Nutzen von MES-Lösungen

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1 Zielsetzung und 5/10 openautomation Reader s Choice Nutzen von MES-Lösungen Das Fraunhofer-Institut IPA und die Trovarit AG präsentieren zur Fachmesse IT&Business im Oktober in Stuttgart den MES-Marktspielgel 2010/2011. Einige Erkenntnisse daraus geben die Autoren vorab an die openautomation-leser weiter. Zudem vermitteln sie allgemeine Details rund um die Manufacturing Execution Systems (MES). Die MES-Kernidee ist die Bereitstellung einer reaktionsschnellen, rechnerintegrierten Informationsverarbeitung im Produktionsbereich. Während sich ERP-Systeme auf die lang- bis mittelfristige terminliche und kapazitive Einplanung der Bedarfe (Basis: Kundenaufträge, Produktionsprogramm usw.) sowie die Betrachtung der Ressourcen aus makroskopischer Sicht konzentrieren, stehen bei MES die zeitnahe, schnelle Reaktion auf Ereignisse im Produktionsprozess, wie Anlagenstörungen und längere bzw. kürzere Bearbeitungszeiten als geplant, sowie kurzfristige Auftragsänderungen im Fokus (mikros kopische Sicht). Benefit durch MES Der Einsatz von MES eröffnet zwei wesentliche Vorteile: die Aufwandsreduzierung und die Nutzenerhöhung. Die Aufwandsreduzierung betrifft vor allem Datenerfassungs- und Suchaufwände zur Aufnahme und Überwachung des Auftragsfortschritts und entspricht damit der klassischen Argumentation, dass durch eine elektronische Produktionsdatenerfassung (BDE, MDE, PZE) Kosten gespart werden. Ein weiterer Nutzenaspekt ergibt sich insbesondere bei Produktionsbereichen mit einer höheren Planungskomplexität, wie hohe Anzahl Produktionsaufträge, viele Ressourcen, Notwendigkeit der parallelen Berücksichtigung mehrerer Ressourcen, instabiler Produktionsprozess und zahlreiche Auftragsänderungen. Hier besteht die Möglichkeit, einfach und schnell unterschiedliche Planungsszenarien durchzurechnen und dann für die Ausführung das Planungsszenario mit der besten Zielerfüllung auszuwählen. Bei der Nutzenerhöhung ermöglicht die Kenntnis des aktuellen Fertigungszustands eine unmittelbare Reaktion auf auftretende Ereignisse. Verbunden mit leistungsfähigen Methoden ist so eine optimierte Abarbeitung des Arbeitsvorrats möglich. Dies erhöht den Nutzen und zwar sowohl für den Produzenten durch die effektive Abarbeitung des Arbeitsvorrats als auch für seine Kunden durch die hohe Reaktionsfähigkeit der Produktion. Die MES-Funktionsblöcke Entsprechend der VDI-Richtlinie 5600 umfasst MES die Funktionsblöcke Produktionsfeinplanung und -steuerung, Betriebsmittelmanagement, Materialmanagement, Personalmanagement, Datenerfassung (BDE/MDE), Leistungsanalyse. Qualitätsmanagement und Informationsmanagement (VDI07 [1]). Mit dem Funktionsblock Feinplanung und -steuerung wird auf Basis des Ressourcenbedarfs, zum Beispiel Betriebsmittel und Personal, sowie des Ressourcenangebots, wie Technologie, Schichtmodell und Wartung, die Abfertigung der Aufträge in der Fertigung (Maschinenzuordnung und Abar- Funktionsunterstützung der am Markt angebotenen MES-Lösungen 2 5/10

2 Funktionsabdeckung im Bereich Feinplanung und -steuerung (Auswahl) beitungsreihenfolge) festgelegt. Die Feinplanung und -steuerung muss mögliche Ressourcenkonflikte/Engpässe ausweisen und gegebenenfalls Lösungsvorschläge aufzeigen. Dem Betriebsmittelmanagement obliegt die Verwaltung von Werkzeug- und DNC- 3

3 Quelle: Angaben lt. Anbieter, (Stand: ) Allgemeine Informationen Unternehmensgröße Fertigungsart Fertigungs-/ Produktionstypen Einsatzbereiche / Unterstützte Aufgaben Hersteller / Vertriebspartner (H/VP) Anzahl Mitarbeiter (D) Anzahl Installationen (D) >1000 Einmal-, Projektfertigung Einzel-, Kleinserienfertigung Variantenfertigung Serienfertigung Großserien-, Massenfertigung Stückgutfertigung (Diskret) Batchfertigung Prozessfertigung Anbieter System 4PRODUCTION AG PSIsuite H ARROW Engineering OY ARROW Machine Track H arvato systems PP+_asTMade H 800 K.A Asprova AG APS H Asprova AG Produktionsplanung-System H Asseco Germany AG APplus-APS H 130 K.A ATS Prozessoptimierung Preactor H axames Software GmbH mes4all H 25 K.A BDE Engineering GmbH MES-System PROefficient H becos GmbH becos EPS H ccc software gmbh enviso H COSCOM Computer GmbH COMU MES + ProXIA H K.A DE software & control.desc H Dr. Sander & Associates BIONIC TOOLS H Dürr Systems GmbH EcoEMOS H Eisenkolb KG TXTMAKE MSO VP K.A. K.A factory solutions GmbH AHP-Leitstand H factory solutions GmbH AHP-Leitstand light H 11 K.A FASTEC GmbH easyoee H 30 K.A FASTEC GmbH FASTEC 4 PRO H 30 K.A Fauser AG JobDISPO MES H FELTEN GmbH PILOT Suite H FLS GmbH FEKOR H K.A. K.A FORCAM GmbH FACTORY FRAMEWORK H Freudenberg IT ADICOM Software-Suite H Gefasoft AG Legato H GEWATEC GmbH & Co KG GEWATEC MES-Lösung H GEWATEC GmbH & Co KG ProVis H GFOS mbh X/TIME-MES H GNT4U GmbH GNT.NET H GRASS GmbH coagomes H GTT GmbH FAST/pro H GUARDUS Solutions AG GUARDUS MES H IBS AG IBS:MES H IDS Scheer AG SAP APO VP ifactory Inc. ifrp H K.A INCLUDIS GmbH INCLUDIS Factory H K.A Incotec Incoplan H K.A. K.A Industrie Informatik GmbH cronet work H InQu Informatics GmbH InQu.MES H itac Software AG itac MES Suite H Kratzer Automation AG intrafactory H LF CONSULT GmbH 3Liter-PPS H MPDV Mikrolab GmbH HYDRA - MES H MPDV Mikrolab GmbH MES-Cockpit H 157 K.A MPDV Mikrolab GmbH xmes H 157 K.A o-b-s obserwer.esk H o-b-s obserwer-fls H on/off group InfoCarrier H K.A OR Soft Jänicke GmbH SCHEDULE++ H OrgSoft Bernhard Maier JobDISPO MES VP OSCo Olbricht, Seehaus OSCo MES H Pickert & Partner GmbH RQM H PSI Production PSImes H Quintiq GmbH Quintiq Application Suite H QUIPSY QUALITY GmbH MES Solutions H K.A S&K Anlagentechnik SIMATIC IT VP 26 K.A SALT Solutions Produktions-Cockpit H SALT Solutions SAP ME plus Add-Ons H Schwer + Kopka GmbH SK-go! H SCM Solutions Suite Infor SyteAPS H SDZ GmbH SimAL H SEAR GmbH ISYS H Seidenader Automation Line Master H 40 K.A SEKAS GmbH PROQUIS H 40 K.A Siemens Industry Automation SIMATIC IT H K.A. K.A software4production GmbH software4production Suite H 7 K.A Steeb GmbH SAP APO VP 240 K.A T.I.G GmbH MES Manufacturing Manager H tisoware GmbH tisoware.mes H TXTe-solutions GmbH TXTPERFORM2008 H ucisoftware GmbH uciidol H Wassermann AG wayrts H Werum Software & Systems PAS-X H Wonderware GmbH Wonderware Software Solution H X-Team GmbH X-MES/QMS H Legende "Einsatzbereiche" 4 Abdeckung durch gelistetes Produkt 2 Integration eines festen Partnerproduktes (OEM) 0 Abdeckung durch Partnerprodukt Übersicht über die rund 70 derzeit am Markt verfügbaren MES-Lösungen und ihren Funktionsumfang Produktionsplanung- & steuerung (PPS) Personaleinsatzplanung (PEP) Fertigungsfeinplanung, Leitstand Betriebsdatenerfassung (BDE) Maschinendatenerfassung (MDE) Qualitätsmanagement (CAQ/QMS) Produktionsoptimierung, Advanced Planning (APS) Instandhaltung (IPS) 4 5/10

4 Ute Mussbach-Winter und Thomas Wochinger sind bei dem Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) in Stuttgart tätig. Rolf Kipp ist als Product Manager und Senior Consultant bei der Trovarit AG in Aachen tätig. Daten, der Transportsteuerung sowie von Instandhaltungsmaßnahmen und gegebenenfalls instandhaltungsrelevanten Anlagenstammdaten. Das Materialmanagement als eine weitere Planungs- und Steuerungsfunktion bestimmt den Materialbedarf nach Art, Menge und Termin sowie die Materialbereitstellung am jeweiligen Verbrauchsort. Die Funktion Personalmanagement hat die Aufgabe, für den Produktionsprozess benötigtes bzw. geeignetes Personal mit entsprechender Qualifikation zum richtigen Termin bereitzustellen. Dies kann beispielsweise durch die Berücksichtigung personalbezogener Kapazitätsdaten, zum Beispiel Schichtpläne, erfolgen. Im Mittelpunkt der Rückmeldedatenerfassung steht die Erfassung der im Produktionsprozess anfallenden Daten hinsichtlich des Status von Aufträgen, Betriebsmittel und Personal sowie eventuell zur Prozessdurchführung, zum Beispiel Temperatur-, Kraftoder Spannungsverläufe. Leistungsanalysen zählen zu den Auswerte- und Dokumentationsfunktionen und umfassen beispielsweise Auswertungen zur Kapazitätsauslastung oder zu Auftragsdurchlaufzeiten. Im Rahmen des Qualitätsmanagements unterstützen MES unter anderem bei der Prüfmittelverwaltung, Prüfdatenauswertung, Überwachung von Qualitätskriterien sowie der Bereitstellung von für Produktionsbereiche festgelegten Qualitätskennzahlen. Das Informationsmanagement beinhaltet die Unterfunktionen Auftragspapiere und Dokumentenmanagement. Die Art und der Umfang der eingesetzten MES-Funktionsblöcke hängen von den unternehmensspezifischen Produktionsrahmenbedingungen ab. So beeinflusst unter anderem das Maß der betrieblichen Dokumentations- bzw. Rückverfolgbarkeitsanforderungen maßgeblich den Funktionsblock Datenerfassung. Demnach leiten sich die Anforderungen an die Software-Lösung zu allererst von der betrieblichen Aufgabenstellung und den daraus resultierenden betrieblichen Abläufen ab, da die Software letztlich ein Werkzeug zur Unterstützung dieser Abläufe ist. Funktionsangebot der am Markt angebotenen MES-Lösungen Den unternehmensspezifischen Anforderungen steht das Funktionsangebot der am Markt angebotenen MES-Lösungen gegenüber. In den letzten Jahren hat sich sowohl die Zahl der MES-Lösungen als auch deren Funktionsangebot weiterentwickelt. Ein Blick auf die Auswertungen im neuen, gemeinsam mit dem Fraunhofer IPA herausgegebenen MES-Marktspiegel 2010/2011 der Trovarit AG zeigt, dass sich das Leistungsportfolio der Systeme immer stärker in Richtung der den Produktionsprozess im en- 5/10 openautomation Reader s Choice Die Redaktion informiert über Reader s Choice Via Online-Abstimmung bieten wir Ihnen die Möglichkeit, unsere Print-Ausgabe aktiv und zeitnah mitzugestalten. Je Ausgabe stellen wir dazu fünf Themen unter openautomation.de in der Rubrik Reader s Choice zur Wahl. Das favorisierte Thema der letzten Abstimmung war MES 2010: Funktionsumfang und Anbindungsmöglichkeiten. Insgesamt entschieden sich mehr als 41 % der Nutzer per Klick dafür. Nutzen auch Sie die Chance, unseren Heftinhalt mitzugestalten. Die neuen Themen stehen bereits für Sie zur Auswahl unter openautomation.de bereit. Gern können Sie uns auch formlos Themen an open automation@ vde-verlag.de einreichen, deren nähere Berichterstattung Sie interessieren würde. Wir sammeln Ihre Vorschläge und versuchen, diese dann in die jeweiligen Reader s-choice-themenvorschläge mit einfließen zu lassen. 6 5/10

5 geren Sinne unterstützenden Funktionen, wie Personaleinsatzplanung, Qualitätsmanagement und Instandhaltungsmanagement, ausweitet. Dennoch liegt der funktionale Fokus nach wie vor im Bereich der Produktionsfeinplanung und -steuerung. 90 % aller befragten MES-Anbieter (ca. 70 Lösungen) unterstützen diesen Funktionsblock mit unterschiedlichen Modulen bzw. Funktionen. Das breite Spektrum der Funktionsabdeckung zeigt sich ebenso in den Auswertungen innerhalb der einzelnen Funktionsblöcke. Während die Verwaltung von Produktionsaufträgen als Standardfunktionalität angesehen werden kann, unterstützen weniger als 60 % der Lösungen die Planung von Batch- Produktionen oder die Optimierung komplexer Auftragsnetze. Im Rahmen der Produktionssteuerung werden Funktionen, wie die Belegungsplanung oder das Controlling der Produktion, von den meisten Lösungen unterstützt. Die Funktion Chargenverwaltung in der Produktion oder eine ressourcenübergreifende Belegungsplanung weisen dagegen einen Erfüllungsgrad von unter 70 % auf. Fazit Die Vielzahl der vorhandenen Lösungen auf dem MES- Markt einerseits und die unternehmensspezifischen Anforderungen an eine MES- Lösung andererseits führen häufig zu Fragen, wie: In welchem Umfang werden die Funk tionsblöcke durch heutige MES-Lösungen unterstützt wo liegen ihre Stärken und Schwächen? Hilft mir die Einführung eines MES bei der Behebung meiner heutigen Informations- bzw. Planungsdefizite wirklich weiter? Diese und ähnliche Fragen stellen sich alle Produktionsbzw. IT-Verantwortlichen, die vor der Herausforderung stehen, zukünftig schneller qualifizierte Informationen über ihr Produktionsgeschehen bzw. über die Auswirkungen von Planungsentscheidungen zu erhalten. Eine Orientierung hierzu gibt der im Oktober 2010 anlässlich der IT&Business 2010 vorgestellte neue MES-Marktspiegel 2010/2011. Nähere Informationen zum Marktspiegel sind während der Fachmesse für Software, Infrastruktur & IT-Service auf dem Trovarit-Stand in Halle 5, Stand B58, oder auf dem Stand des Fraunhofer IPA in Halle 3, Stand B90, erhältlich. Die IT&Business 2010 findet vom 26. bis 28. Oktober auf dem Stuttgarter Messegelände statt. Literatur [1] VDI07:VDI-Richtlinie 5600: Manufacturing Execution Systems. VDI Fachgesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung, 2007 Ute Mussbach-Winter, Rolf Kipp, Thomas Wochinger