Manufacturing Execution System (MES) vs. ERP-System

Unter dem Begriff „Industrie 4.0” versteht man den Prozess der umfassenden Digitalisierung der industriellen Produktion. Doch mit welchem Ergebnis? Am Ende des Prozesses steht im besten Fall eine „Smart Factory”, in der sich die gesamte Produktionsumgebung vollautomatisch von selbst organisiert. Doch wie können sich komplexe Produktionssysteme vollautomatisch von selbst steuern?

Das Zauberwort lautet „Manufacturing Execution System“ oder kurz „MES“. Wir erklären Ihnen die zentralen Funktionen eines MES und zeigen auf, wie ein MES im Verbund mit einem ERP-System seine volle Wirkung entfaltet. Ebenso veranschaulichen wir das Ganze wird am Beispiel der industriellen Kunststoffverarbeitung per Extrusionsverfahren.

Manufacturing Execution Systeme: Entscheidender Baustein der Industrie 4.0

Der entscheidende Baustein für einen erfolgreichen Transformationsprozess dabei ist die Softwarearchitektur. Genauer gesagt: ein Manufacturing Execution System (MES) bzw. Produktionsleitsystem, das über eine Schnittstelle mit einem ERP-System verbunden ist um eine digitale Durchgängigkeit zu erreichen. 

Die meisten industriellen Produzenten verfügen bereits über ein “Enterprise Ressource Planning” (ERP)-System und sind mit zunehmendem Druck auf der Suche nach einer geeigneten MES-Softwarelösung, um ihre Produktion zu digitalisieren, automatisieren und zentralisieren. 

MES verbindet Auftragsplanung und operative Fertigung

Noch ist es die Regel, dass Auftragsplanung und operative Fertigung nicht nahtlos miteinander verknüpft sind – es kommt zu einem Bruch in der Prozesskette. Deswegen muss meistens noch ein Mensch eingreifen. Durch ein MES lässt sich dieser vermeidbare, überflüssige und zeitaufwändige Bruch vermeiden.

Wir erklären Ihnen, was MES und ERP-Systeme unterscheidet, zeigen Ihnen aber vor allem die Chancen und Optimierungspotenziale, die aus einer gemeinsamen Schnittstelle die Potenziale von MES und ERP entstehen. Bereits jetzt steht fest, dass der Umstieg auf die neue Art der vernetzten und intelligenten Produktion in der Industrie bald überlebensnotwendig sein wird.

Das Zusammenspiel aus Planung (ERP) und Ausführung (MES)

Ein zentrales Merkmal der Industrie 4.0 ist das reibungslose Zusammenspiel zwischen dem Management und der Produktion. Wo es zuvor komplexe und manuelle Prozesse gab, greifen Management und Fertigung nun wie perfekt zusammenpassende Zahnräder ineinander. 

Die Grundlage für die Produktionsprozesse der Zukunft ist dabei immer ein Manufacturing Execution System (MES). Ein solches Produktionsleitsystem ist das entscheidende “neue“ Glied in der Prozesskette der industriellen Fertigung 4.0. 

Durch eine Schnittstelle entnimmt ein MES nämlich entscheidende Daten zu Aufträgen, Rezepturen und Ressourcen aus einem ERP-System (Enterprise Resource Planning), wie etwa SAP, und verknüpft somit die Auftragsbearbeitung mit der spezifischen Prozesssteuerung in der Produktion bis an die einzelne Maschine.

Grundlegende Funktionen: MES vs. ERP

Kurz und knapp lassen sich die beiden Systeme wie folgt erklären:

• Ein MES lenkt, führt, steuert und kontrolliert die Produktion in Echtzeit. Es entfaltet seine Wirkung auf der Fertigungsebene, kommuniziert aber bei vorhandener Schnittstelle mit einem ERP-System auch mit der Planungs- und Managementebene in bidirektionaler Ebene. 
• Ein ERP-System (wie etwa die weit verbreitete Lösung SAP) dient der Resourcenplanung eines Unternehmen. Es entfaltet seine Wirkung auf der Planungs- und Managementebene, kommuniziert aber bei vorhandener Schnittstelle mit einem MES auch mit der Fertigungsebene.

Die drei Hauptaufgaben eines MES

1. Betriebsdatenerfassung (BDE): Ein MES stellt in Echtzeit alle wichtigen Betriebsdaten der Maschinen zur Verfügung, die mit dem MES verbunden sind – egal ob eine Maschine produziert oder nicht. 
2. Prozessverriegelung: Der Produktionsprozess wird nach festgelegten Regeln gestartet, gestoppt und fortgesetzt. Dabei werden vom System ständig Daten in Echtzeit über einen standardisierten Weg verarbeitet. Die Prozessverriegelung ist daher ein wichtiger Schritt in Richtung Nullfehlerproduktion, einem erklärten Ziel der Industrieproduktion 4.0. 
3. Rückverfolgbarkeit / Traceability: Ein MES generiert einen ausführlichen Produktionsnachweis und erkennt Produktionsfehler. Nicht nur versicherungstechnisch können sich Hersteller so maximal absichern, sondern vor allem die Produktqualität nachhaltig und spürbar verbessern. 

Fallbeispiel Kunststoffverarbeitung – Extrusionsverfahren

Fertigungsverfahren in der kunststoffverarbeitenden Industrie sind vielschichtig, mehrstufig und komplex. Dies stellt alle Verantwortlichen vor die schwierige Aufgabe, bei der Produktion ein enorm großes Feld an Daten zu berücksichtigen, um die Fertigung effizient zu steuern. Gleichzeitig erfordern die Abnehmer von Kunststoffprodukten nahezu perfekte Produktqualität. Toleranz für Fehler ist ausgeschlossen.

Automatische Qualitätskontrolle der Extrusion

Die hohen Anforderungen an die Qualität müssen aufgrund des hohen Wettbewerbsdrucks immer mehr durch intelligente Lösungen zur Kontrolle des Produktionsprozesses überwacht werden. Hier setzen moderne MES-Lösungen an. Durch Informationen wie Bearbeitungsstatus, Produktionszahlen und Qualitätsindikatoren oder Inlinevermessungen überwacht ein MES die eigene Produktion vollautomatisch und in Echtzeit – und greift im Zweifel selbst ein.

Höhere Termintreue dank Schnittstelle zwischen ERP und MES

Durch eine Schnittstelle zwischen Produktionsleitsystem (MES) und ERP-System verbinden sich die Fertigungs- und die Planungsebene. Das MES kommuniziert etwa die echte Zahl der tatsächlich produzierten Teile sowie den Status der Maschine an die ERP-Software. Sollte dann etwa der Output einer Maschine ungewöhnlich gering ausfallen, dann lassen sich Aufträge sehr schnell auf andere Maschinen verteilen. Die Planungsabteilung kann blitzschnell auf jede Veränderung reagieren. Produzenten von Kunststoffprodukten ermöglicht dies am Ende eine deutlich erhöhte Termintreue gegenüber ihren Kunden. 

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