Manufacturing Execution System

Im Zeitalter der Digitalisierung und auf dem Weg zu Industrie 4.0 werden produzierenden Unternehmen stetig neue Möglichkeiten eröffnet. Die Weiterentwicklung von Produktions- und Logistikbereichen mit Hilfe von MES-Funktionalitäten gewinnt immer mehr an Bedeutung.

Häufig sind produzierende Unternehmen und deren Fertigungsstätten geprägt von heterogenen Systemen, die sowohl die Fertigungsabläufe als auch die Produktionsplanung steuern. Diese eigenständigen Lösungen sind häufig noch nicht – oder nur bedingt – in die führende Systemlandschaft integriert.

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Aufgaben von MES

Aufgaben wie Produktionsüberwachung, Sequenzplanung, Werkstückidentifikation, die Instandhaltungsauftragsverwaltung und auch operative Informationsaufbereitung für Produktionsmitarbeiter werden somit nicht integrativ und maximal mehrwertbringend durchgeführt. MES Lösungen, wie SAP ME, helfen produzierenden Unternehmen ihr Potential im Fertigungsumfeld auszuschöpfen und wichtige Pfeiler wie Kosten, Qualität, Verfolgbarkeit, Ausschussminimierung, Planung und Controlling stetig zu verbessern.

Ein Manufacturing Execution System (MES) ist ein System, welches Fertigungsunternehmen hilft, eine konstant gute Produktqualität unter Einhaltung verschiedener Anforderungen, sowie einer geringen Auslieferungszeit unter Berücksichtigung möglichst geringer Kosten zu bieten.

MES managed und kontrolliert Equipment, Material, Fertigungseinzelkosten, Prozesse und die die Qualität von der Planung bis zur Fertigware. Darüber hinaus wird durch MES das Produktionsmanagement unterstützt, indem Fachkräften Handlungsanweisungen gegeben werden können, die zur gleichen Zeit die Vorgehensweisen auch validiert werden. Eine Dokumentation der tatsächlichen Vorgehensweisen ist ebenfalls möglich.

Funktionalitäten

Ein Manufacturing Execution System bietet dem Unternehmen und speziell der Supply Chain Informationen und Funktionalitäten von der Fertigungsplanung bis zur Endprüfung, wie z.B.:

  • Qualität des Rohmaterials
  • Werksberichte
  • Qualität der Fertigwaren
  • Überwachung und Nachverfolgung von Chargen
  • Nachverfolgung von WIP (Ware in Arbeit) Materialien
  • Monitoring der Produktion
  • Tracking von Material
  • Unterschiedliche Planungsfunktionalitäten
  • Produktionsanalysen
  • Kapazitätsverfügbarkeiten (z.B. von Maschinen)

Somit unterstützt ein MES System von der Produktionsplanung, über die Nachverfolgung und Steuerung unterschiedlicher Produktionsprozesse und -methoden bis hin zur Endprüfung von Fertigwaren. Dabei ist eine Integration in die allgemeinen Geschäftsprozesse aus dem ERP System vorgesehen.

Zudem bieten ME-Systeme die Möglichkeit Echtzeitinformationen zur frühzeitigen Identifikation von Problemen im Produktionsprozess. Dies ermöglicht eine schnelle Reaktion und diverse Anpassungen und fordert keine Folgekosten im weiteren Produktionsverlauf.

Zusammengefasst: MES sorgt für eine Erhöhung des Produktionsqualität und gleichzeitig zur Reduktion von Kosten und Zeiten.

Komponenten eines Manufacturing Execution Systems

Unternehmen produzieren mit dem Einsatz eines Manufacturing Execution Systems Produkte schneller, kostengünstiger und in einer höheren Qualität. Dies liegt vor allem an den vielfältigen Funktionen zur Produktionsplanung, -durchführung und -controlling. Die oben genannten Funktionen eines MES können in Materialmanagement, Ressourcenmanagement, Fertigungssteuerung, Qualitätsmanagement und Fertigungsdurchführung unterteilt werden.

Materialmanagement

Das Materialmanagement beinhaltet Funktionen wie die Bestandsführung, Ware in Arbeit (WIP), Stücklistenmanagement, indirekte Materialverfolgung und Materialüberwachung. Hierzu kann ein MES Echtzeitinformationen liefern, um so die Transparenz innerhalb der Materialwirtschaft deutlich zu erhöhen. Das gilt nicht nur für Roh- und Fertigmaterialien, sondern auch für Hilfsmittel und jegliche Art von Komponenten, die bestandsgeführt sind. Dazu ist die Überwachung von Chargen- sowie Materialgültigkeiten ein weiterer Benefit, der unterstützend auf die Produktionsplanung einwirkt.

Ressourcenmanagement

Unter Ressourcenmanagement wird im MES Kontext von der Verwaltung von Equipments, sowie dem Personalmanagement und der Einsatzplanung in der Produktion gesprochen.

Ein primäres Ziel eines MES ist das effektive Tracking und die bestmögliche Verwendung von Equipments. Eine genaue und zielgerichtete Planung maximiert die wertschöpfende Produktionszeit und minimiert gleichzeitig Leerlaufzeiten an den Maschinen. Predictive Maintenance – also die frühzeitige Erkennung von Wartungsbedarf – baut ebenfalls auf den Funktionen eines Manufacturing Execution Systems auf, indem z.B. Geschwindigkeiten, Kapazitäten oder Energiebedarfe in der laufenden Produktion erfasst werden.

Die Vorteile eines MES in der Ressourcenverwaltung können wie folgt zusammengefasst werden:

  • Messung von Verbrauchswerten zur Reduzierung von Engpässen und optimaler Equipment-Nutzung
  • Geringere Wartungszeiten und damit eine geringere Downtime von Maschinen
  • Optimierung von Qualität und Produktivität
  • Verbesserte Kapazitätsplanung
  • Minimierung von Zeiten zur Einstellung von Maschinen und Umrüstungszyklen

Personaleinsatzplanung

Über das Management von Ressourcen wie Maschinen oder Equipments, bieten MES auch die Möglichkeit zur dynamischen Personaleinsatzplanung. Die Datenbanken eines MES beinhalten optimalerweise Daten zu erforderlichen Fähigkeiten von Mitarbeitern, die an verschiedenen Positionen benötigt werden. Hierbei können Mitarbeiter und ihre Fähigkeit gruppiert und geranked werden, um – unter Berücksichtigung von verfügbaren Kapazitäten – die optimale Einsatzplanung an den unterschiedlichen Maschinen und weiteren Arbeitsplätzen in der Produktion zu automatisieren und zu gewährleisten.

Folgende Vorteile bietet die Personaleinsatzplanung mittels MES:

  • Messung und Verbesserung der Produktivitätsrate von Mitarbeitern und Mitarbeitergruppen (z.B. Maschinenbedienern)
  • Sinkende Kosten durch effektivere Personalplanung
  • Senkung von direkten Personalkosten durch passgenaue Einsätze entsprechend der benötigten Produktionsbedarfe

SAP MES bietet eine konstante Produktqualität.

Produktionsauftragsmanagement

Eine weitere Funktion eines MES ist das Management von Produktionsaufträgen. Hierzu nutzt das System Daten aus der Materialbedarfsplanung und sorgt durch die Komponente Produktionsplanung für eine dynamisch optimierte Auslastung der Produktion und deren Maschinen. Hierbei sorgt das MES für eine möglichst effektive Balance zwischen Material, Werkzeugen/Instandhaltung und Personaleinsatz. Zuzüglich bietet diese Komponente die Möglichkeit des Echtzeit-Reportings von Produktionsaufträgen und somit die Möglichkeit auf Unstimmigkeiten und Fehler (z.B. von Maschinen oder unzureichender Produktqualität) prompt zu reagieren.

Vorteile des Produktionsauftragsmanagements sind:

  • Dynamische Produktionsplanung, die auch auf Zwischenfälle reagiert (z.B. aufgrund eines Maschinenausfalls, Qualitätsproblemen, Krankheit eines Mitarbeiters, sonstige Ressourcenengpässe,…)
  • Vermeidung von Produktionsengpässen
  • Höhere Produktivität und Auslastung
  • Schnellere Durchlaufzeiten
  • Dynamische Abstimmung der Produktionsplanung mit internen, sowie Kundenanforderungen an Lieferungen
  • Reduzierung der Ware-in-Arbeit

Qualitätsmanagement

Durch die Erfassung zahlreicher Informationen in der Produktion analysiert ein Manufacturing Execution System Informationen hinsichtlich ihrer Relevanz für die Produktion – und zwar jederzeit. Ziel davon ist die bestmögliche Integration des Qualitätsmanagements in die Abläufe der Produktion. Zudem werden grafische Reporting-Tools für Trendanalysen zur Verfügung gestellt.

Folgende Werkzeuge bietet das Qualitätsmanagement eines MES:

  • Erfassung von Qualitätsdaten an jedem Vorgang
  • Qualitätskontrolle
  • Qualitätsanalysen auf das Ergebnis und die Ursachen
  • Sofortige Reaktionen auf Qualitätsereignisse – ebenfalls im Zusammenspiel mit den verursachenden Maschinen bzw. Produktionsvorgängen
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Die unternehmensweite Datenerfassung eines MES kann für Erkenntnisse an verschiedenen Produktionsstellen und sogar Standorten genutzt werden. Somit wird eine globale Vernetzung der Produktion sichergestellt. Ein Schritt in Richtung Industrie 4.0.

Qualitätsmanagement in der Produktion bietet also folgende Vorteile:

  • Reduzierung von Antwortzeiten auf Qualitätsprobleme
  • Trendanalysen für genaue Vorhersagen
  • Unternehmensweite Vernetzung von Produktion und entsprechendem Qualitätsmanagement

Allgemeine Vorteile

  • Bestandsreduzierung durch diskrete Fertigung
  • Termingetreuer Versand durch Produktverfolgung und Qualitätsüberwachung
  • Minimierung von Rüstzeiten durch sensorische Überwachung
  • Schnellere Produktionsdurchlaufzeiten durch detaillierte Auftrags- und Versandplanung
  • Anreicherung von Information zum schnellen Informationsgewinn – vor allem bei neuen Produkten
  • Echtzeitinformation für Supply Chain Manager, Produktionsleiter und Mitarbeiter

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