Manufacturing Execution Systems: Der ultimative Leitfaden für MES

Einführung

Manufacturing Execution System, oder MES, ist einer dieser Begriffe, über die jeder spricht, die aber für jeden etwas anderes bedeuten. Dieser Leitfaden versucht, MES ein für alle Mal zu entmystifizieren. Wenn Sie diesen Leitfaden lesen, werden Sie verstehen:

• Was ist eine Traditionelle MES
• Ursprünge von MES und wie sie verwendet werden
• Die wichtigsten Merkmale von MES
• Die Vorteile und Herausforderungen von Manufacturing Execution Systems
• Der Anstieg der Nachfrage nach der nächsten Generation von MES
• Wie die nächste Generation MES die Unzulänglichkeiten der traditionellen MES

Bevor Sie mit der Lektüre beginnen, müssen wir Sie warnen: MES ist ein ziemlich langweiliges Thema und dies ist ein ausführlicher Leitfaden, also stellen Sie sicher, dass Sie eine gute Tasse Kaffee getrunken haben, bevor Sie beginnen!

Aus diesem Grund haben wir diesen Leitfaden so geschrieben, dass Sie Abschnitte überspringen und direkt zu den für Sie wichtigsten Punkten gehen können.

Wir haben ihn auch in eine PDF-Datei umgewandelt, damit Sie ihn herunterladen und in Ruhe lesen können:

Wenn Sie nach der Lektüre dieses Leitfadens noch Fragen haben, können Sie sich gerne an uns wenden. Wir werden dann unser Bestes tun, um Ihre Frage zu beantworten und diesen Leitfaden zu aktualisieren, damit er umfassender ist.

Ohne Umschweife, fangen wir an!

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Einfach ausgedrückt sindManufacturing Execution Systems, in der Branche auch als MES bekannt, eine Kategorie von Software, die in der Fertigung eingesetzt wird, um den Weg der Produkte von den Rohstoffen bis zum fertigen Produkt zu verfolgen und zu dokumentieren.

Genauer gesagt helfen Manufacturing Execution Systems bei der Verwaltung, Überwachung und Synchronisierung der Ausführung von physischen Prozessen in der Fertigung in Echtzeit. Zu diesem Zweck koordinieren sie den Fluss von Arbeitsaufträgen mit der Produktionsplanung und Systemen auf Unternehmensebene wie ERP- oder PLM-Systemen (Product Lifecycle Management).

MES arbeiten in Echtzeit, um die Kontrolle über mehrere Elemente des Produktionsprozesses zu ermöglichen, wie z.B. Inventar, Personal, Maschinen und unterstützende Dienstleistungen.

Als solche arbeiten sie in mehreren Funktionsbereichen, wie z.B. Produktdefinitionen über den gesamten Produktlebenszyklus, Ressourcenplanung, Auftragsausführung und Versand, Produktionsanalyse, Ausfallzeitmanagement, Qualität sowie Materialverfolgung und Rückverfolgbarkeit.

Die Hersteller nutzen die von MES bereitgestellten Informationen, um bessere Entscheidungen zu treffen, zu verstehen, wie der Betrieb optimiert werden kann, und ihre Abläufe kontinuierlich zu verbessern.

Durch den Einsatz von MES zur Verfolgung und Dokumentation der Produktion können Hersteller "As-Built"-Datensätze erstellen, die die Daten, Prozesse und den Output der Vorgänge erfassen. MES Anwendungen liefern auch Feedback zur Prozessleistung und können bei Bedarf die Rückverfolgbarkeit auf Komponenten- und Materialebene, die Genealogie und die Integration mit dem Prozessverlauf unterstützen.

Dies ist für jeden nützlich, der versucht, seine Abläufe kontinuierlich zu verbessern. Besonders wichtig ist dies jedoch für stark regulierte Branchen wie die Pharmaindustrie, die Lebensmittel- und Getränkeindustrie und die Luft- und Raumfahrtindustrie. In diesen Branchen kann die Dokumentation und der Nachweis von Prozessen, Ereignissen, Personal und Aktionen gesetzlich vorgeschrieben sein.

Mehr gibt es nicht zu sagen.

Wenn das alles ist, was Sie lernen wollten, können Sie gehen und Ihr Leben weiterleben!

Wenn Sie jedoch verstehen wollen, warum jeder eine andere Definition von MES zu haben scheint, dann lesen Sie weiter.

MES als Software-Kategorie entstand, nachdem die zugrunde liegende Technologie, die sie beschreibt, bereits vorhanden war.

In den frühen 1980er Jahren wurden Aufgabenbereiche in der Fertigung wie Produktionsplanung, Personalmanagement und Qualitätssicherung, die fast unabhängig voneinander sind, mit speziellen Datenerfassungssystemen ausgestattet.

Anfangs waren diese Datenerfassungssysteme, wie z.B. Arbeitszeit, Produktionsdaten Erfassung (PDA), computergestützte Qualitätssicherung (CAQ), verteilte oder direkte numerische Steuerung (DNC) und so weiter, hoch spezialisiert und unabhängig voneinander.

In den 1990er Jahren begannen die Hersteller solcher Systeme jedoch, Funktionen aus verwandten Bereichen zu "kombinieren", so dass "Kombinationssysteme" entstanden. Zum Beispiel die Protokollierung der Arbeit von Mitarbeitern auf einem PDA und so weiter.

Mit dem Aufkommen dieser Kombinationssysteme war es möglich, ein Datenerfassungs- und Auswertungssystem für viele Funktionsbereiche eines Fertigungsunternehmens zusammenzustellen.

Im Laufe der Zeit bildeten sich drei Gruppen von Datenerfassungs- und Bewertungssystemen heraus: Produktion, Personal und Qualität.

Wie Sie jedoch wissen, sind in der realen Welt Produktion, Personal und Qualität eng miteinander verbundene Aktivitäten, die sich nicht wirklich voneinander trennen lassen. Mit dem Aufkommen dieser drei Gruppen wuchs auch die Forderung, dass die Systeme eng miteinander verbunden und horizontal integriert sein müssen.

Durch die Integration auf Unternehmensebene konnten die Daten nicht schnell genug an die Mitarbeiter in der Produktion weitergegeben werden - also an diejenigen, die sie am dringendsten benötigten. Sie brauchten ein System, das die Daten aus den Produktions-, Personal- und Qualitätssystemen eng integriert.

Das daraus resultierende System umfasste Elemente der Qualitätssicherung, der Dokumentenverwaltung und der Leistungsanalyse. Daraus wurde das, was wir heute als Manufacturing Execution System (MES) kennen.

Der Aufstieg des Schlagworts MES

Bevor das Schlagwort geboren wurde, war MES einfach nur eine Software, die Herstellern versprach, Produktionsprobleme in Echtzeit zu erkennen, zu bewerten und darauf zu reagieren - zum ersten Mal.

Zunächst waren diese Produktionssysteme eine Mischung aus intern entwickelten Systemen und spezialisierten Lösungen, die von Drittanbietern entwickelt wurden.

Aber als die Industrie die Vorteile des Einsatzes von Software zur Verbindung von Produktion und Unternehmen erkannte, begannen sich diese Systeme zu verbreiten, und mit ihnen der Begriff MES.

Da der Begriff erst aufkam, nachdem sich die Systeme bereits verbreitet hatten, bedeutet er für die verschiedenen Personen je nach ihrer Rolle, der Branche, in der sie arbeiten, ihrem MES Anbieter und anderen Faktoren unterschiedliche Dinge.

Der Grund dafür ist, dass die Funktionen, die in einem prozessorientierten Betrieb benötigt werden, sich von denen in einem diskreten Fertigungsbetrieb unterscheiden.

Ebenso unterscheiden sich die Bedürfnisse einer stark regulierten Branche, wie z.B. Pharma oder Luft- und Raumfahrt/Verteidigung, von denen weniger regulierter Branchen.

Um den Bedürfnissen der einzelnen Branchen, Vertikalen und Fertigungsarten gerecht zu werden, wurden spezielle Lösungen entwickelt, die alle versuchen, aus dem Schlagwort MES Kapital zu schlagen.

Mit dem Aufkommen dieser Systeme kam die moderne Verwirrung über MES.

Wenn Sie schon lange genug in der Fertigung tätig sind, kennen Sie wahrscheinlich Standards wie MESA-11, ISA-95, das Purdue-Referenzmodell und so weiter.

Wenn Sie in der IT-Branche tätig sind, stehen die Chancen gut, dass Sie oder einer Ihrer Kollegen sich für eines oder alle diese Themen begeistern.

Aber wenn es Ihnen wie dem Rest von uns geht, erscheinen Ihnen all diese Begriffe verwirrend und Sie wünschten, es gäbe einen einfachen Weg, sie zu verstehen.

Wenn das der Fall ist, sind wir für Sie da!

Wir werden diese Standards jetzt ein für alle Mal entmystifizieren, damit Sie alle Ihre Kollegen beeindrucken können, wenn Sie das nächste Mal beim Mittagessen über MES diskutieren. (Sie können sie auch gut gebrauchen, um Ihre Kinder in den Schlaf zu wiegen).

Warum also all diese Standards? Der Grund dafür ist einfach: Als immer mehr Anbieter auf der MES Buzzword-Welle mitschwammen, wurde der Begriff zunehmend verwässert.

MESA, ISA-95 und andere Standards entstanden aus dem Versuch verschiedener Organisationen, die Definition von MES zu standardisieren.

Das MESA-Modell - Definition von MES nach Funktion

MESA, die Manufacturing Enterprise Solution Association, die Manufacturing Enterprise Solution Association, wurde in den 1990er Jahren gegründet, um bei der Ausführung von MES Systemen zu beraten und deren wachsende Komplexität anzugehen.

Ihr Modell ist vielleicht das am weitesten verbreitete in der Branche, da es auf das Jahr 1997 zurückgeht, als MESA den Umfang von MES durch 11 Kernfunktionen, das so genannte MESA-11-Modell, formell definierte.

Obwohl das eigentliche Modell im Laufe der Zeit mehrere Iterationen durchlaufen hat, ist eines gleich geblieben: Damit ein System ein MES sein kann, muss es alle Funktionsgruppen oder eine sinnvolle Kombination von ihnen aufweisen.

Das heißt, MESA definiert MES nach Funktion.

Die aktuelle Version aus dem Jahr 2008 reicht von der Produktion über den Anlagenbetrieb bis hin zum Geschäftsbetrieb und sogar zu strategischen Initiativen wie lean manufacturing, Qualität und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, Produktlebenszyklusmanagement, Echtzeit-Unternehmen, Asset Performance Management und anderen.

ISA-95 definiert MES nach Systemarchitektur

Im Gegensatz zum MESA-Modell, das im Wesentlichen ein Geschäftsprozessmodell ist, ist das ISA-95-Modell im Wesentlichen ein Informationsmodell.

ISA-95 wurde gemeinsam von der International Society of Automation (ISA), früher bekannt als Instrumentation, Systems, and Automation Society, und dem American National Standards Institute (ANSI) entwickelt.

Die Entwicklung des ISA-95-Standards begann 1995, als Computer in die Informations- und Kontrollsysteme der Industrie einzudringen begannen.

Das ISA-95 Modell unterteilt Produktionssysteme in 5 Stufen, basierend auf dem Purdue Enterprise Reference Architecture (PERA) Modell.

Auf diese Weise hilft der ISA-95 Standard, die Grenzen zwischen Systemen zu definieren. Intelligente Geräte, wie z.B. Sensoren, gehören zu Level 1. Steuersysteme wie PLCs, DCS, OCS gehören zu Level 2. MES, gehören zu Level 3. ERP zu Level 4.

Andere Versuche der Standardisierung MES

Die MESA- und ISA-95-Modelle sind vielleicht die bekanntesten und am häufigsten verwendeten Definitionen von MES. Es gibt jedoch noch ein paar andere Versuche, die es wert sind, diskutiert zu werden.

Eine davon ist die NAMUR, die von einer Gruppe von Endanwendern entwickelt wurde, die vor allem in der Prozessindustrie (hauptsächlich Chemie und Pharma) tätig sind.

Der Grund dafür ist, dass die Definitionen von MES von Branche zu Branche variieren können, da sich die gesetzlichen und betrieblichen Anforderungen von Branche zu Branche ändern.

Die Prozessindustrie beispielsweise betrachtet MES als Maschinen- und Anlagensteuerungssystem, während die diskrete Industrie MES eher als Online-Informationssystem, als Feedback- und Kontrollsystem für die Produktion betrachtet.

Wir haben gesehen, dass MES ein belasteter Begriff ist, der für verschiedene Menschen unterschiedliche Dinge bedeutet.

Aber wenn wir all diese Standards beiseite lassen, können wir eine MES anhand ihrer häufigsten Merkmale definieren.

Obwohl sie sich von Anbieter zu Anbieter unterscheiden, bieten die meisten MES Funktionen in den folgenden Funktionsbereichen:

Disposition von Produktionseinheiten: Disponieren Sie die Arbeit auf der Grundlage globaler Anweisungen aus dem Enterprise Resource Planning (ERP), angepasst an die Ressourcenverfügbarkeit, die Terminanforderungen und die Kapazität.

Produktverfolgung und Genealogie: Verfolgen Sie, wo sich jeder Artikel im Produktionsprozess befindet, zusammen mit der Quelle, der eindeutigen Identifizierung von Teilen und Materialien sowie den Geräten und dem Personal, die an der Bearbeitung beteiligt sind.

Prozessmanagement: Verwaltung des Produktionsprozesses von der Auftragsfreigabe über die Ware in Arbeit (WIP) bis hin zur fertigen Ware, einschließlich geführter Arbeitsschritte und Arbeitsanweisungen.

Ressourcenzuteilung und Status: Verwalten Sie die Zuweisung und den Status von Ressourcen, einschließlich Ausrüstung, Werkzeugen, Materialien und Arbeitskräften.

Datenerfassung und -speicherung: Sammeln Sie Daten aus der Produktion, z.B. von Endbenutzern, Datenbanken oder Geräten, und speichern Sie sie in Datenbanken oder eingebetteten Historikern.

Qualitätsmanagement: Integrieren Sie die Qualität in den Produktionsprozess durch prozessbegleitende Qualitätsüberwachung, Korrektur- und Vorbeugungsmaßnahmen (CAPA), Verifizierung und Arbeitsabläufe bei Nichtkonformität.

Personalverwaltung: Verwalten Sie die Mitarbeiter, die am Betrieb beteiligt sind, von der Arbeitszeiterfassung über die Qualifikationen und Zertifizierungen des Personals bis hin zur Personaleinsatzplanung und dem Eskalationsmanagement.

Leistungsanalyse: Definieren und verfolgen Sie wichtige Leistungsindikatoren (KPIs), führen Sie erweiterte Analysen durch und stellen Sie dashboard Anzeigen und Datensätze für die Leistungsüberwachung und Berichterstattung bereit.

Je nachdem, wen Sie fragen, können diese Kernfunktionen natürlich leicht variieren.

Gartner betrachtet zum Beispiel Ressourcenmanagement, Fertigungsprozessmanagement, Operations Intelligence und Planung/Scheduling als "erweiterte" MES Funktionalitäten.

Daraus sollten Sie lernen, dass ein Anbieter, nur weil er seine Software MES nennt, nicht garantiert, dass er auch alle diese Funktionen bietet.

Wenn Sie also prüfen, ob MES die richtige Lösung für Ihr Unternehmen ist, stellen Sie sicher, dass Sie alle Anwendungsfälle identifizieren, die Sie mit MES angehen möchten, und prüfen Sie, ob die Anbieter, die Sie evaluieren, diese Funktionen anbieten - nur weil einige Anbieter dies tun, heißt das nicht, dass sie es alle tun!

Wir haben uns die verschiedenen Definitionen einer MES angesehen und die wichtigsten Merkmale, die eine MES charakterisieren, kennengelernt.

Wenn Sie bis hierher gelesen haben, fragen Sie sich vielleicht, was die MES Vorteile oder Werttreiber sind. Nämlich: Warum setzen Fertigungsunternehmen diese Systeme ein?

Die kürzeste Antwort auf diese Frage ist das, was manchmal als die 6R-Regel der Fertigung bezeichnet wird: "Ein Produkt wird nur dann auf die wirtschaftlichste Weise hergestellt, wenn die richtigen Ressourcen in der richtigen Menge, am richtigen Ort, zur richtigen Zeit, in der richtigen Qualität und zu den richtigen Kosten während des gesamten Geschäftsprozesses zur Verfügung stehen.

Datenerfassung und Konsolidierung

MES die Erfassung und Konsolidierung von Daten aus Systemen wie der Produktionsplanung, dem Personalmanagement und den Qualitätssystemen zu erleichtern, die als nahezu exklusive und voneinander unabhängige Systeme konzipiert wurden, die aber in Wirklichkeit eng zusammenarbeiten müssen. Diese Fähigkeit, Daten aus verschiedenen Aufgabenbereichen zu sammeln und zu konsolidieren und sie den Mitarbeitern zur Verfügung zu stellen, war, wie wir oben gesehen haben, einer der ersten Werttreiber von MES.

Transparenz in der Produktion für eine bessere Entscheidungsfindung

MES kann nahezu in Echtzeit Einblick in die Produktion gewähren, was Herstellern hilft, bessere Entscheidungen zu treffen. Dieses Maß an Transparenz trägt zur Verbesserung der Abläufe in allen Wertströmen bei. So kann die Verfolgung des Auftragsfortschritts beispielsweise bei der Bestandsplanung und der Produktionsplanung helfen und die Kunden genau darüber informieren, wann die Aufträge fertig sind, sowie die Arbeitskosten für jeden Auftrag abschätzen. Die Erfassung von Maschinendaten hilft Ihnen bei der Schätzung Gesamtanlageneffektivität (OEE), wodurch Sie die Maschinenauslastung erhöhen können. Das Non-Conformance-Management kann Ihnen Einblicke in die Ursachen von Qualitätsmängeln geben, und so weiter.

Reduzieren Sie Fehler in Ihrem gesamten Betrieb

MES können helfen, menschliche Fehler in der Produktion zu reduzieren. Arbeitsanweisungen können zum Beispiel audiovisuelle Anleitungen für Techniker bei der Durchführung von Arbeiten liefern und ihnen helfen, Fehler zu vermeiden. Die prozessbegleitende Qualitätsprüfung kann helfen, Qualitätsprobleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie in die Produktion gelangen. Funktionen zur Verwaltung der Personalqualifikation können sicherstellen, dass nur die richtigen Mitarbeiter mit den richtigen Fähigkeiten bestimmte Aufgaben ausführen, um Sicherheits- und Qualitätsprobleme zu vermeiden.

Steigern Sie die Produktivität mit besseren Daten

MES die richtigen Informationen zur richtigen Zeit an die richtige Person weiterzuleiten, was wiederum die Produktivität erhöht. Wenn die Techniker zum Beispiel die richtigen Maschineneinstellungen oder das richtige Maschinenprogramm haben, können sie die Prozesse schneller ausführen. Wenn sie die richtigen Arbeitsanweisungen haben, können sie die Produktion eines bestimmten Widgets beschleunigen.

Steigern Sie die Maschinenauslastung und Betriebszeit

MES können Maschinendaten sammeln, um Herstellern dabei zu helfen, ihre wahre Auslastung zu ermitteln. Sie können auch die Maschinenauslastung verbessern, indem sie sicherstellen, dass die richtigen Werkzeuge und Ressourcen in der Produktion zur Verfügung stehen und dass die Maschinen entsprechend eingerichtet, betrieben und gewartet werden und ihre Werkzeuge rechtzeitig kalibriert werden.

Papierlose Fabrik

In einer Fabrik wird jedes Stück Metall, das nicht mit einem Datensatz versehen ist, gemäß den Zertifizierungsvorschriften normalerweise als Schrott betrachtet. Dies führt zu einem hohen Maß an schriftlichem Output, beginnend mit der Vorbereitung der Arbeitsauftrag, dem Ausdrucken von Arbeitspapieren, Arbeitsanweisungen, Materialausgabescheinen, Probeaufträgen, Routingkarten usw. Im Allgemeinen ist die Papierspur, die ein Auftrag auf seinem Weg durch die Produktion hinterlässt, beträchtlich. Es wird geschätzt, dass die Druckkosten allein in der Fertigung etwa 5 % des Umsatzes ausmachen (Quelle: MES - Springer). Die Einführung von MES kann Unternehmen helfen, all diese Belege zu digitalisieren und eine papierlose Produktion zu erreichen.

Verbesserung des Informationsflusses zwischen den Beteiligten

Abgesehen von den Druck- und Papierkosten besteht auch das Risiko, dass die Informationen in der Produktion nicht auf dem neuesten Stand sind. Bei Arbeitsanweisungen zum Beispiel ist der organisatorische und administrative Aufwand für die Erstellung, Aktualisierung, Verteilung und Verwaltung der Dokumente beträchtlich. Mit einer MES können Sie zumindest feststellen, welche Arbeitsanweisung die neueste ist. Außerdem geben andere Systeme wie ERP die Informationen nicht schnell genug weiter, um die Produktion zu steuern. Mit einem MES können Sie die Kommunikation zwischen der Produktion und der Unternehmensleitung verbessern.

Orchestrierung der Kommunikation zwischen intelligenten Maschinen

In dem Maße, in dem digitale Maschinen, IoT-fähige Sensoren und andere Technologien in der Fertigung Einzug halten, steigt auch die Notwendigkeit, die Kommunikation zwischen all diesen Systemen zu verwalten. Obwohl die meisten Systeme von MES vor dem Zeitalter von Cloud und IoT entwickelt wurden, versuchen sie zunehmend, diese Lücke zu schließen (wenn auch mit unterschiedlichem Erfolg).

Wie wir gesehen haben, ist MES für den Produktionsbetrieb von großem Nutzen. Sie helfen dabei, die Produktivität zu steigern, Qualitätsprobleme zu reduzieren und Transparenz zu schaffen, um Ihre Abläufe effizienter zu gestalten.

MES ist jedoch nicht perfekt. Wie alle Systeme haben auch sie erhebliche Nachteile. Einige lassen sich durch die Wahl des richtigen Anbieters vermeiden, andere sind einfach Teil der Funktionsweise der Systeme.

Im Folgenden gehen wir auf die wichtigsten Nachteile von MES ein:

Die Implementierung einer MES ist ein langsamer Prozess

Da es sich bei MES um ein so umfassendes System handelt, ist seine Implementierung in der Regel ein großes Unterfangen, bei dem die Interessen der verschiedenen Interessengruppen im gesamten Unternehmen berücksichtigt werden müssen. Angesichts der hohen Lizenzkosten, die mit MES verbunden sind, und der vielen Beteiligten, die das System nutzen werden, müssen selbst die agilsten Hersteller Monate damit verbringen, ihren Bedarf an MES zu ermitteln, Anbieter zu bewerten und POCs zu erstellen. Diese Zeitvorgaben implizieren, dass die Zeit bis zur Wertschöpfung zwischen Monaten und Jahren liegt. Laut Gartner beträgt die durchschnittliche Implementierungszeit für eine MES 15-16 Monate.

MES sind starr, so dass es schwierig und teuer sein kann, sie anzupassen

MES sind starre Systeme mit engen, klar definierten Funktionen und Systemarchitekturen. Wenn Sie nicht gerade eine maßgeschneiderte MES einsetzen, die sehr teuer sein kann und noch langsamer zu implementieren ist, müssen Sie eine Standardlösung anpassen. Das ist schwierig, zeitaufwändig und teuer. Maßgeschneiderte MES Konfigurationen, die auf MES Toolkits basieren, können ein hohes Verhältnis von Lizenz zu Service aufweisen, oft mehr als 1:5. Das bedeutet, dass Sie für jede 10.000 Dollar, die Sie für Lizenzen ausgeben, 50.000 Dollar für Dienstleistungen ausgeben können.

Wenn Sie nicht gerade eine benutzerdefinierte MES verwenden, müssen Sie Ihre Arbeitsabläufe ändern, um sie an die MES

Angesichts der starren Architekturen von MES ist es oft einfacher, Ihre Arbeitsabläufe an MES anzupassen, als MES an Ihre betrieblichen Anforderungen zu ändern. Das hat natürlich seinen Preis. Sie müssen nicht nur Ihre Arbeitsabläufe ändern, sondern können auch mit Prozessen arbeiten, die nicht unbedingt die besten für Ihren Betrieb sind, nur weil Ihr MES keine anderen Alternativen unterstützt. Die Übernahme von minderwertigen Prozessen kann langfristig Kosten verursachen, die die Vorteile des Manufacturing Execution Systems bei weitem übersteigen.

Die starre Natur von MES macht es schwierig, Systeme zu wechseln, wenn sich Ihre betrieblichen Anforderungen ändern.

Moderne Fabriken müssen flexibel sein, um sich an Veränderungen des Marktes und der Kundennachfrage anzupassen und sich kontinuierlich zu verbessern. Aufgrund ihrer starren Architektur kann MES jedoch das Verbesserungstempo verlangsamen, da sie für die neuen Prozesse angepasst werden müssen. Dies kann dazu führen, dass MES hinter den Anforderungen des operativen Geschäfts zurückbleibt. Laut Gartner ist einer der 5 Hauptgründe, warum Hersteller MES wechseln, dass ihre Anbieter nicht flexibel genug sind, um sich an die aktuellen Anforderungen des Unternehmens anzupassen.

MES sind für die IT und nicht für die Mitarbeiter in der Produktion gedacht.

Auch wenn MES von Produktionsmitarbeitern verwendet wird, ist das System selbst für die IT-Abteilung konzipiert, die es bereitstellt, anpasst und verwaltet. Das bedeutet, dass Sie es nicht an Ihre Bedürfnisse anpassen können, es sei denn, Sie haben Erfahrung in der Softwareentwicklung. Das Problem dabei ist, dass die Mitarbeiter, die dem Betrieb am nächsten stehen und die Bedürfnisse der Produktion am besten kennen, nicht zur Verbesserung von MES beitragen können. Außerdem wird dadurch Stammeswissen innerhalb der IT eingeführt, was zu Problemen führen kann, wenn IT-Mitarbeiter das Unternehmen verlassen.

MES nicht mit dem Tempo der Technologie Schritt hält

Das industrielle Internet der Dinge (IIoT) und Cloud Computing gehören zu den vielversprechendsten neuen Technologien in der Fertigung. Allerdings wurde MES vor diesen neuen Technologien entwickelt, so dass die meisten MES Anbieter hinterherhinken, diese in ihre Lösungen einzubauen. Tatsächlich schätzt Gartner, dass nur 50% der MES Lösungen industrielle IoT (IIoT) beinhalten werden! Außerdem wurden die meisten MES als Vor-Ort-Lösungen entwickelt. Obwohl einige Anbieter beginnen, Cloud-basierte Lösungen anzubieten, liegen sie in dieser Hinsicht weit hinter anderen Lösungen oder Branchen zurück. Laut Gartner ist einer der 5 wichtigsten Gründe, warum Hersteller das System MES wechseln, dass die alte Lösung MES technisch veraltet war und nicht die vom Unternehmen benötigten Funktionen bot.

MES haben einen blinden Fleck für menschliche Daten

Schätzungen zufolge sind menschliche Fehler für etwa 22 % der Fehler in einer Fabrik verantwortlich, schlechte Ausbildung für 15 % und Geräte- und Materialprobleme für 19 %. Leider ist MES nicht unbedingt das beste System, um mit diesen Problemen umzugehen. Auch wenn Sie Arbeitsanweisungen an MES Arbeitsaufträge anhängen und Schulungszertifikate nachverfolgen können, ist die Erstellung detaillierter, IoT-fähiger Arbeitsanweisungen nicht das primäre Ziel des Systems, so dass Sie wahrscheinlich zusätzliche Software benötigen, um es zu ergänzen.

MES die Preise sind für kleine und mittlere Hersteller unerschwinglich

MES haben in der Regel hohe Vorabinvestitionen mit wiederkehrenden Wartungsgebühren. In Verbindung mit einer langsamen Amortisationszeit führt dies zu langen Amortisationszeiten, die MES für kleine und mittlere Hersteller unerschwinglich machen. Und selbst wenn Sie ein großer Hersteller sind und sich eine MES leisten können, haben Hersteller von Änderungen in der Lizenzstruktur berichtet, die im Laufe der Zeit umfangreiche ungeplante Kosten verursachen. Laut der oben erwähnten Gartner-Studie ist einer der fünf Hauptgründe für Hersteller, MES zu wechseln, der finanzielle Nutzen neuer Systeme.

Der Markt von MES ist weitgehend ausgereift, wobei fast 80% der Einnahmen aus Nordamerika und Europa stammen. In diesen Regionen ist der MES Markt weitgehend ein Ersatzmarkt.

Obwohl die führenden Anbieter ihre MES ständig um neue Funktionen erweitern, sind die Kernfunktionalisten in den letzten 20 Jahren größtenteils dieselben geblieben und viele hinken bei der Implementierung neuer Technologien wie Cloud und IoT hinterher.

Laut einer gemeinsamen Studie von Gartner und MESA sind die Hauptgründe, warum Hersteller versuchen, ihre MES zu ersetzen, folgende:

1. Die existierende MES ist technisch veraltet
2. Die vorhandene MES bietet nicht die vom Unternehmen benötigte Funktionalität
3. Neue MES bietet finanzielle Vorteile
4. Änderungen in der Geschäftstätigkeit des Unternehmens führten dazu, dass ältere MES nicht mehr den Bedürfnissen des Unternehmens entsprachen.
5. Das alte MES war nicht flexibel genug, um sich an die aktuellen Anforderungen des Unternehmens anzupassen.

Funktionsspezifisch Applications

Einige Hersteller verzichten ganz auf MES und entscheiden sich für funktionsspezifische Anwendungen. Hersteller, die z.B. nur nach Qualitätsmodulen auf MES suchen, entscheiden sich stattdessen zunehmend für unternehmensweite Qualitätsmanagement Systeme. Ähnlich verhält es sich mit Herstellern, die MES mit guten Funktionen für Arbeitsanweisungen suchen und sich stattdessen für einen Softwareanbieter entscheiden, der sich darauf spezialisiert hat.

So oder so, bei der Bewertung von MES Alternativen können Hersteller zwischen funktionsspezifischen Anwendungen, kundenspezifischen MES, kommerziellen Standardprodukten MES oder einer selbst entwickelten MES wählen.

Sonderanfertigungen MES

Eine maßgeschneiderte MES Lösung ist so konzipiert, dass sie spezifische betriebliche Abläufe berücksichtigt. Die Codierung und Funktionalität einer kundenspezifischen MES Lösung kann auf die speziellen Bedürfnisse der Branche zugeschnitten werden. Diese Lösungen können Herstellern die am besten auf ihre Bedürfnisse zugeschnittenen Funktionen bieten, sind aber recht teuer in der Erstellung und Wartung.

Kommerzielles Produkt von der Stange (COTS) MES

Commercial-Off-The-Shelf (COTS) MES sind vorgefertigte Systeme, die auf ein Niveau der Konformität und der besten Praktiken verfeinert wurden, das mit einer kundenspezifischen Lösung normalerweise nicht erreicht werden kann. Die Lizenz- und Wartungskosten einer COTS MES -Lösung sind im Vergleich zu einer maßgeschneiderten MES ebenfalls deutlich niedriger, weshalb sich die meisten Unternehmen für sie entscheiden. Bei der Auswahl kommerzieller Standardlösungen sollten Sie bedenken, dass es 4 Arten von Anbietern gibt:

1. ERP Anbieter: Diese Anbieter bieten ein breites Lösungsportfolio in verschiedenen Anwendungskategorien an, z.B. Fertigungsressourcenplanung (MRP), Personalmanagement, Customer Relationship Management (CRM), PLM und/oder Supply-Chain-Management. Beispiele für diese Anbieter sind Epicor Software, IQMS, Oracle, Plex und SAP.
2. PLM-Anbieter: Sie bieten ein Portfolio von Anwendungen für den gesamten Produktlebenszyklus an, z. B. für Produktdesign, Produktsimulation und Qualität. Dessault Systemes und Siemens sind Beispiele für diese Art von Anbietern.
3. Anbieter von Automatisierungslösungen: Diese Anbieter verkaufen MES zusätzlich zu den SCADA/DCS-Anwendungen. ABB, Aveva, Emerson, GE Digital, Honeywell Connected Plant und Rockwell Automation sind alle Anbieter von Automatisierungslösungen mit MES .
4. Reinrassige MES Anbieter: Diese Anbieter haben einen speziellen Fokus auf MES, entweder als eigenständiges Unternehmen oder als Softwareabteilung eines Industrieunternehmens. Forcam, Applied Materials, Nomuda, PSI Metals gehören zu den Anbietern in dieser Kategorie, die sich auf Fertigungssoftware spezialisiert haben.

DIY MES

Schließlich können Sie sich dafür entscheiden, Ihre eigene MES zu bauen. In den Anfängen von MES war der Heimwerkerweg der bevorzugte Weg. Tatsächlich begannen viele der heutigen Anbieter als selbst entwickelte Lösungen, die später kommerzialisiert wurden. In den letzten Jahren hat sich die DIY-Methode jedoch wieder durchgesetzt.

Es gibt mehrere Gründe, warum sich Hersteller für ein Do-It-Yourself-Programm MES entscheiden.

Erstens sind die Gesamtbetriebskosten für maßgeschneiderte oder handelsübliche MES hoch. Zweitens ist auch die Komplexität der Implementierung hoch, die im Durchschnitt 15 bis 16 Monate dauert. Und schließlich ermöglichen das Aufkommen und die wachsende Beliebtheit von Manufacturing App Plattformen wie Tulip es den Herstellern, ihre bestehenden MES zu erweitern oder ihre eigenen Systeme von Grund auf schneller und billiger als je zuvor aufzubauen.

In diesem Leitfaden gehen wir auf die Geschichte der Manufacturing Execution Systems, die Entwicklung des Begriffs, die verschiedenen Versuche, seine Definition zu standardisieren, die Vorteile der Einführung der Technologie und die häufigsten Fallstricke von MES ein.

Wir haben gesehen, wie MES die Fertigung verändert hat und wie neue Lösungen wie funktionsspezifische Anwendungen und Fertigungs-Apps als Alternativen zur Shopfloor-Software auftauchen.

Auch wenn die Zukunft von MES unklar ist, bleibt eines sicher: Solange die für die Verwaltung von Fertigungsabläufen erforderlichen Funktionen existieren, werden Systeme wie MES weiterhin ihren Platz in den Werkshallen der Welt haben.

Einen umfassenden Überblick darüber, wie Tulip im Vergleich zu herkömmlichen MES Lösungen abschneidet, finden Sie in unserem LeitfadenMES vs. Operations Platforms.