MES-System: Was ist ein Manufacturing Execution System?

Ein MES-System (Manufacturing Execution System, auf Deutsch auch Fertigungsmanagement- oder Produktionsleitsystem) ist eine Software, die die laufende Fertigung in Echtzeit plant, steuert, überwacht und dokumentiert. Es verbindet die Unternehmensplanung im ERP-System mit der Maschinen- und Anlagenebene: Das ERP liefert die Fertigungsaufträge, das MES setzt sie in der Werkhalle um und meldet Stückzahlen, Stillstände und Qualitätsdaten zurück.

Was ist ein MES?

Die Abkürzung MES steht für Manufacturing Execution System. Gemeint ist damit eine Software, die eine entscheidende Rolle bei der Steuerung von Produktionsprozessen spielt. Das integrierte System steuert, überwacht und kontrolliert die Prozesse in einer Produktionsstätte und sichert auf diese Weise eine effiziente Koordination. Damit ist die Software ein wichtiger Bestandteil der IT-Landschaft eines Unternehmens.

Fertigungssteuerungssysteme wurden ursprünglich entwickelt, um den gestiegenen Anforderungen der herstellenden Industrie gerecht zu werden, die durch die Automatisierung der Produktionsprozesse entstanden sind. Eine MES-Software umfasst deshalb verschiedene Funktionen. Die wichtigsten sind:

● Sammeln von Daten in Echtzeit,
● Steuerung der Produktionsaufträge,
● Rückverfolgbarkeit der Materialien,
● Leistungskontrolle der Maschinen.

Bestandteile eines solchen Systems sind benutzerfreundliche Schnittstellen, zentrale Datenbanken und ausgefeilte Analysealgorithmen. Im Gegensatz zu einem ERP-System (Enterprise-Resource-Planning-System), das die kaufmännischen Prozesse des gesamten Unternehmens abbildet, beschränkt sich ein Manufacturing Execution System ausschließlich auf die Steuerung und Überwachung der Produktionsprozesse. Durch diese Spezialisierung spielt das MES eine zentrale Rolle bei der Optimierung der operativen Effizienz und der Produktqualität in der Fertigung.

Welche Funktionen hat ein MES-System? Die zehn Aufgaben nach VDI 5600

Was ein MES leisten soll, beschreibt im deutschsprachigen Raum die Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 „Fertigungsmanagementsysteme“. Die aktuelle Fassung von 2016 gliedert ein MES in zehn Aufgaben:

• Auftragsmanagement: Übernahme der Fertigungsaufträge aus dem ERP-System und Verfolgung ihres Status.
• Feinplanung und Feinsteuerung: Reihenfolge- und Maschinenbelegungsplanung auf Basis der tatsächlich verfügbaren Kapazitäten.
• Betriebsmittelmanagement: Verfügbarkeit und Zustand von Maschinen, Werkzeugen und Vorrichtungen.
• Materialmanagement: Bereitstellung, Bestände und Chargen in der Fertigung.
• Personalmanagement: Einsatzplanung und Qualifikationen der Mitarbeitenden in der Produktion.
• Datenerfassung: Betriebs- und Maschinendaten wie Stückzahlen, Laufzeiten und Stillstände.
• Leistungsanalyse: Kennzahlen wie die Gesamtanlageneffektivität (OEE).
• Qualitätsmanagement: Prüfdaten, Abweichungen und lückenlose Rückverfolgbarkeit.
• Informationsmanagement: Bereitstellung der passenden Informationen für jede Rolle, etwa Arbeitsanweisungen am Arbeitsplatz.
• Energiemanagement: Erfassung und Optimierung des Energieverbrauchs in der Fertigung.

Kaum eine Software deckt alle zehn Aufgaben gleich tief ab. Die Gliederung der Richtlinie eignet sich deshalb gut als Struktur für ein Lastenheft und für den Vergleich verschiedener Anbieter.

Vorteile von MES-Softwarelösungen für die Produktion

Die Einführung eines Manufacturing Execution Systems bietet bei der industriellen Herstellung von Waren ein ganzes Bündel an Vorteilen. Das Fertigungssteuerungssystem trägt zur Optimierung der Produktionsprozesse bei, indem es ein präziseres Ressourcenmanagement, eine optimierte Planung sowie eine lückenlose Koordination der Abläufe ermöglicht.

Die Optimierung schlägt sich in einem sinnvolleren Mitteleinsatz, kürzeren Produktionszeiten und folglich geringeren Kosten nieder. Das MES spielt eine maßgebliche Rolle bei der Verbesserung der Produktqualität, da es die Prozesse in Echtzeit überwacht, Fehler reduziert und so konstante Fertigungsabläufe gewährleistet.

Manufacturing-Execution-Systeme werden auch für die Überwachung von Normen und Vorschriften eingesetzt und unterstützen so die Konformität der hergestellten Produkte. Das stärkt zugleich den Ruf des Unternehmens als Qualitätsanbieter.

Wie funktioniert ein Manufacturing Execution System?

Ein Manufacturing Execution System zeichnet sich dadurch aus, dass es Schlüsselprozesse in der Fertigung zielführend steuert. Zugleich sichert es Planung, Überwachung und Qualitätskontrolle der Abläufe in der Produktionsstätte. Planung bedeutet in diesem Zusammenhang die Steuerung der Produktionsaufträge, die Zuteilung der notwendigen Ressourcen und die Erstellung eines exakten Zeitplans. Die Überwachung in Echtzeit ermöglicht jederzeit einen Überblick über den Produktionsfortschritt. Während des gesamten Ablaufs wird die Qualität aller Teilprozesse kontrolliert, sodass sich die Einhaltung geltender Normen nachweisen lässt.

Ausschlaggebend ist jedoch, dass das MES in andere Systeme wie ERP (Enterprise Resource Planning) oder SCM (Supply Chain Management) integriert ist. Das vereinfacht die Synchronisierung der Daten und unterstützt den reibungslosen Informationsaustausch zwischen den verschiedenen Abteilungen des Unternehmens.

Das Manufacturing Execution System wertet die erhaltenen Daten aus, analysiert sie eingehend und liefert somit eine solide Grundlage für die notwendigen Entscheidungen. Auf der Basis der Analyse werden zudem Optimierungsmöglichkeiten erkannt und potenzielle Probleme verhindert. Kurz: Die Leistung der gesamten Produktion steigt.

MES und ERP: Abgrenzung und Zusammenspiel

ERP und MES ergänzen sich, arbeiten aber auf unterschiedlichen Ebenen. Das Referenzmodell ISA-95, international als IEC 62264 genormt, ordnet das ERP-System der Ebene 4 zu, also der Geschäftsplanung und Logistik. Das MES liegt auf Ebene 3 und steuert die eigentlichen Fertigungsabläufe. Darunter folgen auf den Ebenen 0 bis 2 Sensorik, Steuerungen und Prozessleittechnik.

In der Praxis übergibt das ERP einen Fertigungsauftrag an das MES. Das MES zerlegt ihn in Arbeitsgänge, plant den Maschineneinsatz nach der tatsächlichen Verfügbarkeit und meldet Mengen, Zeiten und Ausschuss an das ERP zurück. Besonders deutlich wird der Unterschied bei der Rückverfolgung: Laut Computerwoche lässt sich eine betroffene Charge mit einem MES in Minuten ermitteln; ohne ein solches System kann das Tage oder Wochen dauern. Wie sich das ERP wiederum vom Produktlebenszyklusmanagement abgrenzt, lesen Sie im Beitrag PLM vs. ERP.

Herausforderungen bei der Einführung eines MES

Wird ein Manufacturing Execution System (MES) in einem Produktionsbetrieb eingeführt, sollte man bestimmte Schritte einhalten, damit die Implementierung gelingt. Zunächst ist es wichtig, die spezifischen Anforderungen des Betriebes genau zu evaluieren. Auf dieser Basis wählt man dann ein MES aus, das diese Bedürfnisse am besten erfüllt.

Um einen reibungslosen Übergang auf das neue System zu gewährleisten, müssen in der Folge die Konfiguration des Systems und die Migration der Daten gewissenhaft geplant und Tests durchgeführt werden. Während des Einführungsprozesses können immer wieder Schwierigkeiten auftreten. Mitarbeiter reagieren möglicherweise mit Widerstand gegen Veränderungen, die technischen Anforderungen erweisen sich vielleicht als komplexer als gedacht oder die Koordination der verschiedenen Teams stellt sich als problematisch heraus.

In diesem Kontext spielt die Mitarbeiterschulung eine entscheidende Rolle. Es ist unerlässlich, den Beschäftigten im Rahmen von gut konzipierten Fortbildungsmaßnahmen die Funktionen des Manufacturing Execution Systems wirksam zu vermitteln. Auf diese Weise stellt man sicher, dass das System von den Beschäftigten optimal genutzt wird und dem Unternehmen den erwarteten Nutzen bringt.

Zusammengefasst lässt sich festhalten, dass ein Manufacturing Execution System die Fertigungsprozesse in der herstellenden Industrie steuert und auf diese Weise Effizienz und Qualität verbessert. Die Zukunft des MES liegt in der kontinuierlichen Weiterentwicklung und Anpassung an neue Technologien. Damit eine Software für die Fertigungssteuerung jedoch den maximalen Nutzen bietet, ist ein strategisches Vorgehen das A und O. Treffen Sie Entscheidungen auf Basis klar definierter Anforderungen. Wenn Sie dies berücksichtigen, bringt Ihnen das Manufacturing Execution System den gewünschten operativen Nutzen und hilft Ihnen, Ihre Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.