MANUFACTURING EXECUTION SYSTEM (MES) – ERFOLGREICHE UND AUTOMATISIERTE PRODUKTIONSPLANUNG UND -STEUERUNG IN ECHTZEIT

Fertigungsmanagementsysteme, Manufacturing Execution Systems (MES) bieten Ihnen die Möglichkeit alle Fertigungsabläufe im Detail zu planen, in Echtzeit zu überwachen und konsequent zu optimieren, denn Fertigungsbetriebe sind längst keine klassischen Fabriken mehr, sondern haben sich zu hoch technologisierten Dienstleistungszentren entwickelt. Diese Entwicklung erfordert neue Konzepte im Produktionsmanagement, die eine schnelle und flexible Reaktion auf Produktionsveränderungen zulassen.

Zugleich gilt es, mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit, die Fertigungsprozesse stetig zu optimieren. Fehler im Prozessablauf, Verschwendung und Engpässe sollen vermieden werden. Viele Unternehmen nutzen bereits das Enterprise-Ressource-Planning-System (ERP), um die übergeordneten Gesamtabläufe zu planen. Die oben genannten MES-Systeme, auch Betriebsleitsysteme genannt, gehen jedoch noch einen Schritt weiter in Richtung Industrie 4.0 und verhelfen Ihnen zu einer erfolgreichen Produktionsplanung und -steuerung.

WAS IST EIN MANUFACTURING EXECUTION SYSTEM?

MES steht für Manufacturing Execution System und wird im operativen Produktionsmanagement eingesetzt. Das MES unterstützt alle Aufgaben rund um die Produktionsplanung und Produktionssteuerung. Durch die direkte Verbindung zwischen Produktion und MES ermöglicht die Software eine Überwachung der Fertigung in Echtzeit. Dazu werden alle relevanten Produktionsdaten übernommen und zwar per

  • Betriebsdatenerfassung, für die manuelle Rückmeldung von Maschinen- und Auftragsdetails
  • Maschinendatenerfassung, für die automatisierte Übernahme von Maschineninformationen
  • Personaldatenerfassung, zur Steuerung Ihrer Personaleinsatzplanung
  • Qualitätsdatenerfassung, für ein ganzheitliches Qualitätsmanagement
  • und Prozessdatenerfassung, zur Überwachung wichtiger Prozessparameter.

Mit diesen Informationen entsteht im MES ein digitales Abbild Ihrer Fertigung. Produktionsereignisse sind sofort ersichtlich, Planungsfehler und Optimierungspotenziale werden aufgedeckt.

Das MES Programm ist die Schnittstelle zwischen dem vorhandenen ERP-System und den Systemen der Prozessautomatisierung . In dieser Position sichert das MES Manufacturing Execution System zum einen, dass die enorme Datenmenge aus den Produktionsprozessen zu transparenten Informationen verarbeitet wird. Zum anderen steuert das MES die Durchsetzung (execution) der bestehenden Feinplanung unter Beachtung der Rückmeldungen aus der Produktion.

STANDARDS UND RICHTLINIEN BEI EINEM MES

Die VDI-Richtlinie 5600 bietet eine Grundlage für die inhaltliche Ausrichtung eines MES. Dazu gehört unter anderem eine einheitliche Definition, welche Aufgaben ein MES erfüllen soll und welche Bedeutung das MES für den jeweiligen Prozessschritt hat.

Das VDMA-Einheitsblatt 66412 definiert zudem die Kennzahlen, mit denen die Zielvorgaben zu den Produktionsprozessen im Fertigungsmanagement überwacht werden.

WELCHE AUFGABEN HAT EIN MES?

Wesentliche Funktionen, die ein Manufacturing Execution System erfüllen sollte, sind:

  • Auftragsmanagement für die Aufsplittung von Aufträgen in Arbeitsgänge und Ergänzung der Auftragsdaten um aktuelle Fertigungsinformationen.
  • Feinplanung für die Verteilung der Aufträge an die Maschinen entsprechend Ihrer Produktionsziele und Prozessabläufe.
  • Betriebsmittelmanagement zur Sicherstellung der technischen Funktionsfähigkeit und Verfügbarkeit Ihrer Anlagen und Maschinen.
  • Personalmanagement zur Einplanung des Fertigungspersonals unter Berücksichtigung von Qualifikation und Verfügbarkeit.
  • Datenerfassung für die ereignisgesteuert Erfassung der produktionsrelevanten Daten, wie Maschinendaten (MDE), Betriebsdaten (BDE), Prozessdaten, Qualitätsdaten und Personaldaten.
  • Fertigungsmonitoring für die Echtzeitüberwachung Ihrer Fertigung: Wie weit ist welcher Auftrag? Welche Maschinen stehen still? Wo entstehen Engpässe?.
  • Qualitätsmanagement zur Sicherstellung der Produkt- und Prozessqualität von Anfang an.
  • Leistungsanalysen für eine umfassende Bewertung des Produktionssystems anhand konkreter Produktionskennzahlen.

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KENNZAHLEN ZUR ÜBERWACHUNG DER PRODUKTION

Im MES werden die Produktionsdaten zu Key Performance Indicators (KPI) verdichtet. Das umfasst sowohl arbeitsplatz- und maschinenbezogene Kennzahlen, als auch übergreifende Kennzahlen zur Bewertung der Fertigungsorganisation. Mit Hilfe der KPIs lassen sich Fortschritt und Erfüllungsgrad von Produktionszielen sowie kritische Erfolgsfaktoren transparent bewerten.

So erkennen Sie beispielsweise, ob Wartezeiten bestehen, die grundsätzliche eine höhere Taktung zulassen und ob Ressourcen optimal genutzt werden. Damit lassen sich Reaktionsgeschwindigkeit, Termintreue, Wirtschaftlichkeit und so letztendlich auch die Konkurrenzfähigkeit Ihres Unternehmens verbessern.

Zu diesen Kennzahlen gehören unter anderem:

  • Durchlaufzeiten
  • Termintreue, beispielsweise eines einzelnen Arbeitsplatzes
  • Maschinenauslastung, zur Bewertung von Kapazitätsreserven
  • Maschinennutzungsgrad
  • Ausschussquote
  • Prozesseffizienz (OEE Overall Equipment Effectiveness )

WIE FUNKTIONIEREN MES UND ERP IM ZUSAMMENSPIEL?

Im Prozessablauf ist das ERP dem MES vorgeschaltet. Denn Grundlage eines MES sind in der Regel die Informationen aus dem ERP. Dazu gehören die Auftragsdaten, wie Art und Menge sowie logistische Details, etwa die Materialverfügbarkeit. Mit diesen Informationen erfolgt im ERP-System die Grobplanung. Das heißt, Aufträge werden zwar Schichten, aber keinem uhrzeitgenauen Fertigungszeitpunkt zugeordnet. Genauso werden Maschinengruppen zugewiesen, aber keine bestimmte Einzelmaschine. Die Zuordnung der konkreten Ressourcen erfolgt im zweiten Schritt bei der sogenannten Feinplanung.

Einige ERP-Systeme unterstützen mitunter die Feinplanung. Aufträge lassen sich in Arbeitsgänge  splitten, Maschinen und Personal zuordnen und für einen genauen Zeitpunkt in der Produktion einplanen. Aktuelle Produktionsereignisse, wie Personalausfall, Maschinenstillstand oder Werkzeugbruch, werden dabei nicht mit einbezogen. Hier sind MES-Lösungen durch die Echtzeitüberwachung der Produktion klar im Vorteil.

Im MES erfolgt basierend auf den ERP-Informationen die detaillierte Feinplanung. Die Bearbeitungsreihenfolge aller Aufträge und die Arbeitsabläufe werden im Leitstand festgelegt. Jedem Arbeitsgang werden die benötigten Ressourcen, wie Maschine und entsprechend qualifizierte Mitarbeiter, zugeordnet. Dabei erfolgt ein permanter Abgleich mit der Ist-Situation in der Fertigung, um Ereignisse direkt bei der Planung mit einzubeziehen. Das Ergebnis ist ein So entsteht ein detaillierter Einsatzplan für Personal, Maschinen, Werkzeuge und Material. Aus der Online-Überwachung und Bewertung der Produktion entstehen wiederum relevante Daten, die an das ERP zurückgespielt werden.

Auf diese Weise entsteht ein Regelkreis, in den gleich zwei Systeme zur Informationsgewinnung und Prozessoptimierung optimal integriert sind.

WELCHE SIND DIE BESTEN MES SYSTEME?

Das Angebot an MES-Software ist umfassend. Erste Auswahlkriterien sind der gewünschte Leistungsumfang und das Umfeld, in dem das MES eingesetzt werden soll. Wird beispielsweise eine englische Bedienoberfläche benötigt? Oder ist eine Vernetzung des MES mit Blick auf Industrie 4.0 relevant? Hierbei steht das Zusammenspiel aus MES und CAQ im Fokus. Softwarelösungen für das Qualitäts- und Produktionsmanagement haben nicht nur inhaltliche Anknüpfungspunkte, sondern finden ihre Verbindung auch in Normen und Richtlinien, wie der VDI-Richtlinie 5600.

Hier empfehlen sich ganzheitliche Lösungspartner, die beide Bausteine aus einer Hand bieten. Solche ganzheitlichen Lösungen vermeiden Redundanzen bei der Datenerfassung und Auswertung. Im Zusammenspiel ermöglichen MES und CAQ eine ganzheitliche Betrachtung und Analyse der Prozess- und Produktionsqualität. Für die Mitarbeiter bietet sich zudem eine durchgängige und damit gewohnte Bedienoberfläche. Nicht zuletzt bedeuten CAQ und MES aus einer Hand auch eine erhebliche Kostenersparnis. Denn der Mehraufwand zur Vernetzung der Systeme, etwa per individuelle Schnittstelle, entfällt.

Allgemein empfiehlt es sich, auf folgende Kriterien zu achten:

  • Standardisiert: Mit Erfüllung der Standards, wie der VDI-Richtlinie und des VDMA-Einheitsblatts, ist abgesichert, dass das MES den Anforderungen als Produktionsmanagementsystem gewachsen ist. Hierzu gehört auch der Einsatz standardisierter Technologien, wie OPC-UA für die standardisierte Maschinenkommunikation.
  • Webbasiert: Durch den Zugriff per Web-Browser kann das MES flexibel von verschiedenen Endgeräten und Aufenthaltsorten bedient werden.
  • Cloudbasiert: Ein cloudfähiges System bietet die Option, sich mit jeder Ihrer Maschinen in jedem Werk, weltweit zu vernetzen und bildet damit einen wichtigen Schritt in Richtung Industrie 4.0.
  • Hochtransparent: Die Datenaufnahme und -verarbeitung sollte in wenigen Sekunden erfolgen, damit Sie eine reale Echtzeit-Aufnahme Ihrer Produktionsschritte haben.
  • Intuitiv: Eine intuitive und einfache Bedienbarkeit sichert kurze Einarbeitungszeiten, Akzeptanz bei Ihren Mitarbeitern und schnellen Informationsgewinn im Fertigungsalltag.

WIE FUNKTIONIERT DIE ARBEIT MIT EINEM MES?

Ein MES Manufacturing Execution System unterstützt Sie dabei, mithilfe von Kennzahlen und Analysen, Schwachstellen und ungenutzte Potenziale zu erkennen. Das übergeordnete Ziel ist dabei die konsequente Effizienz innerhalb der Produktion, was letztendlich zu einer Kostenersparnis für Ihr Unternehmen führt. Dabei begleitet ein MES alle Phasen, nach denen ein Produktionsprozess in der Regel bearbeitet und betrachtet wird:
1. die Planung
2. die Steuerung
3. das Management

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DAS MES IN DER PRODUKTIONSPLANUNG

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Böhme & Weihs stellt als Anbieter des Manufacturing Execution Systems WEB.MES ein ganzheitliches System mit verschiedenen Funktionsbereichen zur Verfügung. Die MES-Funktionen unterstützen Sie bei der Planung Ihrer Produktionsprozesse und bieten die bestmögliche Transparenz hinsichtlich der Optimierungspotenziale. Dazu gehören:

DAS INTEGRIERTE AUFTRAGSMANAGEMENT-MODUL

Mit dem integrierten Auftragsmanagement unterstützt Sie WEB.MES bei der Auftragsplanung. Diese berücksichtigt sowohl Produktionsaufträge, als auch Wartungs-, Instandhaltungs- und Reparaturaufträge. Der Auftragsvorrat passt sich dabei flexibel an veränderte Bedingungen an. Dazu gehören angepasste Produktionsziele, Auftragsänderungen und hochpriorisierte Eilaufträge. Sie haben den Status Quo Ihres Auftrags immer im Blick, um schnellstmöglich auf auftretende Störungen zu reagieren.

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DIE PRÄZISE FEINPLANUNGS-SOFTWARE

Mithilfe der Feinplanungs-Software ermitteln Sie den optimalen Einsatz- und Belegungsplan. Im Leitstand lassen sich die Aufträge manuell verteilen oder automatisch entsprechend Ihres Produktionsziels zuordnen. Das MES zeigt über die digitale Plantafel eine präzise Übersicht zu allen laufenden und geplanten Aufträgen, Personal-, Werkzeug- und Maschineneinsätzen – inklusive Simulationsfunktion, um Planungskonflikte zu lösen.

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VERFÜGBARKEIT UND FUNKTIONSFÄHIGKEIT DER BETRIEBSMITTEL

Das Betriebsmittelmanagement sichert die Verfügbarkeit Ihrer Anlagen und Maschinen und ermöglicht eine effiziente Planung der Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen. Über WEB.MES können Sie die dafür nötigen Arbeitsschritte auch direkt dem jeweiligen Fachpersonal zuweisen. Die MES-Software fasst alle relevanten Informationen übersichtlich zusammen. Über ein Langzeitarchiv sind zudem alle Ereignisse für jedes Betriebsmittel nachvollziehbar.

GEZIELTE PERSONALEINSATZPLANUNG

Auch das Personalmanagement Ihres Fertigungspersonals lässt sich über WEB.MES steuern. Dabei fließen An- und Abwesenheiten, Schichtmodelle, Qualifikationen und kurzfristige Bedarfsänderungen mit in die Planung ein. Über den integrierten Personal- und Schichteinsatzplan werden freie Kapazitäten sichtbar, mit denen die Abarbeitung des Auftragsvorrats weiter optimiert werden kann.

EINSATZ DES MANUFACTURING EXECUTION SYSTEM IN DER PRODUKTION

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WEB.MES gibt Ihnen einen umfassenden Überblick zur Ihrer Produktion. Grundlage hierfür ist die Datenerfassung Ihrer Mitarbeiter per BDE Software sowie die automatische Maschinendatenerfassung. Im Fertigungscockpit werden diese Informationen für das Shopfloor Management aufbereitet. Produktionsrückstände, Engpässe, Abarbeitungsgrade und Durchlaufzeiten sind in Echtzeit ersichtlich. Im Zusammenspiel mit dem CAQ-System zur Steuerung und Überwachung der Qualität wird das MES zum entscheidenden Steuerungsinstrument.

EFFIZIENTE MASCHINENDATENERFASSUNG

Über die Maschinendatenerfassung gewährleistet WEB.MES eine Echtzeitüberwachung Ihres Maschinenparks. Maschinenzustände und Auftragsfortschritt werden erkannt und automatisch als Rückmeldung an das MES gegeben. Das Ergebnis ist ein präzises Maschinen-Monitoring, inklusive detaillierter Produktionskennzahlen. Der integrierte Alarm lenkt den Blick auf Problemmaschinen, um sofort auf ungeplante Ereignisse zu reagieren.

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GENAUE BETRIEBSDATENERFASSUNG

Mit der BDE Software (BDE) an den Gruppen- und Einzelterminals werden Ihre Mitarbeiter optimal im Fertigungsgeschehen unterstützt. Über den Online-Hallenplan erhalten die Maschinenbediener ein aktuelles Abbild zur Fertigung, inklusive Maschinenstatus und Auftragsdetails. Zugleich erfassen Ihre Mitarbeiter über das Terminal ganz bequem alle Fertigungsrückmeldungen sowie die An- und Abmeldungen bei der Auftragsbearbeitung. Plausibilitätschecks warnen vor Fehleingaben, so dass Sie ein reales und belastbares Fertigungsmonitoring erhalten.

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TRANSPARENTES FERTIGUNGSMONITORING

Herzstück eines MES ist das leistungsstarke Echtzeit-Monitoring über alle Produktionsschritte hinweg. Damit ermöglicht Ihnen WEB.MES ein zielgerichtetes Produktionscontrolling, um sofort auf Maschinenstillstände, Zeitverzug und außergewöhnliche Ausschussquoten zu reagieren. Großer Vorteil des Fertigungsmonitorings mit WEB.MES ist, dass Sie die Informationen flexibel abrufen können, da diese via Web auch auf Ihren Tablet-PC oder Ihr Smartphone angezeigt werden.

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DIE CAQ-SOFTWARE

Entlang der gesamten Wertschöpfungskette bezieht das CAQ-System alle relevanten Prozesse in die Qualitätssicherung ein. Der große Vorteil von CASQ-it von Böhme & Weihs liegt dabei in der prozessorientierten Arbeitsweise. Vom Entwicklungsprozess über den Materialprozess bis in die begleitenden Prozesse integriert sich CASQ-it flexibel in Ihre Abläufe. Durch seinen modularen Aufbau bietet CASQ-it die perfekte Lösung für jede Unternehmensgröße und -anforderung.

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MANAGEMENTPROZESSE MIT MES

Neben der Überwachung der operativen Umsetzung unterstützt Sie ein MES auch im Management, um nachhaltig den Prozess zu verbessern und dauerhaft für eine optimale Auslastung in der Fertigung zu sorgen. Mit vier Funktionsbereichen unterstützt WEB.MES Ihre Managementprozesse in der Produktion:

ZIELGERICHTETES QUALIFIKATIONSMANAGEMENT

Die Qualifikationsmanagement-Software schafft die Grundlage, um Ihre Mitarbeiter zukunftsorientiert weiterzubilden und zugleich durch die Förderung neuer Fertigkeiten in ihrer Motivation zu steigern. Die Qualifikationsmatrix zeigt die Fähigkeiten aller Mitarbeiter. So lassen sich systematisch Verbesserungspotenziale identifizieren. Fällige Schulungsmaßnahmen bleiben mit der Terminübersicht und dem Erinnerungsservice im Blick.

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VORBEUGENDE INSTANDHALTUNG ÜBER EIN MES

Die Instandhaltung ist ein essentieller Faktor, mit der die Leistungsfähigkeit und Verfügbarkeit des Maschinenparks sichergestellt wird. Darum unterstützt Sie das MES von Böhme & Weihs in Ihrer Total-Productive-Maintenance-Strategie. Die Instandhaltungs-, Wartungs- und Reparaturintervalle werden automatisch überwacht. In der grafischen Übersicht erfolgt die Planung aller Instandhaltungsmaßnahmen. Das MES weist Sie frühzeitig auf die anstehenden Maßnahmen hin und beachtet die Instandhaltungszeiten automatisch bei der Feinplanung des Auftragsvorrats.

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INTERAKTIVE LEISTUNGSANALYSE

Die Key Performance Indicators von WEB.MES unterstützen Sie, das Verbesserungspotenzial in Ihrer Fertigung aufzudecken und optimal zu nutzen. Dazu berechnet WEB.MES die produktions- und prozessrelevanten Kennzahlen nach dem VDMA-Einheitsblatt 66412 (u.a. OEE, Ausschussquoten, Qualitätsraten und Rüstgrade) und gleicht diese mit dem Sollvorhaben ab. Drill-down-fähige Analysen und Soll/Ist-Vergleiche sorgen für eine umfassende Prozessbeurteilung.

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TRANSPARENTE BUCHUNGSHISTORIE IN WEB.MES

WEB.MES bietet durch die Archivierung jeder Maschinenmeldung ein aussagekräftiges Logbuch zu Ihrer Fertigung. So ist jederzeit nachvollziehbar, was ist wann an welchen Betriebsmitteln passiert. WEB.MES bietet die tages- und schichtgenaue Übersicht von Störungen sowie deren Gründen und Störzeiten. So sind alle Ereignisse auch rückblickend im Zugriff. Zusammen mit der Überwachung in Echtzeit und der langfristigen Leistungsanalyse haben Sie so einen vollständigen Überblick über Ihren Maschinenpark.

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