Inhaltsverzeichnis - Apriso

Inhaltszusammenfassung
Fachartikel:
Inhaltsverzeichnis
MES Patchwork kontra integrierte unabhängige MES/MOM Systeme
Projektbeispiel:
Integration des Planungstools Preactor in das MES FlexNet von Apriso
Begriffserläuterungen:
Patchwork Systeme – Value Stream Analyse - APS
Seminare:
Seminar 1:
MES Marktüberblick – Individuelles Anforderungsprofil –
Anbieter Vorauswahl – Lastenheft
Seminar 2:
MES Schulungskurs

Inhaltszusammenfassung
Fachartikel:
MES Patchwork kontra integrierte, unabhängige MES/MOM
Systeme
Das Thema Integration der Produktionsfunktionen wird verstärkt diskutiert, weil
erkannt wurde, dass nur die integrierte frühzeitige Kontrolle der
Produktionsereignisse mit ihren Abhängigkeiten den Unternehmenserfolg
entscheidend beeinflussen kann.
In diesem Artikel wird aufgezeigt, dass die Politik der letzten 10 Jahren,
Teilsysteme zu MES aufzukaufen und sie in einer Art Patchwork zusammen zu
linken, keine zukunftsweisende Lösung für ein qualifiziertes, integriertes
Produktionssteuerungssystem darstellt, sondern integrierten, unabhängigen nicht
fremdbestimmten MES die Zukunft gehört. Es wird aber auch gezeigt, welche
Funktionsbausteine sinnvollerweise von Spezialisten eingebunden werden sollten.
Anhand eines Beispiels zeigen wir, wie das MES/MOM System FlexNet von Apriso
mit seinen hervorstechenden Basisfunktionen das Feinplanungstool Preactor
fugenlos in sein System einbindet. Preactor selbst ist eines der führenden APS
Systeme.
Projektbeispiel:
Einbindung des Planungstools Preactor in das MES FlexNet von
Apriso
In diesem Beispiel wird neben den Eigenschaften von FlexNet und Preactor
gezeigt, wie die Einbindung des Planungstools Preactor in das MES FlexNet von
Apriso funktioniert. Es wird dargestellt, wie der Datenaustausch zwischen diesen
beiden Systemen in Echtzeit realisiert ist. Hierdurch soll auch erkannt und
verstanden werden, wie wichtig es ist Spezialisten für die Einbindung
einzuschalten. In diesem Fall ist dies das Beratungsunternehmen MCP aus Wien,
das sich u.a. auf die Beratung und Einführung des Planungstools Preactor
spezialisiert hat.

Begriffserläuterungen:
Patchwork Systeme – Value Stream Analyse - APS
Seminare:
Seminar 1: 1 Tages Seminar
MES Marktüberblick – Individuelles Anforderungsprofil –
Anbieter Vorauswahl – Lastenheft
Hier wird ein Marktüberblick mit Einzelbeurteilung der Anbieter gegeben, und es
wird aufgezeigt, wie ein individuelles Anforderungsprofil für die Vorauswahl von
MES Anbietern zu erstellen ist, das Grundlage eines Lastenhefts ist.
Seminar 2: 3 Tage Seminar
MES Schulungskurs
Hier werden anhand eines MES Simulators die funktionalen Inhalte eines MES
vermittelt. Die Teilnehmer erhalten für eigene Zwecke den MES Simulator SI-MES
kostenfrei.

Fachartikel:
MES Patchwork kontra integrierte, unabhängige
MES/MOM Systeme
MES/MOM Systeme als die Produktionssteuerungssysteme der Zukunft werden
verstärkt auch vom Leitungsmanagement wahrgenommen und verstanden. Man
hat erkannt, dass die lange Jahre gepflegte Meinung, man könnte mit der
Einführung eines ERP auch die Anforderungen der Produktion abdecken, der
Notwendigkeit weicht, unterhalb von ERP eine Ebene einzuschieben, die sich
weitgehend unabhängig um die Steuerung der Produktion kümmert.
Wir sprechen hier von qualifizierten Steuerungssystemen, die in integrierter Form
die Produktionsabläufe abbilden und in Echtzeit kontrollieren. Wir haben schon
mehrfach in anderen Briefen die Inhalte solcher Systeme geschildert, wie sie in
verschiedenen Richtlinien als Standard definiert werden.
Erst Ende der 1990ger Jahre haben verschiedene Softwareanbieter das Thema
MES aufgegriffen, allen voran die Automationsfirmen, die erkannt haben, dass die
vertikale Integration der Realtime Welt in die schwerfällige ERP Welt zu keinen
befriedigenden Ergebnissen führt, sondern produktionsnahe Managementsysteme
als Überbau zur Automation benötigt werden.
Die ERP Welt stand dieser Thematik weitgehend ablehnend (allen voran SAP)
gegenüber, es fehlte die Kompetenz in Sachen Produktion und man hat lange Zeit
die Notwendigkeit solcher Systeme bis etwa 2005 geleugnet.
Mit der immer komfortableren Technologie wurde der bis in die 1980ger Jahre
zurückreichende Gedanke von CIM neu aufgegriffen. Es gibt nun verschiedene
Philosophien, nach denen an das Thema herangegangen wurde.

Verschiedene Lösungsphilosophien
MES/MOM Systeme sind komplexe Systeme, die an die Entwicklung von Software,
wenn richtig konzipiert, hohe Ansprüche stellen. Dadurch dass die verschiedensten
Funktionsbereiche in einem MES angesprochen werden, benötigt es ein Team, das
mit ihrem Wissen alle Funktionsbausteine mit ihren Abhängigkeiten untereinander
verstanden und verinnerlicht hat. Man hätte von den Software Oligarchen auf der
ERP Seite allen voran SAP und auf der Automationsseite SIEMENS erwarten
können, dass sie mit ihren finanziellen Mitteln am Beginn der Diskussion um MES
Anfang 2000 oder zumindest nach den Standardfestlegungen zu MES durch die
ISA den Weg zu einer integrierten, umfassenden Eigenentwicklung beschritten
hätten.
Dem war leider nicht so, man hat eine andere Variante gewählt. Man ging weltweit
auf Einkaufstour, um verschiedenste Produkte als Funktionsbausteine zusammen
zu linken.
Die Protagonisten von Patchwork Systemen
Die Anbieter von Automationssystemen
Ein Musterbeispiel waren und sind immer noch SIEMENS und INVENSYS, die
Produkte bzw. Firmen in fast nicht mehr überschaubarer Form aufgekauft haben,
die irgendwie im Produktionsumfeld zu finden waren. Man wird den Verdacht nicht
los, dass diese Käufe weitgehend unter dem Motto standen und stehen,
Kundenpotenzial für die eigenen Kernprodukte (Automationskomponenten) zu
bekommen. Der Gedanke der Zusammenführung verschiedener Best of Breed
Systeme zu einem integrierten Ganzen kam und kommt erst an zweiter oder
dritter Stelle, wenn überhaupt.
Man kann sich vorstellen, was das für den Kunden bedeutet. Es wird ihm ein
„Bauchladen“ unterschiedlichster Produkte für die verschiedensten Branchen und
Aufgabenstellungen angeboten, die zwar punktuell einen Einzelbedarf abdecken,
aber eine integrierte Lösung, die die Produktion als „Gesamtkunstwerk“
betrachtet, kommt nicht zustande.

Den Anbietern aus der Ecke der Automation fehlt im Regelfall eine strategische
„Top down“ Denkweise, was bei Datenjägern und -sammlern schwierig ist und für
das integrierte Denken nicht förderlich ist. Daher geht man lieber den Weg eines
Patchworksystems mit den bekannten Schnittstellen Problemen.
Die Anbieter von ERP Systemen
Auf der Seite von ERP gibt es verschiede Ansätze mit Patchwork Lösungen, die
keinen Beitrag zu zukunftsweisenden Produktionssteuerungssystemen leisten. Eine
Form ist die Art wie INFOR vorgegangen ist. Es muss gesagt werden, dass INFOR
vor 10 Jahren eines der besten Kombinationssysteme aus ERP und MES angeboten
hat. Nach der Gründung von Agilisys (Hintergrund: Kapital) wurde INFOR als einer
der ersten ERP Anbieter aufgekauft. Es folgte eine Aufkauforgie, der jegliches
Konzept fehlte. INFOR ist einer von mehreren ERP Anbietern (ohne den sehr guten
MES Ansätzen aus der Vergangenheit) unter der Oberhoheit von Agilisys, einer
Firma, die keinen wirkliches Verständnis für die Produktion hat.
Wenn man dieses Bild betrachtet, sieht man viele namhafte Firmen auch aus dem
Produktionsumfeld, aber diese zu vernünftigen Gesamtsystemen zu integrieren,
die für den Kunden einen echten Nutzen bringen, ist nicht gelungen. Das Bild sagt
alles.

Auf Seiten von SAP war lange Zeit nicht erkennbar, ob man überhaupt den Weg
hin zum operativen Produktionsmanagement beschreiten will. Der zunehmende
Informationsaustausch in einer globalen Welt und zwar in Echtzeit konnte auch
SAP nicht mehr ignorieren und man ging ab etwa 2004 auf Einkaufstour in Sachen
Produktion.
Als erstes kaufte man die Firma Lighthammer mit seinem MI Tool für Realtime
Datenauswertungen aus der Produktion.
Es folgte der Kauf von FactoryLogic mit einem sehr guten Demand Driven
Manufacturing (DDM) System als Vorspann für ein MES.
Für den eigentlichen Ausführungsteil kaufte man Visiprise einem MES Anbieter aus
den USA.
Selbst zimmerte man die Plattform MII, die als Kommunikations-Interface
zwischen SAP ERP und der Produktion agiert und in die die verschiedenen Systeme
eingebunden werden. Wenn man genauer hinschaut vermisst man ein integriertes
System. Zum Beispiel das DDM Modul taucht selbst bei umfangreichen Recherchen
nicht mehr auf.
Diese Einkaufsphilosophie ist natürlich auch ein Ausdruck für die nicht vorhandene
Kompetenz in Sachen Produktion.
Kompetentes Personal für die Produktion bei ERP Anbietern findet man kaum und
muss auf entsprechende Systemintegratoren zurückgreifen, die sich mit der Zeit
mit den verschiedenen Systemen der ERP Anbieter für die Produktion vertraut
gemacht haben. Es kommt im Regelfall zu einer ganzen Reihe von
Ansprechpartnern.
Die „sogenannten“ MES Anbieter
Es sind jene Anbieter, die seit beinahe 3 Jahrzehnten Systeme geschaffen haben,
die Betriebs- und Maschinendaten (in Verbindung mit den Automationsanbietern)
sammeln und damit die Bedürfnisse von ERP befriedigen. Ein integrierter Ansatz
fehlt meist, man verlässt sich auf ERP, das die Stammdaten mit den Aufträgen
liefert. Fehlendes Datenmaterial wird ergänzt bzw. fehlende Funktionsbausteine
werden von Fremdanbietern eingebunden. Da diese Anbieter meist nicht die
finanziellen Mittel haben, Firmen und Produkte aufzukaufen, um sie in ihr eigenes
Produktportfolio zu integrieren, kann man sich mit diesen Fremdprodukten kaum
identifizieren, es bleiben Fremdprodukte.

Als Fremdsysteme stehen meist im Vordergrund Qualitätssicherungs- und
Betriebsmittelüberwachungssysteme. Da diese Systeme eine zentrale Rolle in
einem qualifizierten MES spielen, müssen sie integriert sein und die Anbieter
müssen sich mit diesen Funktionen identifizieren und Kompetenz haben.
Die Einbindung anderer fremder Funktionsbausteine gelingt meist nicht, weil sie
Teil anderer größerer Systeme sind und nicht isoliert eingesetzt werden können.
Ich denke hier an das gesamte Gebiet der Materialflusssteuerung mit der dahinter
stehenden Materialwirtschaft. Man kann sagen, nur wenige MES Anbieter zeichnen
sich durch einen integrierten Gesamtansatz aus, sind meist abhängig von ERP.
Dies gilt insbesondere für die Materialwirtschaft.
Patchwork durch Falschaufteilung der Funktionen
Durch die historisch bedingte Zuordnung von Funktionen der Produktion in ERP
Systeme entsteht ein weiteres Hindernis für die Entwicklung eines integrierten
MES. Auch wenn die ISA Standards eine sehr gute Grundlage für die Entwicklung
eines qualifizierten MES darstellen, ist die Funktionsaufteilung zwischen ERP und
MES eher schwammig gehalten, auch wenn im ISA 95 Schema für verschiedene
Funktionen eine klare Aussage getroffen ist. Dies gilt insbesondere für die
Stammdatenverwaltung, die nicht zur ERP Ebene gehört, sondern eindeutig mit
den Funktionen „Product Definition“ und „Resources Mangement“ der MES Ebene
zugeordnet ist.
Damit wird das „Rumflicken“ an den Stammdaten auf verschiedenen Ebenen
vermieden und es kann die Grundlage für die Entwicklung eines integrierten
Gesamtsystems geschaffen werden.

Situationsbild heute
Die MES Landschaft ist dadurch geprägt, dass bisher wenige auf der Basis der für
MES gesetzten Standards einen Gesamtansatz für MES gewählt oder gewagt
haben. Sie haben entweder auf der Grundlage vorhandener Teilsysteme
Fremdsysteme eingebunden, was selten zu einem „Gesamtkunstwerk“ führt oder
noch schlimmer, die Software Oligarchen kaufen alles auf, was in irgendeiner Form
in die eigene Strategie des Produktionssupports passt oder neues Kundenpotential
für die eigenen Kernkomponenten verspricht. Das alles unter der Maßgabe nach
außen, die einzelnen gekauften Systeme in ein Gesamtsystem integrieren zu
wollen.
Unabhängig von diesen oft nicht durchschaubaren Strategien ist es zwar
bestechend mit der heutigen Technologie, verschiedenste Informationen zu
verlinken und so eine Bereicherung für den Anfragenden zu schaffen, aber
verschiedene Produktionsapplikationen in einer heterogenen System Landschaft
mit unterschiedlichsten Datenbasen zusammenspielen zu lassen, ist nicht einfach.
Von der Sache her ist das Zusammenbringen unterschiedlicher Funktionsbausteine
von verschiedenen Anbietern immer mit folgenden Problemen verbunden:
- Unterschiedliche Datenquellen mit meist unterschiedlichen Key
Begriffen
- Redundante Daten
- Oft unterschiedliche Technologien
- Unterschiedliche GUI´s
Bei einem komplexen, integrierten System wie MES muss man die gesamte
Themenstellung verinnerlichen, damit sich der Entwickler und Anbieter damit
identifizieren kann.
Der globale Wettbewerb erfordert die Bereitstellung von Informationen möglichst
in Realtime, insbesondere auch über die Produktionsprozesse (zuverlässige
Terminaussagen, Informationen über den Auftragsfortschritt, über die Qualität
nach außen und speziell für das interne Controlling ein exaktes Kostenbild der
Produktion). Damit werden MES immer wichtiger, Systeme, die das Lean Sigma
Denken unterstützen und die die Produktion als ein integriertes Zusammenspiel
der verschiedenen Funktionen verstehen.

Bei der geschilderten Situation möchte man meinen, dass damit die Sache
gelaufen ist und damit die Anwenderseite auch in der Zukunft mit solchen
Patchwork Lösungen leben muss. Wir glauben, das muss nicht so sein und man
wird in der Zukunft verstärkt integrierte MES entwickeln, vereinzelt tauchen sie
auch schon auf, die die Kernfunktionen eines MES integriert abdecken, dabei aber
komplexe Module von Spezialanbietern einbinden.
Diesen Lösungsansatz einer Integration werde ich nachfolgend schildern und
darauf aufbauend ein Beispiel bringen, wie der MES Anbieter Apriso das
Feinplanungstool Preactor in seine MES Suite FlexNet einbindet.

Künftige integrierte MES/MOM Systeme unter Einbindung
bestimmter Fremdprodukte
Wir kommen zurück auf die Kernfunktionalitäten, wie sie in den einzelnen
Standards definiert sind.
Produktionsstammdaten
Das erste Kernelement ist der Produktionsfluss Design, d.h. die
Produktionsprozessablaufmodellierung, die das Produkt mit all seinen Attributen
beschreibt, die benötigten Ressourcen verwaltet und sie den einzelnen
Prozessschritten zuordnet.
Dieses Kapitel wurde bisher sowohl auf der ERP Ebene wie auch auf der MES
Ebene ziemlich stiefmütterlich behandelt. ERP verwaltet im Regelfall die
Produktionsstammdaten nur sehr rudimentär, und zwar nur nach den Bedürfnissen
von ERP (Materialbedarfsrechnungen). MES auf der anderen Seite hat sich demütig
den Vorgaben von ERP gebeugt mit den bekannten Ergänzungsnotwendigkeiten.
Eine eigenständige von ERP unabhängige Prozessmodellierung findet man nur bei
wenigen MES Anbietern. Man muss dazu auch sagen, dass die notwendigen Daten
zum Produkt vom Produktdatenentwicklungssystem (PLM) kommen.

Daraus entsteht eine enge Zusammenarbeit zwischen PLM und MES, die es
ermöglicht bei einem guten Gesamt Design das PLM in ein Entwicklungs-MES
einzubinden mit der Entwicklungsplanung und der Erfassung der Leistungsdaten
für die Produktentwicklung, die für den realen Prozess die notwendigen
Ressourcen festlegt, die Abläufe simuliert und Qualitätspläne und Fertigungs-FMEA
erstellt.
Die automatische Erstellung der Arbeitspläne gelingt im Regelfall nicht, sie muss
vom eigentlichen MES übernommen werden, indem die PLM Daten in eine
entsprechende MES Datenstruktur gebracht und ergänzt werden.

Auftragsmanagement
Künftige Produktionssteuerungssysteme integrieren das Auftragsmanagement in
das MES. Das wird dazu führen, dass Aufträge mit ihrem Mengen und Terminen
direkt in MES landen, um den Durchlauf auch im Vorfeld der
Produktionsdurchführung zu beschleunigen. Das betrifft
- Auftragsvorbereitung mit Ressourcenbedarfsrechnung
- Terminierungsrechnung
Auftragsvorbereitung mit Ressourcenbedarfsrechnung
Entsprechend der von der ISA festgelegten Funktionsverteilung erfolgt die
Ressourcenverwaltung mit Zuteilung des Einzelbedarfs an die einzelnen
Prozessschritte in MES.

Aus diesem Grund erfolgt im Rahmen der Auftragsvorbereitung (nicht zu
verwechseln mit Arbeitsvorbereitung) in MES eine Bedarfsrechnung mit
Verfügbarkeitsrechnung, noch bevor die eigentliche exakte Terminierung aufsetzt.
Das beinhaltet auf der Ebene von MES für die Ressourcen, hier insbesondere für
die Verbrauchsressource Material, eine Bestandsführung als Teil der
Materialwirtschaft, die künftig ein zentraler Bestandteil von MES sein wird. Die
Ressourcenbestände sind dann bei der synchronisierten Terminierung zu
berücksichtigen.
Terminierungsrechnung (Fremdbestimmung)
Die heute eingesetzten Planungssysteme in ERP sind darauf ausgelegt den
längerfristigen Materialbedarf aufgrund von Bedarfsprognosen zu berechnen,
haben aber in den seltensten Fällen einen Bezug zu den realen momentanen
Vorgängen in der Produktion. Die eigentliche kurzfristige Produktionsplanung
verplant einen momentanen Kundenbedarf, indem sie eine Prozesskette nach dem
Pull Prinzip auflöst und unter Berücksichtigung der Ressourcenverfügbarkeit einen
Auftragspool in eine optimale Reihenfolge bringt.
Hinter der Durchrechnung komplexer Planungsszenarien stehen entsprechend
komplexe Planungsalgorithmen.
Diese Aufgabenstellung ist sicherlich eine der schwierigsten Aufgaben innerhalb
eines MES. Entwicklungsversuche durch MES Anbieter sind häufig gescheitert,
weil man die Aufgabe unterschätzt hat.
Wir können aufgrund selbst gemachter Erfahrungen sagen, dass es hier sinnvoll ist
Spezialsysteme in sein eigenes MES einzubinden. Wichtig dabei ist, dass der
Einbindungsaufwand möglichst gering gehalten werden kann und dass die
bidirektionale Kommunikation zwischen dem MES und dem Planungstool in
Echtzeit abgewickelt werden kann, so dass auch ein häufigeres Re-Scheduling
schnell durchgeführt werden kann.

Wir werden in unserem Projektbeispiel zeigen, wie ein solches Zusammenspiel
effizient abläuft.

Die Ausführungs- und Kontrollkomponente
Der Ausführungsteil ist die klassische Komponente der heutigen MES Anbieter.
Hierbei konzentrierte man sich weitgehend auf das punktuelle Rückmelden von
BDE Daten an ERP. Durch die steigenden Anforderungen wurden weitere MES
Komponenten angeflanscht häufig durch Einbinden von Fremdsystemen. Hier
empfehlen wir den Ausführungsteil integriert abzuwickeln, was bei Vorhandensein
eines konsistenten, homogenen Stammdatensystems und einer Auftragsreihenfolgeplanung
eine mit relativ geringem Aufwand lösbare Aufgabe darstellt.
Am Beginn sollte ein intuitiv zu bedienendes Auftragssteuerungscockpit stehen.
Nachfolgend ist dazu ein Beispiel dargestellt.

Dabei geht es darum, sämtliche Funktionen in einem Arbeitsgang in einem
abgesicherten Workflow abzuwickeln wie
- Zeitstempelfunktionen für Rüsten, Fertigen, Stillstand,
Ausbau, Reinigen
- Materialbereitstellung über Transportaufträge
- Werkzeugeinbau mit elektronischen Instruktionen
- Anlaufprozesse
- Aktivierung von Steuerungsfunktionen in den Maschinen
mit Bereitstellung der Steuerungsprozeduren (NC Programme,
Rezepte)
- Materialeinsätze
- Messdatenerfassung mit SPC und SCADA Funktionalität
- Output Erstellung für Produktionseinheiten
- Prüfdatenerfassung mit SQC Funktionalitäten
- Label System (Etiketten, RFID, Laufkarten)

SPC/SQC ein fremdbestimmtes Modul
Auch wenn die Qualitätsplanung mit den Arbeitsgang bezogenen Prüfplänen und
die Prüfdatenerfassung Teil eines integrierten MES sein müssen, so bildet der
mathematisch, statistische Teil eine Ausnahme. Hier sollte man Spezialsysteme
einbinden, die die verschiedenen Kontrollrechnungen (Verteilungstest,
Ausreißertest, 6 Sigmaprüfung, Prüfung, ob signifikante Veränderung in Streuung
und Lage etc. vorliegen) beherrschen. Diese Tests müssen in die
Maschinendatenerfassung als automatisierte SPC Funktion und in der
Produktprüfung als SQC Funktion eingebunden sein.
Einbindung eines fremdbestimmten Maschinen Konnectors
Die klassischen MES Anbieter mit ihrer Erfahrung bei Maschinenanbindungen
decken die Anforderungen zur bidirektionalen Kommunikation zwischen MES und
der Automationsebene in der Regel ab.
Wird dagegen ein Neudesign für ein MES mit einem „Top down“ Ansatz
vorgenommen, wird dieser sicherlich nicht von Prozessingenieuren vorgenommen,
weil hier eine andere Kompetenz gefordert ist. Wenn in der Neuentwicklung keine
erfahrene Prozess- bzw. IT-Ingenieure mitarbeiten, sollte man für die Anbindung
von Maschinen Spezialisten einbinden, die die heutigen Techniken beherrschen.
Ein solcher Konnector beinhaltet die eigentliche Schnittstelle zu den Anlagen und
organisiert die Kommunikation vom Equipment zu den Servermodulen des
jeweiligen MES. Er sollte verschiedene Standardprotokolle, wie SECS/GEM, XML,
OPC sowie File-Parser-basierte Szenarien zum Austausch von Daten zwischen
Anlage und der eigentlichen Produktionskontrolle unterstützen.
Die Anlagenlieferanten erfüllen häufig nicht die Schnittstellenstandards. Dadurch
erfordert dies entsprechende Fachgespräche zwischen Anlagenhersteller und dem
Konnector Lieferanten, um individuelle Equipment Interfaces (Treiber) zu
implementieren.

Die Konnector-Administration muss es dem Anwender ermöglichen, die relevanten
Anlagen-Informationen wie Prozessvariablen, Statusinformationen, etc. ein- und
auszuschalten und deren Weiterleitung zu MES zu organisieren, - ohne
programmtechnisch z.B. in den Equipment-Treiber eingreifen zu müssen.
Kontrollsysteme
Die heutigen MES Anbieter bieten neben den klassischen Erfassungsfunktionen
meist auch sehr ansprechende Auswertesysteme für die bekannten
Leistungsindikatoren.
Dagegen besteht noch erheblicher Nachholbedarf, wenn es darum geht, aus den
„Big Data“ aussagefähige, wesentlich reduzierte Datenmuster zu extrahieren und
sie mit mathematisch statistischen Verfahren weiter zu verarbeiten. Vorhandene
OLAP Tools werden immer anwenderfreundlicher. Man sollte diese als
fremdbestimmte Systeme einbinden.

Zusammenfassung
Die Komplexität der umfangreichen Funktionen im Produktionsbetrieb hat in der
Vergangenheit die Anbieter von Software davon abgeschreckt ein integriertes
Produktionssteuerungssystem zu entwickeln. Man konzentrierte sich auf
Einzelfunktionen wie BDE, MDE oder Qualitätssicherung.
In den letzten beiden Jahrzehnten wurden von einzelnen Institutionen die Inhalte
eines integrierten Produktionssteuerungssystems niedergelegt und die ISA hat
dafür Standards festgelegt.
Man hätte erwarten können, dass die Software Oligarchen aufbauend auf diesen
Vorgaben ein integriertes Produktionssteuerungssystem, kurz MES genannt, bei
ihren finanziellen Mitteln entwickelt hätten. Nein man ist diesen Weg aus welchen
Gründen auch immer nicht gegangen, sondern man ging weltweit auf Einkaufstour
mit der zumindest vorgeschobenen Absicht ein integriertes System zu schaffen.
Wir haben bislang wenig von der Umsetzung dieser Integrationsabsichten
gesehen.
Für die Anwenderseite heißt dies, man hat es mit unterschiedlichen Datenbasen zu
tun, die man kaum in ein konsistentes, homogenes Datenmodell konvertieren
kann, es entstehen Datenredundanzen mit unterschiedlichen Schlüsselbegriffen
zum selben Objekt, man hat es mit unterschiedlichen Oberflächenphilosophien zu
tun, manchmal sind auch noch die Technologien verschieden. Alles in allem keine
schöne Lösungen.
Wir sind überzeugt, dass ein integrierter Gesamtdesign wesentlich sinnvoller und
mit einem überschaubaren Mitteleinsatz realisierbar ist. Dabei gibt es einige
Funktionsfelder, bei denen die Einbindung von Fremdsystemen Sinn macht.
Diese Module sind das Feinplanungsmodul und die SPC/SQC Funktion mit
seinen mathematisch, statistischen Hintergründen. Ein weiteres
fremdbestimmtes Modul kann der Konnector zur Maschinenanbindung bzw.
Maschinenkommunikation sein sowie die Einbindung von OLAP Tools.

Wie empfehlen bei unseren MES Auswahlberatungen auf solche Anbieter zu
setzen, die ein integriertes Produktportfolio für MES anbieten, wenn nicht anders
möglich auch mit Einbindung der genannten Bausteine.
Aufgrund des teilweise nicht befriedigenden MES Angebots trifft man inzwischen
auch wieder Anwender, die ihr MES selbst entwickeln wollen. Hier wird häufig die
Entwicklung eines solchen Gesamtsystems unterschätzt oder man spricht von MES
und meint letztlich nur eine Teilfunktion.
An einem Projektbeispiel zeigen wir nachfolgend, wie in das MES FlexNet von
Apriso das Planungstool Preactor als Fremdprodukt eingebunden wird und
zusammenarbeitet.

Projektbeispiel:
Aprisos MES FlexNet im Zusammenspiel mit dem
Planungstool Preactor
Vorbemerkung
Die qualifizierten MES erkennen mehr und mehr, dass ihre
Prozessausführungsfunktionen allein nicht für eine effektive Produktionssteuerung
ausreichen. In der Vergangenheit hat man immer argumentiert, die Planung
übernimmt ERP, sie wird von MES übernommen und dann auf interaktiven
Leitständen mittels Verschiebetechniken ohne eigentliche Planungsalgorithmen
weiterbehandelt mit weitgehend unbrauchbaren Ergebnissen.
Dieses Meinungsbild ändert sich allmählich und man integriert verstärkt die
Planungsfunktion im Sinne einer Feinplanung mit Auftragsreihenfolgefestlegung in
das eigene MES (APS, siehe auch Begriffserläuterungen). Wie wir in unserem
Fachbeitrag erläutert haben, macht es Sinn hier Spezialprodukte aufgrund der
Komplexität dieser Funktion einzubinden. Nachfolgend zeigen wir auf, wie es mit
relativ geringem Aufwand gelungen ist, das Planungstool Preactor in die MES
Suite FlexNet von Apriso einzubinden.
Diese Einbindung hat das Beratungsunternehmen MCP aus Wien (http://www.mcpartners.at)
vorgenommen, das Unternehmen in allen Fragen von Planungsaufgaben
und Planungsproblemen berät.
Kunden Spezifikationen
Die uns im letzten Jahr vorgelegten MES Ausschreibungen zeigen Trends, die wir
in einem der nächsten MES Management Briefe behandeln werden. Einer dieser
Trend ist der Ruf nach integrierten MES/MOM Systemen mit einem einheitlichen
Gesamt Design möglichst von einem Anbieter. Es gibt nach wie vor wenige MES
Anbieter, die diesen Forderungen gerecht werden.

Der MES Anbieter Apriso ist einer der wenigen Anbieter mit einem sehr guten
MES/MOM Gesamt Design, der auch Planungsteilfunktionen in seinem Dispatching
Modul integriert hat, aber wenn es um APS Anforderungen geht, werden
Spezialsysteme wie Preactor eingebunden. Nach Aussage von Apriso funktioniert
diese Schnittstelle auch mit verschiedenen anderen qualifizierten APS Tools. Man
passt sich hier den Kundenwünschen an.
Nachfolgend zeigen wir Inhalte des Apriso Gesamt Design und wie diese mit
Preactor Daten austauschen. Auf der Preactor Seite zeigen wir die umfangreichen
APS Funktionalitäten dieses Planungstools und untermauern diese am Schluss
unserer Ausführungen mit einigen Beispielen.
Apriso FlexNet der Process Builder
Wie schon von uns an anderer Stelle mehrfach herausgestellt wurde, wurde die
Funktion des Prozessablauf Design sowohl auf der ERP Ebene wie auch auf der
MES Ebene sträflich vernachlässigt. Sie stellt aber das Fundament sowohl für die
Auftragsplanung und Auftragsdurchführung dar.
Hier hebt sich das Modul Process Builder aus der FlexNet MES Suite von den
meisten sonstigen MES Produkten entscheidend ab.
Das Modul ist umfassend und allgemeingültig ausgelegt und kann sowohl für die
Erstellung von Rezepten als auch auf diskrete Prozessabläufe angewendet werden.

Apriso passt sich den jeweiligen Gegebenheiten in den einzelnen Unternehmen an,
indem mit dem Process Builder Auftragsdaten mit ERP Stammdaten aus ERP
übernommen werden und diese dann an die realen Prozessabläufe angepasst
werden. Diese Datenorganisation ist heute immer noch üblich. Apriso hat aber für
die Zukunft vorgesorgt und ihre MES Suite auf die in der ISA-88 und ISA-95
festgelegten Standards ausgelegt. Hier erfolgt die Verwaltung der
Produktionsprozessabläufe im Sinne von „Product Definition“ und „Resources
Management“ in vollem Umfang auf der Ebene von MES.
Process Builder als BPM
Der Process Builder ist ein BPM System ähnlich dem im deutschsprachigen
Raum bekannten BPM System Aris. Er wurde aber speziell für die
Aufgabenstellungen in der Produktion entwickelt und geht über die Funktionalität
von Aris weit hinaus. Er ist das Kernstück von FlexNet.

Ein Produktionsprozess Management behandelt die Produktionsprozesse wie
“Assets”, die die Produktions-Performance durch operationale Perfektion und
Anpassungsfähigkeit direkt beeinflussen. Es geht immer darum den Materialfluss
über die einzelnen Abteilungen hinweg und zwar in einer „End to End“ Betrachtung
zu optimieren.
Management der Produktions-Prozesse mit FlexNet
Orchestrierung der Prozesskette über verschiedene Abteilungen hinweg
Jeder Arbeitsgang kann mit einer Vielzahl von Funktionen und Regeln belegt
werden, die ihn in seiner individuellen Ausprägung individuell beschreiben und in
die Prozesskette eingliedern.

Order Management Funktionen
Die Prozessabläufe werden zuerst unabhängig vom jeweiligen Auftrag und
Auftragstyp definiert. Über das eigentliche Order Management werden die
Auftragsdaten (Auftragsnummer, Artikelnummer, Terminwunsch, Auftragsmenge,
Grobterminierungsdaten) mit den in ERP verwalteten Stammdaten übernommen.
Je nach Datensituation greift nun der Process Builder in die weitere
Ausgestaltung des Arbeitsplans bzw. des Prozessablaufs ein, d.h. der Arbeitsplan
wird granularer ausgestaltet. Häufig kennt ERP nur grobe, lineare Arbeitspläne
ohne alternative Ausprägungen.
Bei der Auftragsabwicklung werden dann nur jene Funktionen sichtbar, die im
Prozessmodell definiert wurden.
FlexNet beinhaltet Dashboard Systeme, in denen u.a. die Produktionssituation in
Soll & Ist inkl. von Warnmeldungen dargestellt wird. Die einfache
Einplanungsfunktion erfolgt auf der Basis von Projekt Management Tools, die den
Prozessablauf eines Auftrags in ein Ganttdiagramm umwandeln.

Die eigentliche Feinplanung erfolgt über die Einbindung des Planungstools
Preactor, das sämtliche Funktionen eines APS zur Synchronisation der
Prozessketten, der Verfügbarkeitsüberprüfungen und der Ausbalanzierung der
Kapazitäten beinhaltet.
Wie wir schon mehrfach betonten, ist die Feinplanungsfunktion das komplizierteste
Element innerhalb eines MES/MOM Systems. Die Verplanung komplexer
Prozessketten mit der Berücksichtigung von Arbeitsgang spezifischen Regeln stellt
an die Planungsalgorithmen höchste Anforderungen. Daher macht es hier Sinn
Spezialsysteme einzubinden.
Einbindung von Preactor in FlexNet für APS Funktionalität
Sobald für das Planungssystem APS Funktionalität (siehe Begriffserläuterungen)
erforderlich wird, setzt an dieser Stelle die Übergabe der Auftragsdaten mit den
Arbeitsplandaten auf, die als Schnittstelle zum Preactor in Kooperation von Apriso
und MCP programmiert worden ist.

Kommunikation FlexNet & Preactor
Wir bedanken uns an dieser Stelle bei MCP für die Bereitstellung des
Informationsmaterials.
Grundsätzliche Zusammenspiel zwischen MES & APS
Die beiden Systeme sind für den Kunden ein integriertes Paket. Die beiden
Systeme sind asynchron miteinander verbunden. Als Schnittstellen – Technologie
stehen XML – Dateien, Staging Tables u.a. zur Verfügung. Der Kunde kann diese
mitbestimmen, um seine Systemlandschaft möglichst homogen aufzubauen.
Folgende Daten werden standardmäßig von FlexNet an Preactor übertragen immer
gekoppelt mit den Stammdaten von ERP bzw. MES:
Aufträge
Kundenaufträge
Produktionsaufträge
Wartungsaufträge
Reparaturaufträge
Bestände
Bestellungen
Auftragsstatus in der Fertigung
Rückmeldungen
Störungen
Folgende Daten werden standardmäßig von Preactor an FlexNet übertragen:
Auftrags – Start- und Endtermine
Nachfolgend Beispieldaten für den Auftragsstatus in der Fertigung und die
dazugehörige Rückmeldung:

Übertragungszeitpunkt
Die Steuerung der Datenübertragung wird für jeden Kunden so eingestellt, dass
sie zu seinem Arbeitsablauf passt. Meist werden die Daten einmal am Tag
automatisch übertragen. Ergänzend löst der Planer auf Knopfdruck manuell die
Datenübertragung aus, wenn es dafür einen speziellen Anlass gibt, z.B. wenn es
bei der Rückmeldung gravierende Fehler gab, die vom Maschinenführer korrigiert
wurden. Je nach gewünschtem Automatisierungsgrad kann die Übertragung auch
ereignisgesteuert aufgesetzt werden, z.B. für Maschinenausfälle größer 4 Stunden.
Visualisierung
Entscheidend ist zwar die Güte der Algorithmen, die hinter einem Planungstool
stecken, aber für den Anwender steht letztlich immer im Vordergrund die
entsprechende Darstellung der Ergebnisse in Gant Diagrammen. Nach der
Durchführung der Berechnungen mit einer Reihenfolgeoptimierung in Preactor sind
diese aus verschiedenen Sichtweisen in solchen Diagrammen abzurufen. FlexNet
hat hier über eine View Funktion einen integrierten Zugriff und kann diese auch
mit Ist Daten anreichern, um den Auftragsfortschritt anzuzeigen.

Entscheidende Punkte für eine erfolgreiche Anbindung von MES & APS an
andere Systeme
Präzise technische Spezifikation
Die präzise technische Spezifikation der gewünschten Funktionalität und der dafür
benötigten Daten sind unerlässlich. Eine Binsenweisheit und dennoch
entscheidend.
Datenqualität
Bei der Datenqualität muss man genauer hinsehen, bevor man die Auswirkungen
auf die Funktion der Systeme abschätzten kann. Es gibt zwei Arten von
Datenfehlern:

Datenfehler, die nur zu ungenauen Ergebnissen führen
Diese sind kein Problem für die Funktionsweise. Klassisches Beispiel dafür sind
ungenaue Plan-Prozesszeiten. Die daraus resultierende Unschärfe hängt nicht vom
eingesetzten System ab und ergibt sich bei der Verwendung einer Holz – Plantafel
ebenso wie bei der Verwendung eines State of the art – APS. Die Folgen der
Datenfehler können durch leistungsfähige Systeme aber besser abgefangen
werden, weil die Korrekturen aufgrund von Abweichungen schneller gemacht
werden können.
Datenfehler, die zu unbrauchbaren Ergebnissen führen
In diesem Fall müssen entweder die Datenfehler selbst oder in einer Übergangszeit
deren Folgen manuell korrigiert werden. Meist handelt es sich um Daten, die
unvollständig gepflegt sind, weil sie aufgrund jahrzehntelanger Erfahrung
erfahrener Mitarbeiter elektronisch nicht benötigt wurden.
Optimale Kommunikation zwischen Fertigung und Planung
1. Optimale Kommunikation zwischen Ausführung und Planung aus:
Fix voreingestellte Kommunikation im Tagesablauf
o Abgestimmt auf das Zusammenspiel der einzelnen Bereiche wie
z.B. Einkaufsdisposition und Planung
o Fixe Zeitpunkte ermöglichen klare Regeln für alle Bereiche
Ergänzend: ereignisgesteuerte Berücksichtigung von Störungen
(regelbasiert), die jedenfalls in der Planung/Steuerung berücksichtigt
werden müssen, beispielsweise Maschinenausfall über x Stunden/Minuten,
Materialunterdeckung größer x%
Ergänzend: manuelles Auslösen der Übertragung von Störungen in die
Planung/Steuerung
2. Relevante Störungen; die Relevanz variiert sehr stark in den unterschiedlichen
Industriezweigen
Geänderte Prozesszeiten, z.B. erhöhte Zykluszeit an einer
Spritzgussmaschine, wenn sich durch sehr große Produktionsaufträge
dadurch eine signifikante Verzögerung der Fertigstellung ergibt
(prognostizierter End-Termin um x Stunden nach geplantem End-Termin)
Eingetretener Rückstand in der Fertigung, aus welchem Grund auch immer
Ausfall von Ressourcen (Mensch, Maschine, Zubehör)
Verschobene Liefertermine von Bestellmaterialien bei Just in Time –
Konzepten
Qualitätsprobleme, die zu erhöhtem Ausschuss/Nacharbeit führen oder
Just-in-Sequence - Abfolgen gefährden
3. Daten, die bei Störungen in die Planung übertragen werden sollen. Die Antwort
hängt stark von der Rückmelde – Strategie ab
Bei laufender Erfassung der Produktionsfortschritts können bei Störungen
alle Daten (Rückmeldungen und Ressourcenverfügbarkeiten) übertragen
werden, die Planung ist somit 100% aktuell
Bei getakteter Rückmeldung (z.B. nur bei Fertigstellung bzw.
Teilrückmeldung am Schichtende) soll nur die Störung selbst übertragen
werden, um eine unvollständige und damit fehlerhafte Synchronisierung der
Planung zu vermeiden

Anpassung der Schnittstelle an Kundenanforderungen
Wenn die übertragenen Daten alle Anforderungen abdecken, können die beiden
Systeme mit der Standardschnittstelle in Betrieb gehen. Bei Bedarf kann die
Schnittstelle mit wenigen Manntagen Aufwand erweitert werden.
Anwendungsfall Schnittstellenerweiterung:
Preactor benötigt Produkteigenschaften, die nicht in der Stückliste enthalten sind.
Dies sind häufig Abmessungen, die bei der Zuordnung der Aufträge zu Ressourcen
benötigt werden (z.B. maximale Länge an der Vorrichtung für den
Materialeinhang) oder Merkmale, die für die dynamische Ermittlung der
Prozesszeit benötigt werden. Die dafür vorgesehenen Felder werden der
Schnittstelle hinzugefügt und in Preactor dementsprechend verarbeitet.
Änderungen im ERP – System, wenn FlexNet mit Preactor – APS
verwendet wird?
Im Regelfall ändert sich am Prozess gar nichts. Das ERP – System erhält als Input
für die Materialdisposition die optimal ermittelten Starttermine der
Produktionsaufträge. Danach laufen im ERP-System die üblichen Prozesse wie MRP
ab, die zu Bestellungen und Wareneingängen führen. Was sich ändert, ist eine
Reduktion des gebundenen Kapitals, weil durch eine realistische und haltbare
Planung Pufferzeiten im Dispoprozess reduziert werden können.
Beispiele, wo Preactor Funktionen übernimmt, die typischerweise im
Bereich ERP angesiedelt sind?
Preactor kann Stücklisten auflösen, Produktionsaufträge erzeugen und
Materialbedarfe ermitteln. Dies ist allerdings nur dann empfehlenswert, wenn es
dafür handfeste Gründe gibt. Ansonsten empfiehlt es sich, ERP – Prozesse im ERP
– System zu belassen.
Fallbeispiel:
Preactor kann die Produktionsaufträge erzeugen, auch für n-stufige Stücklisten,
also für Baugruppen und Unterbaugruppen. Diese Funktionalität wird gerne
verwendet, wenn eine so genaue Betrachtung im ERP-System nicht erforderlich ist
und dort nur Sammelaufträge für eine zeitliche Periode verwendet werden, um
Rückmeldungen und Kosten zu verwalten.

Preactor ist heute einer der wenigen Unternehmen, die ein Feinplanungstool
anbieten, das den höchsten Ansprüchen von APS Funktionalität genügt. Der
Entwicklungsstandort ist England. Dort arbeiten ca. 70 Personen kontinuierlich an
der Weiterentwicklung des Produkts. Bei über 4000 Kunden ist dieses Tool
weltweit eingesetzt. Die Produkteigenschaften stellen wir im Einzelnen am Schluss
des Artikels mit Beispielen zusammen.
Für den Einsatz dieses Tools arbeitet Preactor mit lokalen Partnern zusammen, die
den Kunden bei der Konfigurierung für einen optimalen Einsatz beratend
unterstützen und die die nötigen Schulungsmaßnahmen ausführen. Im
deutschsprachigen Raum ist besonders das Beratungsunternehmen MCP aus
Wien hervorzuheben, das sich durch eine hohe Beratungskompetenz im
Produktionsumfeld auszeichnet und den optimalen Einsatz des Preactor
sicherstellt. MCP hat auch die Schnittstelle zu FlexNet programmiert.
Beispiel eines Erfassungsprozesses in FlexNet
Die Erfassungsprozesse sind unabhängig von jeweiligen Maschinenanbindungen so
ausgelegt, dass der Materialfluss mit seinen Input, Output Verknüpfungen und den
damit verbundenen Lagerbuchungen aufgezeichnet wird. Damit wird das Tracking
und Tracing lückenlos sichergestellt.
Input Funktion

Materialbewegungs-Operationen
FlexNet beinhaltet eine umfassende Materialflusssteuerungsfunktion, mit der
sämtliche Materialbewegungen stationär oder mobil aufgezeichnet werden.

Dashboards mit Soll, Ist Daten
Die einfachen Planungsrechnungen zu den mit Process Builder verfeinerten
Aufträgen werden in Dashboards als Sollrahmen grafisch angezeigt. Beim Einsatz
des Preactor liefert dieser den Planungsrahmen. Zu diesem Sollrahmen laufen
kontinuierlich die Auftrags-Ist Daten auf und man bekommt ein exaktes Bild des
Auftragsfortschritts. Bei nicht zulässigen Abweichungen vom Sollrahmen kann ein
Re-Scheduling im Preactor angestoßen werden. Informationen werden aus den
verschiedenen Sichtweisen angezeigt.

Zusammenfassung
FlexNet mit seinen Basisfunktionen ist der Qualitätsklasse II
(siehe dazu den MES Management Brief MB1202_MES Marktübersicht:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/fachwissen/whitepaper/downloads/2016)
von qualifizierten MES/MOM Systemen zuzuordnen.
Durch die Einbindung des Feinplanungsmoduls Preactor kann man jetzt
FlexNet in die Qualitätsklasse I einordnen. Wünschenswerte Verbesserungen
wäre aus unserer Sicht ein standardisierter Maschinen Konnektor.
Detailinformationen Preactor
Für Interessenten an dem Planungstool Preactor stellen wir einzelne
Produkteigenschaften und Beispiele zusammen, die wir den Unterlagen von MCP
entnommen haben.
Produkteigenschaften Preaktor
Die Planung
Automatische Planung: Mit einem Mausklick lassen sich sämtliche
Aufträge mit allen Arbeitsschritten einplanen.
Belegungsregeln: Bei der Planung werden alle Maschinen und Mitarbeiter
mit ihren jeweiligen Belegungsregeln berücksichtigt. Belegungsregeln
können technische Einschränkungen, Mitarbeiterfähigkeiten oder auch
unterschiedliche Losgrößen sein.
Manuelle Steuerung: Nach der Erstellung des Plans kann der Anwender
jederzeit manuell mittels Drag und Drop in den Plan eingreifen und
Änderungen vornehmen. Mittels verschiedener Farbcodierungen,
Meldungsboxen und Alarmen wird der Anwender immer auf die
Konsequenzen einer manuellen Umplanung hingewiesen.
Simulationen: Bei eiligen Aufträgen, Lieferverzögerungen von
Rohmaterialien oder Unter-Baugruppen, Reparaturen oder auch dem Ausfall
von Maschinen und Mitarbeitern kann der Anwender sofort reagieren und
Preactor einen neuen Plan erstellen lassen. Bei der Neuplanung werden
auch immer die Konsequenzen für andere Aufträge und Maschinen
berücksichtigt, die nicht direkt betroffen waren. Bevor ein neuer Plan
produktiv geschaltet wird, kann der User jederzeit verschiedene
Simulationen nach unterschiedlichen Regeln erstellen und nach einem
Vergleich den besten Plan auswählen.
Nachvollziehbarkeit: Der Anwender kann zu jeder Zeit nachvollziehen,
warum Preactor einen Plan so erstellt, wie es das tut.

Planungsregeln: Preactor bietet bereits im Standard eine ganze Reihe
unterschiedlicher Planungsregeln wie z.B. Vorwärtsplanung (nach
Liefertermin oder Priorität), Rückwärtsplanung (nach Liefertermin oder
Priorität), Rüstoptimierung, Engpassoptimierung, Planung nach bevorzugten
Produkten, etc.. Zusätzlich können eigene Planungsregeln geschrieben und
integriert, oder auch verschiedene Planungsregeln miteinander kombiniert
werden, falls unterschiedliche Bereiche jeweils eine eigene Planungsregel
benötigen.
Materialverfügbarkeitsprüfung: Mittels der Informationen aus dem ERP
(u.a. Stückliste, Lagerbestand und Bestellungen) erkennt Preactor, welche
Zukaufmaterialien für die Aufträge benötigt werden und wann diese
verfügbar sind. Diese Verfügbarkeiten werden dann bei der Planung
berücksichtigt. Sollte es zu Änderungen kommen (z.B. Liefertermin
verschiebt sich), erkennt der Anwender sofort die Konsequenz für den Plan
und kann entsprechende Änderungen vornehmen (z.B. kann er den Plan
manuell anpassen oder automatisch neu planen). Die gleiche Logik wird
selbstverständlich auch für Sekundärbedarfe angewendet.
Reports: Preactor ist mit einem umfangreichen Reporting Tool
ausgestattet, welches dem Planer in verschiedenen Diagrammen und
Tabellen die Ergebnisse der Planung darstellt (Vergleiche von verschiedenen
Simulationen, KPIs wie Rüstanteil, Kapazitätsauslastung, Ressourcenbelegungen,
Job Listen, etc.. Da die Preactor – Datenbank offen ist, können
die Daten auch in jedem beliebigen Reporting- oder Datenanalyse – Tool
verwendet werden.
Performance: Beim Öffnen der Planungsoberfläche in Preactor lädt dieses
sämtliche planungsrelevanten Daten in den Arbeitsspeicher und erlaubt
damit eine schnelle Bedienbarkeit und Einplanung, selbst beim Verwenden
von komplexen Optimierungsregeln. Danach werden die Ergebnisse in der
Datenbank abgelegt und können mittels diverser Schnittstellen jederzeit
abgerufen werden. Generell sollte eine automatische Einplanung innerhalb
von wenigen Minuten erfolgen, selbst bei hohen Datenbeständen.
Adaptierbarkeit
Tabellen und Felder: Da Preactor auf einer offenen Datenbank läuft,
können jederzeit neue Felder und Tabellen angelegt und mittels einer
Schnittstelle gefüllt werden. Diese neuen Daten können dann in der Planung
berücksichtigt werden.
Erweiterungen: Der Anwender kann jederzeit die Konfiguration um
zusätzliche Maschinen, Mitarbeiter oder Regeln erweitern. Die Regeln sind
sehr verständlich in Preactor hinterlegt und daher leicht nachvollziehbar.

Out-of-the-Box Tool: Preactor bietet einen sehr großen Funktionsumfang,
ohne mit Programmierung eingreifen zu müssen. Sofern diese doch
notwendig ist, um z.B. individuelle Anforderungen oder Wünsche in Preactor
zu integrieren, kann Programmcode (Visual Basic .NET) einfach mittels des
PESP Scripts in Preactor eingebunden werden. Daher ist eine Adaptierung
von spezifischen Codes auch zu jeder Zeit möglich.
Schnittstelle: Preactor wird häufig an mehrere Systeme angebunden,
wenn nicht alle Informationen im ERP hinterlegt sind. Beispiele hierfür sind
Systeme wie MES, BDE, Personaldatenverwaltung u.a.
Beispiele, die durch MCP mit Preaktor realisiert wurden
Batchproduktion
Die Aufgabenstellung lautet, die optimale Nutzung einer räumlich begrenzten
Einheit im Planungslauf integriert zu ermitteln. Preactor optimiert in einem
Planungslauf sowohl die Nutzung der Kapazität der Batch - Produktionseinheit als
auch die Reihenfolge an den übrigen Prozessen. Die Herausforderung ist der
intelligente Umgang mit Zielkonflikten – beispielsweise unterschiedliche optimale
Losgrößen im Prozessablauf. Praktische Beispiele für Batch - Produktionseinheiten:
- Autoklaven (Sterilisierung)
- Öfen
- Gefriertrockenkammern
- Vakuumkammern
- Prüffelder
Typische Vorgaben für die Ermittlung des Batchfüllung:
Vorgänger- und/oder Nachfolgerprozesse haben einen anderen
Produktionsprozess, z.B. ein Montageband nach einem Ofen oder ein
kontinuierlicher Extrusions-Prozess vor der Trockenkammer
Produkte dürfen nur nach bestimmten Regeln miteinander kombiniert werden,
abhängig vom Produkt, vom Programm der Batcheinheit für das Produkt, von
Materialeigenschaften, elektrischen Anschlusswerten, dem geplanten
Folgeaggregat usw.

Bei Kombination geht unter bestimmten Umständen Kapazität oder Energie
verloren, wenn zwei Produkte mit unterschiedlicher Prozesszeit oder
unterschiedlichem Programm kombiniert werden
Regeln für das Einräumen, z.B. unterschiedliche Wägen, Stapeln je nach
Produkt erlaubt sowie natürlich Länge, Breite und Höhe
Minimale oder maximale Liegenzeiten vor oder nach dem Batchprozess, z.B.
maximale Liegezeit für die Ölfüllung eines Produkts nach der Vakuumkammer
Maximale Anzahl an gleichzeitig zu startenden Einheiten, typischerweise
aufgrund der Maximallast beim Anfahren
Engpass – Optimierung
Preactor optimiert die Nutzung des Engpasses (Bottleneck-Planung) und erstellt
einen stabilen Plan auch für alle anderen Produktionseinheiten.
Funktionsweise der Engpassplanung
Preactor errechnet zuerst alle nötigen Informationen wie beispielsweise
frühestmögliche Starttermine. Danach wird der Engpass als erstes Aggregat belegt
und voll ausgelastet. Die Termine am Engpass sind nun die Ausgangspunkte für
die Vervollständigung des Plans auf allen anderen Aggregaten. Dabei
berücksichtigt Preactor mehrstufige Stücklisten, also auch die Termine über- oder
untergeordneter Aufträge, sowie die Materialverfügbarkeit an jedem einzelnen
Vorgang.
Dem Planer stehen bei der Ausführung der Engpassplanung folgende
Funktionalitäten zur Verfügung:
Rüstoptimierung
Manuelle Wahl des Engpasses
Dynamische Engpassplanung: automatische Ermittlung des Engpasses, sodass
im Planungshorizont auch wechselnde Engpässe erkannt und planerisch
berücksichtigt werden
Pufferzeit – Optimierung: mit individuell wählbaren Pufferzeiten vor dem
Engpass steuert der Planer die Planstabilität und reduziert gleichzeitig den
Halbfertigwarenbestand (Drum Buffer Rope – Prinzip)
Prozesse fixieren, beispielsweise für fix geplante Kundeninspektionen
Plan reparieren: bei Störungen kann der Planer den Produktionsplan mit
wählbaren Parametereinstellungen reparieren. Der Planer kann genau
bestimmen, wie stark sich der Plan ändert. Ein Parameter ist beispielsweise, ob
Preactor beim Reparieren die Reihenfolge der Aufträge ändern darf.

Optimierung der gesamten Rüstzeit („Minimize Overall Setup“) über alle
Prozesse
Nutzen einer guten Engpassplanung
Gute Engpassplanung maximiert den Durchsatz am Engpass und damit den
Durchsatz der gesamten Fabrik. Richtig justierte Pufferzeiten führen zu einem
stabileren Plan und reduzieren alle Aufwände, die mit intensivem Änderungsdienst
einhergehen. Als „Abfallprodukt“ erhält der Planer kürzere Durchlaufzeiten und
weniger Halbfertigwarenbestand, weil er vor dem Engpass das Pull - Prinzip
perfekt anwendet und dahinter Überkapazitäten (verglichen mit dem Engpass)
bestehen.
Rüstoptimierung
Die Optimierung der Rüstzeit steht prinzipiell immer im Zielkonflikt mit der
Optimierung der Durchlaufzeit und der Halbfertigwarenbestände. Preactor bietet
die Möglichkeit, durch Wahl des Vorausschau – Horizonts („Look Ahead Window“)
situationsgerecht zu planen:
Volle Auslastung – bestmögliche Nutzung der Kapazität durch langen
Vorausschau – Horizont.
Teilauslastung – Optimierung von Durchlaufzeit und Beständen durch kürzeren
Vorausschau - Horizont
Leistungsspektrum der Preactor Rüstoptimierung
Abbildung mehrerer Rüsttabellen für einen Rüstvorgang, beispielsweise eine
Tabelle für die Abhängigkeit der Rüstzeit vom Material des Produkts und eine
andere für die Abhängigkeit von der Farbe
Lokale Regeln: unterschiedliche Rüsttabellen für die Fertigung der gleichen
Produkte an unterschiedlichen Maschinen (z.B. für manuelles oder
teilautomatisiertes Rüsten)
Der Planer kann mit wenigen Klicks Szenarien mit unterschiedlich intensiver
Rüstoptimierung entwickeln und die Ergebnisse statistisch und graphisch
vergleichen
Familienbildung: durch Zusammenfassung von Produkten bzw. Aufträgen in
Familien kann die Rüstoptimierung beschleunigt werden; beispielsweise
Gewichtsklassen oder Materialfamilien wie Metall und Kunststoff

Kampagnenregeln: bewährte Gruppierungen und Reihenfolgen können in
Preactor abgebildet werden. Der Planer hat die Möglichkeit, einen
wellenförmigen Produktionsplan zu erstellen. Preactor findet automatisch die
Aufträge für eine Kampagne und bildet eine optimale Reihenfolge innerhalb der
Kampagne.
Bildung von Rüstgruppen zur Vereinfachung der Stammdatenpflege
Berücksichtigung der Mitarbeiter – Verfügbarkeit, sowohl des Bedienpersonals
der jeweiligen Maschine als auch des Rüstteams
Berücksichtigung von Zusatzbedingungen wie Vorrüsten, Infrastruktur wie
Transportmittel und Vorwärmstationen

Begriffserläuterungen
Patchwork System
Patchwork (engl. patch für Flicken) bzw. Flickwerk ist eine Form der Textiltechnik,
bei der Reste verschiedener Materialien verwendet werden, um neue Textilien
anzufertigen. In der IT spricht man von Patchwork Systemen, wenn man
verschiedene Softwareprodukte von unterschiedlichen Entwicklern bzw. Anbietern
mit den heutigen Verlinkungstechniken zu einem funktionalen Gesamtsystem
zusammen zu fügen versucht. Systeme dieser Art führen in der Regel zu keinen
zufriedenstellenden Lösungen, weil diese Systeme aus meist unterschiedlichen
Datenbasen mit Datenredundanz und unterschiedlichen, mehrfachen Key
Systemen bestehen, auf unterschiedlichen Oberflächenphilosophien beruhen und
oft unterschiedliche Basistechnologien verwenden.
Dem stehen gegenüber integrierte Systeme, in denen meist sämtliche
Funktionsbausteine aus einer Entwicklung bzw. von einem Anbieter stammen und
damit die oben genannten Problemstellungen von Patchwork Systemen vermeiden.
Value Stream Analyse
(nach Wikipedia)
„Die Wertstromanalyse ist eine betriebswirtschaftliche Methode zur Verbesserung
der Prozessführung in Produktion und Dienstleistung. Sie wird auch als
Wertstromaufnahme eines Ist-Zustandes bezeichnet, engl. Value Stream Mapping
(VSM).
Dieser erste Verfahrensschritt des sogenannten Wertstrommanagements (Value
Stream Management) liefert ein Modell der Material- und Informationsflüsse der
einzelnen Werteströme.
In der Analyse werden die nicht-wertschöpfenden Prozesse identifiziert. Im
Entwurfsansatz wird im Rahmen eines Wertstromdesigns ein verbesserter
Wertstrom gestaltet, bei dem die nicht-wertschöpfenden Tätigkeiten und unnötige
Liegezeiten eliminiert sind. Der vergleichbare Ansatz im Service Management
minimiert nicht die Liegezeiten, sondern die einzelnen Wartezeiten zwischen den
Verrichtungen. Insbesondere im Toyota-Produktionssystem ist das Eliminieren der
Verschwendung ein wichtiger Baustein. Das japanische Wort für Verschwendung
ist Muda, das Verfahren zur Beseitigung der Verschwendung ist die sogenannte
Muda-Elimination.“

In fortgeschrittenen Wertstromanalysesystemen werden auch die wertschöpfenden
Tätigkeiten mit einbezogen, insbesondere bei einer Kostenbetrachtung sowohl der
direkten und indirekten Kostenelemente am jeweiligen Produkt.
APS
(Advanced Planning and Scheduling = Feinplanung im Sinne von APS)
APS ist ein erweitertes Netzplanterminierungssystem. Netzplansysteme
terminieren aus der Auftragssicht alle Arbeitsgänge in der Produktion, und sie
betrachten die sich dynamisch einstellenden Engpässe, wie sie sich in realen
Prozessen ergeben. APS ist eine Weiterführung der Netzplan Terminierung und der
Oberbegriff für Planungssysteme, die die oben erwähnten neuen Verfahren als
Planungsmethode einsetzen und die im Gegensatz zu MRP folgende Erweiterungen
aufweisen:
APS synchronisiert Material und Kapazität simultan gegen begrenzt
verfügbare Kapazität,
ist schnell und vermeidet übermäßige Lagerhaltungskosten, unproduktive
Eilaufträge und ungewollte Lieferverzögerungen.
Der wesentliche Unterschied eines APS zu anderen Planungsverfahren ist, dass
dieses Verfahren in verknüpften Prozessketten arbeitet. APS verbindet auch
Kundenaufträge mit den Fertigungsaufträgen. Jeder Kundenauftrag ist Teil eines
Netzplanes aller beteiligten Fertigungsaufträge.
Ein APS plant jeden Arbeitsgang jedes Auftrags rekursiv über die gesamte
Prozesskette. Dabei werden Situationen vermieden, bei denen zwei verschiedene
Arbeitsgänge dieselbe Ressource zur selben Zeit belegen (Vermeidung von
Ressourcen-Kollisionen). Ermittelt ein APS eine solche Kollision, passt es den
geplanten Zeitpunkt für den Arbeitsgang des Auftrages mit der niedrigeren
Priorität automatisch so an, dass ein machbarer Produktionsplan entsteht.
Materialbedarfe im Produktionsprozess werden nach Zukaufteilen und
Eigenfertigungsteilen unterschieden. Ein APS plant beides zu dem Zeitpunkt ein,
zu dem das Teil tatsächlich benötigt wird. Das heißt, ein APS berücksichtigt die
Zusammenführung von Teilen auf Montage-/Arbeitsgangebene und nicht etwa nur
zum Start des ersten Montage-/Arbeitsgangs. Dies ist insbesondere wichtig bei
Produktionsprozessen und Montageprozessen mit längerer Durchlaufzeit.

Seminar 1: Tagesseminar
MES Marktüberblick – Einzelbeurteilung MES Anbieter

Globaler Markt:
- Veränderte Anforderungen an Produktionssysteme
Paradigmenwechsel bei Produktionssystemen:
- MES/MOM Systeme verdrängen ERP Systeme in der Produktion
MES/MOM Systeme Ausrichtung am Leitungs- und Entscheidungsmanagement:
- Monetärer Nutzennachweis vor Einführung eines MES/MOM Systems
Veränderte Anforderungen an MES/MOM Systeme:
Integrationsmanagement mit Manufacturing Flow Management für
- Design, Planung, Ausführung (intelligent adaptive manufacturing)
- Intern und extern vernetzte Systeme (Webtechnologie)
- Werke vergleichende Systeme (Multi Plant Management)
- Anspruchsvolle Analytiksysteme (advanced analytics)
Individuelles Anforderungsprofil:
- Ermittlung des Unternehmensqualitätsstatus
- Prozessablaufdesign und individuelles Anforderungsprofil
Beurteilung des MES/MOM Marktangebots:
- Beurteilungskriterien eines MES/MOM Systems - Einordnung der Systeme
in Qualitätsklassen
- MES/MOM Anforderungsspektrum gespiegelt im deutschsprachigen MES
Produktangebot bei
adicom, Apriso, iTac, GFOS, SIMATIC IT, SAP ME, camLine, InQu, Werum, Felten,
Wonderware, Syncos, Proxia, FasTec, Forcam, PSIPENTA, Industrie Informatik,
Grass, IBS, apromace, AIS.

Vorgehen beim Auswahlprozess:
- Vorauswahl gemäß der Kernanforderungen
- Simulation der Prozessabläufe durch die verbleibenden Anbieter
MES/MOM Einführung:
- Einführungsmanagement des ausgewählten Systems
- Nutzenkontrollmanagement
An wen wendet sich das Seminar:
Das Seminar wendet sich an Alle, die in den Entscheidungsprozess für ein MES
eingebunden sind:
Geschäftsführer, Werksleiter, Produktionsleiter, Arbeitsvorbereitung, Controlling
Preis: 680.-- EUR
Im Preis enthalten sind umfassende Unterlagen und eine CD mit dem MES
Simulatorsystem SI – MES. Die Preise verstehen sich ohne Mehrwertsteuer.
Das Seminar kann auch individuell abgestimmt auf die jeweilige Firma abgehalten
werden. Preis 1.000.-- EUR plus Mehrwertsteuer, Fahrtkosten,
Übernachtungskosten
Termine:
Nach Vereinbarung
Anmeldung bei:
Vogel Business Media GmbH & Co. KG
Max-Plank-Str. 7/9
97082 Würzburg
Telefon: 0049 931 418-2054Fax: 0049 931 418-2900
www.vbm-seminare.de

Seminar 2: 3 Tage Seminar
MES Schulungskurs

Seminarbasis
In diesem Schulungskurs werden in Form eines dreitägigen Workshops die Inhalte
eines qualifizierten MES vermittelt. Dies erfolgt anhand eines MES Simulators, der
im Rahmen von Beratungsprojekten im Produktionsumfeld in den letzten zwei
Jahrzehnten entwickelt wurde. Dieser Simulator enthält sämtliche
Funktionsbausteine eines qualifizierten MES im Sinne eines integrierten, flexiblen
und anpassungsfähigen Produktionsmanage-mentsystems der neuen Generation.
Für den Workshop erhält jeder Seminarteilnehmer eine CD mit dem Simulator, der
gemeinsam auf den Laptops der Teilnehmer installiert wird, weil er die praktische
Grundlage für die Vermittlung der MES Funktionsinhalte ist. Die Teilnehmer
können diesen Simulator kostenlos für eigene Anwendungsfälle verwenden
(Simulationen, Ausschreibungs-projekte).
Seminarinhalte
1.Tag
MES Marktsituation
Zuerst wird den Teilnehmern ein Überblick über die heutige Marktsituation
gegeben. Es werden Begriffe geklärt und es erfolgt eine klare Zuordnung der
Funktionen nach dem ISA Ebenen Modell.
Es soll dabei vermittelt werden, welcher Paradigmenwechsel bei den
Produktionssystemen in den letzten 5 Jahren vollzogen wird und dadurch MES zu
einem strategischen Instrument wird.
Es wird auf die Kriterien eingegangen, die bei der Auswahl eines MES zu
berücksichtigen sind.

Modell eines “Integrated, Flexible, Adaptive Manufacturing System“
Es folgt die Entwicklung und Erläuterung eines Produktionsmanagementsystems
der neuen Generation anhand der Bausteine
Manufacturing Flow Design
Manufacturing Flow Planning
Manufacturing Flow Execution
Dabei wird auf die Kriterien eingegangen, die bei der Auswahl eines MES zu
berücksichtigen sind.
Es folgt die Darstellung und Einordnung der einzelnen Funktionsbausteine eines
MES.
Manufacturing Flow Design
Als erstes werden die Grundlagen eines qualifizierten MES erläutert. Es ist dies das
Produktdatenmodell, das anhand der Richtlinien der ISA 95 und 88 dargestellt
wird. Es betrifft dies die Thematik „Product Definition Management“ und das
„Resources Management“.
Hier wird insbesondere die Bedeutung des Arbeitsplans als Datendrehscheibe für
sämtliche Planungs- und Ausführungsfunktionen aufgezeigt. Anhand von
Beispielen wird ein allgemeingültiger Ansatz zur Arbeitsplanverwaltung und -
gestaltung simuliert.

2.Tag
Simulation Arbeitsplan
Der Stoff des Vortages bezüglich „Manufacturing Flow Design“ wird anhand eines
gemeinsam entwickelten Beispiels aufgefrischt und vertieft. Hier wird auch
gezeigt, wie das Auftragsmanagement Eingang in den Arbeitsplan finden kann.
Manufacturing Flow Planning
Zuerst wird den Teilnehmern ein Überblick über die Inhalte eines operativen
Planungssystems gegeben. Es werden die verschiedenen Planungsphilosophien
anhand ausgewählter qualifizierter Planungstools erläutert.
Order Management
Danach erfolgt die Darstellung eines Auftragsmanagement der neuen Generation.
Insbesondere wird hier die „Demand Driven Manufacturing“ Philosophie als Kern
einer auf den Einzelbedarf ausgerichteten Produktion dargestellt mit den
verschiedenen Inhalten zur Produktionsglättung und zu einem elektronischem
Kanban.
Zur Simulation werden einzelne Aufträge erfasst, die verplant werden.
Es wird die Integration der Bestell- und Wareneingangsfunktionen in ein MES
anhand eines Simulationsbeispiels abgebildet.
Terminierungsmanagement
Es folgt die eigentliche Terminierung. Hier wird anhand eines Beispiels gezeigt, wie
ausgehend von einem Einzelbedarf die Prozesskette rückwärts aufgelöst und
synchronisiert wird bei simultaner Berücksichtigung der Ressourcenverfügbarkeit.
Danach wir der Einzelauftrag in den Kontext mit einem bestehenden Auftragspool
gebracht mit einer Reihenfolgebestimmung auf der Basis von Prioritäten und
Regeln (Rüstmatrix).

Änderungsmanagement
Hier wird gezeigt, wie ein MES Anpassungen aufnimmt, verarbeitet und die
Auswirkungen in Echtzeit aufzeigt. Anhand von Beispielen werden verschiedene
Szenarien simuliert, wie Kalenderänderungen, Schichtmodellanpassungen,
Änderung des Termins und Änderungen der Auftragsmenge.

Personaleinteilung
In einer weiteren Sektion wird gezeigt, wie in einem MES die kurzfristige
Personaleinteilung zu erfolgen hat, die Voraussetzung ist für die
Ausführungsfreigabe der verplanten Aufträge.
3.Tag
Rekapitulation des Themas Planung
Es werden die Planungsinhalte kurz rekapituliert und mittels eines Beispiels wird
ein Auftrag erfasst, verplant und einzelne Änderungen vorgenommen, um die
Inhalte praktikabel zu vertiefen und zu verankern.
Manufacturing Flow Execution
Es werden die klassischen Inhalte der Ausführungssysteme in ihrem Ablauf
dargestellt. Dabei wird anhand eines Simulationsbeispiel gezeigt, wie mittels eines
Workflows die einzelnen Funktionen im Arbeitsgang abzuarbeiten sind.
Insbesondere wird gezeigt, wie in einem qualifiziertem MES die
Materialflusssteuerung (Vorgänger-, Nachfolgerbeziehungen) auf unterster
Einheitenebene durchzuführen ist.

Rüst-, Fertigungs-, Reinigungsvorgänge
Es werden die BDE Abläufe für das Rüsten, das Fertigen und den Ausbau- bzw.
Reinigungsprozess
mit den Zeitstempeln gezeigt sowie die Funktionsabläufe innerhalb dieses BDE
Rahmens für die Materialbereitstellung, den Materialeinsatz, die
Werkzeugzuordnung sowie die Outputerstellung mit den Prüfabläufen.
Tracking und Tracing Funktionen
Ein besonderes Gewicht wird auf die Aufzeichnung des Tracking Prozesses gelegt
mit den verketteten Input-, Outputvorgängen, die Voraussetzung ist für eine
lückenlose Auftragsrückverfolgung.

Prüfdatenerfassung und -kontrolle
Gesondert wird gezeigt, wie die Arbeitsgang spezifische Prüfdatenerfassung
variabler wie attributiver Prüfmerkmale mit den damit verbunden
Kontrollfunktionen zu einem SPC/SQC erfolgt.
Echtzeitkontrolle
Es wird in einem gesonderten Kapitel die Echtzeitkostenkontrolle behandelt, die in
einem künftigen MES eine immer größere Bedeutung bekommt.
Hinzukommen die Echtzeitereignismeldungen im laufenden Prozess. Diese
Kontrollprozesse werden anhand der simulierten Beispiele präsentiert.
Performance Management
Abschließend wird ein Überblick über die Darstellung der erfassten Leistungsdaten
in Dashboards gegeben.
Zertifikat
Jeder Teilnehmer erhält ein Teilnahmezertifikat am Seminar. Wer an einer
qualifizierten Beurteilung interessiert ist, erhält ein Beispiel zur Simulierung des
Lernstoffs. Dieses ist innerhalb von 14 Tagen mittels des mitgelieferten Simulators
abzubilden und dem Seminarleiter zuzuschicken. Es erfolgt eine Beurteilung, die
zum Zertifikat des MES Informations-Manager (MIM) führt.

An wen wendet sich das Seminar:
Das Seminar wendet sich an Alle, die mit einem MES arbeiten müssen.
Preis: 1.790.-- EUR
Im Preis enthalten sind umfassende Unterlagen und eine CD mit dem MES
Simulatorsystem SI – MES. Die Preise verstehen sich ohne Mehrwertsteuer.
Das Seminar kann auch individuell abgestimmt auf die jeweilige Firma abgehalten
werden. Preis 2.500.-- EUR plus Mehrwertsteuer, Fahrtkosten,
Übernachtungskosten
Termine:
Nach Vereinbarung
Anmeldung bei:
Vogel Business Media GmbH & Co. KG
Max-Plank-Str. 7/9
97082 Würzburg
Telefon: 0049 931 418-2054
Fax: 0049 931 418-2900
www.vbm-seminare.de