MES-Einführung: In 5 Schritten zum Erfolg

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Weniger Ausschuss, eine höhere Liefertreue und kürzere Rüst- und Stillstandzeiten: Die Produktion mithilfe eines Manufacturing Execution Systems (MES) zu digitalisieren, bietet viele Vorteile. Ein MES ermöglicht es, fertigungsnahe Systeme in verteilten Produktionswerken nahtlos mit dem zentralen SAP ERP zu verzahnen. Dabei ist jeder Produktionsschritt einem Wertschöpfungsschritt zugeordnet.

Unternehmen können mit einem MES zum Beispiel beim Thema Ausschuss nicht nur das absolute Gewicht der Fehlproduktion betrachten. Sie erfahren auch gleich, welche Kosten dabei entstehen. Auf dieser Basis lassen sich Prozesse in der Fertigung gezielt und kontinuierlich verbessern. Maschinen und Anlagen werden optimal ausgelastet. Für die erfolgreiche MES-Einführung sollten Unternehmen folgende fünf Schritte beachten, um den Zeitaufwand und die Kosten zu reduzieren.

1. Vor der MES-Einführung: Anforderungen, Funktionen und Technologie definieren

Zunächst müssen Unternehmen klären, welchen Hauptzweck sie mit dem System verfolgen. Nur über konkrete Ziele lassen sich passende Funktionalitäten definieren. Orientierungshilfe bieten ein detailliertes Lastenheft und die Unterstützung eines Implementierungspartners mit Branchen- und Prozesskompetenz. Wer sichergehen will, dass das ausgewählte MES die Anforderungen erfüllt, führt eine Fit-Gap-Analyse durch und schließt eine Vorstudie mit Proof of Concept an. Dabei werden Prototypen erstellt und Machbarkeitsnachweise erbracht.

Unternehmen setzen das MES ganz unterschiedlich ein: Die delfortgroup etwa verarbeitet durchschnittlich 1.400 Buchungssätze pro Tag und wertet diese zusammen mit betriebswirtschaftlichen Daten aus. Bei Greiner Packaging erfasst das MES pro Minute bis zu 10.000 Sensordaten aus den angebundenen Maschinen. Die Produktionsleiter können so Störungen genau nachvollziehen und Schwachstellen beseitigen. Die Koehler Paper Group wiederum nutzt die Software, um die Produktions- und Feinplanung bei Thermopapieren zu optimieren.

„Frühzeitig müssen auch technologische Fragen in den Blick genommen werden“, sagt Michael Karl, Product Lead MES CAT vom Beratungshaus T.CON. Zu diesen Fragestellungen gehören: Ist das MES voll in das bestehende ERP-System integrierbar? Ist die Entwicklungsumgebung leicht zu warten und weiterzuentwickeln? Ist das MES funktional erweiterbar? Der angestrebte Idealzustand ist ein nahtlos integriertes MES, das eine vollautomatische, für alle Standorte einheitliche und bruchlose Datenerfassung bietet und sich modular erweitern lässt.

2. Frühzeitig informieren

Viel zu häufig verfehlen MES-Projekte den gewünschten Nutzen, weil die Anwender nicht wirklich überzeugt sind. Je früher und offener man alle Beteiligten über das Vorhaben informiert, desto erfolgreicher verläuft die Einführung. Hilfreich ist es dabei, den Betriebsrat und das Management bei der MES-Einführung direkt hinzuzuziehen. Für den reibungslosen Projektverlauf im Tagesgeschäft ist zudem ein bereichsübergreifendes Projektteam wichtig. Dieses wählt mehrere Key-User aus, die gemeinsam mit der IT-Abteilung überprüfen, ob das System wirklich leistet, was es soll – und die auch nach Inbetriebnahme als Ansprechpartner zur Verfügung stehen.

3. Varianten ausprobieren

Anhand praxisnaher Anwendungsfälle lässt sich gut demonstrieren, welches Potenzial die Lösung für den Arbeitsalltag derjenigen bietet, die sie täglich nutzen. Eine Pilotinstallation an einigen Maschinen ermöglicht es, das System zu testen und sinnvolle Anpassungen vorzuschlagen. Dabei werden Produktionsleiter feststellen, dass ihr Nutzen vordergründig in der Transparenz liegt. Die erfassten Maschinen- und Betriebsdaten (MDE/BDE) fließen in einem Kennzahlensystem zusammen und geben Aufschluss über das aktuelle Produktionsgeschehen. Produktionsleiter sind in der Lage, einzelne Arbeitsplätze, Maschinen oder Werke anhand ihrer Gesamtanlageneffektivität (OEE) zu vergleichen und zu beurteilen sowie Prozessverluste übergreifend zu analysieren. Anhand zeitnaher Rückmeldungen durch die Mitarbeiter oder die direkte Anbindung von Maschinen erhalten sie einen Einblick in ihre Fertigung in Echtzeit.

Mitarbeiter wiederum werden der Arbeit mit dem System merken, wie sehr übersichtliche, klar strukturierte und einfach zu bedienende Terminals sie bei der Datenerfassung unterstützen. Detailreiche, digitale Informationen zu maschinen- beziehungsweise personenbezogenen Arbeitsvorräten und Fertigungsaufträgen bilden die Basis einer termingerechten Abarbeitung und ermöglichen eine papierlose Produktion. Wenn sich Mitarbeiter an teilautomatisierten, auftragsrelevanten Buchungen ausprobieren, erfahren sie die Vereinfachung und Beschleunigung. Alle Daten fließen schnell in ihre Berichte ein, zugleich in das ProduktionsControlling der Meister und Produktionsleiter sowie in das SAP ERP.

4. MES-Einführung: Agil und iterativ implementieren

Damit Meilensteine bei der Einführung wie geplant erreicht werden, eignet sich ein agiles, iteratives und am Unternehmensbedarf orientiertes Vorgehensmodell. Dabei starten Unternehmen zunächst mit MES-Basics, wie der Maschinendatenerfassung. „T.CON hat hier mit Team.Up ein eigenes Modell entwickelt, das Kundenanforderungen mit einem Fokus auf die Prozesse analysiert und modelliert.“, erklärt Michael Karl. Der Vorteil eines solchen Vorgehensmodells ist, dass das Projektvorgehen jederzeit an unerwartete Ereignisse angepasst werden kann – ohne sich auf Budget-, Zeit- und Meilensteinpläne auszuwirken.

Weitere Funktionen wie ein Qualitätsmanagement oder zusätzliche fertigungsnahe Cloud-Anwendungen, die mit dem MES Daten austauschen, werden dann je nach Bedarf hinzugefügt – etwa eine Personaleinsatzplanung oder ein Wissensmanagementsystem für den Shop Floor. „Das MES als modulare Anwendungssuite ersetzt auf zeitgemäße Art und Weise monolithische und unflexible Fertigungssysteme aus der Vergangenheit“, erklärt Karl.

5. System für Industrie 4.0 ausbauen

Eine Schlüsselrolle in der Industrie 4.0 kommt dem Internet of Things (IoT) zu. Wie bei der Mensch-zu-Mensch-Vernetzung über das Internet sind Maschinen, Werkzeuge und Anlagen digital verbinden. Ganze Prozessketten lassen sich so automatisieren. Diese IoT-Potenziale auszuschöpfen, setzt ein MES voraus, das beispielsweise Fertigungsanalysen über KI ermöglicht. Mit entsprechenden Microservices und Apps bauen Unternehmen produktionsnahe IT-Landschaften zu einem vernetzten Ökosystem aus, das datengetriebene Entscheidungen erlaubt. Cloud-basiert werden unterschiedliche Datenquellen wie ERP- und MES-Daten mit Sensor- und Maschinendaten verknüpft. „So gestalten Unternehmen neue Use Cases – unabhängig von Reifegrad und vorhandener Infrastruktur – bis hin zum datengetriebenen Shopfloor Management“, so Karl.

Das Spektrum der Einsatzszenarien reicht von der optimalen Einrichtung einer Maschine bis zur Herstellung von Analysewerkzeugen, von der Vorhersage der Prozessstabilität und -qualität bis zum Energiemanagement. Daher ist es sinnvoll, dass produzierende Unternehmen, die im Zeitalter von Vernetzung und Echtzeitanalysen ihre Prozesse automatisieren möchten, die MES-Einführung als Kernthema verstehen.

Die Autorin Catrin Schreiner ist Fachjournalistin in Köln.

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