MES-System – Was es ist und was es leistet
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Als man begann, die Automatisierung in die Fertigung zu integrieren, wurde der Begriff Manufacturing Execution System (MES) geprägt. MES war ein Werkzeug für die Verwaltung automatisierter Systeme, das einen reibungslosen Betrieb von Fertigungsanlagen ermöglichen sollte. Dies sollte durch die Rationalisierung der Prozesse, die Verfolgung der Prozesse in der Produktion und die automatische Dokumentation der Ereignisse erreicht werden.
Im Laufe der Zeit fanden die Unternehmen neue Wege, dieses neue Werkzeug zu nutzen. Mit der wachsenden Nachfrage nach kundenspezifischen Produkten mussten Prozesse rationalisiert werden, um effizienter arbeiten zu können, und die Produktionsplanung musste optimiert werden. Hierfür hat sich das MES als wunderbares Werkzeug erwiesen.
Was ist MES?
Das Manufacturing Execution System (MES) ist ein integriertes System aus Software und Sensoren, das Echtzeitdaten über die Aktivitäten im Werk liefert. MES verfolgt, dokumentiert und steuert jeden Schritt der Produktion und optimiert den Output. Dadurch wird der Fertigungsprozess vereinfacht und die Ziele können in kürzerer Zeit erreicht werden.
MES ist im Wesentlichen ein vergrößertes ERP für die Umgebung von Fertigungsanlagen. Während ERPs versuchen, den Betrieb des gesamten Unternehmens zu optimieren, erweist es sich oft als zu umständlich, einzelne Fertigungsprozesse optimal zu verwalten. MES können hier Abhilfe schaffen, indem sie den Anwendungsbereich eingrenzen.
MES ist ein integriertes System von Sensoren und Software, das die Ausrüstung, das Material und die Arbeiter verfolgt. Es weist auf Engpässe in den Prozessen hin und hilft, die Wartung der Ausrüstung im Voraus zu planen, und kann auch verwendet werden, um auftragsbezogene Anweisungen für Arbeiter und Ausrüstung zu geben. Dies trägt zur Straffung der Prozesse bei und sorgt für eine zuverlässigere Planung.
Als das MES noch in den Kinderschuhen steckte, war die Definition noch recht unscharf. Fast jede Methode zur Verfolgung, Dokumentation oder Verwaltung eines Prozesses konnte als MES bezeichnet werden. Dies führte zu Problemen bei der Verwaltung der Schnittstellen zwischen MES und anderen Systemen.
1995 begann die International Society of Automation mit der Ausarbeitung einer Norm für MES, in der definiert wird, was sie tut und wie sie es tut. Auf diese Weise entstand die aktuelle ISA95-Norm. Sie definiert die MES-Funktionen in 11 Punkten wie folgt:
MES-Funktionen
- Datenerfassung
- Qualitätskontrolle
- Terminplanung
- Leistungsanalyse
- Fluss der Produkte
- Genealogie und Rückverfolgbarkeit
- Prozessmanagement
- Verwaltung der Ressourcen
- Personalverwaltung
- Verwaltung der Instandhaltung
- Verwaltung von Dokumenten
Auch wenn die Norm zulässt, dass ein MES-System nicht alle Funktionen erfüllt, so bildet sie doch ein Grundgerüst für das System. Funktionen, die vom MES nicht abgedeckt werden, können bei Bedarf von anderer Software übernommen werden, zum Beispiel kann ein ERP-System die Terminplanung übernehmen.
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MES und ERP
MES und ERP verursachen oft Verwirrung, da es schwer zu sagen ist, wo das eine aufhört und das andere anfängt. Beide Systeme haben einige sich überschneidende Funktionen, und in einigen rudimentären Fällen ist MES nicht einmal erforderlich. Dennoch kann sich die Optimierung des Betriebs einer Anlage mit ERP allein als schwierig erweisen.
ERP (Enterprise Resource Planning) ist ein Softwaresystem, das für den Betrieb eines gesamten Unternehmens entwickelt wurde. Es versucht, alle Aspekte der Geschäfte eines Unternehmens zu integrieren und zu verwalten. ERP funktioniert als eine sich ständig aktualisierende Datenbank von Ereignissen auf allen Ebenen. Diese Informationen können entweder manuell oder automatisch verwendet werden, um die für ein optimales Funktionieren erforderlichen Ressourcen zu verwalten.
MES hingegen erstreckt sich nicht über die Werksumgebung hinaus. Die Hauptaufgabe von MES besteht darin, zu beurteilen, welche Ressourcen (Rohstoffe, Personal, Ausrüstung) vorhanden sind und wie sie optimal genutzt werden können, um die bestellten Produkte herzustellen. Dazu gehören u.a. die Terminplanung, die Wartung der Anlagen, die Bestandskontrolle, die Qualitätskontrolle und die Dokumentation.
In einer optimalen Situation können ERPs auf der Grundlage von Marktprognosen Vorhersagen über die künftige Nachfrage nach bestimmten Produkten machen und diese Informationen an MES weitergeben. MES kann dann die Produktion an die Bedürfnisse des ERP anpassen. MES kann mehr Ressourcen für die Herstellung von Produkten mit hoher Nachfrage optimal und automatisch zuweisen. Auf diese Weise können ERP und MES nahtlos zusammenarbeiten.
Obwohl ein ERP-System selbst die kleinsten Details eines Fertigungsprozesses verwalten kann , wird diese Aufgabe oft am besten dem MES überlassen. ERP-Software sollte sich idealerweise darum kümmern, was in die Anlage hineingeht und was herauskommt, während MES alles abwickelt, was innerhalb des Anlagengebäudes passiert.
Vorteile der Nutzung von MES
MES können jeden Schritt jedes Prozesses in einer Anlage gleichzeitig überwachen und die Daten in Echtzeit an das Management weiterleiten. Manager oder in manchen Fällen künstliche Intelligenz können dann die Daten auswerten und die notwendigen Änderungen in den Prozessen vornehmen. MES dokumentiert auch alle Prozesse und Teile, die verarbeitet werden, was die Qualitäts- und Bestandskontrolle erleichtert.
Die Optimierung der Durchlaufzeit ist entscheidend für den Erfolg, und ein MES-System hilft bei der Erreichung dieses Ziels und ermöglicht eine hohe Flexibilität. Der größte Nutzen des Einsatzes von MES-Software wird erreicht, wenn jeder Fertigungsschritt automatisiert wird. MES kann dann mühelos jedes Prozessdetail bis auf die Millisekunde genau verwalten. Sie können eine Bestellung für ein Produkt aufgeben und noch Änderungen vornehmen, sofern dies physisch möglich ist. Jedes Produkt konnte mit minimalen Auswirkungen auf den Betrieb der Anlage angepasst werden.
Nachdem das MES die Arbeitsabläufe verarbeitet hat, kann es die Ergebnisse an das ERP-System weiterleiten. Das ERP-System kann sich dann auf den operativen Aspekt der Unternehmensführung konzentrieren, während das MES-System die alltäglichen Abläufe in den Betrieben im Detail abbildet. Insgesamt ist das MES eine Erweiterung des ERP.
Künftige Anwendungen von MES
In Zukunft wird die Produktion höchstwahrscheinlich von einer künstlichen Intelligenz gesteuert werden. Eine KI kann die Nachfrage auf der Grundlage von Mustern aus der Geschichte, aktuellen Ereignissen und zukünftigen Derivaten viel schneller und genauer vorhersagen als ein Mensch. Dies eröffnet lukrativen Geschäftsmöglichkeiten für frühe Anwender von künstlicher Intelligenz in der Geschäftswelt.
Die KI kann dann auch auf ERP-Ebene eingesetzt werden, um den größten Teil des gesamten Geschäfts abzuwickeln, während ein Mensch den Prozess nur überwacht. Dies würde es ermöglichen, ein Unternehmen auf eine völlig neue Weise zu führen. Eine KI könnte in einer Sekunde tausend verschiedene Szenarien simulieren und das wahrscheinlichste Szenario abschätzen. Es bleibt dem Unternehmer überlassen, ob er die Entscheidungen auf der Grundlage dieser Szenarien selbst treffen oder die KI für sich entscheiden lassen will.
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