Mangelnde Effektivität, höhere Produktionskosten, Qualitätseinbußen und verpasste Liefertermine bedeuten einen direkten Gewinnverlust. Dieser kann langfristig und nachhaltig durch ein MES optimiert werden. Neben Praxisbeispielen erfahren Sie Näheres über die Aufgabenbereiche, zu bewältigende Hürden und das große Spektrum an Möglichkeiten.

Definition: Was bedeutet MES?

MES ist die Abkürzung für den englischen Begriff Manufacturing Execution System. Diese Abkürzung ist auch in Deutschland üblich, alternativ sind die Begriffe „Produktionsmanagementsystem“ und „Fertigungsmanagementsystem“ häufig zu finden.

In der Regel kann man die Produktion in 5 Ebenen eingliedern. Der Reihe nach aufsteigend sind das die Feldebene (Sensoren, Aktoren), Steuerungsebene (SPS/PLC, Microcontroller), Prozessleitebene (SCADA), Betriebsleitebene (MES) und an der Spitze die Unternehmensebene (ERP). Somit hat das MES eine recht wichtige Rolle, die Vorgaben vom ERP passend umzusetzen, um dann anschließend automatisch über das SCADA-System oder durch Mitarbeiter die richtigen Prozesse, Rezepte und Konfigurationen auf der Steuerungsebene zu initialisieren.

MES: Aufgaben

Die VDI 5600 befasst sich ausschließlich mit MES und definiert hier auch die Aufgabenfelder:

1. Auftragsmanagement
2. Feinplanung und -steuerung
3. Datenerfassung
4. Betriebsmittelmanagement
5. Materialmanagement
6. Qualitätsmanagement
7. Informationsmanagement
8. Leistungsanalyse
9. Energiemanagement
10. Personalmanagement

Wie man erkennen kann, lassen sich nahezu sämtliche Bereiche der Produktion in ein MES integrieren.
Die Hauptaufgabe des MES ist es, Sie dahingehend zu unterstützen, Ihre Vorgaben zu erfüllen und die Effektivität sowie Qualität Ihrer Produktion maßgeblich zu steigern.

Welche Hürden gibt es für ein MES?

Ein MES steht und fällt immer mit seinen Daten und dem Aufwand, neue Daten in das System einzupflegen. Solange Sie nicht eine komplett neue Fabrik bauen, wird es immer viele Bereiche/Maschinen geben, die mit der Zeit gewachsen sind. Somit sind hier teilweise serielle Schnittstellen, manuelle Prüfprotokolle, Datenlogger mit SD-Karte und Ähnliches anzutreffen.

Damit eine MES-Software in sämtlichen oben genannten Aufgabenfeldern tätig werden kann, müssen die Daten in vorgegebene Formate oder über definierte Interfaces übergeben werden. Während das Einpflegen von schriftlich eingereichten Urlaubsanträgen oder das Importieren eines Datenloggers in die Software möglich ist, so ist es jedoch ein dauerhafter Arbeitsaufwand.

In vielen Fällen lohnt es sich, solche „veralteten“ Systeme aufzurüsten, wie in diesem Falle z.B. ein elektronisches Urlaubstool im lokalen Firmennetz, bzw. ein Ethernet-fähiger Datenlogger oder direkt eine PLC/SPS mit Ethernet. Somit ist eine gute BDE (Betriebsdatenerfassung) einschließlich MDE (Maschinendatenerfassung) eigentlich unumgänglich.

Lesen Sie hierzu auch unsere Beiträge zu BDE und MDE!

Die Möglichkeiten von MES

Wie bereits angeschnitten birgt ein gutes MES jede Menge Potenzial. In der Regel zeichnen sich Verbesserungen vor allem in folgenden Bereichen ab:

1. Leerlaufzeiten
2. Arbeitsaufwand
3. Materialverbrauch
4. Energieverbrauch
5. Fehlerquoten
6. Qualität
7. Termineinhaltung

Sie produzieren folglich mit geringeren Kosten schneller, effizienter und qualitativ hochwertiger. Dies mag sich zwar „zu schön um wahr zu sein“ anhören, erfordert aber wie gesagt auch einen gewissen Grundstein Ihrerseits.

Es gibt umfangreiche Komplettlösungen, die nahezu alle der oben genannten Aufgaben automatisch bzw. semiautomatisch durchführen, wenn Ihre anderen Systeme dies zulassen.

Zum Einen muss die Vorgabe des ERP digital und präzise sein, zum Anderen muss das MES direkt PLCs oder ein SCADA steuern können, bzw. diesen Rezepte oder Prozeduren vorgeben und dabei auch Einfluss auf die Parameter haben können. Ebenso sollte auch der Warenein- und -ausgang, sowie das Lager digital getrackt sein. Es gibt sogar Produktionen, bei denen die MES-Software direkt bei Bedarf neues Material bestellt. Auch eine Vernetzung der MES-Software mehrerer Produktionsstätten oder zu einem Zulieferer oder Kunden ist durchaus schon in der Praxis zu sehen.

Wie Sie sehen können, ist die Entwicklung in diesem Bereich bereits sehr fortgeschritten. Bereits deutlich überschritten ist der Punkt, an dem eine tägliche manuelle Planung des Produktions- oder Hallenleiters besser als eine von der Software berechnete Lösung ist.

Hinzu kommt die Geschwindigkeit der Software: Richtig vernetzt können moderne MES-Systeme in Echtzeit auf aktuelle Gegebenheiten wie eine Störung oder Ausfall einer Maschine reagieren und direkt die nötigen Entscheidungen treffen, um dennoch ein bestmögliches Tagesresultat zu erzielen. So würden in diesem Falle direkt die Stückzahlen anderer Prozesse angepasst, neue Rüst- und Personalpläne erstellt sowie Rezepte geändert werden.

MES-Fallbeispiel

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor:
Es muss noch eine relativ hohe Menge eines Stückguts hergestellt werden, dass eine spezielle Bohrung erfordert. Der Bohrer muss regelmäßig getauscht werden, hat einen gewissen Verschleiß und bricht teilweise.

In der Vergangenheit sah der Prozess wie folgt aus, ist aber leider in vielen Firmen aktuell immer noch so anzufinden:

1. Bohrer bricht und Anlagenbediener meldet die Störung
2. Ein Servicetechniker holt einen neuen Bohrer aus dem Lager und stellt fest, es gibt noch x-1 Bohrer, und montiert ihn
3. Bohrer bricht erneut und der Prozess wiederholt sich
4. Nach einigem Tauschen fragt der Techniker, wie viele Stück noch produziert werden müssen, da ihm langsam die Bohrer ausgehen
5. Es werden neue Bohrer bestellt und die Menge an Schneidöl erhöht, sowie die Vorschubgeschwindigkeit verringert, um die Bestellung irgendwie mit der aktuellen Zahl an Bohrern zu bewältigen

In diesem Fall ergeben sich also durch 3 Faktoren erhöhte Produktionskosten, die vermeidbar gewesen wären:

1. Mehr Materialverbrauch in diesem Falle Schneidöl
2. Eine höhere Laufzeit wegen des geringeren Vorschubs, dementsprechend ist die Deadline ggf. verfehlt
3. Eine längere Nutzung der Maschine, die ansonsten ggf. für eine andere Bestellung hätte arbeiten können

Wie hätte ein MES hier helfen können? Ein gutes MES hätte in dem Moment, in dem Sie den Auftrag in Ihr SAP eingetragen haben, entweder gewarnt, dass Sie für diese Produktion nicht genügend Bohrer auf Lager haben oder direkt neue Bohrer bestellt. Somit hätte das System ggf. bereits Tage/ Wochen vor der eigentlichen Produktion das Problem gelöst.
Aber auch wenn es ein sehr kurzfristiger Auftrag wäre, hätte das System von Anfang an Vorschub und Schneidöl dem Maschinenzustand, der Materialqualität des Stückguts, der Umgebungstemperatur, Anzahl der Bohrer auf Lager und vielen weiteren Faktoren angepasst, um einschließlich einer Toleranz mit hoher Wahrscheinlichkeit die bestmögliche Effizienz aus dieser Situation herauszuholen.

SYNCOS MES

SYNCOS hat mit SYNCOS MES eine sehr anwenderfreundliche Software entwickelt, die ein gutes Komplettpaket darstellt und alle Anforderungen der VDI 5600 an ein modernes MES beinhaltet.

Datenaufbereitung und Analyse in Echtzeit, graphische Auswertung, Erstellung von Einsatz- und Rüstplänen sind neben vielen weiteren Komponenten nahezu selbstverständlich.
Gerade im Bereich des Qualitätsmanagements bzw. CAQ hebt sich das MES von SYNCOS dann aber von der Konkurrenz ab, denn hier bietet sich eine Vielzahl an Plugins (u.a. Auditmanagement, Prüfmittelmanagement, FMEA, SPC und APQP), die einzeln oder auch in Kombination eingesetzt werden können.

Vereinbaren Sie noch heute einen Termin für eine persönliche Beratung mit unseren Ingenieuren und profitieren Sie bald schon von SYNCOS MES.

Fazit zu MES (Manufacturing Execution Software)

Im Zuge von Industrie 4.0, sinkenden Kosten für Speicher und Netzwerktechnologie sowie den Entwicklungen in Richtung Big Data werden immer mehr Daten erfasst und stehen zur Auswertung bereit. Somit wird die oben genannte Hürde für MES nach und nach immer kleiner werden.

Auch wenn Sie aktuell noch nicht viele Daten erfassen, nutzen Sie Ihre Daten und automatisieren Sie nach und nach sämtliche Komponenten Ihrer Produktion. Natürlich werden somit anfangs nur einige der vielen Aufgaben eines MES genutzt, jedoch lohnt sich ein MES preislich auch bereits bei partieller Nutzung.

Wenn Sie konkurrenzfähig und effektiv produzieren wollen, führt heutzutage eigentlich kein Weg mehr an einem MES vorbei. Bereiten Sie also sich und Ihrer Produktion einen großen Gefallen und optimieren Sie diese mit einem MES.