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MES auf einem besseren Weg

KPI: Die Stärke von standardisierten Kennzahlen nutzen
MES auf einem besseren Weg

Die Lücke zwischen Maschine und ERP-System schließt MES. Dessen Kennzahlen erlauben eine Bewertung der Unternehmenssituation. Aber nur dann, wenn sie das Wesentliche wiedergeben und Prozesse weltweit einheitlich bewertet werden.

Je näher man die Fertigung im Auge behält, umso schwächer ist – nach wie vor – die Durchdringung mit IT. In nahezu allen produzierenden Unternehmen ab einer gewissen Größe sind heute ERP-Systeme erfolgreich im Einsatz. Sie liefern die dispositiven Leitplanken für das Unternehmen und geben der Fertigung richtige Bedarfsmengen und -zeitpunkte vor. Auch der Maschinenpark ist meist hoch automatisiert. Doch zwischen Maschine und ERP klafft heute in vielen Unternehmen noch immer eine Lücke. Dabei haben innovative Fertigungsunternehmen schon vor 30 und mehr Jahren begonnen, durch die Einführung von Systemen zur Betriebsdatenerfassung Transparenz in die Produktion zu bringen. Auch die Maschinendatenfassung hat eine lange Tradition. Mitte, Ende der 90er Jahre setzte das IT-Unternehmen IDS Scheer mit seinem Fertigungsleitstand für die Feinplanung der Produktion neue Maßstäbe. Als Dachbegriff entstand in den folgenden Jahren das Kürzel MES, sprich: Manufacturing Execution System.

Natürlich haben alle namhaften MES-Hersteller ihre Lösungen sowohl an ERP-Systeme angedockt als auch an die Maschinenebene. Doch wie sieht es mit der Vergleichbarkeit der Systeme aus? Zu oft werden Äpfel mit Birnen verglichen, denn MES definiert und berechnet die sogenannten Key Performance Indicators unterschiedlich. Abhilfe soll jetzt die Standardisierung von MES-Kennzahlen schaffen, die einige Unternehmen gemeinsam mit dem VDMA vorantreiben. Nach der Veröffentlichung des VDMA Einheitsblatts 66412 Teil 1 – einer Leitlinie für standardisierte, technische MES-Kennzahlen – hat der DIN-Arbeitskreis „NA 060-30-05-03“ nun den zweiten Teil seiner MES-Roadmap in ein neues Einheitsblatt gegossen. Das VDMA Einheitsblatt 66412 Teil 2 stellt Unternehmen der Industrie ein relationales Wirkmodell für die in Teil 1 definierten Key Performance Indicators (KPI) zur Verfügung. Mit Hilfe dieses transparenten Modells sind Unternehmen in der Lage, abteilungsübergreifende und prozessorientierte Analysenmethoden zur kontinuierlichen Prozessverbesserung und Steigerung der Produktionseffizienz zu etablieren. Andreas Kirsch, Leiter des DIN-Arbeitskreises MES und Co-Convenior ISO TC 184/SC5/WG9: „Kennzahlen stehen über ihre zugrunde liegenden Parameter in Beziehungen zueinander. Über eine Kennzahlenmatrix sowie über Beziehungsdiagramme zeigt das neue Wirkmodell zum einen auf, wie die Abhängigkeiten zwischen den KPI und ihren Faktoren untereinander inhaltlich und organisatorisch wirken. Zum anderen beschreibt das Wirkmodell, welche Konsequenzen eine einzelne Einflussgröße auf verschiedenste KPI hat, die auf den ersten Blick nur wenige Zusammenhänge aufweisen“.
Ein Beispiel: Sinkt die logistische Einflussgröße „produzierte Menge“ ab, gibt die Matrix Auskunft darüber, auf welche KPI sich dieser Faktor auswirkt. Fünf MES-Kennzahlen werden durch die „produzierte Menge“ beeinflusst: Durchsatz, Effektivität, Qualitätsrate, Ausschussquote und Nacharbeitsquote. Zu dieser Grundaussage gesellt sich die bereichsübergreifende Prozesssicht des Kennzahlenaufbaus. Läuft etwa eine Produktionsanlage langsamer, kann sie eventuell eine höhere Qualitätsrate erreichen – die Gutmenge steigt also im Verhältnis zur produzierten Menge an. Doch die Produktionskennzahl Effektivität verlangt eine hohe produzierte Menge im Verhältnis zur Hauptnutzungszeit beziehungsweise zur Produktionszeit je Einheit. Nun müssen Qualitäts- und Produktionsverantwortliche beide Kenngrößen (Qualitätsrate und Effektivität) in ein effizientes Gleichgewicht bringen, da sie sich durch den Faktor „produzierte Menge“ gegenseitig bedingen.
Das zweite Element des VDMA Einheitsblatts ist die hierarchisch strukturierte, einfach lesbare Darstellung der KPI-Einflussgrößen. Die Diagramme beschreiben dabei die organisatorischen Bezüge innerhalb einer KPI. Für ein besseres Verständnis der Abbildungen sorgt deren Lesbarkeit anhand einer „sprechenden Legende“. Sie spiegelt das organisatorische Zusammenwirken der einzelnen Wertschöpfungselemente eines Unternehmens (Mitarbeiter, Produktionseinheit, Maschine, Werk oder Fertigungsauftrag) exakt wider. Ein Beispiel für den Index Overall Equipment Effectiveness (OEE): Ein Produkt „hat“ einen Fertigungsauftrag, welcher aus Arbeitsfolgen „besteht“. Die Arbeitsfolge „beinhaltet“ zum einen Maschinen beziehungsweise Arbeitsplätze, die folgenden Faktoren „haben bzw. buchen“ Hauptnutzungszeit, produzierte Menge und Gutmenge. Zum anderen „beinhaltet“ die Arbeitsfolge den geplanten Faktor „Produktionszeiten je Einheit“. Hinzu kommt der Betriebskalender. Jeder Kalendertag „hat“ zugeordnete Maschinen oder Arbeitsplätze. Letztere „haben“ Betriebszeiten mit Planbelegungszeit. Zu guter Letzt: Die fünf Faktoren Hauptnutzungszeit, produzierte Menge, Gutmenge, Produktionszeit je Einheit sowie Planbelegungszeit „ergeben über eine Formel“ den OEE Index – also die Gesamtanlageneffizienz.
Anhand der detaillierten Wirkmodelle lässt sich die Analyse von KPI-Faktoren gezielt auf einzelne Elemente einschränken. Ist die Qualitätsrate außerhalb der Toleranz, kann der Anwender die Einflußgrößen produzierte Menge und Gutmenge gemäß des KPI-Diagramms in Bezug zu einer Maschine analysieren, oder auch zu einer Arbeitsfolge (Drehen, Fräsen oder Bohren), zu einem Fertigungsauftrag oder kumuliert zu einem Produkt über den Zeithorizont. Ein weiteres Vertiefen der Zusammenhänge (Drill-Down) ergibt die Verbindung der Maschine zu der KPI Prozessfähigkeitsindex. Das KPI-Diagramm dieses Indexes zeigt den organisatorischen Bezug von Maschine/Arbeitsplatz zu einem Prüfauftrag. Das Ergebnis: Der Anwender kann den Bezug eines einzelnen Messwertes bis hin zu einer stark kumulierten KPI wie dem OEE-Index nahtlos und anschaulich nachvollziehen. Ergo: Um eine gute OEE-Kennzahl zu erhalten, muß der Anwender unter anderem die Prozessfähigkeit im Auge behalten.
Der Entwurf kann angefordert werden: VDMA66412@VDMA.org
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