Was ist ein MES (Manufacturing Execution System)?
Ein Fertigungssteuerungssystem (Manufacturing Execution System, MES) überwacht, verfolgt, dokumentiert und steuert den Prozess der Herstellung von Waren vom Rohmaterial bis zum fertigen Produkt.
Übersicht über das Manufacturing-Execution-System
Ein Manufacturing Execution System (MES) ist ein umfassendes, dynamisches Softwaresystem, das den Prozess der Fertigung von Waren – von Rohstoffen bis hin zu Fertigerzeugnissen – überwacht, verfolgt, dokumentiert und steuert. Ein MES stellt eine funktionale Schicht zwischen Enterprise Resource Planning (ERP) und Prozessleitsystemen bereit und liefert Entscheidungsträgern die Daten, die sie benötigen, um ihren Produktionsbereich effizienter zu gestalten.
Unabhängig von der Größe eines Vorgangs kann ein MES zur Gesamtproduktivität und -rentabilität beitragen, indem es die Informationen zum Fertigungsprozess steuert.
Diese regulierten Branchen profitieren besonders von einem MES:
Pharma
Essens- und Getränkeangebot
Medizinprodukte
Luft- und Raumfahrt
Sicherheit
Biotechnologie
Dies liegt daran, dass regulierte Unternehmen strenge Vorschriften einhalten müssen, um die Einhaltung der Rückverfolgbarkeit sicherzustellen. Sie müssen sicherstellen, dass geeignete Verfahren für die Entwicklung konformer Produkte vorhanden sind, dass diese Verfahren dokumentiert werden und dass die daraus resultierenden Produkte bei Bedarf leicht zurückgerufen werden können.
Ein MES ist unerlässlich, um in der heutigen wettbewerbsfähigen und sich schnell verändernden Fertigungsumgebung eine optimale Leistung zu erzielen. In einem Fortune-Business-Insights-Bericht heißt es: „Bis 2032 wird der globale MES-Markt voraussichtlich auf 41,78 Mrd. US$ wachsen.“ Dieses Wachstum wird durch die zunehmende Nutzung der industriellen Automatisierung in der Prozess- und Fertigungsindustrie, die zunehmende Notwendigkeit der Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und die niedrigen Implementierungskosten von Fertigungssteuerungssystemen getrieben.
Die fünf wichtigsten Vorteile von MES
Fertigungssteuerungssysteme verfolgen riesige Datenmengen und liefern Echtzeiteinblicke, die die Produktionseffizienz steigern und Kosten sparen können. Weitere Vorteile eines MES sind:
- Verbesserte Qualitätskontrolle: Da Qualitätskontrollinformationen in Echtzeit übermittelt werden, können Unternehmen mit einem MES die Produktion sofort stoppen, sobald Probleme festgestellt werden. Dadurch werden Abfall, Ausschuss, Überschreitungen und Nacharbeiten reduziert.
- Höhere Produktivzeit: Ein MES generiert realistische Produktionspläne, indem es Personal-, Material- und Ausrüstungsressourcen ausgleicht. Es integriert die Terminierung und Wartung, um den Produktfluss und die Anlagenauslastung zu maximieren. All dies erhöht die Produktivzeit und verbessert die Gesamtanlageneffektivität (OEE).
- Reduzierter Bestand: Ein Manufacturing-Execution-System aktualisiert Bestandsdatensätze mit neuen Produktions-, Ausschuss- und fehlerhaften Materialien, sodass Ihre Einkaufs-, Versand- und Planungsabteilungen jederzeit genau wissen, welches Material verfügbar ist. Dies reduziert den Just-in-Case-Bestand und den Bestand an Ware in Arbeit (WIP) und spart Kosten für Fertigung, Transport, Lagerung und Bestandsüberwachung.
- Papierloser Fertigungsbereich: Der Wegfall von Papierkram bedeutet, dass es weniger Chancen für menschliches Versagen gibt. Dies bedeutet auch, dass die aus dem Fertigungsbereich erfassten Daten den Entscheidungsträgern über alle integrierten Systeme hinweg sofort zur Verfügung stehen.
- Verbesserte Produktverfolgung und -genealogie: Ein MES verfolgt den gesamten Produktionszyklus von Anfang bis Ende und gruppiert endgültige Teile oder Chargen mit den entsprechenden Fertigungsdaten. Diese Daten ermöglichen eine verbesserte Einhaltung gesetzlicher Vorschriften für Hersteller, die den gesetzlichen oder branchenspezifischen Vorschriften entsprechen müssen.
Kernfunktionen von MES
1997 definierte die Manufacturing Enterprise Solutions Association International, oder MESA, die 11 Kernfunktionen des Manufacturing Execution Systems. Obwohl sich das MESA-11-Modell im Laufe der Zeit weiterentwickelt hat, bieten diese ursprünglichen 11 Kernfunktionen die Grundlage für die Ausführung fast jeder Art von Werk und sind integraler Bestandteil der heutigen Manufacturing-Execution-Systeme. Es handelt sich um:
Ressourcenzuordnung und -status: Verwenden Sie Echtzeitdaten, um den Status von Ressourcen (einschließlich Maschinen, Materialien und Personal) zu verfolgen und zu analysieren, um Zuordnungsanpassungen vorzunehmen.
Vorgänge/Feinplanung: Optimieren Sie die Performance durch Planung, Terminierung und Reihenfolgeplanung von Aktivitäten basierend auf Prioritäten und Ressourcenkapazität.
Produktionseinheiten verteilen: Verwalten Sie den Produktionsdatenfluss in Echtzeit, um schnell berechnete Anpassungen in der Produktionseinplanung vorzunehmen.
Dokumentensteuerung: Verwalten und verteilen Sie Dokumente (einschließlich Arbeitsanweisungen, Zeichnungen, Standardarbeitsanweisungen, Chargenprotokolle usw.), damit sie zugänglich und bearbeitbar sind.
Datenerfassung und -erfassung: Verfolgen und erfassen Sie Echtzeitdaten über Prozesse, Materialien und Vorgänge, und nutzen Sie sie, um die Entscheidungsfindung zu verbessern und die Effizienz zu steigern.
Arbeitsmanagement: Verfolgen Sie Mitarbeiterzeitpläne, Qualifikationen und Berechtigungen effizienter.
Qualitätsmanagement: Verfolgen Sie Qualitätsabweichungen und -ausnahmen, um das Qualitätskontrollmanagement und die Dokumentation zu verbessern.
Prozesskoordination: Verwalten Sie den gesamten Produktionsprozess von der Auftragsfreigabe bis hin zu Fertigerzeugnissen. Erhalten Sie Einblicke in Engpässe und Punkte, die sich auf die Qualität auswirken, und schaffen Sie eine vollständige Rückverfolgbarkeit der Produktion.
Instandhaltungsmanagement: Verwenden Sie Daten aus Ihrem MES, um potenzielle Equipmentprobleme zu identifizieren, bevor sie auftreten. Es kann auch verwendet werden, um Anlagen-, Werkzeug- und Maschinenwartungspläne anzupassen, um Ausfallzeiten zu reduzieren und die Effizienz zu erhöhen.
Produktverfolgung und Genealogie: Verfolgen Sie den Fortschritt Ihrer Produkte und deren Genealogie, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Die Daten der vollständigen Historie eines Produkts zu haben, ist für Hersteller, die staatliche oder branchenspezifische Vorschriften einhalten müssen, äußerst nützlich.
Leistungsanalyse: Vergleichen Sie Ergebnisse und Ziele, um Stärken und Schwächen im Gesamtprozess zu identifizieren und diese Daten zu nutzen, um Systeme effizienter zu gestalten.
Die Entwicklung von MES-Standards
Ende der 90er Jahre entwickelte die International Society of Automation den ISA-95-Standard. Während sich das MESA-11-Modell auf MES-Kernfunktionen konzentriert, bietet ISA-95 ein Modell zur Definition und Integration der Aktivitäten zwischen Unternehmens- und Steuerungssystemen. Durch die Standardisierung der Terminologie erleichtert ISA-95 die effektive Kommunikation zwischen Stakeholdern wie Lieferanten und Herstellern. Konsistente Modelle reduzieren auch das Fehlerrisiko bei der Integration von Fertigungsstandorten in Geschäftssysteme.
ISA-95 definiert die Schnittstelle zwischen Steuerungs- und Unternehmensfunktionen, um Technologie- und Geschäftsprozessebenen zu schaffen. Ein vereinfachtes Modell dieser Hierarchie stellt Manufacturing-Execution-Systeme auf Ebene drei – zwischen Unternehmensplanung und Logistik und Prozessleitsystemen:
Ebene 4: ERP (Unternehmensplanung und Logistik)
Ebene 3: MES (Manufacturing Operations Management)
Stufe 2: Prozessleitsysteme (Batch-Steuerung)
Stufe 1: Prozessleitsysteme (kontinuierliche Steuerung)
Stufe 0: Prozessleitsysteme (diskrete Steuerung)
Integration von MES und ERP
In der heutigen Fertigungsumgebung ist dies kein Fall von MES gegenüber ERP. Zusammen bringen MES und ERP operative Klarheit, die keines der Systeme alleine bieten kann.
ERP konzentriert sich auf das Anlegen und Verwalten von Werksterminen. Dazu gehören Produktion, Materialverwendung, Lieferung und Versand sowie das Sammeln von Informationen über Ihr Unternehmen. Fertigungssteuerungssysteme hingegen konzentrieren sich auf die Verwaltung und Überwachung von Fertigungsvorgängen und das Reporting von Fertigungslinienaktivitäten in Echtzeit.
Zusammen schaffen ein ERP und ein MES ein integriertes Partnernetz, das eine ganzheitliche Sicht auf Finanzen, Beschaffung, Lieferkettenmanagement, Fertigungslogistik und mehr bietet. Die Kombination dieser Informationen erhöht die Agilität und liefert robuste Daten, die die Prognosen zu allen Bereichen verbessern – vom Vertrieb über die Anlagenauslastung bis hin zum Fertigungsmanagement.
ERP-Systeme liefern Ihnen die Daten, um zu ermitteln, welche Produkte hergestellt werden sollen, während ein MES ERP-Daten mit Informationen aus dem Produktionsbereich integriert, um zu ermitteln, wie diese Produkte mit weniger Abfall und mehr Gewinn produziert werden können.
Cloud MES: Digitalisierung von Fertigungsabläufen
Dank fortschrittlicher Technologien entwickeln sich die Fertigungssteuerungssysteme immer mehr zu serviceorientierten, modularen und vernetzten Systemen.
Cloud-Konnektivität ist das Rückgrat intelligenter Fabriken, sodass fortschrittliche Fertigungssysteme, Geräte, Produkte und Geräte autonom interagieren können. IIoT-Geräte (Industrial Internet of Things) und Sensoren in der gesamten Lieferkette erfassen und generieren kontinuierlich Daten. Durch den Austausch von Daten in Echtzeit können intelligente Fabriken bessere Workflows automatisieren, Produkte und Services anpassen und im Laufe der Zeit intelligenter und effizienter werden.
MES-Software kann Herstellern auch helfen, einen wichtigen Trend in der Entwicklung von Fertigungssteuerungssystemen zu nutzen: kundenspezifische Produktion. Anstelle der Massenproduktion bietet Ihre Smart Factory Massenpersonalisierung und erfüllt die Nachfrage nach kostengünstigeren, hochgradig maßgeschneiderten Produkten mit Geschwindigkeit und Erschwinglichkeit.
Während die Personalisierung die Fertigung komplexer macht, können fortschrittliche Technologien Fertigungssysteme dabei unterstützen, in Echtzeit zu reagieren und zu reagieren. Künstliche Intelligenz (KI) kann die Produktionseffizienz verbessern, vorausschauende Instandhaltung durchführen und Abfall reduzieren. Durch den Einsatz von Funktionen für maschinelles Lernen können Fertigungslinien immer intelligenter und effizienter werden. Mit Virtual Reality (VR) können Hersteller Prozesse simulieren und Verbesserungspotenziale erkennen. Und sie können Augmented-Reality-Lösungen (AR-Lösungen) integrieren, um Produktionsausfallzeiten zu reduzieren und Fertigungsabläufe zu optimieren.
All diese fortschrittlichen Technologien und Funktionen erleichtern es Unternehmen, in einer digitalen Welt wettbewerbsfähig zu sein. Sie können mit maßgeschneiderten Produkten, die kostengünstiger und hochwertiger sind, schnell und präzise auf die Nachfrage reagieren.
Optimieren der Fertigungssteuerung
Verbessern Sie die Sichtbarkeit, die Anlagen- und Geräteauslastung und vieles mehr mit MES-Software.
Häufig gestellte Fragen zu MES
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