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MES Kompakt II - Manufacturing Execution Systems im Zeitalter von Industrie 4.0 (Competence Book Nr. 14)

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Moderne MES bieten enorme Digitalisierungschancen, so Branchenbeobachter Dr. Karsten Sontow von Trovarit, und 88% der Befragten einer Studie ordnen dem Thema eine hohe Relevanz zu. Das war Grund genug, mit führenden Praxisexperten und Wissenschaftlern in der zweiten Auflage des Competence Books MES das Thema noch einmal umfassend zu beleuchten und u.a. zu klären, wie die Themen Industrie 4.0 und Internet of Things die Zukunft der Produktionssteuerung beeinflussen werden.
Werden wir ein neues Paradigma und ein Ende der klassischen Automatisierungs- und Steuerungshierarchie sehen, wenn die Entitäten der Produktion eine höhere Autonomie und eine andere Kollaboration im IoT
realisieren können? Bedeutet Industrie 4.0 dann immer eine Erhöhung der Komplexität oder existieren auch „schlanke“ Varianten? Inwieweit kann der Mittelstand von der technischen Innovation profitieren und wie kann ein systematisches Vorgehen bei Industrie 4.0 und MES der Reife der Unternehmen gerecht werden? Diese und andere Fragen klärt das vorliegende
Competence Book und verweist zugleich auf wichtige Köpfe, Partner und Informationsquellen der Branche. Ganz nebenbei erfahren Sie, dass bei
Industrie 4.0 noch viel zu tun ist, was Industrie 4.0 mit einer Pralinenschachtel zu tun hat, das MES mehr als nur Software ist und was das MES der nächsten Generationen auszeichnen wird.

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MES Kompakt II - Manufacturing Execution Systems im Zeitalter von Industrie 4.0 (Competence Book Nr. 14)

  1. 1. Jürgen Kletti, Andreas Kirsch, Burkhard Röhrig, Karl M. Tröger, Winfried Felser (Herausgeber) et al. MES Kompakt IIManufacturing Execution Systems im Zeitalter von Industrie 4.0 Competence Book 14 Anzeigeveröffentlichung
  2. 2. Relevanz v
  3. 3. von MES
  4. 4. Competence Book - MES Herausgeber Dr. Winfried Felser NetSkill Solutions GmbH Köln, Deutschland ISBN-13: 978-3-945658-15-4 Competence Book © NetSkill Solutions GmbH Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürfen. Gedruckt in Deutschland auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Competence Book ist ein Produkt der NetSkill Solutions GmbH www.competence-books.de www.competence-site.de
  5. 5. 7 Competence Book - MES Editorial - Karsten Sontow Dr. Karsten Sontow, Jahrgang 1967, ist Grün- der und Vorstand der Trovarit AG, Aachen, einem Spezialisten für die Evaluation von Business Software (z.B. ERP, CRM, ECM, BI). Dort verantwortet er die Bereiche Marketing, Account Management, Research und Finan- zen. Dr. Sontow studierte Maschinenbau und Betriebswirtschaft an der RWTH Aachen und am Massachussetts Institute of Technology in Cambridge, USA. Seinen Doktortitel im Ma- schinenbau erwarb er an der RWTH Aachen. Karsten Sontow Sehr geehrte Leser, das „Internet of Things“ ist längst auf dem Shopfloor angekommen: Produkte werden nicht mehr einfach nur gefertigt, sie werden mit immer mehr Sensoren ausgerüstet und tragen immer mehr Informationen mit sich. Geofencing und Predictive Main- tenance, Smart Services und die „Kognitive Fabrik“ – Unternehmen, die erfolgreich bleiben wollen, müssen sich diesen Trends stellen und ihre Geschäftsprozesse und Produkte transformieren. Karsten Sontow, Vorstand der Trovarit AG Moderne MES bieten enorme Digitalisierungschancen
  6. 6. 8 Competence Book - MES Editorial - Karsten Sontow Manufacturing Execution Systems (MES) werden häufig als Befähiger dieser (Digi- talen) Transformation gehandelt, waren sie im Kern doch immer schon das zentrale Informationsrückgrat der produktionsbezogenen Kommunikation und wirken inner- halb des Unternehmens als Bindeglied zwischen der kommerziellen Unternehmens- software (v.a. also der ERP-Software) und der Ausführungsebene des Produktions- prozesses (Shop Floor bzw. Prozessleitebene). Im Vordergrund der aktuellen Digitalisierungstrends rund um MES steht der Ver- netzungsgedanke. Durch ihre Rolle innerhalb der Software-Infrastruktur können MES ein integratives Datenmanagement über alle am Produkti- onsprozess Beteiligten gewährleisten, so dass Insellösungen und entsprechende Schnittstellen vermieden werden. Leistungsfähige Hardware sowie entsprechende Analysesoftware ermöglichen zu- dem heute eine schnelle und rollengerechte Datenaufbereitung und -verteilung – idealerweise echtzeitnah – und sorgen so für Trans- parenz über Aufträge und Ressourcen über alle Hierarchieebenen. Der Einsatz mobiler Endgeräte (von Smartphones und Tablets bis hin zu Datenbrillen) zur Datenerfassung und –bereitstellung ist ein weiterer Digitalisierungstrend. Generell ermöglicht eine sensor- gestützte Fortschrittserfassung aktuelle und vor allem korrekte Rückmeldungen „in Echtzeit“, um letztendlich die Planungs- und Steuerungsqualität zu verbessern. Moderne MES bieten erhebliche Digitalisierungschancen und viele Unternehmen wollen diese Chancen nutzen. Aber - auch wenn überall gedrängelt und dem deut- schen Mittelstand nachgesagt wird, dass er die Digitalisierung verschläft - man sollte nichts übereilen! Denn Investitionen in moderne Software und Gadgets, die dann nicht zusammen und zu den eigenen Geschäftsprozessen und -zielen passen, bringen Unternehmen der Vision Industrie 4.0 keinen Schritt näher. Zum Einen bestimmen Branche und Auftragsabwicklungstyp dabei die MES-Funkti- onsschwerpunkte. Die meisten MES-Lösungen haben zumindest „im Standard“ einen Branchenfokus, eine branchen- und anforderungsübergreifende Anbieterstruktur hat sich bis heute nicht herausgebildet. Somit bleibt eine versierte Software-Auswahl wichtiger Erfolgsfaktor im Zuge einer zunehmenden Digitalisierung. Zum anderen muss die Modernisierung oder Erweiterung der MES-Infrastruktur in den Gesamtrahmen einer Digitalisierungsstrategie gestellt werden, damit Maßnah- men sinnvoll geplant, koordiniert und gesteuert werden können. In diesem Sinne wünsche ich viel Erfolg bei Ihrem Digitalisierungsprojekt und inte- ressante Lektüre! Ihr Karsten Sontow, Vorstand der Trovarit AG „Im Vordergrund der aktuellen Digitalisierungs- trends rund um MES steht der Vernetzungsgedanke.“
  7. 7. 9 Competence Book - MES Partner des Competence Books MES II
  8. 8. Competence Book - MES Inhalt Einleitung Perspektiven und Vorgehen Architektur und Bausteine Unser Kompetenz-Netzwerk Partner des Competence Books Zukunftsbild Jürgen Kletti MES – mehr als nur Software! Zukunftsbild Burkhard Röhrig Industrie 4.0: Es ist noch viel zu tun Zukunftsbild Andreas Kirsch Was hat eigentlich Industrie 4.0 mit einer Pralinenschachtel zu tun?! Zukunftsbild Karl M. Tröger MES für die nächste Generation Wissen kompakt Infografiken zu MES Roundtable #NextMES Produktionssteuerung im Zeitalter neuer Technologien und Paradigmen 9 12 14 17 20 23 28 64 68 72 78 82 86 93 100 104 108 112 116 120 124 128 131 134 139 142 Architektur l Das Industrie 4.0 Ecosystem Architektur ll MES als Teil einer integrierten IT-Landschaft Architektur lll Architektur für MES im IoT-Umfeld Smarte Produktion l Agile Regelkreise in der Produktionslogistik von morgen Smarte Produktion ll Betriebssystem für wandlungsfähige Fertigungsanlagen Technologie Das ABC der Smart Factory Planung l Feinplanung in der Fertigung Planung ll Von Feinplanung bis Qualitätsmanagement MES IQ l Manufacturing Intelligence MES IQ ll MES - Kennzahlen - KPI Kommunikation Bidirektionale Kommunikationswege Mobile MES Mobile Industrie 4.0 l Bedeutung für mittelständische Produktionsunternehmen Industrie 4.0 ll MES als Wegbereiter Industrie 4.0 lll Lean MES 4.0 - eine mittelstandstaugliche Alternative Industrie 4.0 lV MES „on demand“ für die selbstlernende Fabrik Vorgehen l Die 4 Stufen zur Smart Factory Vorgehen Il Auswahl und Einführung von MES Vorgehen lll Erfolgreiche IT-Projekte im Shopfloor
  9. 9. 148 152 156 159 164 167 170 174 180 181 182 184 185 186 188 190 192 195 197 198 Inhalt ImpressumBranchenübersichtSuccess Stories und Produktinformationen Kunststoff Integriertes MES bei Ruch Novaplast Druck- / Spritzguss Alfred Härer GmbH vertraut JOBDISPO Landmaschinen Mehr Effizienz bei AGCO mit DELMIA Apriso Maschinenbau Montage-Steuerung per Tablet PC bei FMB Leiterplatten Transparente Prozesssteuerung bei SI FLEX Automobil Bestandsaufnahme bei Faltec: mit DELMIA Apriso ein voller Erfolg Fenster, Türen, Glasanbauten Qualitäts- und Produktmanagement bei Finstral Elektronikfertigung Industrie 4.0 & MES bei MID-Tronic Informationsquellen Fachbücher Whitepaper Veranstaltungen CeBIT - Global Event for Digital Business Hannover Messe Unternehmen GFOS mbH Guardus Solutions AG MPDV Mikrolab GmbH PSIpenta Software Systems GmbH Experten Andreas Kirsch Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti Burkhard Röhrig Karl M. Tröger Verantwortlich für das Competence Book i.S. des TDG: Geschäftsadresse NetSkill Solutions GmbH Salierring 43 50677 Köln Tel.: 02 21 / 7 16 14 40 E-Mail: info@netskill.de Geschäftsführer Dr. Winfried Felser, Jörg Jörissen Design & Layout Josephine Nickel Carolin Peters Amtsgericht Köln HRB 82780 Steuernummer 5214/5813/2595 © Copyright 2017 NetSkill Solutions GmbH - alle Rechte vorbehalten. Competence Book - MES
  10. 10. 12 Competence Book - MES Zukunftsbild Jürgen Kletti Sehr geehrte Leser, zu behaupten, ein Manufacturing Execution System (MES) wäre nur ein weiteres Stück Software in der eh schon unübersichtlichen IT-Landschaft eines Unterneh- mens, würde den damit erreichbaren Nutzen keineswegs widerspiegeln! Vielmehr ist MES ein Konzept und für seine Anwender sogar eine (Über-)Lebensphilosophie. Das Denken in MES-Aufgaben ist bereits in der VDI-Richtlinie 5600 verankert und auch das VDMA-Einheitsblatt 66412 für MES-Kennzahlen baut auf eine konsequen- te Datenerfassung im Shopfloor. Hieraus leite ich die Behauptung ab, dass ab einer bestimmten Größe jedes Fertigungsunternehmen ein MES braucht, um effizient produzieren zu können. Gleichzeitig treiben MES die Digitalisierung voran und sorgen so für eine drastische Reduzierung von Medienbrüchen. Der Traum von der papierlosen Fabrik rückt mit MES in greifbare Nähe – und das steht keineswegs im Widerspruch zu „Lean“. Das Credo der Lean Manufacturing Fraktion heißt nämlich nicht “keine IT in der Fertigung” sondern “keine unnötige Komplexität in der Fertigung”. MES unterstützten dabei, die wachsende Kom- plexität zu beherrschen – insbesondere mit Blick auf Industrie 4.0. Ab einem gewissen Punkt fordern Lean-Methoden Transparenz, die nur ein Manufacturing Execution System bieten kann. Zudem sind Lean und MES gleichermaßen „Enabler“ für Industrie 4.0. Eine sich selbstregelnde Fabrik wird weder ohne das Eine noch das Andere funktionieren. Ich würde sogar so weit gehen, zu behaupten, Industrie 4.0 bringt MES und „Lean“ noch weiter zusammen. Und so ist kaum verwunderlich, dass sowohl Lean-Berater als auch MES-Anbieter vom mittlerweile etablierten Hype „Industrie 4.0“ profitieren. Aber lassen Sie sich von diesem Hype nicht blenden! Fokussieren Sie sich auf Sie Ihre eigene Produktion und richten Sie Investitionen in innovative Technologien an den Bedürfnissen Ihrer Prozesse und Mitarbeiter aus. In diesem Sinne wünsche ich Ihnen viel Spaß beim Lesen. Ihr Jürgen Kletti Geschäftsführender Gesellschafter der MPDV Mikrolab GmbH „Hieraus leite ich die Be- hauptung ab, dass ab einer bestimmten Größe jedes Fertigungsunternehmen ein MES braucht, um effizient produzieren zu können.“ MES – mehr als nur Software!Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti, Geschäftsführer, MPDV Mikrolab GmbH
  11. 11. 13 Thema Competence Book - MES Prof. Dr.-Ing Jürgen Kletti, Jahrgang 1948, ist Gesell- schafter und Geschäftsführer der MPDV Mikrolab GmbH, die er 1977 nach seinem Elektrotechnik-Studium mit dem Spezialfach „Technische Datenverarbeitung“ und der Promotion an der Universität Karlsruhe gründete. Prof. Kletti ist Mitglied in verschiedenen Fachgremien.Als Vorsitzender des VDI-Arbeitskreises MES ist er maßgeb- lich an der Gestaltung der VDI-Richtlinie 5600 beteiligt und im Jahr 2005 gründete er den MES-D.A.CH Ver- band, dem er viele Jahre lang vorstand. Zudem ist Prof. Kletti Autor zahlreicher Fachbücher und Fachpublikatio- nen in der Produktions- und IT-Fachpresse. Mit 40 Jahren Erfahrung im Fertigungsumfeld zählt die MPDV Mikrolab GmbH nicht nur zu den führenden Lösungsanbietern von Manufacturing Execution Sys- temen (MES) sondern gilt auch als Vorreiter bei der Verbreitung des MES-Gedankens und engagiert sich in Fachverbänden wie z.B. VDI, VDMA, MESA und MES- D.A.CH. Darüber hinaus wurde MPDV wiederholt als TOP100-Unternehmen ausgezeichnet und zählt somit zu den innovativsten Mittelständlern Deutschlands. Jürgen Kletti
  12. 12. 14 Competence Book - MES Zukunftsbild Burkhard Röhrig Industrie 4.0 ist noch lange keine abgeschlossene Realität. Die Auswirkungen von Industrie 4.0 werden bestimmt revolutionär sein. Die Einführung und Umsetzung werden jedoch evolutionär erfolgen, sowie sich andere Technologi- en in der Vergangenheit auch sukzessive durchgesetzt haben. Bis die klugen Ideen der technischen Vordenker realisiert werden kön- nen, bleibt also noch viel zu tun. Eines ist jetzt schon klar: Ohne Software ist Industrie 4.0 nicht möglich. Schließlich sollen sämtliche am Produktionsprozess be- teiligten Komponenten sowie der Mensch miteinander vernetzt werden. Kommunikation und damit Information werden zu noch wichtigeren Produktionsfaktoren als bisher. Als ein Beispiel für Software, die Industrie 4.0 quasi wegbereitend voranbringt, sind sicherlich Manufacturing Execution Systeme zu benennen. MES bilden die zentrale Instanz zur Koordinierung und Synchronisation, die bei aller Dezentralität, die Teil des Indust- rie 4.0-Konzepts ist, weiterhin notwendig sein wird. Schon heute bieten MES synergetisch die Unterstützung der Produktionssteue- rung, die notwendig ist, um in der Produktion die geforderte Flexi- bilität sicherzustellen. Auch die Politik muss noch tätig werden. So hat die Bundesregierung mit dem IT-Si- cherheitsgesetz zwar beschlossen, dass die IT-Systeme und digitalen Infrastrukturen Deutschlands zu den sichersten weltweit werden sollen – von der Realisierung sind wir jedoch noch ein gutes Stück entfernt. Industrie 4.0: Es ist noch viel zu tun „Eines ist jetzt schon klar: Ohne Software ist Industrie 4.0 nicht möglich. Schließlich sollen sämtliche am Produktionsprozess beteiligten Komponenten sowie der Mensch miteinander vernetzt werden.“ Burkhard Röhrig, Geschäftsführer, GFOS mbH
  13. 13. 15 Thema Competence Book - MES GFOS/CatrinMoritz Burkhard Röhrig Zu Beginn des Jahres 1988 gründete Burkhard Röhrig die GFOS mbH, die er bis heute als ge- schäftsführender Mehrheitsgesellschafter leitet. Die GFOS zählt zu den Pionieren der Anwen- dungsentwicklung und -integration in den Berei- chen Personalzeitwirtschaft, Personaleinsatzpla- nung, Zutrittskontrolle, Betriebsdatenerfassung und Produktionssteuerung. Bei weit über 3.000 Installationen, davon mehr als 440 im Ausland, visualisiert, kontrolliert und steuert GFOS alle Unternehmens-Ressourcen entlang der Wert- schöpfungskette. Seit ihrer Gründung wächst die GFOS kontinuierlich 2-stellig und zählt zu den führenden Anbietern in diesem Markt.
  14. 14. 16 Competence Book - MES Zukunftsbild Burkhard Röhrig Für Industrie 4.0 wird es jedoch unerlässlich sein, tragfähige Sicherheitskonzepte zu entwickeln. Wir brauchen unbedingt verlässliche Verschlüsselungstechniken und weitere Schutzmechanismen, denn das Fertigungs-KnowHow der jeweiligen Betriebe bildet in der Regel die Existenzgrundlage eines Unternehmens. Damit sind sämtliche Fertigungsinformationen als besonders schutzbedürftig einzustufen. Z. B. sind in der Prozessindustrie zur Laufzeit IST-Rezepturen auf den Maschinen/Anlagen abrufbar. Deshalb muss der Aufwand, Datenmissbrauch zu betreiben so hoch sein, dass dieser sich nicht lohnt. Hinzu kommt, dass das Internet von heute für Vorhaben wie Industrie 4.0 noch viel zu langsam ist. Zwar hat die Bundesregierung mit ihrer Breitbandstrategie erkannt, dass die flächendeckende Versorgung unseres Landes mit leistungsfähigen Breitban- danschlüssen und der Aufbau von Hochleistungsnetzen wichtige Vo- raussetzungen für wirtschaftliches Wachstum, mehr Beschäftigung und steigenden Wohlstand sind. Allerdings würden die in diesem Kontext zu erwartenden Datenmengen alle derzeitigen bekannten Kapazitäten sprengen. Auch der Bereich HR steht vor neuen Herausforderungen: Kernauf- gabe der modernen Personalabteilung wird die Überführung der Beschäftigten in die Arbeitswelt von morgen sein – und hier geht es in erster Linie um den Bereich der Aus- und Weiterbildung. Von vielen Beschäftigten wird in absehbarer Zeit ein weitaus größeres Verständnis für Technik und IT vonnöten sein als bisher. Daher wer- den passgenaue Bildungskonzepte notwendig sein. Die Menschen müssen sich analog der Technik weiterentwickeln. Das Bundesmi- nisterium für Arbeit und Soziales verwendet in diesem Zusammen- hang den Begriff Arbeiten 4.0 und betreibt die Website www.arbeitenviernull.de. Diese Initiative ist absolut sinnvoll. Allerdings betrachtet Arbeiten bzw. Arbeit 4.0 die Arbeit an sich häufig isoliert, wo doch eigentlich eine ganzheitliche Sicht benötigt wird. Schließlich geht es um eine Win-Win-Situation zwischen Arbeitnehmer- und Unternehmenssicht. Daher sprechen wir von GFOS lieber von Industrie 4.0 Human. „Von vielen Beschäftigten wird in absehbarer Zeit ein weitaus größeres Verständnis für Technik und IT vonnöten sein als bisher.“
  15. 15. 17 Competence Book - MES Zukunftsbild Andreas Kirsch Was hat eigentlich Industrie 4.0mit einer Pralinenschachtel zu tun?! Als Manufacturing Execution Systems-Hersteller werden wir von unseren Kun- den immer häufiger um Rat gebeten, wenn es um den Weg zur richtigen Industrie 4.0-Strategie geht. In vielen Einzelgesprächen und Expertenrunden haben wir nach einer Möglichkeit gesucht, so einfach und gleichzeitig wirksam wie möglich zu erklären, was Industrie 4.0 eigentlich wirklich ist und worauf Industriebetriebe bei der Strategieformulie- rung und Partnersuche dringend achten sollten. Life is a box of chocolate ... ... you never know, what you gonna get. Was Forrest Gump über das Leben wusste, hilft auch uns bei der Beantwortung der Frage, wie sich ein Unternehmen den Möglichkeiten von Industrie 4.0 nähern sollte. ... und 4.0 ein Allerlei! Bleiben wir beim Sinnbild der Pralinenschachtel, empfiehlt es sich, zunächst die „Konditoren“ unter die Lupe zu nehmen, die Industrie 4.0 verkaufen wollen. Dazu gehören Software-Hersteller aus den Bereichen ERP, MES und PLM, aber auch Ma- schinenbauer und Automatisierter sowie Verbände und Institute. Jeder Konditor verfolgt dabei ganz eigene Ziele, setzt individuelle Entwicklungsstan- dards ein und nutzt unterschiedliche Zutaten zur Pralinenherstellung - von Cloud, Big Data und virtualisierten Systemen über Tablets, Smartphones und Smart Objects bis hin zu diversen Netzwerktechnologien. Auf diese Weise entsteht ein äußerst heterogenes - teilweise inkompatibles - Allerlei an Industrie 4.0-Services. Natürlich wird jeder Konditor seine Pralinen als optimale Lösung anpreisen, was auch stimmen mag, aber sicherlich nicht immer und für jeden Pralinenkäufer. Pralinentester nicht immer hilfreich! Gut, dass es unabhängige Pralinen-Tester gibt. Die „Pralinen-Tester“ sind ebenfalls bunt gemischt und qualifizieren sich für ihre Aufgabe als Bewerter nicht zwingender Weise durch Fachkompetenz. Dazu gehören im Allgemeinen Institute und Organisa- tionen, aber auch Politik, Gewerkschaften, Juristen, Datenschützer und Journalisten. Andreas Kirsch, Vorstandsmitglied, GUARDUS Solutions AG
  16. 16. 18 Competence Book - MES Zukunftsbild Andreas Kirsch Ganz zum Schluss kommen erst die avisierten Pralinenkäufer, also die Industriebe- triebe, welche die feilgebotenen Süßwaren genießen sollen. Diese stehen nun vor der Herausforderung, aus dem mittlerweile sehr großen Angebot an Services die passen- den herauszufinden - ohne Detailwissen darüber, was sich tatsächlich in der Praline befindet. Schließlich kann man dem Schoko-Konfekt nicht von außen ansehen, was für eine Füllung in ihm steckt, wie sie für den einzelnen Betrieb wirklich schmeckt und ob sie auch bekömmlich ist. Was wäre wenn ... Gäbe es einen standardisierten Leitfaden für die Auswahl und Be- wertung von 4.0-Angeboten, würde er wohl mit einer scheinbar ein- fachen Frage beginnen: „Was habe ich mit meiner Produktionsorganisation eigentlich in Zu- kunft vor? Diese Frage klingt vielleicht im ersten Moment völlig banal. Doch es ist eine Tatsache, dass viele Unternehmen darauf gar keine gute Antwort haben, bevor sie sich auf das Abenteuer 4.0 einlassen. Erst wenn ich eine klare Vorstellung entwickle, was mich persönlich antreibt und wohin mein unternehmerischer Weg geht, kann ich die richtigen Werkzeuge wählen. Darauf aufbauend wäre es im Folge- schritt ein Leichtes, die folgenden (konstruktiv-kritischen) Fragen zu beantworten, beziehungsweise zu bewerten: • Woraus genau besteht der Industrie 4.0-Lösungsansatz, der mich interessiert? • Welchen konkreten Nutzen bringt er? • Wie gut passt er zu unserer Strategie? • Auf welche Weise greift das Angebot in meine betrieblichen Abläufe ein - zum Beispiel hinsichtlich veränderter Arbeitsweisen, Zuständigkeiten oder Entscheidungswege und -geschwindigkeiten? • Welche technologischen Standards hat der Hersteller zugrunde gelegt? • Was kostet das Angebot in Beschaffung, Change-Management und Betrieb? • Welches unternehmerische Risiko birgt das Angebot hinsichtlich Datenschutz, Prozesssicherheit und -stabilität? • Wie kann ich mich Schritt für Schritt in die richtige Richtung entwickeln, ohne Gefahr zu laufen den Anschluss zu verlieren oder gar zu scheitern? Stellt man sich also die richtigen Fragen, ist der Weg zur unternehmenseignen Indus- trie 4.0-Marschroute gar nicht so schwer. Selbstverständlich helfen Anbieter wie wir auch in Zukunft tatkräftig mit, wenn es um die Beantwortung individueller Industrie 4.0-Belange geht. Industrie 4.0 ist kein Selbstzweck, sondern ein Werkzeug, um im Rahmen der eige- nen Strategie die vorhandenen Strukturen, Services und Prozesse zu optimieren und zu verändern, um noch besser Kundenbedürfnisse zu befriedigen. Das sollte man nicht vergessen und sich auch nichts anderes einreden lassen. Nur wenn man sich die richtigen Pralinen aus der Schachtel heraussucht, wird die Prali- nenschachtel zu einem individuellen Genuss. „Industrie 4.0 ist kein Selbstzweck, sondern ein Werkzeug, um im Rahmen der eigenen Strategie die vorhandenen Strukturen, Services und Prozesse zu optimieren und zu verändern, [...]“
  17. 17. 19 Thema Competence Book - MES Andreas Kirsch ist seit Mitte 2006 Vorstandsmitglied der GUARDUS Solutions AG. Im April 2007 initiierte Andreas Kirsch die Gründung des etablierten DIN Arbeitskreises für MES, der un- ter seiner Leitung die VDMA 66412 Einheitsblätter erarbeitet hat. Darüber hinaus leitet Andreas Kirsch die internationale Working Group im Rahmen der ISO Standardisierung von Manufacturing Operation Management kurz MOM. Ein Ergebnis der Arbeits- gruppe ist die ISO 22400 mit der das erste Mal Produktionskennzahlen für die Fertigungsindustrie international anerkannt standardisiert wurden. Durch seine Mitgliedschaften in verschiedenen Standardi- sierungsgremien ist Andreas Kirsch darüber hinaus auch stark in das aktuelle Thema Industrie 4.0 involviert. Andreas Kirsch
  18. 18. 20 Competence Book - MES Zukunftsbild Karl M. Tröger MES für die nächste Generation?! Karl Trögers Visionen für die nächsten zwei bis drei Jahre Karl M. Tröger, Business Development Manager bei PSI Automotive & Industry Sehr geehrte Leser, das Competence Site-Team hat mich gebeten, im Rahmen eines Competence Reports über das MES (und ERP-System) der nächsten Generation nachzudenken. Gesagt, getan! Und was läge näher als gleich mein Grußwort dafür zu nutzen? Alle zwei Jah- re bin ich diesbezüglich gefordert, insofern kann ich nicht einfach losphantasieren. Spätestens in zwei Jahren muss ich dann nämlich meinen Prognosen bzw. meinem zwei Jahre jüngeren Ich ins Auge schauen. Wer hier auskunftsfreudig sein will, muss aber vor allem eines können: Die Besonderheiten der neuen bzw. sich bereits abzeich- nenden Produktionslogik verstehen. Durch IoT und Industrie 4.0, aber auch durch die Anforderungen des Marktes befindet sich einiges im Wandel. Schauen wir uns diese neue Wirklichkeit genauer an:
  19. 19. 21 Competence Book - MES Zukunftsbild Karl M. Tröger • Die Auflösung bestehender fester Produktionssysteme (wie bei Audi in Diskussi- on), im Sinne einer Schwarmfertigung in Netzwerk-Strukturen, ist Realität und sorgt für neue Fluiditäts-Fähigkeiten und damit für völlig andere Möglichkeiten der Produktionsabwicklung. • Durchgehende digitale Zwillinge dienen dabei als Abbild der aktuellen und zu- künftigen Anlagenkonfiguration und den dazugehörigen Auftragssituationen - im Zeitverlauf mit allen auftrags-, anlagen- oder auch produktbezogenen Infor- mationen. Sie vereinfachen Simulationen und Reihenfolgebildung. • Die umfassende Integration/Nutzung des Klassikers RFID, aber auch moderner IoT-Lösungen zur Produktionssteuerung und Basissysteme wie RTLS (real time location systems) zur Feststel- lung des Übergangs von Material, Werkzeugen, Menschen in den nächsten Produktionsschritt, Lager, zur Bereitstellung oder Liefe- rung schaffen die Informationsvoraussetzungen. • Eine ereignisgesteuerte Produktion an Stelle fester Algorithmen, Steuerungs- und Planungstools dockt an die Fluidität der Struktu- ren auf Systemebene an und sorgt so für eine agilere und reagible- re Planung und Steuerung. • Klassische MES-Konzepte werden neu gedacht und zukunftsfähig ausgerichtet. Damit schaffen wir die Voraussetzungen für ein An- docken an die zukünftigen Plattformen. • Selbstlernende Systeme und moderne Ansätze wie Visual Com- puting erleichtern das Erkennen von Zusammenhängen in der Datenbasis und erlauben neue Formen der Entscheidungsunter- stützung oder sogar die automatisierte Initiierung notwendiger Aktivitäten. • Die Entdeckung des Menschen wird nicht mehr nur von Professor Syska und anderen gefordert, sondern ist im Mainstream ange- kommen. Bessere Visualisierungen, neue Nutzungskonzepte, In- dividualisierung und eine größere Autonomie und Selbstorganisa- tion – „New Work“ ist in der Produktion vielleicht noch radikaler als im administrativen Bereich. Sie erinnern sich vielleicht noch an meinen Beitrag „Menschen, Ma- schinen und Software“ von vor fast drei Jahren. Die Produktion und damit auch die Produktionssteuerung, aber auch das Engineering der Produkte wandeln sich funda- mental jenseits der alten Logik und vieles von dem damals Geschriebenen hat sich mittlerweile bewahrheitet. Das Engineering war damals jedoch noch ein schwarzer Fleck. Es wird sich in Zu- kunft nicht mehr nur auf geometrische und andere Produkteigenschaften beschrän- ken, sondern gleichzeitig auch die notwendigen Konfigurationsinformationen für die Einstellung der Anlage liefern. Natürlich gilt es diese Konzepte jetzt nicht nur plattform-, produktions- und mitarbeiterorientiert, sondern auch kundenorientiert auszurichten. Für ein Neudenken der Produkte, Services und Geschäftsmodelle wird die Basis immer besser, jetzt gilt es anzufangen. Lassen Sie uns gerne darüber reden! Ihr Karl M. Tröger, Business Development Manager bei PSI Automotive & Industry, für das Team der Competence Site „Das Engineering [...] wird sich in Zukunft nicht mehr nur auf geometrische und andere Produkteigenschaften beschränken, sondern gleichzeitig auch die notwendigen Konfigurationsinformationen für die Einstellung der Anlage liefern.“
  20. 20. 22 Competence Book - MES Zukunftsbild Karl M. Tröger Karl M. Tröger Karl M. Tröger, Head of Product Management, verantwortet die strategische Ausrichtung des Pro- duktportfolios bei der PSI Automotive & Industry GmbH. Auf Basis seiner nationalen und internationalen Sta- tionen in der Fertigungsindustrie, stellt er heute das Bindeglied zwischen Kunden, Markt, Wissenschaft und dem Software-Engineering dar. Seine Erfahrungen sammelte er als Senior Product Engineer bei einem kanadisch-israelischen Kon- zern, als IT-Projektleiter sowie später als Leiter der Produktentwicklung für ERP-Lösungen innerhalb der PSI Automotive & Industry GmbH.
  21. 21. 23 Competence Book - MES Infografiken Digitalisierung der Produktion - MES als Basis für Transparenz in den Produktionsprozessen und Grundlage für Industrie 4.0
  22. 22. 24 Competence Book - MES Infografik Markt 49 % 12 % 3 % Nutzen Sie aktuell ein Manufacturing Execution System in Ihrem Unternehmen? Wie stark sind MES-Systeme verbreitet? Ja, standortübergreifend Metallerzeugung & -bearbeitung Ja, lokal an einzelnen Standorten Maschinenbau & Anlagenbau Nein Fahrzeugbau & Zuliefererindustrie Weiß ich nicht Bauwirtschaft 87 % 86 % 36 % Aus dem RED PAPER: Digitalisierung der Produktion von BearingPoint Aus dem Marktspiegel MES-Softwaresteuerung von 2015/2016 herausgegeben von Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Trovarit AG
  23. 23. 25 Competence Book - MES Infografik Trends 47 % 5% 3 % 1 % 3 % Wie schätzen Sie die allgemeine Relevanz von MES in produzierenden Unternehmen zukünftig ein? Welche Unternehmen sind die Zielgruppe von MES-Lösungen in Abhängigkeit der Mitarbeiterzahl? Stark zunehmend 100 - 499 Tendenziell zunehmend Gleichbleibend Tendenziell abnehmend Stark abnehmend Weiß ich nicht / keine Angabe über 1000 50 - 99 1 - 19 71% 35 % 91 % Aus dem RED PAPER: Digitalisierung der Produktion von BearingPoint Aus dem Marktspiegel MES-Softwaresteuerung von 2015/2016 herausgegeben von Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, Trovarit AG
  24. 24. 26 Competence Book - MES Infografik Investitionen Planen Sie in Ihrem Unternehmen in den nächsten 3 Jahren eine Investition in MES? Welche MES-Lösung würden Sie am ehesten kaufen? Ja, Neuinvestition MES-Lösungen von selb- ständigen, global agierenden und branchenübergreifenden reinen MES-Anbietern Ja, Ersatzinvestition Ja, Erweiterungsinvestition Nein Weiß ich nicht / keine Angabe Branchenspezifische MES-Lösungen von globalen Nischenanbietern Um MES-Funktionalitäten erweiterte ERP-Lösungen Lokal angebotene Lösungen von MES- Anbietern mit spezifischem Know-how Separate MES-Lösungen aus dem Produktbaukasten eines global agierenden Softwarekonzerns, dessen Software bereits im Einsatz ist 11 % 50% 10 % 17 % 13 % 11% 10 % 5 % Aus dem RED PAPER: Digitalisierung der Produktion von BearingPoint Aus dem RED PAPER: Digitalisierung der Produktion von BearingPoint
  25. 25. Competence Book - MES
  26. 26. Competence Book - MES Roundtable - MES #NextMES – Produktionssteuerung im Zeitalter neuer Techno- logien und Paradigmen
  27. 27. Competence Book - MES Roundtable - die führenden Köpfe des MES Burkhard Röhrig, Geschäftsführer, GFOS mbH Karl M. Tröger, Head of Product Management, PSI Automotive & Industry GmbH Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti, Geschäftsführender Gesellschafter, MPDV Mikrolab GmbH Andreas Kirsch, Vorstand, GUARDUS Solutions AG Franz Eduard Gruber, Gründer und Geschäftsführer, FORCAM GmbH ©GFOS/CatrinMoritz
  28. 28. 30 Competence Book - MES Roundtable - MES Liebe Leserinnen und liebe Leser, „Digitalisierung“, „IoT“, „CPS“ und „Industrie 4.0“ gelten als die Zu- kunftsperspektiven für die Produktion. Klar ist auch, dass neue Tech- nologien einen Wandel induzieren. Ansonsten ist vor allem sehr viel unklar. Dabei werden die Veränderungen massiv sein. Relevante Fra- gen sind hierbei u.a. • Wie sehen die neuen Produktionsparadigmen aus? • Welche Arbeitsteilung zwischen MES, ERP und Shop Floor zeich- net sich ab? • Welche Architektur, welche Sourcing-Strategien sind heute / mor- gen sinnvoll? Gilt Integration oder Kollaboration als Erfolgsmuster? • Welche weiteren Zukunftsentwicklungen werden durch IoT & Co angestoßen? • #NextAct: Was sind die nächsten Schritte für Fertigungsunterneh- men? Es freut uns, dass wir wieder das Who-Is-Who der MES-Branche für diesen Austausch zur Zukunft der Produktion gewinnen konnten. Viel Spaß beim Lesen wünscht Ihnen Ihr Team der Competence Site
  29. 29. Competence Book - MES
  30. 30. 32 Competence Book - MES Roundtable - Neues Paradigma Neues Paradigma im Zeitalter von Digital, Industrie 4.0 … „Digitalisierung“, „IoT“, „CPS“ und „Industrie 4.0“ gelten als die Zu- kunftsperspektiven für die Produktion. Klar ist auch, dass neue Tech- nologien einen Wandel induzieren. Ansonsten ist vor allem sehr viel unklar. Inwieweit sind heutige Paradigmen der Fertigungsindustrie mit Blick auf Industrie 4.0 noch gültig/anwendbar? Insbesondere soll sich die klassische Automatisierungspyramide auflösen. Aber wo sind die neuen Grenzen und wie ist die neue Arbeitsteilung zwischen Manage- ment und Shopfloor bzw. „ERP“, „MES“ und „Shopfloor“?
  31. 31. 33 Competence Book - MES Roundtable - Neues Paradigma Neues Paradigma „Die Grenzen zwischen ERP, MES und Shopfloor werden damit fließender und in vielen Fällen auch abhängig vom konkreten Anwendungsfall bzw. von der Branche sein.“ „Denn MES kann im Hier und Jetzt die Brücke in die Zukunft bauen und als virtuelle Ebene zum Teil schon Konzepte vorwegnehmen, die essentiell für Industrie 4.0 sein werden.“ „Mehr Intelligenz bei Maschinen, Betriebsmitteln und Produkten bedeutet, dass die bisher vertikalen IT-Strukturen zum Teil vollständig aufgelöst werden und eine Komponentisierung stattfinden wird. Jürgen Kletti Burkhard Röhrig Franz Eduard Gruber ©GFOS/CatrinMoritz
  32. 32. 34 Competence Book - MES Roundtable - Neues Paradigma Burkhard Röhrig Industrie 4.0 ist zu einem absoluten Trendthema geworden und es zeigt sich, dass das Zusammenspiel von Industrie 4.0, Big Data und IT-Sicherheit eine wichtige, zentrale Bedeutung hat. Ein sicherer Informationsaustausch entlang des gesamten Produk- tionsprozesses ist essentiell für die Akzeptanz und das Funktionieren von Industrie 4.0. Dies umfasst die Maschinen, deren Komponenten, aber auch die ausgetauschten Daten und betroffene Prozesse sowie beteiligte organisatorische Einheiten. Auch MES Systeme spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle. Denn MES kann im Hier und Jetzt die Brücke in die Zukunft bauen und als virtuelle Ebene zum Teil schon Konzepte vorwegnehmen, die essentiell für Industrie 4.0 sein werden. Ob es um die Vernetzung geht oder die Anreicherung von Produkten um ihre Produkt- information oder um die dezentrale Steuerung der Produktionselemente – MES kann jetzt schon oder bald emulieren, was für eine flexible Produktion der Zukunft not- wendig ist. Auf dem Weg zu Industrie 4.0 spielt IT-Unterstützung in der Fertigung eine zentrale Rolle. Um die Anforderungen zukünftiger Fertigungsprozesse abdecken zu können, werden neue Funktionen und Standards benötigt, die insbesondere die MES Anwen- dungen betreffen. Daher werden MES Systeme auch zukünftig unerlässlich sein. Da sind wir uns sicher. Neues Paradigma „Denn MES kann im Hier und Jetzt die Brücke in die Zukunft bauen und als virtuelle Ebene zum Teil schon Konzepte vorwegnehmen, die essentiell für Industrie 4.0 sein werden.“ Burkhard Röhrig ©GFOS/CatrinMoritz
  33. 33. 35 Competence Book - MES Roundtable - Neues Paradigma Neues Paradigma Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti Wie bereits von vielen Experten und in zahlreichen Fachmedien genannt, wird sich Industrie 4.0 eher als Evolution manifestieren. Daher wird auch der Paradigmen- wechsel eher schrittweise als sprunghaft stattfinden. Im Wesentlichen werden sich die bereits heute angestrebten Ziele noch weiter herauskristallisieren. Damit meine ich vor allem die Effizienz und die Flexibiltät der Produktionssysteme. Denn nur so können diese auch langfristig wirtschaftlich und wettbewerbsfähig bleiben. Mit die- sem Paradigmenwechsel wird auch eine Veränderung der klassischen Automatisie- rungspyramide einhergehen – eine komplette Auflösung wird meiner Meinung nach nicht stattfinden. Die Grenzen zwischen ERP, MES und Shopfloor werden damit fließender und in vie- len Fällen auch abhängig vom konkreten Anwendungsfall bzw. von der Branche sein. Wir beobachten momentan eine Bewegung weg vom Denken in Systemen hin zu ei- ner allgemeinen Rollenorientierung. Das bedeutet, dass die Trennung von Aufgaben und Funktionen sich immer mehr daran orientieren wird, welche Ziele und Stell- größen im Fokus stehen. Ein Beispiel: Der Bestellvorgang eines Kunden wird auch weiterhin in den Verantwortungsbereich eines ERP-Systems fallen, da damit erst einmal nur die Verschiebung von Wirtschaftsgütern verbunden ist. Die Herstellung des zu verkaufenden Wirtschaftsgutes wird von einem MES-System gesteuert und im Shopfloor – also auf der Ebene des eigentlichen Produktionsprozesses – wird das MES die Interaktion der Maschinen synchronisieren. Dafür erfasst es Echtzeitdaten und aktualisiert damit kontinuierlich den vorgesehenen Zeitplan. Ich bin mir sicher, dass es auch mittelfristig gesehen noch alle drei Ebenen der Automatisierungspyramide geben wird – allerdings mit deutlich unschärferen Grenzen. „Die Grenzen zwischen ERP, MES und Shopfloor werden damit fließender und in vielen Fällen auch abhängig vom konkreten Anwendungsfall bzw. von der Branche sein.“ Jürgen Kletti
  34. 34. 36 Competence Book - MES Roundtable - Neues Paradigma Andreas Kirsch Zunächst einmal wird die sogenannte Automatisierungspyramide, die aus dem inter- nationalen Standard IEC 62264 erwachsen ist, sich nicht auflösen. Ganz im Gegenteil dadurch, dass die IEC 62264 ein wichtiger Bestandteil im Referenzmodell für Indust- rie 4.0 RAMI ist, wird diese erst noch richtig an Bedeutung gewinnen. Die Zuordnung von einzelnen Funktionen auf ERP, MES oder SCADA Ebene war bezogen auf die an- gewandeten Produktionsmethodologien schon immer in verschiedenen Ausprägun- gen am Markt vorhanden und damit waren auch die Grenzen nie für alle Industrien in Beton gegossen. Was aber durchaus zu einer Veränderung der Grenzen führt, ist die Tatsache, dass durch neue Technologien die Pyramide nun um weitere Elemente ergänzt wird und die vernetzte Integration als zusätzliche Komponente zu der horizontalen und verti- kalen Integration hinzukommt. Neues Paradigma „[...] dadurch, dass die IEC 62264 ein wichtiger Bestandteil im Referenzmodell für Industrie 4.0 RAMI ist, wird diese erst noch richtig an Bedeutung gewinnen.“ Andreas Kirsch
  35. 35. 37 Competence Book - MES Roundtable - Neues Paradigma Franz Eduard Gruber Das frühe Wort von Bill Gates, „das Internet verändert alles“, ist heute zu einem Paradigma geworden, dass eskalierend gültig bleiben wird. Das trifft insbesondere auch für die Fertigungsindustrie zu. Sie hat im Vergleich zum Vernetzungsniveau im Consumer-Bereich mit Smartphones und Tablets einen Nachholbedarf. Das demons- trieren uns die Internetgiganten Amazon, Google, Facebook, Twitter, Whatsapp, You- tube und viele andere jeden Tag. Überwunden werden wird in der Fertigungsindustrie das bisherige Paradigma einer Automatisierungspyramide mit ERP, MES und Automation. Es wird im Zuge der In- dustrie 4.0 abgelöst durch die Autonomisierung von Anlagen, Teilen und Produkten. Gleichzeitig lösen sich die Grenzen von Top und Shop Floor auf. FORCAM geht im Zuge der Autonomisierung von einer Subsidiarisierung aus: Die Verantwortung wird an den Ort des Geschehens verlagert. Gehen Sie davon aus, dass in Zukunft das intelligente Produkt weiß, an welcher Anlage es mit welchen Betriebs- mitteln wie gefertigt werden soll. Und die Anlage weiß, wann das fertige Produkt einwandfrei ausgeliefert werden kann. Mehr Intelligenz bei Maschinen, Betriebsmitteln und Produkten bedeutet, dass die bisher vertikalen IT-Strukturen zum Teil vollständig aufgelöst werden und eine Kom- ponentisierung stattfinden wird. Das bedeutet das Ende des MES, wie es seit zehn Jahren im Einsatz ist. Industrie 4.0 gibt es nur mit einer neuen IT-Generation 4.0. Neues Paradigma „Mehr Intelligenz bei Maschinen, Betriebsmitteln und Produkten bedeutet, dass die bisher vertikalen IT-Strukturen zum Teil vollständig aufgelöst werden und eine Komponentisierung stattfinden wird. Franz Eduard Gruber
  36. 36. 38 Competence Book - MES Roundtable - Architektur und Sourcing Architektur und Sourcing für #NextMES Durch den Wandel der Paradigmen stellt sich auch die Frage der Architektur und des Sourcing neu. Integrierte Gesamtsysteme und Single Sourcing / Single Vendor versus vernetzte Systeme und Best-of-Breed-Philosophie stehen sich gegenüber. Hier scheinen kol- laborative Systeme / Plattformen die Lösungen für die Zukunft zu sein. Hat sich aus Ihrer Sicht wirklich die Entscheidungsbasis für Fragen zu Architektur und Sourcing geändert? Was würden Sie Unterneh- men raten, um zukunftsfähig zu sein? Wovon sind gegebenenfalls Entscheidungen für die eine oder die andere Alternative abhängig? Wo macht ein integriertes System Sinn, wo rechtfertigt der funktiona- le Vorteil von Best-of-Breed den Integrationsaufwand durch Schnitt- stellen etc.? Wie sehen die idealen Szenarien für die horizontale und vertikale Integration aus?
  37. 37. 39 Competence Book - MES Roundtable - Architektur und Sourcing „Systeme, die sich im Internet der Dienste und Dinge präsentieren wollen, müssen zwangsläufig über hochentwickelte und standardisierte Kommunikationstechnologien verfügen [...].“ „Mein Szenario 2020: Anwender können in herstellerübergreifenden Online-Bibliotheken Funktionsbausteine finden, bewerten, testen und reibungslos montieren.“ „Wichtig für die Zukunft wird es für den Anwender sein, in Softwaresysteme zu investieren, die es erlauben sich schnell auf Prozessveränderungen einzurichten.“ Karl M. Tröger Franz Eduard Gruber Andreas Kirsch Architektur und Sourcing
  38. 38. 40 Competence Book - MES Roundtable - Architektur und Sourcing Andreas Kirsch Die Entscheidungsbasis hat sich dahin gehend geändert, dass MES mittlerweile eine mehr strategische Bedeutung bekommen hat und nicht mehr ein reines IT Projekt des Bereichs Produktion ist. Dies sehen wir als GUARDUS sehr positiv. Wichtig für die Zukunft wird es für den Anwender sein, in Softwaresysteme zu in- vestieren, die es erlauben sich schnell auf Prozessveränderungen einzurichten. Dazu gehört eine höhere Flexibilität und auch die Möglichkeit neue Technologien schneller einzubinden und an die Arbeitsprozesse zu adaptieren. Die größte Herausforderung für die Anwender wird es sein keine klassischen Anforderungskataloge mehr zur Sys- temauswahl zu erstellen, da diese viel zu starr und eher eine Momentaufnahme zum Zeitpunkt des Auswahlprozesses darstellen als mehr dazu überzugehen sich Lösun- gen in ihrer Gesamtheit (integrativ, Best of Breed, Kollaboration, etc.) anbieten zu lassen. Dazu zählt auch Architektur, funktionale Inhalte, Schnittstellen, Zukunftsfä- higkeit und Wandlungsfähigkeit. Ausschreibungen, die zu viel im Detail funktional vorgeben schränken den Open Mind ein und verhindern dadurch manchmal innova- tive Lösungen zu berücksichtigen. Architektur und Sourcing „Wichtig für die Zukunft wird es für den Anwender sein, in Softwaresysteme zu investieren, die es erlauben sich schnell auf Prozessveränderungen einzurichten.“ Andreas Kirsch
  39. 39. 41 Competence Book - MES Roundtable - Architektur und Sourcing Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti Entscheidend für die Auswahl eines Systems ist immer die kon- krete Anforderung der Anwendung – eine pauschale Aussage ist hier kaum möglich. Was man generell sagen kann: Es lohnt sich in den meisten Fällen, einen Vergleich der Kernkompetenzen so- wohl des Anbieters als auch des Systems anzustellen. Denn in den wenigsten Fällen kann ein System alle Sichten auf einen Prozess abdecken. Am besten zeigt sich das bei der Betrachtung der Produktion. Ein ERP wird hier sehen, dass Material in den Prozess hineinfließt und ein fertiges Produkt am Ende herauskommt. Dabei werden bestimmte Ressourcen genutzt und andere verbraucht. Das ERP bewertet diese Vorgänge monetär, um daraus einen Preis für den Kunden zu berechnen. Ein MES sieht den gleichen Prozess mit einer anderen Brille und wesentlich detail- lierter: Eine bzw. mehrere Maschinen müssen reserviert werden, um das beigestell- te Material in mehreren Schritten zu einem fertigen Produkt zu verarbeiten. Dabei kommen unterschiedliche Werkzeuge und Hilfsmittel zum Einsatz, die ebenfalls ge- plant werden müssen. Während der Produktion treten Störungen auf, die Einfluss auf den Gesamtablauf nehmen – ggf. muss der Prozess umgeplant werden. Auch die Qualität des hergestellten Produkts bzw. der Zwischenfabrikate ist für das MES rele- vant und ausschlaggebend für die kontinuierliche Optimierung. Zusätzlich sind die Belange der Mitarbeiter von Relevanz und fließen über die Personaleinsatzplanung in die Auftragsfeinplanung und Fertigungssteuerung ein. Unsere Erfahrungen haben gezeigt, dass Schnittstellen immer dort sinnvoll sind, wo die Kernkompetenz eines Systems endet und die eines anderen beginnt. In der Regel sind solche Übergabepunkte auch daran zu erkennen, dass nur wenige und stark ver- dichtete Daten übertragen werden müssen. Innerhalb eines Systems ist die Vernet- zung und damit gemeinsame Nutzung von Daten eine wichtige Voraussetzung für die Effizienz der Anwendung (Horizontale Integration). Auch dazu ein Beispiel: Die Berechnung von Leistungslohn sollte einerseits im MES erfolgen, da hier alle Daten über die geleistete Arbeit und die Beteiligung der jeweiligen Mitarbeiter se- kundengenau erfasst wird. Andererseits kann das MES nur Faktoren berechnen, aus denen ein Lohnabrechnungssystem dann den konkreten Geldbetrag ableitet, den der jeweilige Mitarbeiter bekommt. Kurz gesagt erfasst, berechnet und verdichtet das MES Daten, die über eine Schnittstelle zur monetären Bewertung übergeben werden. An dieser Stelle macht es Sinn, zwei vernetzte Systeme einzusetzen. Die Abspaltung der Leistungslohnermittlung von der Betriebs- und Maschinendatenerfassung im MES macht keinen Sinn, da in diesem Fall die zu übertragende Datenmenge gigan- tisch wäre. Ebenso verhält es sich bei der vertikalen Integration, also bei der Vernetzung von ERP, MES und Shopfloor. Schnittstellen sind wichtig und sollten an den Stellen imple- mentiert werden, an denen die zu übergebenden Daten maximal verdichtet werden können. Daraus ergibt sich per Definition die Empfehlung, erst einmal die eigenen Prozesse zu analysieren und dabei festzustellen, welche Daten und Informationen erfasst, verdichtet, übergeben und ausgewertet werden. Daraus ergeben sich dann auch sinnvolle Systemgrenzen. Architektur und Sourcing „Unsere Erfahrungen haben gezeigt, dass Schnittstellen immer dort sinnvoll sind, wo die Kernkompetenz eines Systems endet und die eines anderen beginnt. In der Regel sind solche Übergabepunkte auch daran zu erkennen, dass nur wenige und stark verdichtete Daten übertragen werden müssen.“ Jürgen Kletti
  40. 40. 42 Competence Book - MES Roundtable - Architektur und Sourcing Franz Eduard Gruber FORCAM ist von dem Wandel hin zu einer komponentenbasierten Anwendungsar- chitektur überzeugt. Funktionen werden als Webservices zur Verfügung gestellt und dürften künftig auch durch Dritte im Rahmen einer Prozess-Orchestrierung genutzt werden können. Das bedeutet, dass monolithische Systemarchitekturen für ERP und MES Auslaufmodelle sind. Immer mehr Unternehmen denken neu und entscheiden sich für innovative „Best of Breed“-Funktionen anstelle von allumfassenden Lösungsanbietern. FORCAM hat sich aus diesem Grund als Anbieter bei Trovarit streichen lassen. Im Idealfall kann ein Kunde „Best of Breed“-Funktionen zu einem Prozess verknüpfen. Global tätige Unternehmen mit komplexen Fertigungsstrukturen setzen zum Beispiel auf unsere Connectivity-Engine, um heterogene Maschinensteuerungen kostengünstig zu inte- grieren. Bei der Schweizer Bühler AG, die weltweit führend ist in mechanischer und thermischer Verfahrenstechnik zur Herstellung von Mehl, Futtermitteln, Pasta und Schokolade, ging es zum Projektstart darum, 60 verschiedene Werkzeugmaschinen für 700 unterschiedliche Produkte einheitlich anzuschließen. Um zukunftsfähig zu bleiben, raten wir Unternehmen, sich zu fragen: Unterstützt der Lösungskomponentenanbieter die von der Fraunhofer Gesellschaft postulierten technologischen Anforderungen an eine Industrie 4.0-Lösung? Nämlich: Cloud-Fä- higkeit (auch Private Cloud), Service-Orientierung, regelbasierte Business-Logik. Lösungsanbieter werden nur noch erfolgreich sein, wenn sie diese Anforderungen erfüllen und die benötigten Komponenten wie Apps oder Agenten über zertifizierte Schnittstellen reibungslos integrieren können. Mein Szenario 2020: Anwender können in herstellerübergreifenden Online-Biblio- theken Funktionsbausteine finden, bewerten, testen und reibungslos montieren. Architektur und Sourcing „Mein Szenario 2020: Anwender können in herstellerübergreifenden Online-Bibliotheken Funktionsbausteine finden, bewerten, testen und reibungslos montieren.“ Franz Eduard Gruber
  41. 41. 43 Competence Book - MES Roundtable - Architektur und Sourcing Karl M. Tröger Die Architektur wird sich schrittweise den neuen Erfordernissen anpassen. Mit der Entwicklung von Kommunikationsstandards zwischen den verschiedenen Ebenen entsteht eine allgemeingültige Sprache für den Informationsaustausch zwischen den verschieden Systembestandteilen. Es kommt immer mehr darauf an, unter Nut- zung von Standards und zukunftsfähigen Technologien die Integrationsfähigkeit aller Komponenten, seien es klassische Softwarelösungen oder auch Automatisie- rungssysteme und intelligente Produkte, voranzutreiben. Auf diese Weise wird auch das „Gespenst Schnittstelle“ seinen Schrecken verlieren und die funktionalen Vor- teile einzelner Lösungskomponenten können integrativ in vollem Umfang genutzt werden. Systeme, die sich im Internet der Dienste und Dinge präsentieren wollen, müssen zwangsläufig über hochentwickelte und standardisierte Kommunikationstechnolo- gien verfügen und aus Sicht der Architektur flexibel genug sein, um neu entstehende Standards nutzbar machen zu können. Kommunikations- bzw. Integrationsplattformen wird eine immer größere Bedeutung zukommen. Nur so können sich die horizontalen Wertschöpfungsnetzwerke dyna- misch zusammenfinden. Beispiele für solche Plattformen gibt es schon heute (z.B. myopenfactory.com). Die dazu notwendigen automatisch skalierenden Cloud-Platt- formen einschließlich der notwendigen Sicherheitsstandards werden entstehen (müssen). Die vertikale Integration vom Engineering der Produkte und dazugehö- rigen Produktionssysteme bis in die Automatisierungsebene wird durch ein noch zu designendes Basissystem Industrie 4.0 – quasi als gemeinsame Sprache – ermöglicht. „Systeme, die sich im Internet der Dienste und Dinge präsentieren wollen, müssen zwangsläufig über hochentwickelte und standardisierte Kommunikationstechnologien verfügen [...].“ Karl M. Tröger Architektur und Sourcing
  42. 42. 44 Competence Book - MES Roundtable - Zukunftsentwicklungen Weitere Zukunfts- entwicklungen wie IoT, UX Einige technologische Innovationen wie IoT werden sicherlich noch an Bedeutung gewinnen. Auch neue Formen der User Experience (Gesture, Augmented Reality!) werden sich weiter ändern. Selbst Ga- mification Ansätze werden diskutiert. Was sind Ihrer Meinung nach (wirklich) wichtige Zukunftsentwicklun- gen, die man als Anwender im Blick haben soll? Wo lohnen sich die Anstrengungen besonders?
  43. 43. 45 Competence Book - MES Roundtable - Zukunftsentwicklungen „Wichtig wird es sein, schnell neue IoT Features so einzubinden, dass diese nutzenorientiert verwendet werden können.“ „Immer weniger Menschen werden in Zukunft immer mehr Aufgaben mit der Hilfe von Software lösen müssen.“ „Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass es immer wieder auf eine gründliche Analyse der Anwendungsanforderungen hinausläuft – innovative Ansätze nutzen wir dann nur noch als Mittel zum Zweck und nicht um ihrer selbst Willen.“ Andreas Kirsch Karl M. Tröger Jürgen Kletti Zukunfts- entwicklungen
  44. 44. 46 Competence Book - MES Roundtable - Zukunftsentwicklungen Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti Auch hier bin ich der Meinung, dass es auf den konkreten Anwendungsfall ankommt – und mit dieser Meinung stehe ich keinesfalls alleine da. Viel wichtiger als die Dis- kussion zur Verfügung stehender Technologien und Methoden halte ich die Aufnah- me und Analyse der Anforderungen eines Produktionssystems und der darin wirken- den Mitarbeiter. Letztendlich muss die Technologie der Sache dienen und die Sache dem Menschen und dem gesetzten Ziel. Ich kaufe mir doch auch keinen Sportwagen, um dann festzustellen, dass ich damit zwar ziemlich schnell fahren, aber das Gepäck für meinen Campingurlaub nicht einladen kann. Vielmehr suche ich mir ein Auto, das zu meinen Anforderungen passt – in diesem Fall eher einen Kombi oder einen Van. In der Industrie sollten wir es genauso machen – IoT hin oder her. Langfristig sinnvoll ist, was zu den jeweiligen Anforderungen passt und nach Mög- lichkeit so flexibel ist, sich an neue Herausforderungen anzupassen. Dabei sollte man die genannten Innovationen, Technologien und Methoden nicht außer Acht lassen, sondern in deren Umfeld nach passenden Lösungen zu den aktuellen Aufgabenstel- lungen suchen. Auch ist Innovation nicht immer der zielführende Weg – in nicht wenigen Fällen haben bewährte und anerkannte Technologien und Methoden ihre Daseinsberechtigung. Ich denke hierbei im Wesentlichen an Lean Manufacturing. Und an dieser Stelle möchte ich nochmals betonen, dass sich Lean-Methoden und der Einsatz innovativer Technologien keinesfalls ausschließen – sinnvoll kombiniert ergänzen sich beide und maximieren damit ihre Wirksamkeit. Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass es immer wieder auf eine gründliche Analyse der Anwendungsanforderungen hinausläuft – innovative Ansätze nutzen wir dann nur noch als Mittel zum Zweck und nicht um ihrer selbst Willen. Welche Technologien der Markt und insbesondere unsere MES-Anwender für zu- kunftsfähig halten, erfahren wir übrigens auch aus unserer engen Zusammenarbeit mit der HYDRA Users Group. Zukunfts- entwicklungen „Zusammengefasst lässt sich feststellen, dass es immer wieder auf eine gründliche Analyse der Anwendungsanforderungen hinausläuft – innovative Ansätze nutzen wir dann nur noch als Mittel zum Zweck und nicht um ihrer selbst Willen.“ Jürgen Kletti
  45. 45. 47 Competence Book - MES Roundtable - Zukunftsentwicklungen Burkhard Röhrig Der Einsatz neuer Technologien wird den Technischen Service in den nächsten 5 Jahren stark verändern. Vor allem Machine-to-Machine-Kommunikation sowie der Einsatz von Apps und Serviceportalen werden als relevanten Technologietrends wahrgenommen. Wenn es stimmt, dass Daten und Informationen zu einem vierten Produktionsfak- tor avancieren, stellt sich die Frage, wie die Wertschöpfungsarchitekturen und Ge- schäftsmodelle einer Industrie 4.0 aussehen werden. Es spricht viel dafür, dass die Geschäftsmodelle im Verarbeitenden Gewerbe künftig stärker als heute vom Service getrieben sind. Denn durch Bereitstellung und Auf- bereitung fertigungsbezogener Daten lassen sich gänzlich neue Service-Produkte entwickeln. Erhöhte Maschinenverfügbarkeit und eine signifikant erhöhte Prozes- sproduktivität in Kombination mit proaktiven Wartungskonzepten sind hier die Stichworte. Auch diese Themen sind nicht alle neu. Im Maschinen- und Anlagenbau haben führende Unternehmen schon heute entsprechende Service-Produkte und Condition Monitoring-Lösungen im Angebot. Die wenigsten Unternehmen jedoch verdienen damit Geld. Dies könnte sich im Zuge einer Industrie 4.0 verändern – viel- leicht aber anders, als sich dies die Hersteller von Maschinen und Anlagen heute vorstellen. Auch die Eingabesysteme der Zukunft werden sich gewaltig verändern. Das Senden von Fotos, Spracheingabe - ja sogar automatische Sprachübersetzung werden zum Alltag gehören. Zukunfts- entwicklungen „Das Senden von Fotos, Spracheingabe - ja sogar automatische Sprachübersetzung werden zum Alltag gehören.“ Burkhard Röhrig ©GFOS/CatrinMoritz
  46. 46. 48 Competence Book - MES Roundtable - Zukunftsentwicklungen Andreas Kirsch Wichtig wird es sein, schnell neue IoT Features so einzubinden, dass diese nutzen- orientiert verwendet werden können. Hierzu dienen in der Regel sogenannte Use Case Szenarien. Schließlich ist es durch die rasante Innovationsgeschwindigkeit sehr schwer zu extrapolieren was z.B. in 5 Jahren an IoT Komponenten nutzbringend und sinnvoll zur Verfügung steht. Manche werden sich davon durchsetzen manche wer- den aber bezogen auf die Fertigungsindustrie auch scheitern. Das Thema User Expe- rience wird durch die steigende Komplexität zukünftig einen sehr wichtigen Stellen- wert einnehmen und eine höhere Aufmerksamkeit als in der Vergangenheit erfahren. Wir als GUARDUS verfolgen dieses Thema unter dem Begriff Comfort by Design schon seit Jahren, um damit dem Anwender bei seinen täglichen Arbeitsprozessen so zu unterstützen, dass er von der Komplexität einer vernetzen Integration möglichst wenig belastet wird. Dies hat auch schon immer dazu positiv beigetragen, dass die Akzeptanz bei der Einführung des Systems insbesondere im Shopfloorbereich sehr hoch ist. Wir sehen deshalb den Trend zu einem Human Centred Design (HCD) sehr positiv. In wieweit Gamification welche bei Simulationssoftware sicherlich schon Einzug gehalten hat sich auf alle Systeme in der Pyramide erstrecken wird, wird sich im Rahmen der Aufwand und Nutzen Analyse erst noch zeigen. Zukunfts- entwicklungen „Wichtig wird es sein, schnell neue IoT Features so einzubinden, dass diese nutzenorientiert verwendet werden können.“ Andreas Kirsch
  47. 47. 49 Competence Book - MES Roundtable - Zukunftsentwicklungen Karl M. Tröger Die Anstrengungen lohnen sich dort, wo Anwender bei der Erledigung ihrer Aufga- ben bestmöglich und auf die einfachste Weise unterstützt werden können. Techno- logien wie augmented reality können ein Mittel sein, die Wahrnehmung des Nutzers sinnvoll zu erweitern. Nicht umsonst ist im Zusammenhang mit der Smart Factory der Begriff des „Augmented Operators“ entstanden. Das Thema Usability von Soft- waresystemen wird schon lange diskutiert. Es werden zukünftig immer mehr Men- schen mit Software umgehen müssen. Diesen muss der Zugang zu Informationen erleichtert werden. Es kommt darauf an, die Usability von Consumer-Anwendungen mit denen wir tagtäglich und selbstverständlich umgehen auf Business-Software zu übertragen. Die Digitalisierung der Prozesse und Produkte durch das Internet der Dinge und Dienste erfordert genau diese selbstverständliche Verwendung von Software. Immer weniger Menschen werden in Zukunft immer mehr Aufgaben mit der Hilfe von Soft- ware lösen müssen. „Immer weniger Menschen werden in Zukunft immer mehr Aufgaben mit der Hilfe von Software lösen müssen.“ Karl M. Tröger Zukunfts- entwicklungen
  48. 48. 50 Competence Book - MES Roundtable - Fortschritt und Initiative Bei aller Euphorie für Innovationen stellt man oft fest, dass die „Pra- xis“ bei solchen Diskussionen abgehangen wird. Oft fehlen in der Pra- xis die Grundlagen für Innovationen oder es ist unklar, wie der eigene Fortschritt gelingen kann. Wie bewerten Sie die Reife der Praxis für Innovationen wie Industrie 4.0 / MES 4.0? Wie können Unternehmen sich zukunftsfähig aus- richten, die heute noch Lücken in der System- und Kompetenzbasis (Prozesse, …) aufweisen? Können Sie 1-2 Beispiele schildern, wo es „normalen“ Unternehmen der Praxis gelungen ist, sich zukunfts- orientiert auszurichten? Was waren Herausforderungen, was waren Erfolgsmuster, wie wurde vorgegangen, was wurde „neu“ geschaffen mit welchem ROI? #NextAct für #NextMES?
  49. 49. 51 Competence Book - MES Roundtable - Fortschritt und Initiative „Für solche Unternehmen (die keine papierlose oder gar digitale Fabrik haben) steht ein großer Innovationssprung zu Industrie 4.0 bevor.“ „Jede kleine Automatisierung, jede Einführung eines neuen, vernetzteren IT Systems, sogar die Ausrüstung des Außenpersonals mit mobilen Endgeräten – und sei es nur ein Smartphone – ist letztlich ein Schritt in Richtung Industrie 4.0.“ „Mit der Digitalisierung setzt ein Daten-Tsunami ein, der durch kluge Planung und klare Kennzahlen wie die Gesamtanlageneffektivität (OEE) kanalisiert werden muss.“ Andreas Kirsch Burkhard Röhrig Franz Eduard Gruber Fortschritt und Initiative ©GFOS/CatrinMoritz
  50. 50. 52 Competence Book - MES Roundtable - Fortschritt und Initiative Burkhard Röhrig Ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie 4.0 ist die Einführung und Nutzung von mobilen Endgeräten. Denn dadurch kann die Reaktionsgeschwindigkeit auf Verän- derungen im Fertigungsprozess deutlich erhöht werden. Die dazu benötigten Technologien – mobile ERP-, MES- und auch Workforce Ma- nagement Lösungen – sind bereits vorhanden. Von diesen Startpunkten aus müssen sich die interessierten Unternehmen Schritt für Schritt an die eigene Vision von In- dustrie 4.0 im Unternehmen herantasten. Denn eigentlich ist die „Revolution Indus- trie 4.0“ ein evolutionärer Prozess, der nicht von heute auf morgen zu bewältigen ist. Aber das ist kein wirkliches Novum, schließlich ist die bis dato erreichte Digitali- sierung auch nicht über Nacht vom Himmel gefallen. Jede kleine Automatisierung, jede Einführung eines neuen, vernetzteren IT Systems, sogar die Ausrüstung des Au- ßenpersonals mit mobilen Endgeräten – und sei es nur ein Smartphone – ist letztlich ein Schritt in Richtung Industrie 4.0. Die meisten Unternehmen haben diesen Weg längst eingeschlagen, auch wenn sie ihn vielleicht nicht unter dem Schlagwort „In- dustrie 4.0“ gegangen sind. Sie machen es einfach. Sie fragen nach Beispielen: Nehmen Sie Firmen mit mehreren Werken. Diese lassen sich so vernetzen, dass Ka- pazitäten, die im Werk A gebraucht werden und dort fehlen, von Werk B aufgefangen werden. Der Nutzen besteht in erster Linie darin, Aufträge termintreu erledigen zu können. Oder denken sie an die Verzahnung der Automobilhersteller mit ihren Zulieferbetrie- ben, etwa im Bereich der Logistik. Die Fahrzeugsitze der Zulieferer werden zum Bei- spiel bei dem Automobilhersteller vom LKW abgeladen und direkt in der benötigten Produktionsreihenfolge an das Band befördert. Die Netzwerkstruktur der Branche betrifft aber auch die Zusammenarbeit von Projektteams oder die wirtschaftliche Wiederverwendung von Baugruppen. Natürlich reden wir hier von der Großserienfertigung. Deren Anforderungen unter- scheiden sich von denen eines Sondermaschinenbauers, der in Losgröße 1 fertigt. Trotzdem gehe ich davon aus, dass sich viele Methoden der Automobilindustrie auch in Branchen wie dem Maschinenbau etablieren werden. Fortschritt und Initiative „Jede kleine Automatisierung, jede Einführung eines neuen, vernetzteren IT Systems, sogar die Ausrüstung des Außenpersonals mit mobilen Endgeräten – und sei es nur ein Smartphone – ist letztlich ein Schritt in Richtung Industrie 4.0.“ Burkhard Röhrig ©GFOS/CatrinMoritz
  51. 51. 53 Competence Book - MES Roundtable - Fortschritt und Initiative Andreas Kirsch Wenn man bedenkt, dass nach Einführung von CIM Bausteinen nach nun mehr 30 Jahren immer noch viele Unternehmen keine papierlose oder gar digitale Fabrik ha- ben und häufig noch tayloristisch eingeführte CIM Bausteine wie BDE, MDE, CAQ etc. betreiben und einsetzen, stellt sich mit Industrie 4.0 der Sprung in die digitale Fabrik für solche Unternehmen natürlich als sehr große Herausforderung dar. Für solche Unternehmen steht durch die Situation zwischen eingesetzter Praxis und sehr schnellem innovativem Fortschritt ein großer Innovationssprung zu Industrie 4.0 bevor. Da wir MES Anbieter sind, ist natürlich in unserem Kundenkreis die Digitalisierung der Fabrik viel fortgeschrittener. Hier gibt es aber auch bereits Kunden mit Leucht- turmprojekten, die z.B. das Thema CPS für sich im Rahmen der elektronischen Pro- duktidentifikation und der One Piece Flow Strategie mit Traceability über mehrere Standorte schon umgesetzt haben. Dabei war eine wesentliche Voraussetzung die Rüstzeiten durch hohen Automatisierungsgrad praktisch zu eliminieren und damit eine Art Einzelfertigung trotz hoher Stückzahl zu erreichen. Fortschritt und Initiative „Für solche Unternehmen (die keine papierlose oder gar digitale Fabrik haben) steht ein großer Innovationssprung zu Industrie 4.0 bevor.“ Andreas Kirsch
  52. 52. 54 Competence Book - MES Roundtable - Fortschritt und Initiative Karl M. Tröger Die Umsetzung der Konzepte Industrie 4.0 bedarf noch vieler Innovationen. Aber nicht alles ist auch wirklich neu. Es kommt darauf an, bereits vorhandene Lösungen bestmöglich zu nutzen und das, in den Lösungen steckende Know-how richtig ein- zusetzen. Die horizontale Integration kann schon heute sowohl innerhalb eines Unternehmens mit Hilfe von Multisite-ERP-Lösungen als auch unternehmensübergreifend durch die Nutzung von Kommunikationsstandards vorangetrieben werden. EDI-Lösungen oder auch die myopenfactory-Plattform existieren schon lange. Sie müssen nur be- nutzt werden und die notwendigen Prozessstandardisierungen sind anzugehen. Als Vorreiter unter den ERP-Anbietern bezüglich Multisite und myopenfactory befinden sich viele Unternehmen in der Kundenbasis der PSI die diese Technologien nutzen. Insbesondere die Automatisierung der übergreifenden Geschäftsprozesse bietet enormes Potential hinsichtlich der Reduktion der operativen Aufwände und macht darüber hinaus Informationen in global agierenden Unternehmen rund um die Uhr verfügbar. Die gemeinsame Datenbasis einer Multisite-ERP-Lösung ist die Grundlage dafür. Ein anderes wichtiges Element im Zusammenhang mit der Integration der Ge- schäftsprozesse mit Kunden und Lieferanten ist die Berücksichtigung der zuneh- mend volatilen Absatz- und Beschaffungsmärkte. Die adaptive Fertigungssteuerung der PSI-ERP-Lösung erlaubt die Prognose zukünftiger Bedarfe in Abhängigkeit von der Nachfrage und steuert den Nachschub in Abhängigkeit der realen Wiederschaf- fungszeiten. Der Nutzen liegt auf der Hand: Änderungen der Marktverhältnisse im positiven, wie im negativen Sinne werden automatisiert in die Planung und Produkti- onsregelung integriert. Signifikante Reduktionen des Umlaufvermögens und der La- gerbestände sind das vielfach nachweisbare Ergebnis und Verschwendung wird ver- mieden. Die Liefertermintreue als Nachweis der Kundenorientierung wird gesteigert. Fortschritt und Initiative „Insbesondere die Automatisierung der übergreifenden Geschäftsprozesse bietet enormes Potential hinsichtlich der Reduktion der operativen Aufwände und macht darüber hinaus Informationen in global agierenden Unternehmen rund um die Uhr verfügbar.“ Karl M. Tröger
  53. 53. 55 Competence Book - MES Roundtable - Fortschritt und Initiative Franz Eduard Gruber Der Reifegrad von Industrie-4.0-Adaptionen ist in Unternehmen sehr unterschied- lich. Vom Prozesss her empfehlen wir, lieber in kleinen Schritten anzufangen als groß zu scheitern, weil alles auf einmal versucht wird. Mit der Digitalisierung setzt ein Da- ten-Tsunami ein, der durch kluge Planung und klare Kennzahlen wie die Gesamtan- lageneffektivität (OEE) kanalisiert werden muss. Vier Schritte sollten Unternehmen auf dem Weg zur digitalen Produktion planen. Erstens: Akzeptanz in der Belegschaft schaffen. Die technologische Transformation muss Chefsache sein und mit einem Change-Prozess verbunden sein, damit alle mo- tiviert sind und tatsächlich Erfolge erzielt werden können. Hauptbotschaft: Die neue Technologie arbeitet für unseren Standort, nicht gegen ihn. Zweitens: Eine höchstleistungsfähige IT-Generation 4.0 auswählen. Sie muss he- terogene Maschinenparks anschließen, Big-Data in Echtzeit in Smart-Data wandeln und die richtige Information zur richtigen Zeit an die richtige Person übermitteln können. Drittens: Mit einem Piloten in einem kleinen Bereich starten. So kann die Hauptpro- duktion weiterlaufen und alle Prozesse können ausgeübt werden. Viertens: Die Erfolge aus dem Piloten breit kommunizieren, um dem unternehmens- weiten Rollout allgemeine Akzeptanz zu verschaffen. Erfolgsbeispiele: Die AUDI Presswerke in Deutschland haben bereits 2008 mit di- gitaler Transparenz eine Produktivitätssteigung von 20% in zwölf Monaten erreicht. Ebenfalls 20% schaffte der Luftfahrtausrüster GKN Aerospace in den USA und ist im Juni dort mit dem ,Production Leadership Award´ ausgezeichnet worden. Der Return on Investment liegt nach unseren Erfahrungen bei weniger als zwölf Monaten. Fortschritt und Initiative „Mit der Digitalisierung setzt ein Daten-Tsunami ein, der durch kluge Planung und klare Kennzahlen wie die Gesamtanlageneffektivität (OEE) kanalisiert werden muss.“ Franz Eduard Gruber
  54. 54. 56 Competence Book - MES Roundtable - Eigene Pläne Damit die Zukunftsfähigkeit Deutschlands gelingt, müssen möglichst viele für den Wandel gewonnen werden. Wir werden mit unseren Partnern durch Competence Books, Multiplikation in diverse Medien und ein #NextAct-Event zur Transformation beitragen und dabei auf die Vernetzung der Community wie auf die Vernetzung mit anderen Initiativen setzen. Kollaborativ muss der Wandel zur Kollaboration ge- lingen! Wo sehen Sie Ansätze, damit dass Transformationswunder Deutsch- land, insbesondere Industrie 4.0, … gelingt? Wie zufrieden sind Sie mit den bisherigen Transformations-Ergebnissen? Was sind Ihre ei- genen Pläne für die kommenden 12 Monate und darüber hinaus, um sich selbst und Ihre Kunden zu transformieren? #NextAct-Initiative: Books, Medien, Events, … eigene Pläne
  55. 55. 57 Competence Book - MES Roundtable - Eigene Pläne „Das Ziel, also Industrie 4.0 ist ja bekanntermaßen noch recht nebulös – aber auf dem Weg dorthin werden uns und der Fertigungsindustrie viele nützliche Dinge begegnen, die der Produktivitätssteigerung zuträglich sind.“ „Denn Technologien wie Workforce Management Systeme und Manufacturing Execution Systeme erlauben es, die Interessen von Unternehmen und Mitarbeitern in der Industrie 4.0 als neue Kompetenzpartnerschaft zu harmonisieren.“ „Eines der wichtigesten Elemente ist dabei, Chancen und erste Ergebnisse frühzeitig zu kommunizieren und damit das Vertrauen in das Gelingen der Transformation zu fördern [...].“ Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti Burkhard Röhrig Karl M. Tröger Eigene Pläne ©GFOS/CatrinMoritz
  56. 56. 58 Competence Book - MES Roundtable - Eigene Pläne Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti Wie bei jeder größeren Veränderung ist die Information darüber – also die Trans- parenz – von essenzieller Bedeutung. Die Betroffenen müssen wissen, was auf sie zukommt, die Veränderungen bzw. deren Notwendigkeit verstehen und diese auch akzeptieren. Kurz gesagt: Change-Management wird für den Wandel – oder wie Sie es nennen die Transformation – unverzichtbar sein. Speziell im Kreis unserer Anwender setzen wir auf einen regen Erfahrungsaustausch. Beispielsweise werden wir im Rahmen der diesjährigen Anwenderkonferenz im Sep- tember einen Vortrag von einem MES-Anwender hören, der durch unser MES HYD- RA sein Unternehmen zur Industrie 4.0 führt. Diese Verknüpfung von HYDRA mit Industrie 4.0 stammt dabei nicht von uns, sondern wurde vom Anwender selbst her- gestellt, um den eigenen Mitarbeitern ein erstrebenswertes Ziel vor Augen zu halten. Wie schon Johann Wolfgang von Goethe im Jahr 1788 zu einer Freundin Caroline Herder sagte: „Man reist ja nicht, um anzukommen, sondern um zu reisen.“ Konfu- tius sagt es noch treffender: „Der Weg ist das Ziel“. Ich denke, dass passt beides ganz gut zur aktuellen Transformation und zu Industrie 4.0. Das Ziel, also Industrie 4.0 ist ja bekanntermaßen noch recht nebulös – aber auf dem Weg dorthin werden uns und der Fertigungsindustrie viele nützliche Dinge begegnen, die der Produktivitätsstei- gerung zuträglich sind. Wir müssen nur den Mut haben, Dinge zu bewegen und Ver- besserungen ins Rollen zu bringen. Daher sind wir mit der aktuellen Situation schon recht zufrieden, da viele Fertigungsunternehmen Industrie 4.0 am Horizont erken- nen und sich auf den Weg machen wollen. Wir unterstützen diese Unternehmen auf Ihrem Weg sowohl durch integrierte MES-Lösungen als auch durch Beratung bezüg- lich methodischer Verbesserungen. Solange dieser Trend anhält, werden wir unsere aktuelle Strategie aufrechterhalten und auch weiterhin an den Herausforderungen der zukünftigen Fertigungsszenarien forschen und mit unserem Zukunftskonzept MES 4.0 (www.mes40.de) praxistaugliche Lösungsansätze ausarbeiten. Es gibt noch viel zu tun, aber wir haben auch schon viel geschafft. Lassen Sie uns nun auch den restlichen Weg gehen! Eigene Pläne „Das Ziel, also Industrie 4.0 ist ja bekanntermaßen noch recht nebulös – aber auf dem Weg dorthin werden uns und der Fertigungsindustrie viele nützliche Dinge begegnen, die der Produktivitätssteigerung zuträglich sind.“ Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti
  57. 57. 59 Competence Book - MES Roundtable - Eigene Pläne Franz Eduard Gruber Der Wettkampf zwischen Europa, Amerika und Asien um die Führungsposition in Industrie 4.0 oder Industrial Internet ist groß. Die US-Amerikaner haben durch die Internetgiganten im Consumerbereich einen uneinholbaren Vorsprung. Für die In- dustrie 4.0 gibt es in Deutschland zahlreiche Leuchtturmbeispiele. Doch das Glas ist erst halb voll: Deutsche Unternehmen sollten, ohne auf Politik und Verbände zu war- ten, noch viel mehr Elan und Entschlossenheit für die vierte industrielle Revolution aufbringen, denn die Zukunft ist digital. Zum Informationsaustausch und zur Kollaboration für ein Transformationswunder Deutschland trägt FORCAM seit vielen Jahren bei. In der Presse wurden wir schon als Pionier der Industrie 4.0 bezeichnet. In diesem Jahr haben wir bereits zum zwölften Mal unseren Produktivitätskongress FIT ausgerichtet. Top-Manager unserer Kunden präsentieren Interessierten ihre Maßnahmen und Erfolge in Sachen smarte Produk- tion. Produktseitig wollen wir aktuell vor allem Mittelständlern den Einstieg leicht ma- chen und bieten ein Smart Factory STARTERT KIT an. Das ist Industrie 4.0 „out of the box“ – ein fertig konfektioniertes Leistungspaket für ein Pilotprojekt von drei Monaten zum Festpreis von 20.000 Euro. Enthalten sind eine Basisversion unserer cloudfähigen Software, der Anschluss von drei unterschiedlichen Maschinensteue- rungen (MT CONNECT, Siemens, proprietäre Steuerungen) sowie Beratungs- und Schulungsleistungen. In diesen drei Monaten schaffen die Unternehmen Produktivi- tätssteigerungen von durchschnittlich acht Prozent. Dieser Erfolg wird im weiteren Rollout in deutlich zweistellige Prozentbereiche gesteigert. Eigene Pläne „Deutsche Unternehmen sollten, ohne auf Politik und Verbände zu warten, noch viel mehr Elan und Entschlossenheit für die vierte industrielle Revolution aufbringen, denn die Zukunft ist digital.“ Franz Eduard Gruber
  58. 58. 60 Competence Book - MES Roundtable - Eigene Pläne Burkhard Röhrig Auch beim VDMA genießen diese Themen eine entsprechende Aufmerksamkeit. Schon viele Jahre begleitet der VDMA Arbeitskreis MES die Standardisierung von Kennzahlen, die Zukunftsinitiative Industrie 4.0 wird gemeinschaftlich von VDMA, BITKOM und ZVEI getragen. Deswegen ist es für mich, als Vorstandsvorsitzender des VDMA Fachverbands Soft- ware, eine wichtige Aufgabe, diese Themen mit zu begleiten. Dabei werden wir na- türlich auch die angehenden Themen, wie z. B. die weitere Normung von MES und deren Kennzahlen, auf ihrem Zukunftsweg unterstützen. Darüber hinaus spielt das Thema Sicherheit eine große Rolle: Ein sicherer Informa- tionsaustausch entlang des gesamten Produktionsprozesses ist essenziell für die Ak- zeptanz und das Funktionieren von Industrie 4.0. Dies umfasst die Maschinen, deren Komponenten, aber auch die ausgetauschten Daten und betroffene Prozesse sowie beteiligte organisatorische Einheiten. Wir von der GFOS und vom VDMA versuchen durch das Bereitstellen von Informa- tionen und durch das Beraten in diesem Themengebiert unseren Beitrag zu leisten. Darüber hinaus bieten wir als IT-Unternehmen natürlich auch ganz praktisch Werk- zeuge, die Unternehmen auf ihrem Weg zu Industrie 4.0 (Human) unterstützen sol- len. Denn Technologien wie Workforce Management Systeme und Manufacturing Execution Systeme erlauben es, die Interessen von Unternehmen und Mitarbeitern in der Industrie 4.0 als neue Kompetenzpartnerschaft zu harmonisieren. Eigene Pläne „Denn Technologien wie Workforce Management Systeme und Manufacturing Execution Systeme erlauben es, die Interessen von Unternehmen und Mitarbeitern in der Industrie 4.0 als neue Kompetenzpartnerschaft zu harmonisieren.“ Burkhard Röhrig ©GFOS/CatrinMoritz
  59. 59. 61 Competence Book - MES Roundtable - Eigene Pläne Karl M. Tröger Zu diesem Thema ist schon viel geschrieben worden. Meine persönliche Meinung finden Sie am besten beschrieben in einem Artikel in der Huffington Post. Dort finden Sie die 11 Ideen zur erfolgreichen Umsetzung der Transformationsprozesse. Eines der wichtigsten Elemente ist dabei, Chancen und erste Ergebnisse frühzeitig zu kommunizieren und damit das Vertrauen in das Gelingen der Transformation zu fördern und Know-How Träger zu involvieren und zu begeistern. Nur dann werden wir erfolgreich sein und Erfolg ist das Einzige das zählt! Im Zentrum von „Industrie 4.0“ steht mit dem Begriff der „Kollaborationsprodukti- vität“ eine neue Dimension der Leistungsfähigkeit der Wertschöpfungsaktivitäten, mit deren Hilfe eine deutliche Produktivitätssteigerung erwartet wird. Es werden enorme Potenziale durch die Umsetzung der hinter Industrie 4.0 stehenden Ideen erwartet. Dennoch ist der Bekanntheitsgrad der Konzepte von Industrie 4.0 und ers- ter Erfolgsbeispiele bisher als eher gering einzuschätzen. Diese Diskrepanz zwischen der Beschreibung der wirtschaftlichen Potentiale und der Wahrnehmung in der In- dustrie muss überwunden werden. Das „Team Deutschland“ braucht einen entspre- chenden sichtbaren Team-Spirit. Die Ausbildung der kommenden Generationen von Arbeitskräften ist auf die zukünftigen Anforderungen auszurichten („Master of Inte- roperation and Business Integration“). Eigene Pläne „Eines der wichtigsten Elemente ist dabei, Chancen und erste Ergebnisse frühzeitig zu kommunizieren und damit das Vertrauen in das Gelingen der Transformation zu fördern [...].“ Karl M. Tröger
  60. 60. Competence Book - MES Perspektiven und Vorgehen
  61. 61. 63 Competence Book - MES Inhalt Einleitung Perspektiven und Vorgehen Architektur und Bausteine Unser Kompetenz-Netzwerk Partner des Competence Books Zukunftsbild Jürgen Kletti MES – mehr als nur Software! Zukunftsbild Burkhard Röhrig Industrie 4.0: Es ist noch viel zu tun Zukunftsbild Andreas Kirsch Was hat eigentlich Industrie 4.0 mit einer Pralinenschachtel zu tun?! Zukunftsbild Karl M. Tröger MES für die nächste Generation Wissen kompakt Infografiken zu MES Roundtable #NextMES Produktionssteuerung im Zeitalter neuer Technologien und Paradigmen 9 12 14 17 20 23 28 64 68 72 78 82 86 93 100 104 108 112 116 120 124 128 131 134 139 142 Architektur l Das Industrie 4.0 Ecosystem Architektur ll MES als Teil einer integrierten IT-Landschaft Architektur lll Architektur für MES im IoT-Umfeld Smarte Produktion l Agile Regelkreise in der Produktionslogistik von morgen Smarte Produktion ll Betriebssystem für wandlungsfähige Fertigungsanlagen Technologie Das ABC der Smart Factory Planung l Feinplanung in der Fertigung Planung ll Von Feinplanung bis Qualitätsmanagement MES IQ l Manufacturing Intelligence MES IQ ll MES - Kennzahlen - KPI Kommunikation Bidirektionale Kommunikationswege Mobile MES Mobile Industrie 4.0 l Bedeutung für mittelständische Produktionsunternehmen Industrie 4.0 ll MES als Wegbereiter Industrie 4.0 lll Lean MES 4.0 - eine mittelstandstaugliche Alternative Industrie 4.0 lV MES „on demand“ für die selbstlernende Fabrik Vorgehen l Die 4 Stufen zur Smart Factory Vorgehen Il Auswahl und Einführung von MES Vorgehen lll Erfolgreiche IT-Projekte im Shopfloor
  62. 62. 64 Competence Book - MES Industrie 4.0 l - Bedeutung für mittelständische Produktionsunternehmen Welche Bedeutung hat Industrie 4.0 für mittelständische Produktionsunternehmen? AUTOR: Dr. Karl-Heinz Gerdes, FASTEC GmbH Industrie 4.0 (I 4.0) ist nun schon seit einiger Zeit ein Dauerbrenner - nicht nur in den Medien, sondern auch in den Leitungsebenen der Unternehmen. Überraschend da- bei ist, dass es immer noch keine allgemein akzeptierte Definition gibt, wofür genau I 4.0 eigentlich steht. Ein gemeinsamer Nenner lässt sich trotzdem in allen Antworten auf diese Frage aus- machen: I 4.0 ist der nächste Entwicklungsschritt in der industriellen Produktion; einer, bei dem die IT einen dominanten Einfluss hat. Aber was bedeutet das konkret?
  63. 63. 65 Competence Book - MES Industrie 4.0 l - Bedeutung für mittelständische Produktionsunternehmen Industrie 4.0: Ein evolutionärer Prozess Die hier gegebene Antwort fußt auf der Überzeugung des Au- tors, dass I 4.0 keine Revolution ist, sondern eine Stufe in ei- nem stetig fortschreitenden evolutionären Prozess darstellt. Dies lässt sich durch einen Rückblick auf die letzten 3 Jahr- zehnte Produktionstechnik leicht beweisen. Einige Stichworte dazu sind der Einzug von SPSen in den Maschinen- und An- lagenbau, zuerst als zentral aufgebaute Steuerungssysteme, später erfolgt eine immer weiter voran schreitende, zuerst nur hardwareseitige Dezentralisierung über Feldbussysteme, dann die Vernetzung von Steuerungen untereinander; immer kom- plexere Automatisierungen (z. B. Zellen) mit übergeordneten Leitrechnern und eine wachsende Integration in der Anlagen- technik mit der Tendenz, alles miteinander zu vernetzen, was in Zukunft im Internet of Things münden soll. Möglich wurde diese Entwicklungskette dank des enormen Fortschritts in der Elektronik, Halbleitertechnik und Software, gekoppelt mit ste- tig sinkenden Kosten von IT-Komponenten. Die Vision der „Smart Factory“ Diesen Entwicklungsprozess treibt eine schon lange existie- rende Idee in den Köpfen vieler Produktionstechniker an: Die Vision einer Fabrik, die den Menschen nicht mehr braucht, um alle möglichen Produkte in beliebiger Skalierung zu minima- len Kosten herzustellen und die sich flexibel selbst an ein belie- biges Produktionsprogramm anpassen kann. Um es gleich vorweg zu nehmen: diese Vision wird wohl noch einige Zeit als Vision weiter existieren müssen, aber wir sind ihrer Verwirklichung im Laufe der Jahrzehnte ein gutes Stück näher gerückt. Was ist also heute schon möglich, nicht aus der Sicht der Wissenschaft, sondern aus der Sicht eines pragma- tisch agierenden Unternehmens und wohin geht die Reise? Hierauf eine für jegliche Art von Unternehmen allgemeingül- tige Antwort zu geben, ist wohl aufgrund der riesigen Band- breite produzierender Unternehmen unmöglich. Wenn wir uns aber etwas fokussieren, z. B. auf Unternehmen mit Serienpro- duktion, fällt die Antwort schon leichter. Bei diesen Firmen kommen, abhängig von den zu produzierenden Stückzahlen und der Komplexität der Güter, in unterschiedlichem Umfang Automatisierungslösungen von geringer bis hin zu hoher Kom- plexität zum Tragen. Die Automatisierung ist eine wesentliche Basis der industriellen Produktion und auch die Grundlage für I 4.0. MES-Bedarf mittelständischer Produktionsunternehmen Heute nutzen viele Unternehmen in unterschiedlichem Um- fang IT-Systeme im Bereich der Produktion. Oftmals sind es einfache, Excel-basierte Anwendungen, die für die unterschied- lichsten Aufgaben (Produktionscontrolling, QS, Planung, etc.) zum Einsatz kommen. Da viele von diesen Programmen jedoch unverknüpft nebeneinander existieren, erbringen sie nicht den maximalen Nutzen. Dieses Manko versucht der noch relativ junge MES-Markt zu beheben. SPSen in den Maschinen- und Anlagebau Komplexere Automa- tisierung Internet of Things SPS als zentral aufgebautes Steuerungssystem Hardwareseitige Denzentralisierung über Feldbussysteme Vernetzung von Steuerungen untereinander übergeordnete Leitrechner wachsende Integration in der Anlagentechnik Vernetzung aller in die Produktion integrierten prozessgebundener Betriebsmittel und die Einbindung und Steuerung des Prozess-verkettenden Materialflusses Abb. 1: Rückblick auf die letzten drei Jahrzehnte Produktionstechnik
  64. 64. 66 Competence Book - MES Industrie 4.0 l - Bedeutung für mittelständische Produktionsunternehmen MES-Funktionen und aktuelle Einsatzgebiete MES-Lösungen sind produktionsunterstützende IT-Systeme. Laut Begriffsdefinition besitzen sie eine breite Palette an Funk- tionen und führen die früher als eigenständige Programme implementierten MDE-, BDE-, DNC- oder Planungslösungen in einer Applikation zusammen. Somit entfallen Schnittstellen, wodurch ein problemloser Datenaustausch zwischen den Mo- dulen möglich wird. Eine MES-Lösung ist immer ein individualisiertes System, weil es die individuellen Anforderungen der Produktion erfüllen muss. Standardsysteme erreichen diese Anpassbarkeit durch ein hohes Maß an eingebauten Konfigurationsmöglichkeiten. Verglichen mit diesen standardbasierten Systemen scheiden Individuallösungen in den meisten Fällen aufgrund überpro- portionaler Kosten aus. Ein weiterer Nachteil ist, dass jede Weiterentwicklung des Systems mit zusätzlichen Kosten ver- bunden ist. Heute erfüllen MES-Lösungen viele Funktionen. Sie sorgen für Transparenz in den Prozessen und beschleunigte Prozessab- läufe durch schnellere Informationsflüsse. Sie unterstützen die Mitarbeiter durch stets aktuelle Instruktionen und Informati- onen an ihren Arbeitsplätzen. Sie übernehmen die Ablaufpla- nung, unterstützen präventiv und operativ die Instandhaltung, schaffen die Datenbasis für eine lückenlose Rückverfolgbar- keit, binden die QS ein, überwachen durch Energie-Monitoring die Verbräuche, um nur einige der wichtigsten zur Verfügung stehenden Funktionen zu benennen. Das „E“ in MES: der Einfluss von I 4.0 Während MES-Lösungen zurzeit überwiegend als „Informati- ons“-Systeme die Mitarbeiter unterstützen, verlagert sich ihre Funktionalität durch die fortschreitende Entwicklung von I 4.0 dahin, dass ihre Rolle als ausführendes System (Execution - das E in MES) immer mehr Gewicht bekommt. Dieser Schritt be- dingt, dass MES und Maschinen immer stärker vernetzt wer- den. Das bedeutet für die Zukunft, dass die MES-Lösung nicht mehr per DNC und Prozessmeldungen mit der Maschine kom- muniziert, sondern sie auch steuert und dementsprechend in die Maschinensteuerung eingreift. I 4.0 = Verkettung der gesamten Produktion Allerdings ist für effiziente Prozesse dieser Schritt allein nicht ausreichend. Erforderlich ist die komplette Vernetzung in der gesamten Produktion, also nicht nur die Einbindung der Ma- schinen und Anlagen, sondern auch weiterer prozessgebunde- ner Betriebsmittel und die Einbindung und Steuerung des Pro- zess-verkettenden Materialflusses. Bisher haben Zellenrechner solche Aufgaben in kleinerem Umfang erfüllt, in I 4.0 ist nun allerdings die gesamte Produktion betroffen. Bedingt durch diese Entwicklung zeichnet sich eine wesentli- che Herausforderung ab: die bei diesem integrativen Ansatz bestehende Vielzahl an Schnittstellen. Sie lässt sich operativ und unter Kostenaspekten nur durch Standardisierungen lö- sen. Das erfordert nicht nur die Schaffung von Normen, son- dern auch ein Umdenken bei den Anlagenbauern und Maschi- nenlieferanten, da diese so der gefürchteten Austauschbarkeit ihrer Produkte gefährlich nahe kommen. Mit OPC-UA ist hier eine Basis entstanden, die aber nicht mehr als nur eine allgemeine Kommunikationsgrundlage schafft. Denkt man weiter in Kategorien von Plug & Play, müssen auch inhaltliche Standards folgen, ähnlich den Applikationsprofilen bei Profi- bus, welche wiederum bei der Breite der Anwendungen eine große Herausforderung darstellt. Der darauf folgende Schritt wäre der Austausch relevanter Informationen in Echtzeit über Unternehmensgrenzen hinweg, also die Anbindung aller an einem Produkt beteiligten Lieferunternehmen in das Produk- tions-Informationssystem. Da viele Unternehmen Zulieferer und Abnehmer für viele andere Produktionsunternehmen sind, liegt der Gedanke nah, dass schlussendlich ein komplett vernetztes Produktionsnetzwerk aller produzierenden Unter- nehmen entstünde. Wer nach I 4.0 strebt, muss MES als Grundlage nutzen Kehren wir zurück in den gewöhnlichen Produktionsalltag, ist allerdings festzustellen, dass viele Unternehmen noch ei- nen weiten Weg zurücklegen müssen, denn bei etlichen klei- nen und mittelständischen Betrieben ist heute noch keine MES-Lösung im Einsatz. Diesen Unternehmen ist schon aus Kostengründen anzuraten, zügig den ersten Schritt in die neue Welt zu tun. Mit der Maschinen- und Betriebsdatenerfassung „Da viele Unternehmen Zulieferer und Abnehmer für viele andere Produktionsunternehmen sind, liegt der Gedanke nah, dass schlussendlich ein komplett vernetztes Produktionsnetzwerk aller produzierenden Unternehmen entstünde.“
  65. 65. 67 Competence Book - MES Industrie 4.0 l - Bedeutung für mittelständische Produktionsunternehmen als Komponente einer ausbaufähigen MES-Lösung verschafft sich das Unternehmen eine Transparenz, die rasch Kosten- senkungen und Produktivitätssteigerungen ermöglicht. Wer erfolgreich diesen ersten Schritt gegangen ist, ist schnell be- reit, die nächsten Schritte folgen zulassen. Welcher Schritt ge- nau ist i.d.R. davon abhängig, wo nun der Schuh am meisten drückt. So kann jetzt z. B. auf der Basis solider Daten aus der Produktion die Planung mithilfe einer manuellen, halb- oder vollautomatischen Feinplanung verbessert werden. Bei eini- gen Zulieferern ist auch Traceability ein sinnvoller Schritt zur Qualitätsabsicherung bzw. –steigerung. Instandhaltung und Energie-Monitoring können unterstützend zu weiteren Effizi- enzsteigerungen führen. Wenn auf diese Weise Schritt für Schritt die IT-Seite der Pro- duktion aufgebaut worden ist, können in der nächsten Stufe die Maschinen stärker in den Fokus gerückt werden und Prozess- daten, Prozessverriegelungen, DNC und QS-Integration da, wo es Sinn macht, hinzugenommen werden. Industrie 4.0 ist ein situationsbedingtes Ziel Bei den meist mehrstufigen Produktionsprozessen führt jetzt die Verkettung aller Prozessschritte durch eine Erweiterung des MES zum Einstieg in I 4.0. Natürlich ist es oft vor allem eine Frage der produzierten Stückzahlen, ob sich eine physi- kalische Verkettung über automatisierte Materialfluss-Systeme rechnet, oder ob andere Wege geeigneter sind. Waren bislang meist starre Verkettungen das Mittel der Wahl, geht Industrie 4.0 eher in die Richtung der flexiblen Verkettung. Alle Maschi- nen und Arbeitsplätze sind dann untereinander verkettet, die unterschiedlichen zu produzierenden Produkte folgen bis zur Fertigstellung aber ihren individuellen Routen. Bei sehr rüst- flexiblen Maschinen und Anlagen, wäre die daraus resultieren- de Idealvorstellung, alle Produkte im Mix fertigen zu können. Ob das überhaupt sinnvoll und erreichbar ist, ist sicher auch eine Frage der Breite der Produktpalette in der Produktion. In noch weiterführenden Ansätzen von I 4.0 werden jetzt die Engineering-Prozesse und die Produktionsabläufe enger ver- zahnt. Das geht bis hin zum Web-Shop, in dem der Kunde seine „individuelle Produktvariante“ selbst designt. Und all das ist heute schon möglich, wenn auch noch die seltene Ausnahme. Bleiben wir auf dem Boden der Alltagswelt produzierender Unternehmen, so bedeutet I 4.0 zuerst einmal den verstärkten Einsatz von IT in der Produktion – sprich MES. Darauf folgt, das „E“ in MES wirksam umzusetzen: Execution bis hinunter auf die Steuerungsebene. Schlussendlich sei noch gesagt, dass Industrie 4.0 einen sehr umfangreichen Ansatz darstellt, der ein behutsames Vorgehen in gesetzten Schritten erfordert, damit das Ganze nicht schei- tert. Und Ausdauer ist hierbei eine Kardinaltugend. Karl-Heinz Gerdes Dr. Karl-Heinz Gerdes ist Geschäftsführer bei der FASTEC GmbH und ist seit über 30 Jahren auf dem Gebiet der rechnerintegrierten Produktion aktiv. Parallel zu seinem Studium arbeitete er schon an mikroprozessorgesteuerten Automatisierungslö- sungen für Mess- und Prüfprozesse. Im Rahmen seiner Promotion entwickelte er ein vernetztes, dezentral organisiertes System intelligenter Objekte, die als Repräsentanten von Maschinen und Anlagen Planungs-, Steuerungs- und Überwachungsfunktionen erfüllten. Leitmotiv für die daran anschließende Gründung der FASTEC GmbH war die Entwicklung von dezentralen Steuerungs- und Vernetzungslösungen von verketteten Anlagen mit übergeordneten Leitrechnern. Auf dieser Basis und gereift durch die Erfahrungen aus vielen komplexen Kundenprojekten entwickelte sich die heute von FASTEC vertriebene MES-Lösung FASTEC 4 PRO.
  66. 66. 68 Competence Book - MES Industrie 4.0 ll - MES als Wegbereiter MES als Wegbereiter für Industrie 4.0 IT-Werkzeuge für die Smart Factory AUTOR: Burkhard Röhrig, Geschäftsführer, GFOS mbH Industrie 4.0 ist zu einem absoluten Trendthema in der produzierenden Industrie geworden. Auch beim VDMA genießt dieses Thema die entsprechende Aufmerksam- keit. Schon viele Jahre betreibt der VDMA Arbeitskreis MES die Standardisierung von Kennzahlen und Informationserfassungen und begleitet damit die Zukunftsinitiative Industrie 4.0, die gemeinschaftlich von VDMA, BITKOM und ZVEI getragen wird.
  67. 67. 69 Competence Book - MES Industrie 4.0 ll - MES als Wegbereiter Ohne Zweifel bringt die 4. industrielle Revolution neue Anfor- derungen an Produktionssysteme, Maschinen und Menschen mit sich. Sämtliche am Produktionsprozess beteiligten Kom- ponenten wie auch der Mensch werden miteinander vernetzt. Kommunikation und damit Information sind Produktionsfak- toren. So wird die Produktion zunehmend flexibler und erfor- dert ein immer schnelleres Handeln. Darüber hinaus wird ein Höchstmaß an Transparenz notwendig. Auch wird Industrie 4.0 dafür sorgen, dass „Made in Germany“ seinen führenden Anspruch bewahren kann und dass Deutschland als Produk- tionsstandort und Exporteur von Produktionstechnologie wei- terhin an der Spitze bleibt, sofern wie unsere Chancen recht- zeitig nutzen und entsprechende Lösungen bereitstellen. Die Anforderungen an die Produktion der Zukunft sind sehr hoch, denn die Märkte werden immer volatiler, die Anzahl der global agierenden Marktteilnehmer wächst und Produkte müs- sen immer kundenspezifischer ausgerichtet sein. Gleichzeitig sind die Erwartungen an Niveau und Qualität der Produktion hoch. Dies erfordert flexiblere, reaktionsfähigere Produktions- systeme und auch Mitarbeiter. Das Internet hält Einzug in die Fabrikhallen: Produzierende Unternehmen werden ihre Betriebsmittel zukünftig weltweit vernetzen und es werden die sogenannten Smart Factories entstehen. Zu den Technologien der Industrie 4.0 zählen Cy- ber-Physische Systeme, aber auch aktuelle technische Entwick- lungen wie zum Beispiel die Nutzung von mobilen Endgeräten. Durch eine umfangreiche Ausstattung der Produktion mit Sensorik und durch die durchgehende Vernetzung ermöglicht die 4. industrielle Revolution Produktionsdaten von besonders hoher Qualität. Es entsteht ein echtes Abbild des aktuellen Produktionsgeschehens. Dies wiederum ist eine wesentliche Voraussetzung für eine neue, dezentrale und echtzeitfähige Prozesssteuerung. Nur so können komplexere Entscheidungen in einem kundenindivi- duellen Produktionsumfeld dezentral getroffen werden. Diese Dezentralisierung verlangt eine aktuelle Datengrundlage und eine schnelle Kommunikation, um übergreifende Abläufe und Prozesse zu steuern. Der Mensch bleibt dabei die wichtigste Kontroll- und Entschei- dungsinstanz. Verantwortliche Mitarbeiter nutzen zukünftig verstärkt mobile Endgeräte, um stets informiert zu sein und so schnell und effizient fundierte Entscheidungen treffen, so- wie - in Echtzeit und standortunabhängig - in die Produktion eingreifen zu können. Bei aller Dezentralität ist es dennoch sinnvoll, eine zentrale Instanz zur Koordinierung und Synchronisation einzurichten. So können MES Systeme bereits im Hier und Jetzt die Brücke in die Zukunft bauen und als virtuelle Ebene zum Teil schon jetzt Konzepte vorwegnehmen, die essentiell für Industrie 4.0 sein werden. „Durch eine umfangreiche Ausstattung der Produktion mit Sensorik und durch die durchgehende Vernetzung ermöglicht die 4. industrielle Revolution Produktionsdaten von besonders hoher Qualität.“
  68. 68. 70 Competence Book - MES Industrie 4.0 ll - MES als Wegbereiter Schon heute profitieren MES von einer hohen Erfassungsdich- te. Ob es um die Vernetzung geht, die Anreicherung von Pro- dukten um ihre Produktinformation oder um die dezentrale Steuerung der Produktionselemente – MES kann jetzt schon emulieren, was für eine flexible Produktion der Zukunft not- wendig ist. Denn Ziel eines MES ist es, die Produktion zu straffen und die Organisation zu optimieren. Eine weitgehend papierlose Ab- wicklung zahlreicher Abläufe sorgt für effektives Produktions- management. Durch die erreichte Transparenz ist der aktuel- le Zustand der Produktionsmittel und Aufträge jederzeit und überall abrufbar. Die dispositive Ebene wird von Routinetätig- keiten entlastet und schafft so eine Konzentration auf Kern- aufgaben. Auch Interoperabilität und Mobilität sind wichtige Begriffe in der Industrie 4.0. Diese Elemente spielen in MES Systemen bereits seit geraumer Zeit eine wichtige Rolle. Ein MES enthält also jetzt schon zahlreiche Werkzeuge, die bedarfsgerecht und passgenau bei der Planung und Steuerung sowie Überwachung und Analyse von Produktionsprozessen unterstützen. Burkhard Röhrig Zu Beginn des Jahres 1988 gründete Burkhard Röhrig die GFOS mbH, die er bis heute als geschäftsführender Mehrheitsgesellschafter leitet. Die GFOS zählt zu den Pionieren der Anwendungsentwicklung und -integration in den Bereichen Personalzeitwirtschaft, Perso- naleinsatzplanung, Zutrittskontrolle, Betriebsdatenerfassung und Produktionssteuerung. Bei weit über 3.000 Installationen, davon mehr als 440 im Ausland, visualisiert, kontrolliert und steuert GFOS alle Unternehmens-Ressourcen entlang der Wertschöpfungskette. Seit ihrer Gründung wächst die GFOS kontinuierlich 2-stellig und zählt zu den führenden Anbietern in diesem Markt. „Durch die erreichte Transparenz ist der aktuelle Zustand der Produktionsmittel und Aufträge jederzeit und überall abrufbar.“ ©GFOS/CatrinMoritz
  69. 69. 71 Thema Competence Book - MES Smarter aufgestellt mit MES & Workforce Management IHR PARTNER FÜR DIE INDUSTRIE
  70. 70. 72 Competence Book - MES Industrie 4.0 lll - Lean MES 4.0 Lean MES 4.0 - eine mittelstandstaugliche Alternative zur Industrie 4.0? AUTOR: Michael Möller, Geschäftsführer, gbo datacomp GmbH Industrie 4.0 ist in aller Munde und gilt als der Hoffnungsträger für Deutschlands Ökonomie. Auch für MES-Systeme wird eine (Neu-)Ausrichtung auf die Industrie 4.0 gefordert. Zugleich fürchten Anwender, vor allem im Mittelstand, aber unnötige Komplexitäten durch allumfassende Systeme und Investitionen in Hightech-Lösun- gen. Gibt es dazu Alternativen? In diesem Beitrag wird Lean MES 4.0 als die schmerz- losere Alternative vorgestellt. MES an sich bietet als Brückentechnologie bereits die notwendige Kollaborationsproduktivität durch Integration. Lean MES auf der Basis von heutigen und zukünftigen Standards und Rahmenarchitekturen sorgt für einen fokussierten Entwicklungspfad und schafft vor allem dort Lösungen, wo heute noch ungenutzte Produktivitätspotenziale ruhen.

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