Was ist MES? Ein Manufacturing Execution System (MES) ist eine Software zur Steuerung und Erfassung der Produktion in der Fertigung. Es verknüpft Fertigungsaufträge und Produktionspläne mit Informationen zu Rohstoffen, Arbeitsgängen und Qualität und nutzt dabei Daten von Maschinen, Bedienern und anderen Systemen.
MES hilft Teams dabei, praktische Fragen zu beantworten: Wie weit ist ein Auftrag fortgeschritten? Was verzögert ihn? Welche Materialchargen wurden verwendet? Es verknüpft einen Produktionsplan mit einer Aufzeichnung dessen, was während der Ausführung tatsächlich geschehen ist. Das Ziel besteht nicht einfach darin, mehr Daten zu sammeln, sondern Produktionsdaten mit den Entscheidungen der Mitarbeiter zu verknüpfen.
Wofür steht die Abkürzung MES?
MES steht für „Manufacturing Execution System“. Der Begriff bezeichnet Software, die die Durchführung und Protokollierung von Fertigungsvorgängen unterstützt. Für diese Kategorie werden möglicherweise auch die Bezeichnungen „MES-Software“, „MES-System“ und „Fertigungsausführungssoftware“ verwendet.
Was leistet ein Fertigungssteuerungssystem?
Produktionsdaten sind häufig über Papierunterlagen, Tabellenkalkulationen und Maschinenmesswerte verstreut. Das MES ordnet diese Daten in den Kontext des Fertigungsprozesses ein: Eine Stückzahl gehört zu einem Auftrag, eine Rohstoffcharge gehört zu einer Charge und ein Ergebnis der Qualitätskontrolle gehört zu einem Arbeitsschritt.
Vorgesetzte nutzen diese Informationen, um den Fortschritt zu verfolgen. Bediener greifen auf Anweisungen zu und protokollieren ihre Arbeit. Qualitätsteams überprüfen den Prozessverlauf, wenn sie ein Problem untersuchen. Sofern die erforderlichen Verbindungen vorhanden sind, kann das MES den Teams nahezu in Echtzeit Einblick in den Produktionsstatus gewähren. Unvollständige oder ungenaue Daten werden dadurch jedoch nicht automatisch zuverlässig; Datendefinitionen, Erfassungsregeln und die Zuständigkeit spielen nach wie vor eine wichtige Rolle.
Wie funktioniert MES? Ein Beispiel für einen Fertigungsauftrag
Stellen Sie sich einen Teilehersteller vor, der einen Auftrag über mehrere Arbeitsschritte und eine Prüfung abwickelt. Dieses vereinfachte Beispiel veranschaulicht einen möglichen Arbeitsablauf und stellt keine konkrete Kundenimplementierung dar.
Je nach Architektur kann das MES Daten mit ERP-, SPS- oder SCADA-Systemen sowie mit Qualitäts-, Lager- und anderen Unternehmenssystemen austauschen. Dabei stellt sich die Frage, welche Informationen zwischen den Systemen übertragen werden müssen, wie oft sie aktualisiert werden sollten und wer für die Daten verantwortlich ist, wenn keine Verbindung besteht.
Den Fertigungsauftrag entgegennehmen
Der Auftrag wird in das MES eingegeben, beispielsweise über eine ERP-Integration. Er enthält das Produkt, die geplante Menge sowie die für die Durchführung der Vorgänge erforderlichen Informationen.
Den Vorgang starten
Der Bediener wählt den Auftrag aus und protokolliert dessen Beginn. Je nach Konfiguration stellt das MES die entsprechenden Arbeitsanweisungen bereit und überprüft die dem Arbeitsplatz zugeordneten Materialien.
Ausführungsdaten erfassen
Die Maschinenmesswerte liefern Angaben zum Betriebsstatus und zu den Produktionszahlen. Der Bediener ergänzt diese um Informationen, die die Maschine nicht erfassen kann, wie beispielsweise den Grund für einen Stillstand.
Qualität und Materialhistorie erfassen
Die Prüfergebnisse werden mit dem jeweiligen Arbeitsgang oder der jeweiligen Charge verknüpft. Materialdatensätze stellen eine Verbindung zwischen den eingegangenen Chargen und dem Endprodukt her und erleichtern so spätere Nachforschungen.
Die Arbeit abschließen und die Ergebnisse berichten
Das Team überprüft die abgeschlossenen Arbeiten. Vereinbarte Ergebnisse, wie beispielsweise Produktionsmengen und Materialverbrauch, können zur Planung und Abstimmung an das ERP-System zurückgemeldet werden.
Was sind die wichtigsten MES-Funktionen?
Zu den typischen MES-Funktionen gehören:
- Produktionsplanung, Auftragsabwicklung und Nachverfolgung von unfertigen Erzeugnissen
- Erfassung von Produktions- und Maschinendaten, einschließlich Statusangaben nahezu in Echtzeit, sofern eine Verbindung besteht
- Rückverfolgbarkeit von Materialien und Produktgenealogie
- Digitale Arbeitsanweisungen, Qualitätskontrolle und Prozessdokumentation
- Ausfallzeitanalyse, Produktionsleistung und Berichterstellung
Die genaue Kombination variiert je nach Produkt und Implementierung. Manche Systeme sind mit Modulen für Instandhaltung, Bestandsverwaltung oder Ressourcenmanagement verbunden, während andere diese Prozesse in separaten Anwendungen abwickeln. Vergleichen Sie den Funktionsumfang, den Datenfluss und die Zuständigkeiten der einzelnen Systeme, anstatt sich allein auf die Produktbezeichnung zu verlassen.
MES vs. ERP: Was ist der Unterschied?
Enterprise Resource Planning (ERP) umfasst Geschäftsprozesse wie Einkauf, Finanzen, Lagerverwaltung und Planung. MES konzentriert sich auf die Produktionsabwicklung. Durch die Integration können Geschäftspläne und Berichte auf die Ist-Ergebnisse aus der Fertigung zurückgreifen.
Die Grenzen können sich überschneiden. Einige ERP-Produkte verfügen über umfangreiche Fertigungsfunktionen. Bevor Sie ein MES einführen, sollten Sie ermitteln, welche Anforderungen Ihr aktuelles System bereits erfüllt und wo es an Ausführungsdaten oder Prozessunterstützung mangelt.
| Vergleich | ERP | MES |
|---|---|---|
| Schwerpunkt | Geschäftsressourcen und Transaktionen | Umsetzung in der Produktion |
| Beispieldatensätze | Aufträge, Materialbedarf, Kosten | Betriebsstatus, Ereignisse, Chargenverlauf |
| Anwendungsbeispiel | Auftrag planen und abrechnen | Halten Sie fest, wie der Auftrag abgewickelt wurde |
MES vs. OEE: ein System und eine Leistungskennzahl
Gesamtanlageneffizienz (OEE) ist eine Kennzahl, die auf Verfügbarkeit, Leistung und Qualität basiert. OEE-Überwachungssoftware misst diese Faktoren und unterstützt Teams bei der Ermittlung von Verlusten. Das MES deckt die Produktionsabwicklung in einem breiteren Sinne ab, einschließlich Funktionen wie Auftragsverfolgung und Materialhistorie.
Wenn es in erster Linie darum geht, Maschinenstillstände zu verstehen, kann die OEE-Überwachung ein nützlicher Ausgangspunkt sein. Wenn darüber hinaus die Verknüpfung von Arbeitsabläufen mit Material- und Qualitätsergebnissen erforderlich ist, sollten Sie die entsprechenden MES-Funktionen prüfen.
MES vs. MOM: In welchem Zusammenhang stehen sie?
Produktionsmanagement (MOM) beschreibt das übergreifende Management von Fertigungsabläufen, einschließlich Produktion, Qualität, Instandhaltung und Lagerwirtschaft. MES bezeichnet Software zur Produktionssteuerung. Da Anbieter diese Begriffe unterschiedlich verwenden, sollten Sie die Prozessabdeckung und die Funktionen vergleichen, anstatt sich allein auf die Produktbezeichnung zu verlassen.
Was sind die Vorteile von MES-Software?
MES kann Produktionsinformationen schneller bereitstellen und wiederholte manuelle Eingaben reduzieren, wenn Daten direkt an der Quelle erfasst werden. Eine vernetzte Material- und Prozesshistorie unterstützt Qualitätsteams bei der Untersuchung von Problemen, während Ausführungsdaten es den Produktionsteams ermöglichen, Pläne mit den tatsächlichen Ergebnissen zu vergleichen.
Vergleichen Sie die Ergebnisse mit einem Ausgangswert. Zu den nützlichen Kennzahlen zählen beispielsweise die Meldezeit, die Zeit, die zum Abrufen der Chargenhistorie benötigt wird, die Datenvollständigkeit und die Leistung bei der Auftragsabwicklung. Berücksichtigen Sie beim Vergleich der Ergebnisse Änderungen im Produktmix, in der Produktionsauslastung und in den Definitionen der Kennzahlen.
Was sind die Grenzen von MES?
Software repariert keine Geräte und korrigiert auch keine fehlerhaften Stammdaten von selbst. Bei einem Ausfallbericht muss immer noch jemand die Ursache untersuchen und Maßnahmen ergreifen. Fehlende Materialaufzeichnungen schränken zudem den Nutzen der Produktgenealogie ein.
Eine Umsetzung erfordert daher klare Regeln für die Datenerfassung, die Gewährleistung der Datengenauigkeit und den Umgang mit Abweichungen. Legen Sie fest, wer die einzelnen Berichte nutzt und welche Entscheidungen sie unterstützen. Ein Dashboard hat nur begrenzten Nutzen, wenn niemand für die nächsten Schritte verantwortlich ist.
Ersetzt MES die Maschinensteuerungen?
Das MES arbeitet in der Regel mit der Automatisierungsebene zusammen und nutzt deren Daten. Es ersetzt weder die Maschinensteuerung noch die Sicherheitsfunktionen, die von Steuerungen und speziellen Sicherheitssystemen ausgeführt werden. Die Zuständigkeiten der einzelnen Ebenen sollten bei der Systemkonzeption klar festgelegt sein.
MES vs. SCADA: Worin besteht der Unterschied?
Überwachungs- und Datenerfassungssystem (SCADA) Diese Systeme konzentrieren sich auf die Überwachung und Steuerung von Anlagen und Prozessen. MES konzentriert sich auf die Produktionsabwicklung: Aufträge, Arbeitsvorgänge, Materialien, Qualitätsaufzeichnungen und Produktionsergebnisse. In vielen Werken arbeiten SCADA und MES zusammen, wobei klare Grenzen hinsichtlich Steuerung, Datenerfassung und betrieblicher Entscheidungen gezogen werden.
SCADA liefert nicht automatisch den Auftrags-, Chargen- oder Genealogiekontext, den ein MES verwalten kann, während ein MES wiederum keine Steuerungs- oder Sicherheitsfunktionen ersetzt. Die richtige Architektur hängt vom Prozess, den Datenquellen und der erforderlichen Reaktionszeit ab.
Wie sollte sich ein Hersteller auf MES vorbereiten?
Wählen Sie das betriebliche Problem und den anfänglichen Produktionsbereich aus. Legen Sie fest, wie Sie den Fortschritt messen werden.
Dokumentieren Sie den normalen Betriebsablauf sowie Ausnahmen, einschließlich Nacharbeiten, Materialersatz und Auftragsänderungen.
Ermitteln Sie Datenquellen auf verschiedenen Maschinen, Bedieneroberflächen und vernetzten Unternehmenssystemen.
Einigung über IT-Zuständigkeiten, Benutzerzugriffe und den Betriebsablauf der Produktion bei Verbindungsunterbrechungen.
Testen Sie reale Szenarien gemeinsam mit den Anwendern und legen Sie vor der Inbetriebnahme die Abnahmekriterien fest.
Wie viel kostet eine MES-Software?
Die Kosten für ein MES-System hängen vom Umfang der Software, der Anzahl der Arbeitsplätze oder Standorte, dem Integrationsaufwand und der Bereitschaft der Anlagen ab. Ein Budget sollte die Kosten für Software, Hardware, Implementierung, Schulungen und laufenden Support abdecken. Vergleichen Sie die Gesamtkosten über denselben Zeitraum und für denselben Umfang.
Bei internationalen Implementierungen sollten Sie die Währung des Angebots, die regionale Abdeckung der Dienstleistungen sowie etwaige standortspezifische Arbeiten bestätigen. Eine gemeinsame Softwareplattform bedeutet nicht, dass jedes Werk über dieselben Prozesse, dieselbe Infrastruktur oder denselben Implementierungsaufwand verfügt.
Wie lange dauert die MES-Einführung?
Es gibt keinen einheitlichen Zeitplan, der für jedes MES-Projekt gilt. Ein Pilotprojekt mit Maschinendaten, die erste Inbetriebnahme in der Produktion und die Einführung im gesamten Werk sind unterschiedliche Meilensteine. Der Umfang, die Integrationen, die Datenbereitschaft sowie die für Tests und Schulungen zur Verfügung stehende Zeit beeinflussen den Zeitplan.
Fragen Sie bei der Bewertung eines vorgeschlagenen Zeitplans, was am Ende betriebsbereit sein wird, wann der Zeitplan beginnt und welche Voraussetzungen der Hersteller schaffen muss. Unterscheiden Sie bei mehreren Standorten zwischen der Erstimplementierung und späteren Ausbaustufen sowie lokalen Anpassungen.
Wie vergleicht man MES-Lösungen?
Bitten Sie die Anbieter, ein reales Produktionsszenario zu demonstrieren, einschließlich einer Ausnahmesituation wie Nacharbeit oder falschem Material. Prüfen Sie, welche Funktionen enthalten sind, für welche zusätzliche Module erforderlich sind und wie Integrationen und laufende Änderungen unterstützt werden.
Häufig gestellte Fragen zu MES
Kann MES ohne ERP funktionieren?
Ja, sofern die erforderlichen Informationen aus anderen Quellen verfügbar sind oder in das MES eingegeben wurden. Die ERP-Integration ist eine Methode zum Datenaustausch und keine Voraussetzung für die Funktionsfähigkeit des MES.
Müssen alle MES-Daten direkt von den Maschinen stammen?
Nein. MES kann automatische Messwerte mit manuell erfassten Daten kombinieren. Legen Sie fest, welche Informationen automatisch erfasst werden können und welche eine manuelle Eingabe oder Bestätigung erfordern.
Ist MES für kleinere Hersteller geeignet?
Die Unternehmensgröße ist nur ein Aspekt. Auch die Komplexität der Prozesse, die Anforderungen an die Rückverfolgbarkeit und die Kosten der derzeitigen Arbeitsweise spielen eine Rolle. Passen Sie den Umfang an einen konkreten betrieblichen Bedarf an.
Kann ein ERP-System MES-Funktionen umfassen?
Einige ERP-Plattformen verfügen über Fertigungsfunktionen, und manche Unternehmen nutzen integrierte MES-Funktionen innerhalb eines ERP-Systems. Das bedeutet jedoch nicht, dass jede ERP-Implementierung einem MES gleichkommt. Prüfen Sie, ob das System die Produktionsabwicklung, die Echtzeit-Datenerfassung, Arbeitsanweisungen, Qualitätsaufzeichnungen und die Materialherkunft für Ihren Prozess unterstützt.
Garantiert MES eine Verbesserung der OEE?
Es gibt keine pauschale Verbesserung, die für jede Umsetzung gilt. MES-Daten können dabei helfen, Verluste zu identifizieren, doch die Ergebnisse hängen auch von den ergriffenen Maßnahmen und den Produktionsbedingungen ab.
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