Prozesse und IT-Systeme zukunftssicher integriert
ERP und PLM im Smart Manufacturing
Eine Schlüsselkomponente für den Erfolg in der komplexen und globalisierten Geschäftswelt ist integrierte Software, die Aspekte der Unternehmens- und Produktionssteuerung zusammenführt. Im Fokus stehen dabei Enterprise Resource Planning (ERP), Manufacturing Execution Systems (MES) und Product Lifecycle Management (PLM). Diese Systeme bieten Unternehmen Möglichkeiten, ihre betrieblichen Abläufe zu optimieren, die Transparenz zu erhöhen und zunehmend auch Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.
Die gegenwärtige Situation in Unternehmen variiert beträchtlich: Viele haben in ERP-Systeme investiert, um ihre unternehmerischen und betrieblichen Abläufe optimal zu planen und zu steuern. Andere haben hingegen die Digitalisierung der Fertigung priorisiert und zusätzlich MES-Software implementiert. Für Unternehmen, die den gesamten Lebenszyklus eines Produkts überwachen wollten, lag der Schwerpunkt auf der Einführung eines PLM-Systems. Unabhängig vom individuellen Stand der IT-Infrastruktur erfüllt jedes System spezifische Anforderungen und trägt zur Verbesserung der Produktion bei. Die Weichen für eine agile und nachhaltige Produktion können erst dann gestellt werden, wenn diese drei Softwaresysteme intelligent miteinander interagieren.
ERP, MES und PLM
als Triade der Effizienz
ERP-Systeme bilden als betriebswirtschaftliche Anwendung das Rückgrat vieler Unternehmen und integrieren verschiedene Geschäftsprozesse wie Finanzbuchhaltung, Materialwirtschaft, Produktion und Vertrieb in einer zentralen Datenbank. MES spielen eine entscheidende Rolle bei der Steuerung und Überwachung der Produktion in Echtzeit. Sie ermöglichen eine effiziente Planung, Ausführung und Überwachung von Fertigungsprozessen, indem sie Daten aus verschiedenen Quellen sammeln, analysieren und in handlungsorientierte Informationen umwandeln. Durch die Implementierung eines MES können Unternehmen ihre Produktionsabläufe digitalisieren und optimieren, die Produktqualität verbessern, sowie ihren Energieverbrauch reduzieren. PLM-Systeme unterstützen Unternehmen bei der Verwaltung des gesamten Lebenszyklus ihrer Produkte, angefangen bei der Konstruktion in der Entwicklung bis hin zur Entsorgung. Sie ermöglichen eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen und externen Partnern sowie die effiziente Verwaltung von Produktinformationen und -dokumentationen. Durch die Implementierung eines PLM-Systems können Unternehmen nicht nur die Time-to-Market ihrer Produkte verkürzen und deren Qualität verbessern, sondern auch die Nachhaltigkeit ihrer Erzeugnisse erhöhen, indem sie beispielsweise umweltfreundliche Materialien verwenden und recyclingfähige Designs entwickeln.
Systemdaten im MES
kontextsensitiv verfügbar
Das volle Potenzial der Softwaresysteme entfaltet sich, wenn die Grenzen zwischen ihnen aufgehoben werden und die Triade zu einem ganzheitlichen System verschmelzen. Die Integration von ERP, MES und PLM kann auf verschiedenen Wegen erfolgen, abhängig von den Anforderungen und der Infrastruktur eines Unternehmens. Durch die Implementierung von Schnittstellen und Datenkonvertierungstools können Daten aus dem PLM- und ERP-System in das MES übertragen werden und umgekehrt. Auf diese Weise können Informationen über Konstruktionsdaten, Stücklisten, Produktionsaufträge, Qualitätsprüfungen und Rückmeldungen aus dem Shopfloor zeitnah zwischen den Systemen ausgetauscht werden.
Low-Code-gestützte
Prozessstandards für Analytics
Neben der Datenintegration an sich ist es wichtig, interagierende Prozesse im Unternehmen möglichst zu standardisieren. Dies kann durch die Definition von einheitlichen Arbeitsabläufen und Prozessstandards erfolgen, die von allen Systemen unterstützt und synchronisiert werden. So können beispielsweise Produktionsaufträge automatisch vom ERP-System an die MES-Software übergeben werden, sobald sie genehmigt sind, und die Ergebnisse der Produktionsprozesse können entsprechend dem Produktionsfortschritt zeitnah in das ERP-System zurückfließen. Die Benutzeroberfläche vieler MES-Anwendungen lässt sich mit Low-Code-Technologie so gestalten, dass sie erforderliche Informationen aus den drei Systemen für die Arbeitsprozesse in der Produktion bestmöglich darstellt. Dies erleichtert nicht nur die tägliche Arbeit der Mitarbeiter, sondern fördert auch die Akzeptanz und Nutzung des MES im Shopfloor. Die Integration von Analysetools ermöglicht es Unternehmen, Daten aus den verschiedenen Systemen zu kombinieren und somit systemübergreifende Kennzahlen wie die OEE auf Basis der ISO22400 zu erzeugen. Durch die Verknüpfung von ERP-, MES- und PLM-Daten können Unternehmen beispielsweise Ursachen für Produktionsengpässe identifizieren, Qualitätsprobleme früh erkennen oder Verbesserungspotenziale im Produktlebenszyklus identifizieren. Dies ermöglicht es Unternehmen, fundierte Entscheidungen zu treffen und ihre Prozesse kontinuierlich mittels der PDCA-Methode zu verbessern.
Die Rolle der Standardisierung in der Systemintegration
Die Integration von PLM und ERP mit dem MES in eine standardisierte Systemlandschaft leistet einen wesentlichen Beitrag zur Effizienz und Konsistenz in der Produktionssteuerung. So lassen sich Konstruktionszeichnungen und zu prüfende Fertigungsmaße aus dem PLM-System, kombiniert mit Auftragsdaten und Arbeitsanweisungen aus der ERP-Software, im MES auf Benutzeroberflächen visualisieren, die genau auf den Arbeitsprozess abgestimmt wurden. Die funktionalen Abläufe im MES sind dann mittels einer Werkerführung so gestaltet, dass sie eine hohe Akzeptanz aufbauen und auch Fehleingaben, soweit es möglich ist, vermeiden.
Nah am Standard
individualisieren
Um Produktionsunternehmen bei der Integration einer solchen Prozesslandschaft zu unterstützen, verfolgen die MES-Spezialisten von GFOS den Smart Manufacturing-Ansatz, in dessen Rahmen mit einer speziell abgestimmten Beratung die kundenspezifischen Prozesse standardnah harmonisiert werden. So erleichtert Standardisierung auch die Skalierbarkeit und Flexibilität der Systeme, da sie es Unternehmen ermöglicht, neue Funktionen und Module einfacher zu implementieren, Versionsupdates für die einzelnen Systeme durchzuführen und bestehende Systeme zu erweitern. Dies ist besonders wichtig in einer sich schnell verändernden Geschäftsumgebung, in der Unternehmen schnell auf neue Anforderungen reagieren müssen.
Datenbasis für übergreifende
Zusammenarbeit
Durch Standardisierung können Unternehmen zudem eine konsistente Datenbasis schaffen, auf die alle Abteilungen zugreifen können, was die Transparenz und Genauigkeit der Informationen erheblich verbessert. Dies ermöglicht eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen und Standorten und reduziert gleichzeitig Redundanzen und Fehlerquellen. Ein weiterer langfristiger Effekt der Standardisierung ist, dass sie die Komplexität der Systeme für die eigene IT, die jeweiligen Betreiber und die anwendenden Fachbereiche besser beherrschbar macht. Insgesamt fördert die Standardisierung eine konsistente, effiziente und nachhaltige Produktionssteuerung, indem sie die Integration von PLM, ERP und MES erleichtert und Unternehmen dabei unterstützt, ihre betrieblichen Abläufe zu optimieren und ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.
Wie künstliche Intelligenz im Smart Manufacturing wirkt
Eine weitere Technologie-Komponente, die derzeit in viele Werkhallen einzieht, kann ebenfalls von Standardisierung profitieren: künstliche Intelligenz (KI). Die Kombination von MES, ERP- und PLM-Systemen mit fortschrittlichen KI-Werkzeugen eröffnet völlig neue Möglichkeiten zur Optimierung von Produktionsprozessen und zur Steigerung der Effizienz. Die Integration von KI-Systemen in das Smart Manufacturing bietet Unternehmen darüber hinaus Ansätze für neue Geschäftsmodelle und die Entwicklung von Innovationen. Ein bedeutender Anwendungsbereich der KI in der Fertigung ist die vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance). KI-Algorithmen analysieren dazu Prozessdaten von Maschinen und deren Sensoren in Echtzeit, um Abnutzungsmuster und Anomalien zu erkennen, die auf bevorstehende Ausfälle hinweisen. KI kann auch zur Optimierung der Produktionsprozesse beitragen, indem sie Muster und Zusammenhänge identifiziert, die menschlichen Analysten möglicherweise entgehen. Beispielsweise können durch die Analyse von Produktionsdaten Muster erkannt werden, die zu Engpässen in der Produktion führen. KI-Algorithmen können dann dazu beitragen, die Produktionsplanung zu optimieren, indem sie auf erkannte Muster basierend Vorhersagen über die zukünftige Nachfrage treffen und die Produktion entsprechend anpassen.
Qualitätssicherung auf
neuem Niveau möglich
Zudem wird KI zunehmend für die Qualitätssicherung eingesetzt. Durch industrielle Bildverarbeitung und maschinelles Lernen im Rahmen integrierter Prozessprüfungen lassen sich viele Produktionsfehler früher erkennen, als es bislang möglich war. Kameras und Sensoren erfassen kontinuierlich Bilder und Daten der Produktionslinien, die von KI-Algorithmen analysiert werden, um Defekte oder Abweichungen von den Qualitätsstandards zu identifizieren. Meist sollen Abweichungen möglichst früh identifiziert werden, da daraus resultierende Probleme in späteren Prozessen in der Regel kostspieliger zu lösen sind.
Zukunftssichere Komponenten und Technologien
Die Kombination von ERP, MES und PLM mit KI basierend auf Standards könnte die Fertigungslandschaft grundlegend verändern. Setzen Unternehmen früher als andere auf diese Technologien, dürften sie im Vergleich ihre Prozesse effizienter gestalten, ihre Kosten senken und ihre Nachhaltigkeitsziele leichter erreichen können. In der dynamischen und globalisierten Geschäftswelt wird die Fähigkeit, schnell und flexibel auf Veränderungen zu reagieren, entscheidend für den langfristigen Erfolg sein. KI bietet hierbei die nötigen Werkzeuge, um diese Herausforderungen zu meistern und die Zukunft der Fertigung aktiv zu gestalten.
Eine Schlüsselkomponente für den Erfolg in der komplexen und globalisierten Geschäftswelt ist integrierte Software, die Aspekte der Unternehmens- und Produktionssteuerung zusammenführt. Im Fokus stehen dabei Enterprise Resource Planning (ERP), Manufacturing Execution Systems (MES) und Product Lifecycle Management (PLM). Diese Systeme bieten Unternehmen Möglichkeiten, ihre betrieblichen Abläufe zu optimieren, die Transparenz zu erhöhen und zunehmend auch Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.
Die gegenwärtige Situation in Unternehmen variiert beträchtlich: Viele haben in ERP-Systeme investiert, um ihre unternehmerischen und betrieblichen Abläufe optimal zu planen und zu steuern. Andere haben hingegen die Digitalisierung der Fertigung priorisiert und zusätzlich MES-Software implementiert. Für Unternehmen, die den gesamten Lebenszyklus eines Produkts überwachen wollten, lag der Schwerpunkt auf der Einführung eines PLM-Systems. Unabhängig vom individuellen Stand der IT-Infrastruktur erfüllt jedes System spezifische Anforderungen und trägt zur Verbesserung der Produktion bei. Die Weichen für eine agile und nachhaltige Produktion können erst dann gestellt werden, wenn diese drei Softwaresysteme intelligent miteinander interagieren.
ERP, MES und PLM
als Triade der Effizienz
ERP-Systeme bilden als betriebswirtschaftliche Anwendung das Rückgrat vieler Unternehmen und integrieren verschiedene Geschäftsprozesse wie Finanzbuchhaltung, Materialwirtschaft, Produktion und Vertrieb in einer zentralen Datenbank. MES spielen eine entscheidende Rolle bei der Steuerung und Überwachung der Produktion in Echtzeit. Sie ermöglichen eine effiziente Planung, Ausführung und Überwachung von Fertigungsprozessen, indem sie Daten aus verschiedenen Quellen sammeln, analysieren und in handlungsorientierte Informationen umwandeln. Durch die Implementierung eines MES können Unternehmen ihre Produktionsabläufe digitalisieren und optimieren, die Produktqualität verbessern, sowie ihren Energieverbrauch reduzieren. PLM-Systeme unterstützen Unternehmen bei der Verwaltung des gesamten Lebenszyklus ihrer Produkte, angefangen bei der Konstruktion in der Entwicklung bis hin zur Entsorgung. Sie ermöglichen eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Abteilungen und externen Partnern sowie die effiziente Verwaltung von Produktinformationen und -dokumentationen. Durch die Implementierung eines PLM-Systems können Unternehmen nicht nur die Time-to-Market ihrer Produkte verkürzen und deren Qualität verbessern, sondern auch die Nachhaltigkeit ihrer Erzeugnisse erhöhen, indem sie beispielsweise umweltfreundliche Materialien verwenden und recyclingfähige Designs entwickeln.
GFOS mbH
Dieser Artikel erschien in IT&Production 7 (September) 2024 - 06.09.24.Für weitere Artikel besuchen Sie www.it-production.com
