Gastbeitrag von Herrn Ing. Mag. Herbert Parnreiter, Geschäftsführung Industrie Informatik, Linz,Österreich
Manufacturing Execution System schließt Lücke in der Fertigung
Je näher man die Fertigung betrachtet, umso schwächer ist – nach wie vor – die Durchdringung mit IT. In nahezu allen produzierenden Unternehmen ab einer gewissen Größe sind heute ERP-Systeme erfolgreich im Einsatz. Sie liefern die dispositiven Leitplanken für das Unternehmen und geben der Fertigung richtige Bedarfsmengen und -zeitpunkte vor. Auch der Maschinenpark ist heute meist hoch automatisiert. Komplexe Maschinen oder Anlagen ohne prozessnahe IT sind mittlerweile unvorstellbar. Doch zwischen Maschine und ERP klafft heute in vielen Unternehmen noch immer eine große Lücke. Unzählige Excel-Tabellen können hier auf Grund des hohen Arbeitsaufwandes bei gleichzeitig oft unbefriedigenden Ergebnissen bestenfalls ‚Lückenfüller’ und nicht dauerhafte Lösung sein. Manchmal unstabile, unsichere Datenbeschaffung und Abhängigkeiten vom Autor sprechen ebenfalls nicht für diese Übergangslösung.
Innovative Fertigungsunternehmen haben vor 30 und mehr Jahren begonnen, durch die Einführung von Systemen zur Betriebsdatenerfassung Transparenz in die Produktion zu bringen. Auch die Maschinendatenfassung hat eine lange Tradition. Mitte, Ende der 90er Jahre setzte das IT-Unternehmen IDS Scheer mit seinem Fertigungsleitstand für die Feinplanung der Produktion neue Maßstäbe für den Einsatz von IT in der Fertigung. Als Dachbegriff für all diese Anwendungen entstand in den folgenden Jahren das Kürzel MES, sprich: Manufacturing Execution System. Hierunter wurden auch weitere produktionsnahe Funktionalitäten gefasst. Gute MES-Lösungen wie etwa cronetwork der Industrie Informatik bieten heute durchgehende und integrierte Funktionalitäten für nahezu alle Aufgaben im produktionsnahen Umfeld eines Unternehmens. Diese reichen von der Planung der Maschinenbelegung oder Personaleinsatzplanung über Sicherstellung der Traceability mittels Chargenführung bis hin zur Prozessdatenerfassung.
Natürlich haben alle namhaften MES-Hersteller ihre Lösungen sowohl an ERP-Systeme angedockt als auch an die Maschinenebene. Auch wenn sich in der Praxis diese Lösungen und deren Integration durch Funktionalität und Technologie teilweise gravierend unterscheiden, erfüllen sie heute alle gemeinsam eine Funktion: die Lücke zwischen ERP und der Maschinenebene zu schließen.
Manufacturing Integration & Intelligence soll’s richten
Vor einigen Jahren hat auch SAP dieses Thema für sich entdeckt und ist seitdem mit SAP MII (Manufacturing Integration & Intelligence) im Markt unterwegs. Die Lösung wurde zugekauft und war unter dem Namen des amerikanischen Herstellers Lighthammer eigentlich nur Insidern für Maschinen- und Prozessdatenakquisition ein Begriff. Technisch gesehen war und ist MII eine Java-Anwendung, die heute auf SAP NetWeaver läuft. Von der Funktionalität her brachte ein MES-Anbieter MII auf eine sehr einfache Formel: MII + BDE = MES. Berücksichtigt man den allgemein anerkannten Funktionsumfang integrierter MES, müsste in der Gegenprobe MII von der Personaleinsatzplanung über Kennzahlenberechnung bis hin zur Langzeitarchivierung von Prozessdaten alles abdecken. SAP definiert MII als Werkzeug für Manufacturing Integration & Intelligence und verweist dabei auf eine Verbund-Anwendungsumgebung, die mit einer Reihe interner Dienste Anwendungen der Manufacturing Integration und Manufacturing Intelligence unterstützt. Im Einzelnen sind dies:
– Datendienste für den Datenaustausch mit Systemen und Anwendungen in der Fertigung
– Anwendungsdienste als eine Authoring-Umgebung für Prozesse zur Steuerung und Beeinflussung des Informationsaustausches zwischen der Fertigung und SAP-Transaktionen.
– Visualisierungsdienste für die Darstellung von Daten- und Anwendungsdienste auf grafischen Benutzeroberflächen
Zwei Szenarien für sinnvolle Einsatzgebiete sind hier denkbar: Einerseits ist die Integration relativ einfacher Prozesse direkt in SAP möglich. Es könnten dies beispielsweise automatisierte Mengenmeldungen zu Fertigungsaufträgen sein, die die Steuerung direkt in SAP verbucht. Der zweite Einsatzbereich beschreibt die Anbindung eines bestehenden MES, das jene Funktionalitäten abdeckt, die MII nicht löst, wie etwa die Feinplanung. MII ist also eher eine Technologie-Plattform und ein Toolset zur Integration als eine fertige Anwendung. Andererseits stellt sich damit die Frage, welcher Nutzen durch die neue Integrationsmöglichkeit für MES-Anwender und -Hersteller ableitbar ist. Führende MES-Hersteller investieren teilweise beträchtliche Beträge in die Entwicklung und Pflege ihrer SAP-Kopplungen. Will ein Hersteller seinen Kunden besonders hohe Funktionalität und Sicherheit bieten, lässt er seine Entwicklungen jährlich von SAP zertifizieren, was neben dem technischen auch ein erheblicher finanzieller Aufwand ist. Insofern ist es nicht nachvollziehbar, wenn der eine oder andere MES-Hersteller die Integration via MII hervorhebt, obgleich all seine MES-Funktionen im Zusammenspiel mit SAP auch ohne MII verfügbar sind.
MES und MII – zusammen unschlagbar
Die direkte Anbindung der Automatisierungsebene etwa zur Übernahme produzierter Mengen in die Rückmeldung direkt in SAP wurde ja oben bereits als ein Anwendungsfall dargestellt. Hier wird MII seiner ursprünglichen Intention folgend als Middleware, als Integrationsplattform ohne eigene Anwendungslogik genutzt. Der Anwender hat eine dem derzeitigen SAP-Standard entsprechende Anbindung der Maschinenebene nahezu in Echtzeit.
Wahrscheinlich wird es nicht oft dabei bleiben, dass von den drei verfügbaren Diensten nur der Datendienst Verwendung findet. Schnell werden die Anwender sich eine Visualisierung wünschen, produktionsnahe Kennzahlen wie OEE oder Kurvenverläufe von Prozessdaten. MII bietet Tools zur Visualisierung, die Berechnungslogiken sind jedoch zu programmieren: die eben zitierten Anwendungsdienste. Hier ist es Aufgabe des Entscheiders, die Grenze zwischen individuellem Programmieren dieser Funktionen und dem Einsatz eines fertigen MES richtig zu ziehen. Zweifelsfrei bietet ein am Markt etabliertes MES eine Summe an Funktionalität, die aus dem Einsatz bei vielen Unternehmen entstanden ist und somit mit hoher Wahrscheinlichkeit auch die Anforderungen der produktionsnahen Anwender abdeckt. Ist auch die Technologie durch WEB-Fähigkeit zukunftssicher, ist hier ein langfristiger Investitionsschutz gegeben.
Diesen Vorteilen steht manchmal der Nachteil gegenüber, dass klassische MES eben doch eine (Informations-)Welt für sich sind. Benötigt ein Anwender Informationen aus der Ebene des MES und gleichzeitig aus dem ERP, kann dies ein sinnvoller Einsatz von MII sein. In einem Dashboard können Informationen beider Systeme verknüpft und dargestellt werden: So könnte das SAP-System beispielsweise den Kundenauftragseingang je Woche, die Kapazitätsbedarfe aus Planaufträgen und den Work in Progress liefern. Das MES stellt dazu die genaue Informationen aus der Feinplanung zur Verfügung, wie beispielsweise der terminierte und Maschinen zugeordnete Kapazitätsbedarf aus Fertigungsaufträgen, den freigegebenen Auftragsvorrat und den OEE samt Teilfaktoren für Engpass-Arbeitsplätze.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Visualisierung von Prozessdaten. Das alleine kann auch MII, doch immer öfter wird aus Gründen der Nachweispflicht eine Langzeitspeicherung mit dem Kontext zum Fertigungsauftrag verlangt. Dabei können die aus der Steuerung gewonnen Rohdaten nicht unverarbeitet herangezogen werden. 100 Messpunkte im Sekundenintervall abzufragen und das bei nur 10 angebundenen Steuerungen ergibt für drei Schichten fast eine Million Werte, die im Kontext zu den Arbeitsgängen zu verspeichern wären. MII kann dabei die Datenakquisition und Visualisierung im Kurzfristbereich durchführen. Ein MES wie cronetwork jedoch erhält diese Rohdaten und sorgt durch konfigurierbare Logiken und Verdichtungen für die Langzeitarchivierung in Verbindung mit den Auftragsdaten bei vertretbaren Mengengerüsten.
Fazit
Durch den richtigen Einsatz von MII kann ein erheblicher Zusatznutzen generieret werden. Je nach integrativer und funktioneller Anforderung soll entschieden werden, ob der erforderliche Aufwand an Lizenzen und Dienstleistungen gerechtfertigt ist. Je höher die integrativen Ansprüche, um so eher wird dies der Fall sein. Sind auch hohe funktionelle Anforderungen abzudecken, wird der Einsatz