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MES – Der Wegbegleiter zur Industrie 4.0

MES-Rollout bei ARI-Armaturen

Der Wegbegleiter zur Industrie 4.0

ARI-Armaturen produziert in seinen drei Werken in Deutschland Schwerarmaturen für die Märkte weltweit. Im Jahr 2007 entschied die Unternehmensgruppe ihre heterogene werksnahe IT durch ein Komplettsystem der GFOS mbH zu ersetzen. Die gesteckten Ziele wie Transparenz, höhere Liefertreue und Anbindung der Automatisierung hat der Hersteller längst erreicht. Doch im Industrie 4.0-Zeitalter gibt es an einem MES immer noch etwas zu optimieren.

Ein Techniker tätigt manuelle Eingaben auf einem Touch-Desktop. (Bild: GFOS mbH) [1]

Bild: GFOS mbH

Die ARI-Unternehmensgruppe [2] ist ein international tätiger Entwickler, Hersteller und Vertreiber von Armaturen sowie ergänzenden Dienstleistungen zum Regeln, Absperren, Sichern und Ableiten von flüssigen und gasförmigen Medien. An drei Standorten – ausschließlich in Deutschland – produziert das Unternehmen Qualitätsschwerarmaturen nach modernen Standards. Im Jahr 1950 gegründet ist die inhabergeführte ARI-Gruppe heute mit mehr als 800 Mitarbeitern international erfolgreich. 14 eigene Vertriebstöchter in England, Dänemark, Frankreich, Österreich, Spanien, Italien, den USA, China, Malaysia, Singapur, Indien, Russland, Vereinigte Arabische Emirate sowie weitere Vertriebspartner in mehr als 50 Ländern weltweit bieten Service rund um den Globus.

Einheitliche Systemlandschaft sollte entstehen

2007 stand das Unternehmen vor der Situation, dass unterschiedliche Systeme für Personalzeiterfassung, Betriebsdatenerfassung, Maschinendatenerfassung und Leitstand im Einsatz waren und Systemupdates anstanden. Zudem waren erste Ideen entstanden, ein Manufacturing Execution System (MES) [3] einzuführen. Statt Ressourcen in viele kleine IT-Projekte zu investieren, reifte im Unternehmen die Idee, einen Softwareanbieter zu finden, der alles aus einer Hand anbietet. Dabei sollte die MES-Anwendung im Mittelpunkt stehen. Zur Auswahl des Partners wurde ein umfangreicher Kriterienkatalog erstellt, der auch weiche Faktoren enthielt. Matthias Kornfeld, CIO bei ARI-Armaturen, sagt: „Uns war es wichtig, qualitativ hochwertige Software aus einer Hand zu bekommen. Aber wir wollten auch einen Partner finden, mit dem wir gut und langfristig für eine stabile Zukunft zusammenarbeiten können.“ Nach einer längeren Auswahlphase überzeugte die Essener GFOS mbH mit ihrem Gesamtpaket. Das Projektteam von ARI-Armaturen war sich sicher, dass der MES-Hersteller die gestellten Anforderungen und die Unternehmenskultur der ARI-Gruppe am besten verstanden hatte.

Das Bild zeigt zwei Produkte von ARI-Armaturen. Die Variantenvielfalt und Flexibilität unterstützen das MES von GFOS. [4]

Bild: ARI Armaturen GmbH & Co. KG

Software und Hardware nah am Prozess verbinden

Bei ARI-Armaturen versteht man ein Manufacturing Execution System als ein prozessnah operierendes Fertigungsmanagementsystem. Es unterscheidet sich vom ähnlich wirksamen Produktionsplanungsmodul der ERP-Lösung [5] durch die direkte Anbindung an die Automatisierung. Zudem sollte die MES-Software die Kontrolle der Produktion in Echtzeit möglich machen. Der Begriff MES bezieht sich in der Regel auf ein Gesamtsystem, das den Bereich zwischen dem ERP-System, der Unternehmensleitebene und dem eigentlichen Fertigungs- beziehungsweise Produktionsprozess in der Fertigungs- und Automatisierungsebene abdeckt. Als Produkt ist ein MES sowohl als Gesamtpaket als auch in Form einzelner Softwarekomponenten erhältlich. Häufig werden die Anwendungen um Hardware zur Datenerfassung und Steuerung ergänzt. Wie bei der Automatisierung ist hier die große Herausforderung, die einzelnen Komponenten zu einem effektiven Ganzen zu verbinden.

Straffer produzieren mit werksnaher IT

Mit MES-Anwendungen wollen produzierende Unternehmen ihre Produktion straffen sowie Abläufe und die Organisation verbessern. Diese Erwartung hatte auch ARI-Armaturen bei der Einführung ihrer werksnahen Lösung im Jahr 2007. Zudem sollte die Software maßgeblich zur rückstandsfreien Planung beitragen. Denn gute MES-Programme versetzen Anwenderunternehmen in die Lage, ihre Produktion sehr genau und vor allem zeitnah zu planen – beinahe online in Echtzeit. Dafür muss das System stets über den aktuellen Ist-Zustand Bescheid wissen und auch über belastbare Daten verfügen, die in die Zukunft gerichtet sind. Mit der Transparenz der aktuellen Zustände der Produktionsmittel, der Lagerbestände und der Aufträge lässt sich verlässlich planen und Liefertermine halten. Das ist eine Voraussetzung, langfristig wettbewerbsfähig am Markt zu agieren. Das waren auch die Ziele der ARI-Unternehmensgruppe. Um sie zu erreichen und die gewünschten Echtzeitinformationen zu erhalten, musste neben der IT-Infrastruktur im Werk ein Bewusstsein entstehen, die notwendigen Meldungen zeitnah ins System einzugeben. Die Technik sollte das unterstützen, indem manuelle Eingaben durch den Mitarbeiter nur zehn Sekunden dauern können.

Betriebsdaten- und Maschinendatenerfassung

Alle Arbeitsplätze wurden mit Terminals ausgestattet, sämtliche Daten werden mit einer Betriebs- und Maschinendatenerfassung (BDE und MDE) ermittelt. Die BDE hilft dabei, Transparenz in die Fertigungsprozesse und Abläufe zu bringen. Dazu sammelt das Modul Informationen zu den Mengen, Laufzeiten, Stillständen, Störgründen, Chargen- und Qualitätsdaten in der Produktion. Zudem müssen Liefertermine eingehalten, Weiterverarbeitungen zeitnah in die Wege geleitet, Maschinen effizient ausgelastet und Lagerkosten im Blick gehalten werden. Die Maschinendatenerfassung sammelt und wertet Stückzahlen, Maschinenzustände und Prozesswerte aus – eben alle Betriebsdaten, die während der Herstellung eines Produktes entstehen und erforderlich sind. Dem Leitstand kommt eine besonders wichtige Bedeutung zu: Seine Kernaufgabe ist, die Dynamik im Planungshorizont zu steuern. Es werden kürzlich aufgetretene Ereignisse wie Störungen oder Anlagenausfälle unmittelbar berücksichtigt, um so stets in der Lage zu sein, präzise Endtermine festzulegen. Außerdem lässt sich so auf einen möglichen Konflikt reagieren, bevor ein Problem eskaliert. „Das MES ist in allen produzierenden Bereichen im Einsatz. Ohne es wären wir gar nicht mehr arbeitsfähig. Die MES-Meldung gehört zu jedem Werkstück dazu“, fasst Matthias Kornfeld zusammen.

Bereichsübergreifende und gerechte Personalplanung

ARI-Armaturen benutzt auch für Zeitwirtschaft und Personaleinsatzplanung die GFOS-Komplettlösung. „Wir bieten unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern die unterschiedlichsten Arbeitszeitmodelle an: halbtags, 38-Stunden-Woche, 40-Stunden-Woche und weitere Sondermodelle. Schließlich wollen wir für unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ein attraktiver Arbeitgeber sein. Zudem wird in Früh-, Mittags- und Nachtschicht gearbeitet. Um die Kapazitäten der Maschinen auszunutzen, gibt es aber auch besondere Kombinationen. Dies ist ohne ein gutes Zeitwirtschaftssystem nicht zu handhaben“, sagt Kornfeld. Darüber hinaus kommt in der Fertigung und in der Organisation/Verwaltung die Personaleinsatzplanung zum Einsatz. Dabei war es dem Unternehmen wichtig, dass GFOS eine umfassende Personaleinsatzplanung anbietet und kein vereinfachtes Programm zur Urlaubsplanung. Denn es soll bereichsübergreifend gerecht und identisch geplant werden. Besonders die Verknüpfung von Leitstand und Personaleinsatzplanung bietet Vorteile. Durch die stets aktuelle Datengrundlage aus der Fertigung kann ein bestmöglicher Personaleinsatzplan erstellt werden – ohne dass der Meister viel manuellen Aufwand damit hat. Der fertige Personaleinsatzplan wird den Mitarbeitern als Aushang zur Verfügung gestellt.

Zu sehen ist der ARI-Armaturen Produktionsstandort Schloß Holte-Stukenbrock [6]

Bild: ARI Armaturen GmbH & Co. KG

Einführung erfolgte Schritt für Schritt

Das sehr umfangreiche IT-Projekt war anstrengend und erforderte Ausdauer. Zunächst wurde die Zeitwirtschaft innerhalb von zwei Monaten eingeführt. Danach folgte das Manufacturing Execution System Schritt für Schritt. Viel Zeit nahmen sich die Projektbeteiligten für die Einführung des Leitstandes, da dieses Element sehr komplex war und später besonders wichtig sein würde. Zudem passte das Team die Anwendung in einigen Punkten genau auf die Bedürfnisse von ARI-Armaturen an. „Sicherlich hat es im Projekt hier und da auch einmal geruckelt, da die Einführung insgesamt länger gedauert hat, als ursprünglich geplant war. Aber die Projektteams von ARI-Armaturen und GFOS standen stets in Kontakt. Es fanden regelmäßig Telkos und auch Vor-Ort-Termine statt und alle Punkte wurden ’straight‘ abgearbeitet. Diese Art der Zusammenarbeit war absolut vertrauensbildend – und das MES von GFOS ist nach wie vor unangefochten die beste Lösung für uns“, fasst Matthias Kornfeld zusammen. Im Anschluss an das MES wurde das Modul Personaleinsatzplanung eingeführt.

Verbessern lässt sich immer etwas

Die Arbeit am MES ist selbst heute noch nicht abgeschlossen. Gerade im Hinblick auf den Industrie 4.0-Trend bleibt ARI-Armaturen nicht stehen, sondern ist ständig auf der Suche nach Optimierungspotenzial. Zur Seite stehen dem Produzenten dabei die MES-Berater von GFOS. Matthias Kornfeld: „Natürlich ist Industrie 4.0 ein Thema für uns. Schließlich findet die Digitalisierung überall statt – privat und beruflich. Unternehmen müssen hier Schritt halten, sonst sind sie morgen nicht mehr da. MES-Lösungen stellen aus meiner Sicht die Grundlage für Industrie 4.0 dar. Denn ohne ein MES ist eine vernünftige Automatisierung nicht möglich. Aber natürlich müssen sämtliche Prozesse im Unternehmen IT-gestützt und miteinander verwoben sein – also ERP, MES, CRM, PLM und so weiter. Wir bei ARI-Armaturen haben damit bereits vor einigen Jahren begonnen und wir werden nicht stehen bleiben.“