MES funktional erweitern Plattformbasierte Fertigungs-IT

Autor / Redakteur: Markus Diesner* / Sebastian Human

Seit vielen Jahren sind Manufacturing Execution Systeme (MES) nun der Platzhirsch der Fertigungs-IT und stehen synonym für die horizontale und vertikale Integration. Aber ist das in Zeiten von Industrie 4.0 noch ausreichend? Braucht es nicht vielmehr eine systemübergreifende Interoperabilität?

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Ein MES, das mit allen Akteuren kommunizieren kann, ist ein wichtiger Bestandteil der vollständig vernetzten Fertigung.
Ein MES, das mit allen Akteuren kommunizieren kann, ist ein wichtiger Bestandteil der vollständig vernetzten Fertigung.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Bei all dem Erfolg, den MES in den letzten Jahren verbuchen konnten, stellt sich unter dem Aspekt von Industrie 4.0 eine neue Frage: Kann ein System alleine überhaupt noch alle Anforderungen der Smart Factory erfüllen?

Um ein MES auf ein neues Level der Interoperabilität zu heben, braucht es ein Bindeglied zum Ökosystem der Fertigungs-IT.

MES-Systeme gibt es mittlerweile mehr als man zählen kann. Zwar unterscheidet sich der Funktionsumfang teilweise enorm, jedoch ist das Ziel immer das gleiche: mehr Transparenz und Effizienz im Shopfloor. Dafür kommen digitale Werkzeuge zum Einsatz, die den fertigungsnahen Mitarbeiter auf allen Ebenen dabei unterstützen, Schwachstellen aufzudecken, Potenziale zu erkennen und durch geeignete Maßnahmen und Optimierungen die Produktivität zu steigern.

Aufgaben der Fertigungs-IT

Die VDI-Richtlinie 5600 wirbt für eine aufgabenorientierte Sicht und definiert dafür zehn MES- Aufgaben:

  • 1. Auftragsmanagement
  • 2. Feinplanung & Feinsteuerung
  • 3. Betriebsmittelmanagement
  • 4. Materialmanagement
  • 5. Personalmanagement
  • 6. Datenerfassung
  • 7. Leistungsanalyse
  • 8. Qualitätsmanagement
  • 9. Informationsmanagement
  • 10. Energiemanagement.

Die im Rahmen dieser Aufgaben beschriebenen Funktionen, die ein MES bieten sollte, decken bereits ein breites Spektrum der heutigen Anforderungen der Smart Factory ab – aber eben nicht alles. Beispielsweise beschreibt die Aufgabe Materialmanagement zwar das Handling von Chargen, den Anstoß von Transportaufträgen sowie den Umgang mit Verfallsdaten. Doch die eigentliche Durchführung der Transporte von Material und Ressourcen samt Routenplanung bleibt allerdings außen vor. Hierfür brauchen Fertigungsunternehmen eine eigene Lösung, die nur selten mit dem MES vernetzt ist.

Grenzen von monolithischen Systemen

Der Grund für solche Grenzen liegt auf der Hand: Eine solche Vielfalt an Aufgaben kann nicht von einem einzigen Softwareanbieter beherrscht werden. Vielmehr braucht es mehrere Spezialisten, um jeden Aspekt der Fertigung in voller Breite und Tiefe abbilden zu können.
Und genau hier stoßen monolithische Systeme, wie sie bis vor Kurzem noch state-of-the-art waren, an ihre Grenzen. Zwar schaffen es MES-Systeme, ihre eigenen Anwendungen hervorragend miteinander zu vernetzen, aber eine standardisierte Verbindung zu anderer IT-Systemen sucht man meist vergeblich. Eine Ausnahme bilden dabei die in vielen Fällen realisierten Schnittstellen zu ERP-Systemen. Aber auch hier wird nicht immer eine bidirektionale Kommunikation umgesetzt.

Plattformbasierter Ansatz

Das Idealbild für die Fertigungs-IT der Smart Factory wäre ein offener Plattformansatz. Hier würde quasi jeder mit jedem kommunizieren, aber nicht direkt, sondern über die Plattform, die die Interoperabilität sicherstellt. Ziel muss es dabei sein, Abhängigkeiten auf ein Minimum zu reduzieren.
Beispielsweise darf der Releasewechsel einer Anwendung die anderen Anwendungen nicht beeinträchtigten. Die Plattform muss durch ein geeignetes semantisches Datenmodell die gemeinsame Basis schaffen, auf der die Anwendungen unterschiedlicher Anbieter aufsetzen. Jedoch ist die Verfügbarkeit einer geeigneten Plattform noch nicht ausreichend, um die Bedürfnisse der Fertigungsindustrie zu erfüllen, denn nur ein kleiner Teil der Unternehmen hat eigene Kapazitäten zum Entwickeln von Anwendungen. Daher braucht es auch Unternehmen, die solche Anwendungen anbieten. So entsteht ein Ökosystem aus Anwendungen, Anbietern, Nutzern und Dienstleistern.

MES fit für die Plattform

Was spricht denn nun dagegen, markterprobte MES-Systeme dahingehend weiterzuentwickeln, dass auch Sie ein Teil der genannten Plattformökonomie zu werden? Eigentlich nichts – dafür braucht es lediglich einen Verbindungsbaustein zwischen dem MES und einer Plattform wie beispielsweise der Manufacturing Integration Platform (MIP) von MPDV. Mit diesem Schritt profitieren MES-Nutzer von den Vorteilen einer offenen Plattform im Fertigungsumfeld. Damit das MES gleichzeitig noch stärker für die Interaktion mit bestehenden IT-Systemen in der Smart Factory geöffnet. Es können also die auf der Plattform basierten Lösungen interoperabel mit dem MES und umgekehrt genutzt werden.
Für die Interaktion ist dabei unerheblich, in welcher Programmiersprache diese Anwendungen implementiert sind. Zudem kann eine solche Anwendung beliebig ausgeprägt und sowohl eine kleine Handy-App als auch eine Maschinensteuerung oder ein komplettes ERP-System sein. Durch den Verbindungsbaustein wird das MES selbst zur Plattform-Anwendung und ist somit in der Lage mit anderen Anwendungen unterschiedlicher Anbieter zusammenzuarbeiten.

Praxisbeispiel: Digitale Checklisten

Aus der Praxis: Durch den Verbindungsbaustein MW 4.0pe (MES-Weaver 4.0 platform enabler) wird das MES HYDRA zur mApp und kann mit allen anderen Teilnehmern des MIP-Ökosystems kommunizieren.
Aus der Praxis: Durch den Verbindungsbaustein MW 4.0pe (MES-Weaver 4.0 platform enabler) wird das MES HYDRA zur mApp und kann mit allen anderen Teilnehmern des MIP-Ökosystems kommunizieren.
(Bild: MPDV)

Ein erstes Beispiel für die enge Zusammenarbeit von Anwendungen unterschiedlicher Anbieter ist das Produkt Digitale Checklisten der Firma FELTEN. Hierbei geht es um die Digitalisierung von bisher papierbasierten Checklisten im Fertigungsumfeld.

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Beispiele dafür sind wiederkehrende Tätigkeiten beim Wechseln des Auftrags, regelmäßige Kontrollen oder Sicherheitsüberprüfungen. Insbesondere dann, wenn die durchzuführenden oder zu prüfenden Aktivitäten große Auswirkungen auf den weiteren Ablauf haben, ist es wichtig, gewissenhaft zu arbeiten und die Ergebnisse zu dokumentieren. Mit digitalen Checklisten kann einerseits viel Papier eingespart werden und andererseits stehen die notierten Ergebnisse sowohl zeitnah als auch transparent zur Verfügung. Somit reduziert sich sowohl der Aufwand beim Ausfüllen der Checklisten als auch beim Suchen nach dokumentierten Ergebnissen. Insbesondere, wenn gesetzliche Anforderungen erfüllt werden müssen, ist diese Transparenz von großer Bedeutung.

Durch die Kombination mit einem MES können einerseits Checklisten auf Basis von Ereignissen angetriggert werden, die das System erfasst hat. Andererseits stehen die Ergebnisse wieder im MES zur Verfügung.

Von allem nur das Beste

Durch die aktive Teilnahme an der Plattformökonomie profitiert ein MES von der übergreifenden Interoperabilität, wie sie nur eine integrative Plattform bieten kann. Fertigungsunternehmen aller Größen und Branchen haben dadurch die Möglichkeit, sich die Anwendungen zusammenzustellen, die am besten zu ihren Anforderungen passen.

Mit einem MES legen sie eine breite Basis und erweitern das Funktionsspektrum bedarfsgerecht um Spezialanwendungen beliebiger Anbieter. So bekommt der sogenannte Best-of-Breed-Ansatz eine ganz neue Bedeutung. So können Unternehmen wirklich das Beste vom Besten individuell kombinieren. Die Plattform stellt sicher, dass jeder mit jedem interoperabel ist.

* Markus Diesner arbeitet als Marketing Specialist Products bei MPDV Mikrolab GmbH.

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