Motoren auf mit einem MES gesteuerten Fließband.

MES – Manufacturing Execution Systeme

Die Organisation moderner Produktionsanlagen kann durchaus schwer sein und ist nicht immer leicht zu überblicken. Hierfür ist zum einen die steigende Komplexität der Anlagen und Maschinen verantwortlich, zum anderen die intransparente Kommunikation zwischen ihnen. Hersteller sehen sich diesbezüglich vor verschiedene Herausforderungen gestellt.

Um für ein ideales Maß an Transparenz und optimierte Produktionsabläufe zu sorgen, kann auf die Unterstützung eines MES – kurz für Manufacturing Execution System – zurückgegriffen werden. Durch dieses lassen sich die Produktionsprozesse präzise erfassen und alle wichtigen Informationen zu einem Auftrag im Auge behalten. Doch wie genau arbeitet ein MES, welche konkreten Vorteile bringt es mit sich und worauf muss bei der Implementierung geachtet werden? Diese und weitere Fragen klärt der folgende Beitrag.

Definition: Was ist ein MES?

Ein MES, im Deutschen auch als Produktionsleitsystem bezeichnet, ist eine Software, die hauptsächlich in produzierenden Unternehmen eingesetzt wird. Sie unterstützt sowohl die Produktionsplanung als auch -steuerung. Als Teil des Fertigungsmanagementsystems ist das Produktionsleitsystem direkt an die Betriebsprozesse angebunden und ermöglicht eine Überwachung der Fertigung in Echtzeit. Zudem erfasst das MES Daten der Fertigungsprozesse, die wiederum dazu genutzt werden können, eventuell auftretende Fehler im Ablauf zu erkennen und die Prozesse im Betrieb zu optimieren.

Ein MES unterstützt die Produktion vor allem bei den folgenden Aufgaben:

    • Kapazitätsplanung
    • Personaleinsatzplanung
    • Ressourcenplanung
    • Auftragsterminierung
    • Visualisierung der Auftragsplanung

Neben der Planung bestimmter Prozesse bietet eine MES-Lösung auch die Funktion, diese Prozesse zu visualisieren. So können beispielsweise die aktuelle Maschinen- oder Personalauslastung, Durchlaufzeiten oder Endtermine von Aufträgen optisch aufbereitet und einwandfrei kenntlich gemacht werden.

In aller Regel ist ein Produktionsleitsystem an ein übergeordnetes ERP-System – kurz für Enterprise Ressource Planning – angebunden. In diesem, bspw. SAP, werden typischerweise alle Produktionsaufträge erfasst und gemeinsam mit entsprechenden Arbeitsplänen angelegt. Die Informationen zur Produktionsplanung werden dann an das ME-System weitergegeben, um sämtliche betrieblichen Ressourcen optimal zu nutzen und die vom Betrieb festgelegten Ziele effektiv in die Tat umzusetzen.

Aufbau und Funktionsweise eines MES

Um eine optimale Kapazitätsplanung betreiben zu können, müssen im ME-System zunächst alle zur Verfügung stehenden Mitarbeitenden, Arbeitsplätze und Maschinen hinterlegt werden. Zudem muss auch das verwendete Schichtsystem angegeben werden. Aus diesen Daten ergeben sich dann für einen bestimmten Betrachtungszeitraum – beispielsweise einen Kalendermonat oder eine Kalenderwoche – die zur Verfügung stehenden Kapazitäten.

Auch die Personaleinsatzplanung ist Bestandteil des Systems. Hier wird für jeden Mitarbeitenden ein individuelles Konto erstellt, in welchem Termine wie An- und Abwesenheiten erfasst sowie Urlaubs- und Krankentage festgehalten werden. Ferner können hier auch unterschiedliche Nutzerrechte vergeben werden, sodass sensible Informationen nur eingeschränkt einsehbar sind. Ebenfalls Bestandteil der Personaleinsatzplanung ist die Zuordnung von Mitarbeitenden zu Arbeitsplätzen und Maschinen.

In der anschließenden Ressourcenplanung erfolgt die Zuordnung der im Arbeitsplan festgehaltenen Prozesse zu einer bestimmten Ressource (einem Arbeitsplatz oder einer Maschine). Hierfür wird in der MES-Software hinterlegt, welche Ressourcen aus technologischer Sicht einen bestimmten Arbeitsschritt bearbeiten dürfen.

Die Auftragsterminierung berücksichtigt die Planendtermine sowie den Kapazitätsbedarf aller im MES hinterlegten Aufträge. Die konkrete Funktionsweise kann sich dabei je nach verwendeter Software unterscheiden. In der Regel wird jedoch zunächst vom Planendtermin ausgehend eine Rückwärtsterminierung der Aufträge vorgenommen. Nachteil dieser Methode ist, dass sie häufig zu einer Überschreitung der in einem bestimmten Zeitraum (bspw. Betriebskalendertag) zur Verfügung stehenden Kapazität einer Ressource (Maschine, Arbeitsplatz etc.) führt. Folglich kann entweder die Kapazität erhöht oder eine Vorwärtsterminierung vorgenommen werden. Letzteres verschiebt die Kapazitätsbelastung in die Zukunft und führt so zu einer Überschreitung des Planendtermins. Über die Auftragspriorisierung kann bestimmt werden, mit welchen Aufträgen so verfahren werden soll. Diese Priorisierung legt grundlegend fest, in welcher Reihenfolge die im MES hinterlegten Aufträge abgearbeitet werden.

Wurde die Auftragsterminierung erfolgreich vorgenommen, so bietet ein Produktionsleitsystem zusätzlich die Möglichkeit, die Auftragsplanung zu visualisieren. Beispielsweise kann abgebildet werden, wie stark die vorhandenen Kapazitäten bestimmter Ressourcen beansprucht werden oder welche Auftragsreihenfolge an einem Arbeitsplatz zu beachten ist.

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Welche konkreten Vorteile generiert ein MES für Unternehmen?

Die Digitalisierung der Fertigung mithilfe eines Manufacturing Execution Systems bietet Unternehmen respektive Produktionsleitern diverse Vorteile. Sie sorgt für:

    • eine Verbesserung der Transparenz
    • eine Reduzierung des Ausschusses
    • optimierte Rüst- und Stillstandzeiten
    • eine hohe Liefertreue

Ein MES ermöglicht es, in Echtzeit Daten aus fertigungsnahen Systemen rund um den Globus in die Informationsströme eines zentralen ERP-Systems einzubinden. Somit wird jeder einzelne Produktionsschritt einem konkreten Wertschöpfungsschritt zugeordnet. Die MES-Software sorgt für eine effiziente Erfassung der Maschinen- und Betriebsdaten. Durch ihre Unterstützung können Fertigungsaufträge optimal geplant werden. Diese Planung berücksichtigt alle Liefertermine und hilft dabei, die vorhandenen Kapazitäten bestmöglich zu nutzen. Die digitale Dokumentation der Aufträge ermöglicht es der Qualitätssicherung, Daten ganz ohne Papier und unabhängig von Programmen wie Microsoft Excel oder Word zu erfassen.

Zudem hilft die Personaleinsatzplanung der Schichtplanung dabei, jederzeit sowohl die zu bearbeitenden Aufträge als auch die zu belegenden Arbeitsplätze und den Personalbedarf zu berücksichtigen.

 

Kurzum: Das MES steuert und überwacht mithilfe der Daten aus dem ERP den gesamten Produktzyklus – von der Materialerfassung über die Maschinenauslastung bis hin zur Erfassung der benötigten Zeit, des verbrauchten Materials und der produzierten Stückzahl.

Wie unterstützt ein Produktionsleitsystem die tägliche Arbeit?

Ein MES bildet die gesamte Wertschöpfungskette innerhalb der Produktion ab – von den verwendeten Rohstoffen bis zum vollendeten Produkt. Dank des transparenten Überblicks über alle Abläufe in der Produktion sowie in der betriebswirtschaftlichen Sphäre können Fertigungsprozesse gezielt und kontinuierlich optimiert werden. Hersteller können so beispielsweise die Bestandteile sowie Fertigungshistorie eines Produkts lückenlos nachverfolgen oder Produktionsinformationen per Knopfdruck abrufen und auswerten.

Auf Basis dieser Daten lassen sich Entscheidungen fundiert und schnell treffen. Gleichzeitig steigt die Produktivität, denn sowohl Personal als auch Maschinen und Anlagen werden optimal ausgelastet. Die Mitarbeitenden erfahren zudem Unterstützung durch das MES, indem sie beispielsweise auf bestimmte zu berücksichtigende Informationen hingewiesen werden (z.B. korrekte Rezepturen oder spezielle Verpackungen). So kann ein MES proaktiv auf mögliche Fehlerquellen im Produktionsablauf hinweisen.

Zudem werden durch die hohe Prozesstransparenz und -optimierung deutlich weniger Ausschüsse produziert. Auch anfallende Nacharbeiten oder Stillstandzeiten der Maschinen können durch den Einsatz eines Produktionsleitsystems auf ein Minimum reduziert werden.

 

Die Einführung eines ME-Systems bringt stets auch die Analyse bestehender Prozesse mit sich. Veraltete oder ineffiziente Vorgänge können so identifiziert und IT-gestützt optimiert werden.

ME-Systeme: Implementierung und Kosten

Die konkreten Kosten für die Implementierung eines Manufacturing Execution Systems hängen von verschiedenen Faktoren ab. Aspekte, die berücksichtigt werden müssen, sind beispielsweise:

    • der Aufwand für eine Anpassung des Systems an die individuellen Unternehmensbedürfnisse
    • die Anzahl der Produktionslinien
    • die Anbindung an die Systemlandschaft des Unternehmens
    • die Anzahl der benötigten Nutzerlizenzen, Nutzerschulungen etc.

Auch wie lange die Einführung des MES dauert, ist von diesen und weiteren Aspekten abhängig – mitunter kann der Prozess bis zu einem Jahr lang dauern. Zu berücksichtigen ist dabei, dass neben der Einführung der neuen Software häufig auch im Unternehmen existierende Prozesse umgestellt oder angepasst werden müssen. Nur so kann ein ME-System erfolgreich und nachhaltig eingeführt werden.

Ein systematisches Vorgehen bei der Auswahl einer MES-Lösung sowie des Implementierungspartners ist unabdingbar, um eine abgesicherte Investitionsentscheidung zu treffen. Da Unternehmen in aller Regel jedoch nicht über den Marktüberblick sowie die Kompetenzen zur Bewertung und Auswahl von entsprechenden Systemen verfügen, empfiehlt es sich, die Unterstützung eines kompetenten Dienstleisters in Anspruch zu nehmen. Dieser kann beispielsweise bereits im Vorfeld bei der Erarbeitung eines maßgeschneiderten MES-Konzepts helfen, ein ME-System einführen oder ein bestehendes System optimieren.

Zusammenfassung: Das Wichtigste auf einen Blick

Manufacturing Execution Systeme sind Softwaresysteme, die zur Überwachung und Automatisierung von Fertigungsprozessen eingesetzt werden. Kapazitätsplanung, Personaleinsatzplanung, Ressourcenplanung, Auftragsterminierung und Prozessvisualisierung zählen zu den wichtigsten Funktionen eines MES. Durch die automatisierten Prozesse kann ein effizienter Einsatz von Ressourcen gewährleistet und gewünschte Qualitätsstandards eingehalten werden.

Ein durch ein ME-System gestützter Daten- und Informationsfluss ermöglicht es Unternehmen, Maßnahmen bei Bedarf schnell einzuleiten und die Reaktionszeiten bei ungeplanten Ereignissen zu minimieren. Betriebliche Optimierungspotenziale werden erkannt und können mit geringem Aufwand umgesetzt werden. Ein MES stellt jederzeit wichtige, aktuelle Daten zur Verfügung und sorgt so für eine hohe Transparenz im Fertigungsprozess. Dies sorgt für strategische Vorteile und somit auch für Wettbewerbsvorteile – denn wer sich schneller auf Änderungen oder neue Kundenanforderungen einstellen kann, setzt sich gegen die Konkurrenz durch. Für die Einführung einer solchen Software sollte auf die Unterstützung von Experten zurückgegriffen werden.

FAQ

Was ist ein MES?

Ein Manufacturing Execution System (MES) ist eine Software, die vor allem in produzierenden Unternehmen eingesetzt wird., um die Produktionsplanung zu unterstützen. Außerdem bietet ein MES auch die Funktion Prozesse zu visualisieren. Meistens ist ein MES an ein ERP-System –angebunden. In diesem werden Produktionsaufträge erfasst und gemeinsam mit entsprechenden Arbeitsplänen angelegt. Diese Information wird dann wieder an das MES weitergegeben, um alle betrieblichen Ressourcen optimal zu nutzen.

Welche Vorteile bietet ein MES?

Ein MES bietet Unternehmen unter anderem folgende Vorteile: Verbesserung der Transparenz, Reduzierung des Ausschusses, optimierte Rüst- und Stillstandzeiten und eine hohe Liefertreue. Das MES steuert und überwacht mithilfe der Daten aus dem ERP den gesamten.