Produktion optimieren Produktion optimieren: Warum ein MES allein nicht reicht

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Verspätete Wareneingänge, Mitarbeiterausfälle und andere Störungen haben in der Regel einen erheblichen Einfluss auf die Abläufe in Produktion und Montage mit Auswirkungen auf die Liefertermine. Um diese negativen Folgen zu vermeiden, lässt sich eine automatische Planung einsetzen, die den Aufwand verringert. Zudem können die Verantwortlichen zielorientierter handeln und so die Produktion optimieren.

Ein MES-System mit integrierter Funktion für Advanced Planning und Scheduling sowie KI-gestützten Planungsmethoden ist ein solches System. Es plant und steuert automatisch, wenn man es lässt. Genau dies ist ein entscheidender Punkt. Nicht immer kann ein neu eingeführtes MES seine Leistungsfähigkeit voll entfalten. Stolperfallen in den Unternehmen stehen einem Erfolg entgegen. Betrachtet man die Aufgabenfelder eines MES-Systems, wie sie in der VDI-Richtlinie 5600 definiert sind, wird klar, dass hier unterschiedliche Systematiken miteinander interagieren und mehr als ein Organisationsbereich des Unternehmens involviert ist.

Kerndomänen des MES-Systems

In der Regel wird das MES-System nicht zur Abdeckung aller Aufgabenfelder eingesetzt, denn einige verbleiben im ERP-System. Allerdings müssen die Daten aus dem ERP im MES-System korrekt interpretiert und verarbeitet werden, damit das MES seine volle Leistungsfähigkeit entfalten kann. Eine wichtige Voraussetzung, die nicht immer und überall automatisch erfüllt wird.

Die Aufgabenfelder Feinplanung und Feinsteuerung gehören zu den Kerndomänen eines MES. Eine systemgestützte Planung, möglichst ohne manuelle Eingriffe, ist häufig der Grund für den Kauf und die Integration eines MES-Systems. Man will jederzeit über eine realistische Reihenfolgeplanung und Belegungspläne mit entsprechenden Lieferterminen verfügen. Das MES-System betrachtet alle Aufträge ohne zeitliche Limitierung. Diese Systematik sowie die Planungsergebnisse stoßen bei Anwendern, die in vielen Fällen noch einer manuellen Planung vertrauen, auf Skepsis.

Damit das MES seine Leistungsfähigkeit unter Beweis stellen kann, reicht die Einführung eines Systems vielfach nicht aus. Um eine realistische Reihenfolge-Planung der Aufträge zu erhalten, sind vollständige und stimmige Fertigungs-Arbeitspläne sowie -Stücklisten erforderlich. Zudem werden korrekte Soll-Vorgabenzeiten für Rüst-, Bearbeitungs- und Personalzeiten benötigt. Ohne exakte Kapazitätsangaben für die zu planenden Ressourcen wie Schichtzeiten der Arbeitsplätze sowie der Material-, Werkzeug- und Personalverfügbarkeit als Engpass-Ressourcen, lässt sich keine exakte Planung realisieren. Und genau diese ­Daten müssen verfügbar sein, sonst stößt das MES schnell an seine Grenzen.

Produktion optimieren: KI hilft Stolperfallen zu überwinden

Damit MES zuverlässig arbeiten, benötigen Sie qualitativ hochwertige Daten. Diese sind nicht in jedem Unternehmen von Beginn an vorhanden. Nicht selten weichen die benötigten Daten von den vorhandenen deutlich ab. Einige dieser Unzulänglichkeiten können durch das MES-System im Standardfunktionsumfang ausgeglichen werden. Hierzu zählt die Anpassung von Plan-Vorgabezeiten bei der Verplanung.

Bei anderen genügen solche einfachen Korrekturen nicht, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Ein Beispiel ist die Priorisierung der Aufträge oder die bestmögliche Zuordnung des Arbeitsgangs auf die richtige Einzelmaschine aus der Maschinengruppe. Wird hier jedoch eine KI-basiertes MES eingesetzt, lassen sich diese Herausforderungen recht schnell beseitigen. Die KI kann geeignete Einzelmaschinen aus der Maschinengruppe identifizieren, dem Arbeitsgang zuordnen und dem Planungssystem zur Verfügung stellen. Ebenso wäre eine Korrektur der Planzeit-Vorgaben möglich, um ein besseres Planungsergebnis zu erreichen.

MES mit integrierter KI benötigt Daten

Damit ein KI-basiertes MES seine volle Leistungsfähigkeit entfalten kann, sind Trainings erforderlich. Die KI muss mit eigenen Daten aus der Vergangenheit trainiert werden. Wenn diese nicht verfügbar sind, können sie über eine zeitnahe Erfassung aus der laufenden Produktion gewonnen werden. Das dauert jedoch.

Zur Entlastung der Shopfloor-Mitarbeiter vom zu erwartenden Buchungsaufkommen wird schnell die Forderung nach einer automatisierten Erfassung über eine direkte Maschinenanbindung laut. Übersehen wird dabei oftmals, dass dafür zunächst notwendige Voraussetzungen geschaffen werden müssen. Nicht alle Maschinen verfügen über die erforderlichen Datenschnittstelle wie OPC UA. Sollen diese geschaffen werden, stoßen nicht nur mittelständische Unternehmen schnell an ihre Grenzen, auch in Bezug auf das Budget.

Zurück zu alten Gewohnheiten und so die Produktion optimieren

Nach der Einführung eines MES kommt es nach anfänglicher Euphorie über die Arbeitsergebnisse des neuen Systems nicht selten zu einer Ernüchterung. Ein Grund hierfür liegt im Zusammenspiel der Organisationseinheiten und der Disziplin, wenn es um die Nutzung des Systems geht. Nicht selten fallen die Beteiligten nach kurzer Zeit wieder in alte Verhaltensmuster zurück und nutzt das Material, das vor der Maschine liegt. Planerisch betrachtet eine Katastrophe, denn so wird die Planung durch eine fehlende Durchsetzung der geplanten Auftragsreihenfolge in der Produktion gestört. Da ein MES-System für Transparenz sorgt, wird dieses Fehlverhalten zudem sofort sichtbar und führt zu Verzögerungen oder Unterbrechungen.

Die Einführung eines MES reicht allein nicht aus. Will man von den Vorteilen profitieren, sind Veränderungen im Unternehmen selbst erforderlich. Es müssen vorhandene Prozesse angefasst und neu justiert werden. Ansonsten sinkt die Akzeptanz des Systems und die ursprünglichen Kritiker und Zweifler gewinnen schnell wieder die Oberhand. Spätestens jetzt wird sichtbar, dass es sich bei der Einführung eines MES-Systems um ein klassisches Change-Management-Projekt handelt, bei dem die Führungsebene eingebunden werden muss. Die Einhaltung der gemeinsam beschlossenen Rahmenbedingungen ist zu überwachen und einzufordern, auch im und vom Management selbst. Die neue Arbeitsweise erfordert also ein Umdenken in allen Führungsebenen. 

Der Autor Gerd Rücker ist Leiter Vertrieb und CSO bei Becos.