MES

Lean zu Industrie 4.0

In vielen produzierenden Unternehmen werden Maschinen- und Betriebsdaten noch immer manuell erfasst. Die digitalisierte und vernetzte Produktion ist damit gerade im Mittelstand eine noch weit entfernte Zukunftsvision. Lean MES trägt der Heterogenität kleiner und mittlerer Unternehmen Rechnung und unterstützt sie auf
ihrem Weg zur Smart Factory.

Ein Blick in die Produktionshallen kleiner und mittelständischer Unternehmen offenbart, dass man nur schlecht von dem Mittelstand sprechen kann. Gerade in Bezug auf den Digitalisierungsfortschritt ist dieser technologisch und organisatorisch sehr heterogen aufgestellt. Während Unternehmen A seine Auftragspapiere noch ausdruckt und verteilt sowie Kontrollpapiere an Maschinen und Anlagen einsammelt und manuell ins ERP einpflegt, hat Unternehmen B bereits die ersten Maschinen mit Sensoren ausgestattet und produziert eine Vielzahl an MDE/BDE-Daten, die jedoch nicht genutzt werden, zumal die Daten nur von den Maschinen eines bestimmten Herstellers ausgelesen werden können. Unternehmen C hat dafür bereits Schnittstellen entwickelt, um herstellerübergreifend Daten aus allen Maschinen auf dem Shopfloor zu erhalten. Jedoch kann es keine Daten aus den Produktionsstätten im Ausland integrieren.

Anhand der Planung von Arbeitsschritten zeigt sich, wie ein MES Daten dezentral zur Verfügung stellt. Damit befindet man sich bereits auf dem Weg zum intelligenten Werkstück, das mit Maschinen, Werkzeugen und Menschen kommuniziert und sich den idealen Weg durch die Produktion „sucht“.

Es wird deutlich, dass im Mittelstand keine technologische Basis existiert, von der aus sich die Unternehmen auf den Weg in Richtung Industrie 4.0 machen können. Dennoch führt kein Weg an einer smarten Produktion vorbei, wollen Unternehmen auch in Zukunft den Anforderungen des Marktes gewachsen sein. Die Wünsche der Kunden werden immer individueller. Sie verlangen von produzierenden Unternehmen ein Höchstmaß an Flexibilität. Die Ansprüche an Qualität, Rückverfolgbarkeit und Dokumentation steigen an, die Systemkomplexität nimmt zu und der Druck wird größer, Optimierungspotenziale zu erkennen und vollständig auszunutzen.
Datendrehscheibe

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Die Grundlage der smarten Produktion sind valide Daten, die Verfügbarkeit von aktuellen und vor allem nachvollziehbaren Informationen. Es reicht nicht aus, Maschinen- und Betriebsdaten zu erfassen, sie müssen auch aufbereitet werden um die richtigen Schlussfolgerungen aus ihnen ziehen zu können. Die zentrale Rolle spielt dabei das Manufacturing Execution System, das deswegen bereits als Brückentechnologie zur Industrie 4.0 zu sehen ist. Das MES bündelt über die Betriebs- und Maschinendatenerfassung Informationen zu Aufträgen und Ressourcen, speichert und verarbeitet diese. So sorgt das MES für eine vertikale und horizontale Datenintegration im Unternehmen. Horizontal bedeutet die Bereitstellung von Informationen über die Fertigung und die Logistik bis hin zum Personal- und Qualitätsmanagement. Von einer vertikalen Datenintegration spricht man, wenn Informationen auf dem Shopfloor gesammelt und aufbereitet werden, um sie dann den übergelagerten Unternehmensebenen zur Verfügung zu stellen.

Als Datendrehscheibe ermöglicht eine MES-Lösung Transparenz über Aufträge und vorhandene Ressourcen. Störungen werden dabei in Echtzeit gemeldet. Da das MES auch gleich den Störungsgrund mit ausgibt, ist schnelles Handeln möglich. Das MES ermöglicht zudem eine vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance). Darüber hinaus dient es als Assistenzsystem für Mitarbeiter, indem an jeder Maschine die für den nächsten Arbeitsschritt passenden Handlungsanweisungen ausgegeben werden. So werden Entscheidungsprozesse auf Basis automatisierter Planwerte für Rüstprozesse beschleunigt.

Schlanke Lösung

Um der Heterogenität kleiner und mittelständischer Unternehmen Rechnung zu tragen, bedarf es schlanker, flexibler Manufacturing-Execution-Systeme mit einem Höchstmaß an Integrationsfähigkeit. Dieses Konzept wird unter dem Begriff „Lean MES“ zusammengefasst. Mit Lean MES lassen sich Fehlinvestitionen in Systeme vermeiden, die lediglich zu noch mehr Komplexität und einem Over Engineering führen, anstatt die ohnehin schon komplexen Systeme in einem produzierenden Unternehmen entscheidend zu steuern.

Damit das intelligente Werkstück keine reine Zukunftsvision bleibt, fehlt es jedoch noch an einer wichtigen Voraussetzung: Die Grundlage der Smart Factory ist eine durchgängige Kommunikation zwischen eben jenem Werkstück und den vorhandenen Anlagen, Maschinen und Materialflusssystemen. Für eine solche kohärente Kommunikation bedarf es entsprechender Standards in den Schnittstellen. Doch derzeit sind proprietäre Protokolle noch an der Tagesordnung. Mit dem Standard Open Platform Communications (OPC) ist ein erster Schritt hin zu einer globalen Kommunikationssprache gemacht, wenngleich OPC eine hohe IT-Kompetenz voraussetzt und unter Umständen auch hohe Anforderungen an die SPS stellt. Erst eine globale Schnittstellensprache, die für eine durchgängige Kommunikation zwischen Werkstück, Maschine, Mensch und IT-Systemen sorgt, senkt für kleine und mittelständische Unternehmen die Eintrittshürde in die digitale und vernetzte Produktion. Wenn die IT-Abteilung nicht noch zusätzlich Schnittstellen hinsichtlich ihrer Kommunikationsfähigkeit konfigurieren muss, können Innovationen schneller und einfacher integriert werden. So gelingt jedem produzierenden Unternehmen mit Lean MES die Umsetzung einer vertikalen und horizontalen Datenintegration nach seinen ganz eigenen Ansprüchen und Voraussetzungen. Michael Möller/kf

HMI, Halle 7, Stand C17

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