Das gleiche gilt auch für Produktionsabweichungen, welche somit erst im nächsten Planungsschritt berücksichtigt werden können. Dabei gilt: Je länger der Planungshorizont ist, desto größer ist das Risiko für Störungen. Eine Fertigungsregelung mit Eingriffszeiten von unter einer Stunde, lässt sich meist nur mit einem gekoppelten ME-System realisieren.

Einfluss auf die Lieferzeiten

Weiterhin beklagen Unternehmen oft die Schwierigkeit, einen Auftragsstatus und den Fertigstellungszeitpunkt zu bestimmen. Dabei liegen die Herausforderungen nicht nur darin, die Informationen überhaupt zu ermitteln, sondern auch im hohen manuellen Aufwand zur Informationsbeschaffung. Unterstützung bietet hier der MES-Fertigungsleitstand, durch eine Planung unter Berücksichtigung des tatsächlichen Status und der Produktionskapazitäten. Der Leitstand bildet dabei das Herzstück eines MES und bietet die Möglichkeit, unter Berücksichtigung definierter und gewichteter Zielkriterien automatisch zu planen. Dadurch können die zur Verfügung stehenden Kapazitäten, wie Anlagen, Personal und Material, berücksichtigt werden – genauso wie Planungsregeln, Multiressourcenplanung oder Kapazitätsbegrenzungen. Zusätzlich zur automatischen Planung lässt ein System auch eine manuelle Planung zu, oft unterstützt durch eine Planungssimulation.

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