Das MES unterstützt Spritzgießer auf dem Weg in eine digitale, papierlose Produktionsplanung. (Bildquelle: Krauss Maffei)

Das MES unterstützt Spritzgießer auf dem Weg in eine digitale, papierlose Produktionsplanung. (Bildquelle: Krauss Maffei)

„Die digitale Transformation treibt“, wie Arburg, Losburg, mitteilt, „die informationstechnische Vernetzung weiter voran. MES nehmen hier eine Schlüsselrolle für den Datenaustausch ein. Dies gilt sowohl innerhalb der Produktion und über mehrere Produktionsstandorte hinweg“ im Sinne einer „horizontalen Integration, als auch mit übergeordneten ERP-Systemen“ als „vertikale Integration. Auch deshalb nehmen die Systemfähigkeiten weiter zu.“ Technische Informationssysteme (TIG), Rankweil, Österreich, berichtet, dass „die Nachfrage nach MES-Systemen spürbar ansteigt.“ Und dass sie „als optimales Bindeglied zwischen dem ERP-System und der Produktion alle fertigungsrelevanten Informationen in einem System integriert und dadurch messbare Produktionssteigerung, Ausschussreduzierung und bestens dokumentierte Prozesse ermöglicht.“


Marktübersicht Manufacturing Execution Systeme (MES)

Diese Marktübersicht enthält die wichtigsten MES, um die Fertigung in der Kunststoff-verarbeitende Industrie zu steuern, zu überwachen und zu regeln. Im Idealfall lassen sich damit die Fertigung effizienter gestalten und das Einhalten von Terminen vereinfachen. Die in der Marktübersicht enthaltenen MES-Anbieter lassen sich beispielsweise nach Einsatzbereich, Zielsetzung oder Funktionsumfang sortieren.

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Modularität von MES-Lösungen vervielfacht Einsatzmöglichkeiten

Bei den den Unternehmen „vom Markt zurückgespiegelten Entwicklungstendenzen erkennt“ E.P.Elektro-Projekt, Weingarten, „keine grundsätzlichen Veränderungen bei den Trends. Es geht weiter in Richtung Modularisierung, Virtualisierung und Vernetzung mit bestehenden IT-Systemen.“ So „wird sich die Softwarearchitektur von MES auf absehbare Zeit dahingehend ändern, dass die Modularität deutlich zunimmt.“ Das teilt auch MPDV, Mosbach, mit: „bis hin zu feingranularen Apps, die auf einer gemeinsamen Plattform laufen.“

„Die Verfügbarkeit von Informationen aus dem Produktionsumfeld auf mobilen Endgeräten sowie die Dateneingabe vor Ort über diese Technologien werden zunehmend wichtiger. MES bieten hierfür spezielle Benutzeroberflächen an. Rückmeldungen und Kennzahlen zu Maschinen, den jeweils laufenden Aufträgen, Schichten und der Produktionsqualität sind dadurch nicht nur permanent verfügbar, sondern Eingaben in das System jederzeit intuitiv möglich – und das weltweit“, wie Arburg ausführt. Auch GRP und FLS, beide Aachen, verweisen auf „den klar erkennbaren Trend“ zur „webbasierten Benutzeroberfläche. Der Nutzer möchte standortungebunden auf sein System zugreifen und es auf einfache intuitive Weise bedienen können.“

Die CAQ-Software ist auch mit dem Manufacturing-Execution-System ALS des Spritzgießmaschinenherstellers Arburg, Loßburg, verbunden. Der Datenaustaustausch läuft über das Schnittstellen-Modul Compact.Net. (Bildquelle: Fischer)

Die CAQ-Software ist auch mit dem Manufacturing-Execution-System ALS des Spritzgießmaschinenherstellers Arburg, Loßburg, verbunden. Der Datenaustaustausch läuft über das Schnittstellen-Modul Compact.Net. (Bildquelle: Fischer)

Zwillingsdateien beschleunigen Abläufe

Cosmino, Nürnberg, geht auf den Umstand ein, dass verschiedene MES-Funktionen oft gleichzeitig auf dieselben erfassten Informationen zugreifen müssen.“ Daher „wurde nun ein digitaler Zwilling für jedes individuelle Objekt als autarker und intelligenter Funktionsbaustein zur Vorverarbeitung von Daten entwickelt. Diese sogenannte Machine-Memory-Instance (MMI) enthält alle anfallenden Daten und Eigenschaften zu diesem Objekt und stellt sie für andere Softwarefunktionen bereit. Dies beschleunigt die Abfragen auf Millisekunden und entlastet die Datenbank.

Zukünftig sollen auch externe Systeme mit diesen digitalen Zwillingen kommunizieren können. Dieser Ansatz entspricht der Vorstellung einer systemoffenen, digitalen Verwaltungsschale zu jeder Komponente, wie das Referenzarchitekturmodell für Industrie 4.0 (RAMI 4.0) dies fordert.“ In Verbindung mit einer Bauteilsteuerung und Werkerführung in der Montage, bei der dem Mitarbeiter jeder Arbeitsschritt in der Montagefolge nacheinander angezeigt wird und in Echtzeit eine Prüfung des jeweils verwendeten Werkzeugs und dessen Einstellung erfolgt, „können Machine-Memory-Instance solche und andere Prüfungen im Millisekunden-Bereich“ durchführen, „ohne dass eine „bremsende Wirkung auf die Montagetätigkeiten erfolgt.“

Werkzeugbau im Inland halten

Die Planungs- und Hallenübersicht der BDE-Software unterstützt die Mitarbeiter in der Fertigung, das Umrüsten der Maschinen und Arbeitseinsätze zu takten. Das verkürzt die Maschinenstillstandszeiten. (Bildquelle: Stewo)

Hardware verliert an Bedeutung

Zu Trends bei der Hardware, die für die Nutzung von MES notwendig ist, schreibt MPDV, dass die daran zu stellenden „Anforderungen einerseits immer unwichtiger werden, da die einzelnen Funktionen immer besser verteilt werden können. Andererseits wird der Bedarf an Speicher- und Rechenkapazität signifikant zunehmen, da die zu verarbeitenden Datenmengen“ infolge von Big-Data „immer mehr anwachsen. Die Nutzung virtueller IT-Ressourcen gewinnt daher immer mehr an Bedeutung.“

Mit neuem Planungsmodul

Mit dem Energiemonitoring lässt sich der Energieverbrauch erfassen. (Bildquelle: Fastec)

Fähigkeiten für vielfältige Möglichkeiten

Auch „der Begriff Systemfähigkeit wird an Bedeutung verlieren und durch eine allgemeine Interoperabilität ersetzt werden“, teilt MPDV weiter mit. Das Unternehmen führt dazu aus, dass „nur so Apps unterschiedlicher Anbieter miteinander interagieren können. Damit wird auch der oft kritisierte Vendor-Lock-In sukzessive ausgehebelt.“ Hierzu schreibt BMS-Vision, Wevelgem, Belgien, dass „BDE-Terminals mit der MQTT-Software von IBM ausgestattet sind, damit die standardmäßig das Internet of Things unterstützen. Ein neuer Typ eines BDE-Terminals mit webfähigem Benutzer-Interface ohne Display“, berichtet BMS-Vision weiter, „kann in die Maschine eingebaut werden, falls die Maschinensteuerung einen Browser unterstützt, so dass die Bediener-Oberfläche des Terminals auf dem Display der Maschine läuft. Der Bediener kann auf dem Maschinendisplay einfach wechseln zwischen der Benutzeroberfläche der Maschine und der des MES-Systems.“

Fünf Hürden vor dem Einstieg in die Industrie 4.0

Die Integration von Enterprise Resource Planning (ERP) und Manufacturing Execution System (MES) bringt vielen Unternehmen messbare Vorteile – beispielsweise bezüglich der Reaktionsgeschwindigkeit, Kundenorientierung, Anlagenauslastung oder Liefertreue.
(Bildquelle: Styleuneed – Fotolia.com)

MES bekommen immer mehr Funktionen

Laut Arburg „werden für eine verlässlichere Feinplanung vermehrt komplexe und fertigungsspezifische Besonderheiten in die MES‘ integriert. Dadurch spezialisieren sich die Systeme zunehmend. Für die Spritzgießproduktion konzipierte Systeme machen es unter anderem möglich, defekte Kavitäten in Werkzeugen oder unterschiedliche Leistungsfähigkeiten von Maschinen bei der Feinplanung zu berücksichtigen. Darüber hinaus nimmt die Vernetzung von MES mit anderen Managementsystemen in der Produktion zu. Ziele sind die Abbildung der kompletten Wertschöpfungskette und die auftragsspezifische Zuordnung erfasster Daten. Mit einer Schnittstelle zur Materialversorgung lassen sich beispielsweise Chargendaten auftragsspezifisch dokumentieren und so eine Rückverfolgbarkeit vom Fertigteil zum Granulat realisieren. Weitere Bereiche, für die MES heute Schnittstellen anbieten, sind Prozessvalidierung, Qualitäts- und Energiemanagement. Aber nicht nur die Konnektivität zu anderen Managementsystemen in der Produktion nimmt zu, sondern auch die Online-Anbindung der Maschinen dank der zunehmenden Standardisierung der Interfaces.“

Der „modulare Aufbau“ der Systeme ermöglicht laut GRP und FLS mit einem „Basissystem zu starten und im Laufe der Zeit weitere Module hinzuzufügen.“ Dies „reicht von der einfachen Betriebsdatenerfassung über die optimierte Auftragsplanung bis hin zum Qualitätsmanagement, der Prozessdatenerhebung, der Personaleinsatzplanung oder dem Energiemanagement.“

Dazu schreibt MPDV, dass „es neben branchenübergreifend einsetzbaren Basisfunktionen immer mehr branchenspezifische Spezialfunktionen geben wird, um die jeweiligen Anforderungen abzudecken. In Summe wird die dadurch entstehende Komplexität nur beherrschbar bleiben, wenn die Trennung nach Basis- und Spezialfunktionen strikt eingehalten wird. Grundsätzlich werden MES in jeder Sparte der Fertigungsindustrie zum Einsatz kommen, um die immer individuelleren Kundenanforderungen abbilden zu können.“

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Über den Autor

Prof. Dr. Werner Hoffmanns

ist freier Mitarbeiter des Plastverarbeiter.

office@hoffmanns-texte.de