Die besten MES – Status Update 2015

Die besten MES – Status Update 2015
Fachthema:
Lean Management mit MES
Über den Autor
Der Autor ist spezialisiert in der MES Thematik.
Er definiert heute MES neu als Manufacturing Efficiency System, das integriert den
Produktionsprozess steuert und die Gesamteffizienz steigert.
Der Autor berät Produktionsunternehmen bei der Optimierung ihrer Prozessabläufe
und unterstützt sie bei der Auswahl eines geeigneten Produktionssteuerungssystems
der neuen Generation (MES/MOM)
Artikel vom Autor über folgenden Link
mes-consult.de/Auf%20dem%20Weg%20zur%20perfekten%20Fabrik%20mit%20MES.pdf
Bücher vom Autor:
MES – Grundlage der Produktion von Morgen (Koautor;Oldenbourg Verlag)
MES – Integriertes Produktionsmanagement (Carl Hanser Verlag)
Inhaltsverzeichnis
Inhaltszusammenfassung
4
Fachthema:
Die besten MES – Status Update 2015
6
MES Anbieter für Groß-Industrie:
camLine, GEFASOFT Group
10
MES Anbieter mit 3 Komponenten Konzept:
iTAC Software, InQu Informatics, Industrie Informatik,
Felten Group
25
MES Anbieter mit Branchen spezifischen Systemen:
Werum Körber Solutions, ADVARIS Informationssysteme
52
Seminare:
Seminar 1:
MES Marktüberblick – Individuelles Anforderungsprofil – 32
Anbieter Vorauswahl – Lastenheft
Seminar 2:
MES Schulungskurs
35
Inhaltszusammenfassung
Die besten MES im deutschsprachigen Raum – Status Update 2015
MES-Consult führt alle Jahre eine Überprüfung seiner Beurteilung von MES Anbietern im deutschsprachigen Raum durch aufgrund der laufenden Entwicklungen bei den einzelnen Produkten. Wir
beurteilen die Anbieter nach den ISA Kriterien und von MES Consult vorgenommenen Erweiterungen
bei den Beurteilungskriterien. Im Vordergrund stehen immer die 3 Hauptkomponenten
•
•
•
Manufacturing Flow Design (MFD)
D.h. das MES muss in der Lage sein, jeden Prozessablauf mit sämtlichen Ressourcendaten
unabhängig von ERP zu modellieren. Dies beinhaltet eine vollständige Ressourcenverwaltung
mit angeschlossener Bestandsführung.
Manufacturing Flow Planning (MFP)
Im MES muss ein APS integriert sein, das entweder selbst entwickelt wurde oder es ist ein
Fremdprodukt mit direkten Zugriff auf das selbst entwickelte Produktdatenmodell integriert.
Manufacturing Execution (MFE)
Der Erfassungs- und Kontrollprozess erfolgt integriert mit sämtlichen Funktionen zu BDE, MDE,
Materialverbrauch, Qualitätssicherung (SPC/SQC), Wartung. Zentral ist eine MaterialflussSteuerung auf U nikats-Ebene wiedergespiegelt in einem Tracking und Tracing System. Dies
beinhaltet ein umfassendes in MES integriertes Materialwirtschaftssystem.
In diesem Zusammenhang hat MES Consult auch Anbieter eliminiert, die aufgrund ihres Auftretens und
des Marketing Konzepts für den deutschsprachigen Raum nicht zu empfehlen sind, auch wenn die
Produkte der Qualitätsklasse I zuzuordnen sind. Das betrifft Apriso als Tochter von Dassault Systems
und Plex Systems.
Hinzugekommen sind Anbieter wie die GEFASOFT Group und Industrie Informatik.
Aufgrund der realen Marktgegebenheit teilen wir die MES Anbieter der Qualitätsklasse I in 3 Kategorien
ein.
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MES Anbieter für die Groß-Industrie: camLine, GEFASOFT Group
MES Anbieter mit einem 3 Komponenten Konzept: iTAC Software, InQu Informatics, Industrie
Informatik, Felten Group
MES Anbieter mit Branchen spezifischen Systemen: Werum Körber Solutions, ADVARIS
Informationssysteme
Seminare:
Seminar 1:
MES Marktüberblick – Individuelles Anforderungsprofil –
Anbieter Vorauswahl – Lastenheft
In diesem eintägigen Seminar erhält der Teilnehmer einen Überblick über das heutige MES Angebot am
Markt. Es werden dabei die Stärken und Schwächen der einzelnen Anbieter beleuchtet. Wir stellen die
unterschiedlichen Anforderungsprofile einzelner Branchen vor, die Grundlage für eine Vorauswahl von
MES Anbietern ist. Abschließend diskutieren wir den Aufbau eines Lastenhefts für eine Ausschreibung.
Die Teilnehmer erhalten für eigene Zwecke eine Lastenheft Vorlage.
Seminar 2:
MES Schulungskurs
In diesem zweitägigen Seminar werden in einem Workshop neutral die Inhalte qualifizierter MES
vermittelt. Dies geschieht auf der Basis eines MES Simulators, der im Rahmen langjähriger
Beratungsprojekte im Produktionsumfeld entstanden ist. Es werden die Grundlagen der
Prozessablaufmodellierung nach den Standards der ISA-88 und ISA-95 dargestellt. Darauf aufbauend
zeigen wir die Funktionsweise der Feinplanung, speziell ausgerichtet an den Anforderungen einer
bedarfsorientierten Produktionsplanung. Auf der Basis der Planungsvorgaben wird gezeigt, wie die
Prozesskette im Rahmen eines Workflows abgearbeitet wird und die Leistungsdaten integriert
aufgezeichnet und kontrolliert werden. Die Teilnehmer erhalten den MES Simulator kostenfrei für
eigene Zwecke mitgeliefert.
Zur Installation auf einem PC oder Laptop ist ein Speicherplatz von 120 MB erforderlich.
Auf dem Weg zur perfekten Fabrik:
Die besten MES im deutschsprachigen Raum – Status Update
2015
(siehe dazu die erste Beurteilung – Status 2013: http://mes-consult.de/Kurzfassung/Kurzfassung.html;
http://mes-consult.de/Langfassung/Langfassung.html).
Vorbemerkung
Wir nehmen jährlich bei den von uns betrachteten 35 MES Anbietern ein U pdate vor, weil bei den
einzelnen Produkten laufend Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden. Wir eliminieren
auch Anbieter, die aufgrund ihrer Vertriebsstrategie und Präsenz im deutschsprachigen Raum nicht zu
empfehlen sind, auch wenn die Produkte selbst gut sind. Dies betrifft Firmen wie Apriso, die jetzt Teil
von Dassault Systems ist und Plex Systems. In das Ranking der MES Anbieter der Qualitätsklasse I
haben wir die GEFASOFT Group aufgenommen, weil diese aus der Sichtweise der Groß-Industrie ein
sehr gutes Produktspektrum anbietet, und Industrie Informatik aus Linz, ein MES Anbieter mit einem
breiten MES Produktspektrum.
Wir haben zur Beurteilung der einzelnen Anbieter unseren Kriterienkatalog um eine Reihe von Kriterien
erweitert. U nsere grundsätzlichen Überlegungen zu einer Beurteilung kann man in unserem MES
Management Brief „Auf dem Weg zur perfekten Fabrik mit MES - Entscheidende Auswahlkriterien“
(http://mes-consult.de/Auswahlkriterien.pdf) nachlesen. Die zusätzlichen Beurteilungskriterien im
Kriterienkatalog sind rot hervorgehoben.
Das Verständnis für die Einsatznotwendigkeit von MES ist in den letzten Jahren stark gewachsen und
nimmt weiter zu. Die Anforderungen einer global vernetzten Industrie an einen Echtzeit InformationsAustausch erfordert praktisch den Einsatz eines MES. Zuverlässige Terminzusagen, Reduzierung der
Durchlaufzeit, Ereignis orientierte Frühwarnsysteme, permanenter Soll-/ Ist-Vergleich, Verlustminimierung, Auftragsfortschritttransparenz, Echtzeit Kostenkontrolle, sind alles Forderungen, denen
kein ERP gerecht wird, sondern nur ein qualifiziertes MES. Wenn wir von qualifiziertem MES sprechen
meinen wir den Ansatz eines holistischen Systems mit den Kernkomponenten
•
•
•
Manufacturing Flow Design
Manufacturing Flow Planning
Manufacturing Flow Execution.
Bei unseren laufenden Recherchen haben wir aber erkannt, dass es verschiedene Sichtweisen auf MES
gibt. Dabei gibt es drei Kategorien von MES. Dies sind auf der einen Seite die Groß-U nternehmen mit
einer über Jahre gewachsenen Produktions-IT Infrastruktur, nach der sich weitgehend der Einsatz eines
MES richtet, dann die KMU , für die MES im Regelfall noch Neuland ist und bei denen nur vereinzelte
Insellösungen (BDE, CAQ) im Einsatz sind und als dritte Kategorie MES Anbieter, deren Focus nur eine
bestimmte Branche ist.
Quelle: MES-Consult
Die erste Kategorie von U nternehmen ist geprägt von einer weitgehend durch SAP vorgegebenen IT
Struktur, man kann sagen das Leitungsmanagement und speziell die IT sind indoktriniert durch die
Denk- bzw. Verkaufsmodelle von SAP. Dies ist besonders problematisch, wenn es um die Belange der
Produktion geht. SAP hat seit seiner Gründung die Produktion als Fremdkörper in seinem Produktspektrum betrachtet. U m es einfach auszudrücken, „Weltklasse“ Produkte im Produktionsumfeld sind
nicht entstanden.
In einem solchen U mfeld haben sich die einzelnen für die Produktion zuständigen Abteilungen eigene
Lösungen speziell für den Shop Floor geschaffen bzw. sie haben an kompetente Softwareunternehmen
Aufträge erteilt, vorgedachte Lösungsansätze zu programmieren.
Im Einzelfall kennen wir U nternehmen mit mehr als 500 an solchen Insellösungen. Diese Teilsysteme
sind weitgehend im klassischen Monitoring Bereich mit seinen Erfassungs- und Kontrollfunktionen
angesiedelt.
Es gibt dabei jene U nternehmen der Groß-Industrie, die in dieser Situation mit teilweisen Legacy
Systemen „zufrieden“ leben und die Augen vor Veränderungen verschließen, auf der anderen Seite
sind es verstärkt U nternehmen, die schon länger eine Bereinigung vornehmen und vorhandene
Lösungen durch umfassendere, integrierte Systeme ersetzen.
Diese U nternehmen sind an die SAP Strukturen gebunden mit der ERP Dominanz im Stammdaten- und
Planungs-Bereich, die Produktion nutzt dabei aber seine Freiräume im Execution Bereich, um zu einer
integrierten Betrachtung der Produktionsleistung zu kommen.
Die zweite Kategorie von MES Anbietern bieten ein Gesamt Paket aus den drei oben genannten
Kernfunktionen an. Dabei haben der Prozessablauf Design und die darauf aufbauende APS Feinplanung
inzwischen eine zunehmende Bedeutung. Diese beiden Kernelemente sind aus der Sichtweise der
Groß-Industrie im Regelfall bei ERP angesiedelt.
Die Ausprägungen der einzelnen Kriterien bei jedem der Spitzenanbieter der Kategorie 2 sind zum Teil
sehr unterschiedlich. Bei der Gesamtpunktezahl liegen sie aber nahe beieinander. Bei der Auswahl des
geeigneten MES wird der Anwender sich an seinen individuellen Prioritäten ausrichten.
Die dritte Kategorie an MES Anbietern sind jene, die sich in vollem U mfang einer Branche verschrieben
haben und damit in dieser Branche eine absolute Führungsposition einnehmen.
MES Anbieter, die insgesamt über eine Punktzahl > 150 kommen, werden nach den Kriterien von MESConsult der Qualitätsklasse I zugeordnet.
MES Anbieter der Qualitätsklasse I in der ersten Kategorie:
Bei Betrachtung der Kategorie 1 von MES, einer MES Betrachtungsweise, in der das integrierte Erfassen
der Leistungsdaten und deren Kontrolle im Mittelpunkt steht, sind zwei MES Anbieter hervorzuheben,
die ihr Geschäftsmodell in vollem U mfang darauf abgestimmt haben. Aus dieser Sichtweise sind beide
Anbieter der Qualitätsklasse I zuzuordnen.
Dies ist der MES Anbieter camLine aus Petershausen und die GEFASOFT Group aus München.
Nachfolgend werden wir die besonderen Attribute dieser einzelnen Produktportfolien darstellen, die
unsere Beurteilung untermauern sollen.
MES Anbieter der Qualitätsklasse I in der zweiten Kategorie:
Die Anbieter in dieser Kategorie haben ihr Produktportfolio weitgehend auf die Anforderungen bei
KMU ausgerichtet, d.h. mit einem weitgehend ganzheitlichen Ansatz aus den drei Kernkomponenten,
wobei jeder dieser Anbieter seine individuellen Ausprägungen und Spezialitäten hat.
Es sind dies die Anbieter iTAC Software, InQu Informatics, Industrie Informatik für die diskrete
Fertigung und die Felten Group für die Prozess Industrie.
MES Anbieter der Qualitätsklasse I in der zweiten Kategorie:
Es handelt sich hier um die Anbieter Werum Software in der Prozess Industrie, eine Firma, die sich voll
auf die Pharma und Bio Chemische Industrie spezialisiert hat, und die Firma ADVARIS Informationssysteme, die ihr Produktspektrum voll auf die Kabel und Draht Industrie ausgerichtet hat.
MES Produkt Portfolio
von
InQu Informatics
Vorbemerkung
InQu Informatics ist einer der wenigen MES Anbieter, die ein ganzheitliches MES Produktportfolio mit
den 3 Kernkomponenten eines qualifizierten MES bieten.
Von den MES Anbieter der Kategorie 2 hat InQu sicherlich das beste Qualitätssicherungssystem.
Besonders zu erwähnen ist das selbst entwickelte Planungssystem InQU.APS Es gibt heute fast
keinen MES Anbieter, der ein selbst entwickeltes qualifiziertes APS Planungs-Tool einsetzen kann.
Mit der TU Dresden hat InQu Informatics in den letzten zwei Jahren das Tool durch ein neues
Rechenmodell weiter verbessert und insbesondere beschleunigt. Wir wollen die Aufgabenstellung und
die Ergebnisse darstellen.
Von allen MES Anbietern zeichnet InQu Informatics immer schon eine sehr intuitiv gestaltete
Oberfläche aus. Als neueste Entwicklung bietet InQu Informatics das Tool InQu.3D-Plan, mit dem das
operativeManagement sehr schnell auf Ereignisse in der Produktion reagieren kann wie z.B.
Durchführung eines Realtime Re-Scheduling etc. Wir gehen nachfolgend darauf ein.
Quelle: InQu Informatics
InQu.Forschungsprojekt SmartPlan
Etablierte Planungsinstrumente stoßen gerade bei komplexen Fertigungsabläufen mit wechselnden
Zielstellungen (bspw. Verkürzung von Durchlaufzeiten, frühzeitige Identifizierung von Engpässen,
Erhöhung der Auslastungen) an ihre Grenzen. Oft sind traditionelle mathematische Modelle und zur
Verfügung stehende Rechenleistungen mit den in der Praxis üblichen Anzahlen von Losen und
Maschinen überfordert. Die Erweiterung und Neuentwicklung von Planungsinstrumenten ist deshalb
ein gemeinsames Ziel von Wissenschaft, Forschung und MES-Anbietern.
In Zusammenarbeit mit der TU Dresden wurde von InQu Informatics eine vielversprechende Lösung
dieser Problematik entwickelt. Ziel der Forschungskooperation unter dem Titel „SmartPlan“ war die
Entwicklung von neuen Methoden für eine flexible, zielabhängige Planung von Fertigungsabläufen in
besonders komplexen Systemen.
Herausforderungen in der Ablaufplanung
Ein kurzer Exkurs in die Theorie soll helfen, den innovativen Charakter von SmartPlan heraus zustellen,
denn in der Ablaufplanung konkurrieren verschiedene Grundansätze. Diese lassen sich durch Vor- und
Nachteile voneinander abgrenzen:
•
Die sogenannte regelbasierte Planung (Dispatching) beruht ausschließlich auf Daten aus dem
vergangenen Fertigungsablauf, eine Vorausschau ist nur durch Simulation möglich. Die
Methode ist schnell, eignet sich daher für die Prozesssteuerung, allerdings weniger für die
Optimierung.
•
Beim Scheduling wird der Fertigungsablauf dagegen in seiner Gesamtheit geplant, d.h. es
werden sowohl Daten aus der Vergangenheit als auch aus der Zukunft einbezogen
(Ressourcen, anstehende Fertigungsaufträge, Rüst- und Wartungszeiten etc.). Der Zeit- und
Rechenaufwand steigt jedoch mit der Komplexität der Prozessketten enorm. Durch eine
vorgelagerte Kapazitätsplanung lassen sich jedoch die Freiheitsgrade im System (Alternativen
eines Arbeitsganges) derart einschränken, dass Scheduling-Methoden, sei es auf Basis
mathematischer Algorithmen oder durch Simulation, auch für die Ablaufsteuerung effektiv
eingesetzt werden können. Eine Optimierung hinsichtlich verschiedener Zielstellungen ist
vergleichsweise schnell und flexibel möglich. Darüber hinaus können dem Anwender
verschiedene Lösungen bereitgestellt werden, zwischen denen dann eine Entscheidung
möglich ist.
Die meisten etablierten Systeme versorgen den Nutzer zwar mit einem Planungsergebnis, geben aber
wenig oder gar keine Auskunft über mögliche Optionen. Der SmartPlan-Ansatz kombiniert die Vorteile
beider Vorgehensweisen zu einem neuen Verfahren und soll dem Nutzer verschiedene Lösungen für
ein Ziel bereitstellen. Bisher gibt es keine Planungssoftware, bei der die Kapazitätsplanung und
Scheduling-Methoden auf diese Weise sinnvoll kombiniert werden.
Gezielte Analyse senkt Rechenaufwand
Im Rahmen des gemeinsamen Projektes wurden simulationsgestützte Planungsmethoden mit
modernen, mathematischen Verfahren, die sich vor allem auf die Engpässe eines Systems
konzentrieren, verbunden. Ein wichtiger Ansatz der neuen Methode ist die Zerlegung des
Gesamtsystems in kleinere, beherrschbare Einheiten, so genannte disjunkte Maschinengruppen. Der
Rechenaufwand wird reduziert, indem nur Teilsysteme betrachtet werden, deren Auswirkungen auf
das Gesamtergebnis relevant sind. So können Freiheitsgrade der Simulation auf sinnvolle Weise
eingeschränkt und die Modellierung komplizierter, zeitintensiver Regeln vermieden bzw. in ihrer
Komplexität reduziert werden. Die Simulationszeit kann dadurch deutlich gesenkt werden.
Die TU Dresden (Abteilung IAVT) entwickelte die Methodik und begleitete das Projekt wissenschaftlich.
InQu Informatics stellte das konzeptionelle Modell für die Planungsproblematik sowie die Testumgebung zur Überprüfung der neuen Methoden zur Verfügung und realisierte alle erforderlichen
Datenschnittstellen.
Die Auswertung erster Benchmarks wurde bereits abgeschlossen. Im Fokus stand zunächst die
Optimierung der Zykluszeit (Zeit, in der ein gesamtes Produktionsprogramm einer Anlage einmal
durchgelaufen ist) in Abhängigkeit u.a. der Produkt- und Maschinenanzahl.
Die Ergebnisse bestätigen die Annahmen des SmartPlan-Ansatzes: Die neue Methode führt zu einer
errechneten Verbesserung der Zykluszeit um 15%. Es wurden weit über 3200 Benchmarks
durchgeführt und im Durchschnitt konnte eine Verbesserung um 7,5% in der Praxis nachgewiesen
werden.
Weiterhin wurde das Optimierungspotential von produktabhängigen Rüstvorgängen untersucht.
Neben der Reduzierung der Zykluszeit ergeben sich hier auch erhebliche Personal- und
Materialeinsparungen. Die Tests erfolgten zunächst im Rahmen von Offline-Analysen an realen
Kundendaten. Nachdem das Optimierungspotential ermittelt wurde, fließen die Erkenntnisse des
Forschungsprojektes in die Weiterentwicklung der InQu.MES Suite ein.
3D-Plot der erreichten Ergebnissen in Abhängigkeit von der Maschinenanzahl m und der Produktanzahl
n. Das Ergebnis zeigt, dass sich die Zykluszeit tendenziell mit steigender Produkt- und Maschinenanzahl
verbessert. Jedoch hat sich bei den Benchmarks gezeigt, dass eine große Maschinenanzahl (m=20),
gepaart mit einer kleinen Produktanzahl (n=10), ebenfalls ein großes Optimierungspotential besitzt.
Verbesserungspotenzial für Produktionsabläufe
Das Forschungsvorhaben SmartPlan leistet einen wichtigen Beitrag zur Anpassung der
Fertigungsplanung an Produktionsabläufe, die zunehmend komplexer werden. Durch die Verringerung
von Stillstandszeiten und eine verbesserte Maschinenanlaufstrategie kann die Produktivität gesteigert
und Energie eingespart werden. Eine verbesserte Termineinhaltung wirkt sich unmittelbar auf die
logistische Planung aus, reduziert Transportkosten und stärkt das Kundenvertrauen. Nicht zuletzt trägt
eine exakte Ablaufplanung dazu bei, unnötige U mrüstungen von Maschinen und Anlagen oder das
Halten von zeitweise nicht benötigten Anlagen im Standby-Betrieb zu vermeiden.
InQu.3D-Plan
Der InQu.MES.Suite wurde mit dem InQu.3D-Plan eine neue interaktive Anwendungsumgebung
hinzugefügt. Hiermit ist es möglich, Informationen aus den verschiedenen InQu Anwendungsmodulen
auf einem grafischen 3D Hallen-Layout Maschinen Objekt bezogen zusammenzuführen, in Echtzeit zu
analysieren und Entscheidungen zu treffen. Das Modul verknüpft die Produktionsdaten mit einem
intuitiv bedienbaren, digitalen 3D-Plan des echten Fertigungsumfeldes.
Dadurch ermöglicht die Anwendung eine schnellere Reaktionsfähigkeit: Abweichungen können zeitnah
erkannt und behoben werden.
Quelle: InQU Informatics
Es werden kritische Zustände im Sinne eines Frühwarnsystems angezeigt. Z.B. kann der ProduktionsPlaner beim Ausfall einer Maschine sich alternative Maschinen mit ihren Auslastungsgrad anzeigen
lassen, interaktiv auf eine infrage kommende Maschine verschiebe, ein Re-Scheduling vornehmen und
nach verschiedenen Zielkriterien ein neues Dispatching festzulegen.
Die Service Abteilung ausgestattet mit einem Tablett und dem aktuellen grafischen Zustands-plan kann
beschleunigt Wartungsaufgaben mit Aufzeichnung der Daten vornehmen und bei Ausstattung der
Maschinen mit RFID Tags für die Wartungsarbeit historischen Daten abrufen.
Quelle :InQu Informatics
Zusammenfassung
In der Kategorie 3 der MES Anbieter nimmt InQu Informatics eine absolute Spitzenstellung ein.
Hervorstechen dabei das selbst entwickelte APS, das in den letzten zwei Jahren zusammen mit der TU
Dresden entscheidend in Effizienz und Geschwindigkeit erweitert wurde.
Speziell in der Qualitätssicherung ist InQu Informatics unter den MES Anbietern der Kategorie 2 die
Nummer 1.
Bei der Benutzerfreundlichkeit steht nach Meinung von MES Consult InQu Informatics auch an
vorderster Stelle. Dies zeigt sich wieder an dem neuen Modul InQu.3D-Plan, mit dem eine integrierte
Analyse sämtlicher InQu Modul Daten in Echtzeit erfolgt und interaktiv Maßnahmen eingeleitet
werden.
InQu Informatics Gesamtbild
Quelle: MES-Consult

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