Manufacturing Execution Systems (MES) vs. ERP (Enterprise Resource Planning) - Ergänzung oder Konkurrenz? Ein Erfahrungsbericht aus der produzierenden Industrie - Siegfried Klug (automationX)

1. Siegfried Klug
AutomationX GmbH
Manufacturing Execution Systems (MES) vs. Enterprise
Resource Planning (ERP) – Ergänzung oder Konkurrenz?
Ein Erfahrungsbericht aus der produzierenden Industrie

2. Anforderungen an moderne „Produktionsleitsysteme“
•Kürzere Produkteinführungszeiten (Time-To-Market)
Multifunktionale Produktionsanlagen
•Available-To-Promise (ATP)
ad hoc verbindliche Lieferzusagen
•Kürzere Produktionszykluszeiten
Zeitspanne vom Eingang der Bestellung bis zur Herstellung des Produktes.
•Erhöhung der Fertigungsagilität (Agile Manufacturing):
Fähigkeit die Produktionsressourcen möglichst schnell an neue Marktanforderungen anpassen
zu können. Insbesondere bedeutet dies auch die Anpassung an unvorhergesehene
Anforderungen
•Optimierung der Supply Chain
Automatisierung der Lieferkette „on demand“
•Erhöhung der Qualität und Rückverfolgbarkeit
Compliance zu gesetzliche Bestimmungen oder anderen Regulierungen

3. Grundsätzliche Überlegung: Produktionsprozess
Anlagen
(Equipment)
Personal
(Human Resources)
Material
(Material)
Prozess
Produkt
Unternehmens-Ressourcen
Ein Prozess benutzt Ressourcen um ein Produkt zu erzeugen [bzw.
um ein Ergebnis zu erzielen].

4. Hauptaufgaben von ERP [im Hinblick auf Produktion]
• Definition und (grobe) Allokation der
Unternehmensressourcen
• Definition von Aktivitäten und
Prozessen
• Sammlung der Auftragseingänge
• Nachfrageplanung (Demand
Planning)
• Grobplanung (Scheduling)
• Beschaffung der Materialressourcen
(Procurement)
• Verbuchung (Accounting)

5. Hauptaufgaben von MES
• Ressourcenallokation und -status
• Prozessrückverfolgung (Tracking &
Tracing)
• Feinplanung (Detailed Scheduling)
• Verteilung und Starten von
Subaufträgen (Dispatching)
• Betriebsdatenerfassung und -analyse
• Labor-, Qualitäts-,
Wartungsmanagement

6. Ordnung durch ISA/ANSI S95
Business Planning & Logistics
Plant Production Scheduling,
Operational Management, etc
Manufacturing
Operations & Control
Dispatching Production, Detailed
Production
Scheduling, Reliabiliy Assurance,..
Level 4
Level 3
Batch
Control
Continuous
Control
Discrete
Control
Level
2,1,0
Purdue
CIM
Reference
Model
S95, Part 3
S95, Parts 1 & 2

7. Aus der Praxis: Fa. Hagleitner Hygiene International
Produktionsleitsystem mit:
• Schnittstelle zu ERP
• Planung der Produktion mittels Feinplanungstool
• Equipment, Material, Personal – „kritische Pfade“
• Planung der Vorverwiegung
• Einplanung der Produktion auf verschiedene Reaktoren
• Durchführung der Produktion (mittels Batchsystem)
• Reporting Tool (History Funktionalität)
• Produktionsinformationssystem (PIMS)

8. Unsere Lösung: aXproduction & aXbatch

9. Was bietet aXproduction ?
Tracking & Tracing

Process Control


Production
Scheduling

Process Design
Feedback-
Information
Build-time
-
Configuration

10. Datenfluss und Ausstattung
● Office Workstation,
Maintenance, QC, …
● ERP (Navision)
● MES (aXproduction &
aXbatch)
● Produktionskontrolle
(automationX)
?
TCP/IP
Bus System
Point to Point Connection
TCP/IP
DB

11. Verwendete Module
Rückverfolg
ung
Chargenverfolg
ung
Materialstatistik
Trends
Benutzereingriff
e
Exekution
Auftragsmanagement
Vorgabe Parameter
Feinplanungstool
Datenarchivierung
Steuern und
Visualisieren
automationX als Basis
Steuerung und Visu
Prozessüberwachung
Bedienerführung f.
manuelle Schritte
Rezepturen
S88 Rezepturen
Berechnungen
Materialverwaltung

12. Schnittstellen zwischen Business & Produktion
• Produktdefinition
(product definition – how to make a product)
• Produktionsvermögen
(production capability – what is available)
• Produktionsplan
(production schedule – what to make and use)
• Produktionsinformation
(production performance – what was made and used).

13. aXproduction: Ebene 3 - Produktionssteuerung
Detailed
production
scheduling
Production
performance
analysis
Production
execution
Production
data
collection
Production
resource
management
Product
definition
management
Production
dispatching
Production
tracking
Product
definition
Production
capability
Production
schedule
Production
performance
Level 1-2 Process Control
Equipment and
Process Specific
Production Rules
Operational
Commands
Operational
Responses
Equipment and
Process Specific
Data

14. Aufgabenteilung ERP/MES Produktionsplan
Business System (APICS Terminology)
aXproduction
Business Plan
(Per Product Line, Per Time - very Long Time Horizon)
Demand Plan
(Per Product, Per Time - Long Time Horizon)
Production Plan
(Per Product, Per Time - Long Time Horizon)
(Master) Production Schedule
(Per Site/Area, Per Product, Per Time - Medium Time
Horizon)
Detailed Production Schedule
(Per Workcenter, Per Product/Intermediate, Per Time -
Short Time Horizon)
Production Dispatch List
(Per Workcenter or Workcenter Element, Per Produced
Item, Per Time - Very Short Time Horizon)
Die Produktionsplanung wird im
Business Systems & Manufacturing
Control System ausgeführt.
aXproduction implementiert eine
detaillierte Produktionsplanung und
Arbeitsverteilung auf
Anlagenressourcen (in Verbindung
mit ANSI/ISA S95).

15. aXproduction Produktdefinition
Die Produktdefinition beschreibt die Herstellung eines Produktes
• Definiert die Abfolge von Produktsegmenten
• Segmente sind „Detailaktivitäten“ wie zB. „Mischen“, „Verpacken“
• Durch die Abfolge und Requierements ergibt sich die
„Manufacturing Bill“
• Komplexere Routings möglich (Sequenziell, Parallell usw.)
• Alternativen möglich usw
E B
C
D
A
Process
Segment
C
Product
Segment
A E
Parameters
Equipment
Material
Personal
Product Parameters
Equipment Specifications
Material Specifications
Personal Specifications
must
reference
Collection of
process
segments
Pruct segments
for a single product
defintion, with routing
(e.g. Product YYY)

16. Produktionsaktivitäten in der Praxis
"Cremeseife Carmen herstellen" aus der Sicht MES
Vorverwiegen Umpumpen
Mischen Abpacken
"Cremeseife Carmen herstellen" aus der Sicht ERP
Auftragseingang Auslieferung
Produktion Faktura

17. Produktdefinition - aXproduction

18. Feinplanung - aXproduction

19. Prozessexekution - aXbatch

20. Detaildaten und Statistiken über die Produktion
Tracking & Tracing - aXproduction

21. Fazit
ERP und MES keine Konkurrenz sondern notwendige Ergänzung:
• Verschiedene Gesichtspunkte der Produktion werden auf
unterschiedliche Stellen aufgeteilt (Produktmanagement, Labor,
Produktion, Vertrieb usw.)
• Über definierte Schnittstellen werden Stammdaten und
Laufzeitdaten aus dem ERP genutzt
• MES (aXproduction) fügt sich homogen in das Leitsystem
(automationX) ein.

22. Referenzen

23. Danke für Ihre Aufmerksamkeit !
• Objektorientierte Automatisierungstechnik automationX
• Werksweite Prozess – Modellierung aXproduction
• Auftragsmanagement mit ERP Schnittstelle (APS Modul)
• Online Statusverfolgung
• Datenrückverfolgung und Tracking (Statistik, Grafiken, …)
• Störmeldungsmanagement
• Leistungsauswertung (OEE, VDI 3423)
Die ganze Welt der Automatisierung...
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