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Worum handelt es sich bei einem Manufacturing Execution System (MES)?

Wenn Sie sich als Hersteller im zunehmend harten Wettbewerb behaupten möchten, müssen Sie Ihre Effizienz drastisch steigern. Im Klartext: Sie müssen mit weniger Ressourcen mehr erreichen. Hier kommt das Manufacturing Execution System (MES) ins Spiel.

Mithilfe eines Manufacturing Execution Systems können Sie Ihre Maschinen und Arbeitsplätze im Werk vernetzen und überwachen. Ein MES soll vor allem die effektive Ausführung der Fertigungsabläufe gewährleisten und die Produktionseffizienz optimieren.

Um es mit einem Beispiel zu veranschaulichen: Beim Start einer Weltraumrakete würde das MES als Flugkontrollzentrum fungieren. Sie könnten Flughöhe, Leistung, Antrieb, Telemetrie und vieles mehr überwachen. Mithilfe dieser Daten ließe sich sicherstellen, dass die Rakete ihre Umlaufbahn erreicht, und Sie könnten Verbesserungsmöglichkeiten für den nächsten Start identifizieren.

Ihnen ist die Funktion eines Manufacturing Execution Systems noch nicht ganz klar? Keine Sorge. Wir erläutern das Konzept MES ausführlich, sodass Ihnen die Funktionen und Chancen, die es Ihrem Unternehmen bieten kann, deutlich werden.

Allgemeine Begriffe zu MES und Begriffsglossar

Wie bei jeder Software hilft auch bei Manufacturing Execution Systems die Kenntnis zentraler Begriffe beim Verstehen der Funktionsweise. Auf den ersten Blick mögen diese kompliziert erscheinen – dies ist jedoch nicht der Fall. Im Folgenden finden Sie einige allgemeine Begriffe zu MES:

  • Enterprise Resource Planning-System: ERP-Systeme führen alle Aspekte eines Unternehmens in einem umfassenden Informationssystem zusammen, auf das alle Mitarbeiter eines Unternehmens zugreifen können.
  • MESA-11: Das Modell wurde 1997 von der Manufacturing Enterprise Solutions Association (MESA) veröffentlicht und legt die elf grundlegenden Funktionen eines MES fest.
  • ANSI/ISA-95-Standard: Der Standard wurde von der International Society of Automation für globale Hersteller entwickelt. Er stellt Entwicklern entsprechende Richtlinien für die Entwicklung von Software bereit, die Unternehmenssysteme (wie ERP) und Überwachungssysteme automatisch vernetzt.
  • Gesamtanlageneffektivität (GAE): Mit dieser allgemeinen Maßeinheit kann die Effizienz einer Maschine im Vergleich zu ihren Optimalwerten analysiert werden.
  • Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA): Dieses System aus Software- und Hardwareelementen ermöglicht Herstellern das Sicherstellen der Effizienz, das Verarbeiten von Daten für fundierte Entscheidungen und das Melden von Systemfehlern zur Verringerung von Ausfallzeiten.

MES-Hauptfunktionen

Gemäß dem Modell MESA-11 benötigen MES-Standardsysteme elf Kernfunktionen. Nach seiner Veröffentlichung wurde das Modell von MESA überarbeitet und umfasst nun außerdem strategische Initiativen, Geschäftsprozesse, den Anlagenbetrieb und die eigentliche Produktion auf Unternehmensebene. Wir konzentrieren uns hier jedoch auf die ursprünglichen elf Kernfunktionen, die immer noch grundlegender Teil moderner MES-Systeme sind, und ihre Rolle bei der Steigerung der Fertigungseffizienz.

  1. Betriebsmanagement
    Ermöglichen Sie Ihren Mitarbeitern einen umfassenden Überblick über geplante Produktionsaufträge und deren Fertigungsweg. Dies gewährleistet die Koordination Ihrer Mitarbeiter, sodass Fehler durch Kommunikationsprobleme vermieden werden.
  2. Ausliefern von Produktionseinheiten
    Verwalten Sie den bidirektional Fluss der Produktionsdaten zwischen dem ERP-System und dem Werk in Echtzeit. So verfügen Sie stets über präzise, einheitliche und aktuelle Produktionsdaten.
  3. Produktverfolgung und -genealogie
    Führen Sie fertige Teile oder Chargen mit sämtlichen zugehörigen Fertigungsdaten zusammen, vom Rohmaterial bis hin zur Montage der Komponenten. Diese Daten sind vor allem für Hersteller hilfreich, die die Compliance mit gesetzlichen Vorgaben oder Branchenstandards sicherstellen müssen.
  4. Arbeitsmanagement
    Mitarbeiter, Produkte und/oder Abläufe lassen sich problemlos verwalten. Außerdem behalten Sie den Überblick über erforderliche Kompetenzen oder Autorisierungen. So stehen für jeden Fertigungsschritt stets die benötigten Mitarbeiter bereit.
  5. Qualitätsmanagement
    Überwachen Sie die Qualität des Fertigungsprozesses und der Fertigungseinheiten, einschließlich Abweichungen von Qualitätsvorgaben und -erwartungen. Diese Funktion kann direkt in die MES-Software integriert oder über externe Software bereitgestellt werden.
  6. Wartungsmanagement
    Präventive Maschinenwartung lässt sich einfacher und präziser planen, sodass Ausfallzeiten und Produktionsausfälle reduziert werden.
  7. Datenerfassung und -sammlung
    Erfassen und sammeln Sie wichtige Daten und rufen Sie diese bei Bedarf problemlos auf.
  8. Prozessmanagement
    Nutzen Sie Prozessführung und -sequenzierung, einschließlich umfassender Produktionsverfolgung.
  9. Leistungsanalyse
    Mithilfe von Datenkonsolidierung lassen sich Leistungskennzahlen wie Nachbearbeitung, Ausschuss, Prozessfähigkeit, Gesamtanlageneffektivität usw. berechnen. So erhalten Sie einen Überblick über die Leistung Ihres Produktionsprozesses und können Verbesserungspotenziale ermitteln.
  10. Dokumentkontrolle
    Die benutzerfreundliche Funktion ermöglicht Bedienern den rechtzeitigen Zugriff auf wichtige Dokumente wie z. B. Anweisungen, Zeichnungen, Anmerkungen usw. So sparen Sie und Ihre Mitarbeiter Zeit, da die langwierige Suche in Aktenschränken entfällt.
  11. Ressourcenzuweisung und -status
    Definieren und verfolgen Sie den Status Ihrer Ressourcen sowie deren Einsatz im Produktionsprozess.

Wie ergänzen sich MES- und ERP-Systeme?

MES- und ERP-Systeme übernehmen unterschiedliche Funktionen im Fertigungsbetrieb, die sich wechselseitig ergänzen.

ERP-Systeme führen alle Aspekte eines Unternehmens in einem umfassenden Informationssystem zusammen. Zum Beispiel stehen Mitarbeitern, die für Planung und Terminierung zuständig sind, die gleichen Daten zur Verfügung wie der Finanzabteilung. Alle Daten sind außerdem in Echtzeit verfügbar, sodass Produktionsmanager geschäftliche Entscheidungen schneller und fundierter treffen können.

Das MES-System wiederum gewährleistet die Verbindung zwischen Ihren Systemen auf Werksebene – z. B. Maschinen und Überwachungssysteme – und Ihren in der ERP-Lösung zusammengefassten Geschäfts-, Planungs- und Logistiksystemen. Durch Verknüpfung der MES- und ERP-Systeme erhalten Sie eine Single Source of Truth für Ihr gesamtes Unternehmen. Das ERP-System zeigt Ihnen beispielsweise an, dass die Produktionsleistung gesteigert werden muss. Mithilfe des MES-Systems können Sie dann Bereiche mit Verbesserungspotenzial identifizieren.

Kann mein Unternehmen von MES profitieren?

An diesem Punkt stellen Sie sich vielleicht die Frage, warum nicht jedes Unternehmen ein MES-System implementiert hat. Es eröffnet zahlreiche Vorteile wie Produktivitätssteigerungen, verbesserte Datenerfassung, Echtzeittransparenz für Ihre Betriebsabläufe und Optimierung der Belegschaft.

Ein MES-System ermöglicht weiterhin die Materialrückverfolgung, die in streng regulierten Branchen unverzichtbar ist. Hersteller in den Branchen Lebensmittel und Getränke, Medizingeräte, Luft- und Raumfahrt sowie Rüstung sind auf diese Funktion angewiesen, um die Compliance sicherzustellen.

Allerdings sind MES-Systeme nicht für jedes Unternehmen geeignet. Kleinere Hersteller verfügen möglicherweise nicht über den Umfang an Produktionsprozessen, um vom Einsatz einer MES-Software zu profitieren. Außerdem können die Gewinnmargen so schmal sein, dass eine Investition dieses Umfangs ausgeschlossen ist. Auch bei MES müssen Sie anhand einer Kosten-Nutzen-Analyse den Wert der Technologie für Ihr Unternehmen einschätzen.

Die Zukunft von MES

In der Fertigungsbranche werden Manufacturing Execution Systems in Zukunft eine immer größere Rolle spielen. Vor dem Hintergrund der Verbreitung von Industrie 4.0 und Internet der Dinge (IoT) können Hersteller ihre Unternehmen mit MES-Systemen auf zukünftige Herausforderungen vorbereiten.

Im Werk erfassen IoT-Sensoren Daten und vernetzen Maschinen. Durch umfassenderen Zugriff auf hochwertigere, präzisere Daten erhalten Sie mit Manufacturing Execution Systems belastbare Informationen. Mit der Weiterentwicklung dieser Technologien und der Integration weiterer Features wie Augmented Reality (AR), künstlicher Intelligenz (KI) und Smart Machines wird die Bedeutung von MES-Systemen für Ihr Unternehmen zunehmen. Manufacturing Execution Systems übernehmen die Leitung und Ihr Werk verwaltet sich selbst.

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