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Produktion und Planung wachsen zusammen

MES: Echtzeitdaten müssen aus der Fertigung ins ERP gelangen
Produktion und Planung wachsen zusammen

MES ist für die Fertigung so unverzichtbar wie ERP für die Planungs- und Logistikprozesse. Den größtmöglichen Nutzen entfalten beide Systemwelten allerdings erst durch die Integration und den durchgängigen Datenfluss.

In einem Industrieunternehmen lassen sich aus technologischer Sicht vereinfacht drei Systemebenen unterscheiden. An oberster Stelle steht die planerische, administrative Stufe mit der ERP-Plattform. Das darunter liegende MES-System wird benötigt, um die eingehenden Aufträge in der Fertigung feiner zu steuern, also beispielsweise das produktionsnahe Auftrags-, Material-, Personal- oder Spezifikationsmanagement durchzuführen. Dabei ist wichtig, dass mit der ERP-Plattform ein stetiger und durchgängiger Informationsaustausch erfolgt. Über die Kopplung sollte zudem das Steuern und Überwachen aller Feinsteuerungs- beziehungsweise Automatisierungssysteme möglich sein. Damit bildet MES auch die nötige Verbindung in die unterste Ebene der Automatisierung, in der beispielsweise elektronische Signale in Fahrbefehle umgesetzt, Maschinen gestartet oder gestoppt werden.

„Leider sind maximal 40 Prozent der Unternehmen in Deutschland bis heute mit MES ausgestattet, da ist noch ein großes Marktpotenzial“, meint Jürgen Kletti, Geschäftsführer der Mosbacher MPDV Mikrolab GmbH. Er sieht in MES für Unternehmen ein wichtiges Hilfsmittel, um gegen Billiglohnländer langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben. Für Anwender ist das Angebot an MES-Softwarelösungen bislang recht unübersichtlich. Die unterschiedlichen Systeme unterscheiden sich aufgrund ihres unterschiedlichen Branchenfokus sowohl in ihrem Funktionsumfang als auch in ihren implementierten Planungsmethoden. Zudem sind noch keine klaren Definitionen etabliert, die den Funktionsumfang von MES festlegen in Abgrenzung zu Systemen anderer Ebenen zwischen Maschinensteuerung und Unternehmensleitung. Um eine einheitliche Definition von MES zu finden, haben sich verschiedene Arbeitsgruppen und Fachausschüsse mit Softwareanbietern, Wissenschaftlern und Anwendern konstituiert, wie vom Verband der Deutschen Maschinen- und Anlagenbauer (VDMA) oder dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA). Das IPA beispielsweise hat in seinem Marktspiegel MES-Fertigungssteuerung 2005 rund 30 MES-Pakete bewertet und gibt dem potenziellen Anwender einen schnellen Einstieg.
Für die ERP-Plattform sind die MES-Systeme mit dem hohen und fein getakteten Datenaufkommen technisch gesehen oftmals eine Black Box: Produkt-, Prozess- und Maschinendaten, die für die Planung und Unternehmenssteuerung nützlich wären, werden nur rudimentär ausgetauscht. Zudem sind die Daten meist ungenau und erlauben nur grobe Aussagen bezüglich Herstellungsleistung und Unternehmensperformance. Ein durchgängiger und präziser Datenfluss in Echtzeit zwischen beiden Ebenen ist aus vielfältigen Gründen strategisch sinnvoll. So bereitet beispielsweise das Programm Simatic IT der Nürnberger Siemens AG (Halle 9, Stand 310) die Fertigungsdaten in Echtzeit auf und gewährleistet einen permanenter Datenabgleich. Es führt den Fertigungs- und Planungsstand zum ERP-Bereich zurück, wo dann die Aufträge weiter verarbeitet werden. „Die integrierte Informationsverteilung liefert Mitarbeitern aus der Produktion wie aus dem Management Echtzeit-Daten, mit denen die Produktion optimiert werden kann“, unterstreicht Thomas Schott, Leiter des Bereichs Factory Automation. „Mit der neuen Software zur betriebswirtschaftlichen Effizienzanalyse (OEE) des eingesetzten Maschinenparks können Produktionsbetriebe die Kosten ihres Investments optimieren“, so Thomas Schott.
Auch der Software-Chef von Rockwell Automation (Halle 7, Stand 350), Kevin Roach, ist überzeugt, das MES heute der zweitwichtigste Investitionsbereich in der Industrie ist. Das Unternehmen mit Sitz in Haan legte vor einem Jahr eine Strategie zur Weiterentwicklung der hauseigenen Suite Factory-Talk vor, basierend auf einer zentralen Datenbank und einem einheitlichen Satz von Services. Rund 1500 Arbeitsplatzcomputer, so genannte Thin Clients, können parallel auf dem System arbeiten. Es unterstützt vorbeugende Wartung, aber auch das zeitnähere Condition Monitoring. „MES ist eine wichtige Komponente in unserem Production Center, das wir mit der Übernahme des kalifornischen Spezialisten Datasweep im Oktober letzten Jahres verstärkt haben. Wir unterstützen damit die wesentlichen Funktionen wie Tracking und Tracing“, unterstreicht Roach.
Die Anbindung an übergeordnete ERP-Systeme übernimmt das Tool Integrator. Neben SAP setzt Rockwell auf Systeme der Unternehmen Oracle und Peoplesoft. Das neue Tool Portal konsolidiert die vielen in einem Unternehmen vorhandenen Internet-Schnittstellen. Factory-Talk Portal kann man sich als ein Fenster in den Produktionsprozess vorstellen, das neben Performancedaten auch situationsbezogene Darstellungen von Fertigungsinformationen für das Unternehmen insgesamt, für einzelne Fabriken, Fertigungslinien oder einzelne Maschinen liefert. „Die richtigen Personen erhalten die richtigen Informationen im richtigen Format“, erläutert Kevin Roach.
Neu im Bunde der Suite ist auch das Paket Production-Center, besonders geeignet für die Qualitätssicherung von Kleinunternehmen. Damit lassen sich Lagerbestände, Reparaturen, Reklamationen und in Arbeit befindliche Produkte überwachen. Die Software sorgt auch für Vor- und Rückverfolgbarkeit nach Seriennummern oder nach Werkstoffen unterschiedlicher Zulieferer. Die Historie aller verwendeten Materialien für ein Produkt ist damit immer griffbereit.
Unter dem Slogan „Shop Floor to Top Floor“, propagierte die Walldorfer SAP AG bereits Anfang 2005 die engere Verzahnung von Produktions- und Unternehmensprozessen. Doch offensichtlich hatte SAP die Anforderungen des Shop Floor unterschätzt, denn Mitte 2005 übernahm sie den Spezialisten für dieses Gebiet, die US-Firma Lighthammer. Deren Produkt Collaborative Manufacturing Suite (CMS) taufte SAP in XMII (Manufacturing Intelligence and Integration) um. Doch SAP fällt es immer noch schwer, den Fertigungsbereich selbst aufzurollen. Man setzt hier lieber auf Partner wie die Schweriner Automatisierungsspezialisten Trebing+Himstedt GmbH (Halle 7, Stand 303). „Weil wir schon immer für Lighthammer den Vertrieb der CMS-Software in Europa übernommen hatten, waren wir für SAP der geeignete Partner, die Türen in der Produktion zu öffnen“, freut sich Firmen-Mitbegründer Steffen Himstedt. Die Integrationsplattform CMS folgt nicht dem klassischen MES-Ansatz, wo alle Funktionen in Module gepackt sind, sondern verbindet bereits vorhandene Anwendungen und Daten über eine Web-basierte Bedienoberfläche. „Mit CMS konnte SAP fast alle marktgängigen Fertigungssteuerungen mit ihren Anwendungen verbinden, und das mit einem bisher nicht gekannten Echtzeitverhalten“, unterstreicht Himstedt. „Für relativ einfache Rückmeldungen wie Materialverbrauch reicht schon ein Prozessleitsystem im Kontext mit SAP und XMII. Auch die statistische Prozesskontrolle (SPC) lässt sich allein mit XMII realisieren. Was derzeit noch fehlt, sind die Feinplanung der Produktion oder auch die Chargenrückverfolgung. MES-Systeme haben daher weiterhin ihre Berechtigung.
Achim Scharf Fachjournalist in München
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