Unternehmensziele richten sich in erster Linie an der stetigen Effizienzsteigerung der Fertigung aus – schließlich bildet der wirtschaftliche Erfolg eines Unternehmens die Grundlage für seine Zukunftsfähigkeit. Um die Fertigungseffizienz zu verbessern, müssen einerseits die im Betrieb vorhandenen Potenziale ausgeschöpft und anderseits die bestehenden Prozesse optimiert werden. Hier kommt ein prozess- und zeitoptimiertes digitales Produktionsmanagement – ein Manufacturing Execution System (MES) – ins Spiel.
MES als Wegbereiter für Industrie 4.0
Manufacturing Execution Systems sind Wegbereiter für Industrie 4.0 und die digitale Transformation in der Fertigungsindustrie. Sie fügen sich als wichtiges Bindeglied zwischen den IT-Systemen wie ERP oder auch übergeordneten Business-Intelligence-Systemen ideal ein, um ein allumfängliches Bild der Fertigung abzubilden und diese ressourcenoptimiert zu steuern. MES fungieren damit als Datensammler und höchst effektives Tool in der Produktion: Sie steuern unter anderem Durchlaufzeiten und Ausschussmengen, Materialflüsse und Beschaffungslogistik, Facharbeiter- und Maschinenverfügbarkeiten.
Basis für das Produktionsmanagement
Die Prozesse innerhalb der Fertigung sind hochkomplex und oftmals über einzelne Abteilungen, Werke und Niederlassungen verteilt. Ein möglichst effektives Produktionsmanagement muss daher auf belastbare Realdaten aus der Produktion zurückgreifen können, um Prozesse optimiert planen, steuern und kontrollieren zu können.
Grundlage für ein solches Produktionsmanagement sind Maschinen- und Anlagendaten sowie möglichst viele, kontinuierlich erfasste Informationen aus dem gesamten Produktionsumfeld. Mit modernen Sensoren und Messtechnologien können einzelne Produktionsschritte detailliert überwacht werden: Zum Beispiel Chargendaten, Ausschussmengen, Durchlaufzeiten sowie Energie- und Prozessdaten, die einen Einblick in den Ressourceneinsatz und Energieaufwand eines Produktes beziehungsweise einer ganzen Produktion liefern.
MES bietet Überblick über alle Produktions- und Prozessdaten
Während moderne Maschinen standardmäßig mit Sensorik zur Datenerfassung ausgestattet sind, können ältere Maschinenparks heutzutage problemlos mit entsprechenden Techniken und Systemen nachgerüstet werden. Flexibilität und Transparenz werden dadurch erreicht, dass die erfassten Daten zunächst plausibilisiert und dann fehler- und störungsfrei an das MES weitergegeben werden. Hier fließen alle Produktions- und Prozessdaten zusammen, werden analysierbar gemacht und stehen Planungsverantwortlichen sowohl im Produktionsmanagement als auch in anderen Abteilungen und Entscheidungsebenen eines Unternehmens zeit- und ortsungebunden zur Verfügung.
Die Daten geben im Zusammenhang – vor allem aber auch im Vergleich zu bestehenden Daten, Norm- und Richtwerten – einen tiefen Einblick in ganzheitliche Produktionsprozesse. So lassen sich Engpässe, mögliche Störungsquellen sowie unproduktive Prozesse ausfindig und analysierbar machen. Mithilfe eines digitalen Produktionsmanagements können Fertigungen daraufhin flexibel gesteuert und analysiert werden. Die kontinuierlich erfassten Daten fließen wieder ins System, sodass eine kontinuierliche Fertigungssteuerung in Echtzeit mit optimierten Prozessen durchgeführt werden kann.
Ressourcen mit MES optimal einsetzen
Somit sind MES-Lösungen auch das Tool, um Ressourcen optimal einzusetzen. Neben einem Materialflussmanagement und einer systematischen Lagerverwaltung, ist hier vor allem das Energie- und Prozessdatenmanagement zu nennen. Denn Fertigungsprozesse sind nicht nur komplex, sondern oftmals auch energieintensiv. Durch die Analysen des MES und die bereitgestellten Daten können Planungsverantwortliche einerseits manuell in Produktionsprozesse und Abläufe eingreifen, um diese effizienter, ressourcen- und somit auch umweltschonender zu gestalten. Andererseits können Planungen und Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette so strukturiert werden, dass ein möglichst geringer Ressourcen- und Energieeinsatz notwendig ist.
Dabei werden besonders energieintensive Maschinen oder Fertigungsschritte identifiziert und Verbesserung angestoßen. Außerdem lassen sich Ausschussmengen, Durchlaufzeiten und Produktqualität optimieren, sodass weder eine Über- noch Fehlproduktion zu unnötigem Ressourceneinsatz führen. Mithilfe von MES können also unternehmensintern nachhaltige Prozesse geschaffen werden.
MES als Schnittstelle für hochspezialisierte Analysetools des Nachhaltigkeitsmanagement
Gleichzeitig bietet die Schnittstellentechnologie von professionellen MES-Lösungen einen idealen Anknüpfungspunkt für hochspezialisierte Analysetools des Nachhaltigkeitsmanagement. Zur Steigerung der Produktivität und gleichzeitig Verbesserung der Nachhaltigkeit innerhalb eines Betriebs können Systeme zur Energierückgewinnung umgesetzt werden. Die Möglichkeiten und Konzepte unterscheiden sich zwar von Branche zu Branche, jedoch können Material- und Energieaufwände sowie produktionsnahe Prozesse wie Transport, Lagerung und Entsorgung analysiert und signifikant verbessert werden.
Investiert ein Unternehmen sowohl in moderne Maschinen als auch in CO2-neutrale Energiesysteme, ist ein nachhaltiges und gleichzeitig kostenreduziertes Produzieren möglich. Die Fertigung kann flexibel auf die Verfügbarkeit von klimaneutralem Strom reagieren, Energiespeicher sorgen dabei für die Grundsicherung und können Überschüsse in das öffentliche Stromnetz speisen.
KI für vorausschauende Planung
Schon jetzt sorgen MES-Lösungen dafür, dass das Fertigungsmanagement schnell und zielgerichtet in Produktionsprozesse eingreifen kann, um zeit- und prozessoptimiert zu arbeiten. Der Ressourceneinsatz und ein bestmöglicher Materialfluss sind hier ebenso elementar, wie die Flexibilität in der Planung.
Der Einzug der künstlichen Intelligenz in die Industrie eröffnet an dieser Stelle weitere Potenziale, da vorausschauend geplant und produziert werden kann. Die Datenbasis, die durch das MES geschaffen wurde, ist die ideale Grundlage für das Anlernen der KI-Algorithmen. Das System erkennt tiefgreifende Wirkzusammenhänge und Regelmäßigkeiten und kann so kleinste Abweichungen frühzeitig erkennen und steuernd eingreifen. Im Produktionsprozess lassen sich auf diese Weise Wartungsarbeiten bestmöglich einplanen, Maschinenstillstände werden verhindert, Ressourcen frühzeitig umgeschichtet.
Die Erkenntnisse, die ein KI-basiertes MES zur Verfügung stellt, haben ebenso einen hohen Mehrwert für das Energie- und Ressourcenmanagement. Auch hier werden Kapazitäten frühzeitig erkannt oder Fertigungsschritte bei sich anbahnender Knappheit flexibel umgeplant. Die Produktion läuft so nicht nur reibungslos und prozessoptimiert, sondern ebenfalls nachhaltig und energieschonend.
Fazit
Manufacturing Execution Systems und spezialisierte KI-Module tragen effektiv dazu bei, dass eine nachhaltige Produktion möglich und sogar effektivitätssteigernd organisiert werden kann. MES-Lösungen optimieren nachweislich die Prozesse in der Produktion und wirken sich auch auf die Wirtschaftlichkeit und den Ressourceneinsatz positiv aus.
Kontakt:
Gesellschaft für Organisationsberatung und Softwareentwicklung GFOS mbH
Am Lichtbogen 9
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Ressourcen mit MES optimal einsetzen
Somit sind MES-Lösungen auch das Tool, um Ressourcen optimal einzusetzen.
