Manufacturing Execution Systems

Alles aus einem Guss

Von Karl-Heinz Möller · 2016

Im Produktionsprozess geht es um eine reibungslose Übergabe innerhalb der Fertigung.

Um alle ökonomischen Potenziale in der Fertigung zu erschließen, werden transparente, reaktionsschnelle und wirtschaftliche Prozesse benötigt. Im Kontext von Industrie 4.0 ist diese diffizile Aufgabe eingebaut in eine intelligente Programmarchitektur. Autark organisiert und optimiert die Produktionssoftware das technische Geschehen in der Fabrik.

n der traditionellen industriellen Fertigung schafft die Kombination von Mensch und Maschine – in gespannter Koexistenz – ein fertiges Produkt. Ob Pumpe, Bandsäge oder Druckerpresse, in hunderten von Takten und Einzelschritten entsteht ein typisches Qualitäts-Aggregat deutscher Herkunft – vielfach vermessen, sortiert, geprüft und in die Hand genommen. Diese Art der Herstellung gehört in einigen Wirtschaftszweigen bereits der Vergangenheit an. Das Konzept Industrie 4.0 ist dort angekommen, wo es die größten Effekte erzielt: in der Fertigung. Die vierte technologische Revolution hat die Basis erfasst. Ingenieuren gelingt es mittels Digitalisierung, Vernetzung, Programmierung und neuer IT-Architekturen, den gesamten Produktionsprozess zu automatisieren. Menschen an der Werkbank werden durch die Maschine abgelöst. Entlastet von Routinen, übernehmen sie kreative Aufgaben wie planen, lenken, entwickeln.

Strategiewechsel in der Kommandozentrale

MES-Systeme (Manufacturing Execution Systems) übernehmen das totale Kommando in der Fabrikhalle. Diese Systeme sorgen idealerweise nicht nur für eine reibungslose Produktion, sondern liefern interessante Zusatzeffekte für den Kaufmann: Reduzierung der Energiekosten, Verkürzung der Durchlaufzeiten, garantierte Qualität, Verringerung der Umlaufbestände, Minimierung des Ressourceneinsatzes und Erhebung von Controlling-Kennzahlen. MES-Lösungen werden somit zu mächtigen Werkzeugen der Prozessoptimierung. Herausforderungen für Unternehmen und damit die Handlungsfelder für das Management und die IT-Verantwortlichen liegen thematisch in fertigungsnahen Bereichen. Es geht vor allem um mehr Flexibilität (Konfigurationen), Standards zur Integration des Maschinenparks, mobile Anwendungen für Prozesscontrolling, Synchronisation mit anderen Systemen, Interaktion in Echtzeit (Netzwerkausfälle), themenübergreifendes Datenmanagement, Eliminierung von Insellösungen (horizontale Integration), Schnittstellenmanagement und belastbare Kennzahlen für Managemententscheidungen.

Bausteine für Service- und Kundenorientierung

MES-Lösungen können in Fabriken vorteilhaft in einer modular gestaffelten Architektur umgesetzt werden. Diese Konstruktionen erlauben individuelle Anpassungen in jede Richtung. Die Rede ist von Fertigungen mit Losgröße Eins und serviceorientierten Ansätzen. Auch Entwicklungstools für eventuelle Anpassungen, Stichwort Customizing, erweitern das Spektrum und erhöhen damit die Effizienz von MES. Oft ist die Ausgangsposition eine funktionierende Produktionsstraße alter Prägung. Um im Wettbewerb nicht zu unterliegen, steht dann die Entscheidung im Raum, ob ein MES integriert werden kann. Dabei wäre für das automatisierte Steuern von Produktionsmaschinen und deren Datenübernahme eine geeignete Maschinenanbindung notwendig. Die Schnittstellen-Problematik ist eine der großen Hürden, die es zu meistern gilt.

Technologien für neu zu formierende Anlagen stecken hinter dem Begriff Cyber-Physische Äquivalenz. Die auf dieser Basis entworfenen Systeme CPS (Cyber-Physische-Systeme) können bei der Umsetzung von Produktionssystemen eine Schlüsselrolle spielen. Alle Arbeitsschritte im gesamten werksseitigen Ablauf werden zunächst als digitales Modell erstellt. Aus diesem System wird dann in die Fabrik real übertragen. Was dann tatsächlich in der Fabrik geschieht, wird digital erfasst und wieder in die virtuelle Welt gespiegelt. Eine im ersten Moment zwar aufwendige Methode. In der Folge werden allerdings flexible Produktionsprozesse und viele Varianten möglich. Sogar die Fertigung von Einzelstücken und kleine Serien im industriellen Maßstab können erfolgen.