Geleitwort | 5 |
Inhaltsverzeichnis | 7 |
1 Neue Wege für die effektive Fabrik | 13 |
1.1 Anforderungen an die Produktion von morgen | 13 |
1.2 Fertigungsstrukturen | 16 |
1.2.1 Ausrichtung an Kennzahlen | 16 |
1.2.2 Steuerungsmethoden | 17 |
1.2.3 Kombinationen aus Fertigungsstruktur und Steuerungsmethode | 19 |
1.2.4 Schwachstellen der traditionellen PPS-Systeme | 19 |
1.2.5 Funktionsebenen | 20 |
1.3 Klassische IT-Unterstützung in der Fertigung | 23 |
1.4 Manufacturing Execution Systeme (MES) | 25 |
1.4.1 Entstehung der MES-Idee | 25 |
1.4.2 Aktuelle Standards | 29 |
1.4.3 Das ideale MES | 34 |
1.4.4 Technische Voraussetzungen | 39 |
1.5 Vertikale und Horizontale Integration | 40 |
1.6 Einsatz eines MES-Systems im Unternehmen | 44 |
1.6.1 Organisatorische Voraussetzungen | 44 |
1.6.2 Technische Voraussetzungen | 45 |
1.6.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung | 45 |
1.6.4 Unterstützung des KVP und aktueller Zertifizierungen | 46 |
1.6.5 Zieldefinition und -verfolgung | 47 |
1.7 Praxisbeispiele für Nutzenpotenziale | 48 |
2 MES für die Prozessfähigkeit | 51 |
2.1 Die Wirtschaftlichkeit als Prozesseigenschaft | 51 |
2.1.1 Der prozessorientierte Ansatz der ISO 9001/TS 16949 | 52 |
2.1.2 Das Prozesspotenzial in Zahlen | 52 |
2.2 Die Prozessfähigkeit der Organisation | 53 |
2.2.1 Das Identifizieren systematischer Fehler | 54 |
2.2.2 Die systematische Fehlerbearbeitung | 55 |
2.2.3 Maßnahmeverfolgung | 56 |
2.3 Prozessfähigkeit der Mitarbeit | 57 |
2.3.1 Verschwendete Mitarbeit | 57 |
2.3.2 Zielvereinbarungen | 59 |
2.4 Prozessfähigkeit der Informationsabläufe | 60 |
2.4.1 Das Unternehmen als Papierfabrik | 60 |
2.4.2 Schnittstellen ohne Wertschöpfung | 61 |
2.4.3 Der Weg zur papierlosen Fertigung | 62 |
2.5 Die Prozessfähigkeit der Durchlaufsteuerung | 64 |
2.5.1 Deterministische Steuerung | 64 |
2.5.2 Rückgekoppelte Regelung | 64 |
2.6 Zusammenfassung | 68 |
Literatur | 69 |
3 Mehrwert durch Software | 71 |
3.1 Das Unternehmen als Informationssystem | 71 |
3.1.1 Produktionsfaktor Information | 71 |
3.1.2 Reengineering und Integration | 72 |
3.1.3 Informationsverarbeitung in der Fertigung | 73 |
3.1.4 Maschinen als informationsverarbeitende Systeme | 73 |
3.2 MES in der Investitionsgüterindustrie | 74 |
3.2.1 Kennzeichen der Investitionsgüterindustrie | 75 |
3.2.2 MES in der IT-Softwarelandschaft | 76 |
3.2.3 MES im Technology-Lebenszyklus | 77 |
3.2.4 MES aus Anwendersicht | 78 |
3.2.5 MES aus Marktsicht | 79 |
3.3.6 Der Betrieb der MES-Lösung | 84 |
3.3 Vorbereitung eines MES-Einsatzes | 81 |
3.3.1 Erarbeitung der Zielsetzung | 81 |
3.3.2 Systematische Prozessentwicklung | 82 |
3.3.3 Abschätzung eines Return on Investment | 82 |
3.3.4 Der Systemabgleich | 83 |
3.3.5 Die MES-Einführung im Unternehmen | 84 |
3.3.6 Der Betrieb der MES-Lösung | 84 |
3.4 Innovative Technologien im Umfeld von MES | 85 |
3.4.1 Die digitalisierte Fabrik | 85 |
3.4.2 Die Digitale Fabrik | 86 |
3.4.3 Die echtzeitfähige Fabrik | 87 |
4 MES – die neue Klasse von IT-Anwendungen | 89 |
4.1 Einleitung und Motivation | 89 |
4.2 Ist-Zustand in den Fertigungsunternehmen | 90 |
4.2.1 Hilfsmittel und Systeme für die operative Ebene | 90 |
4.2.2 Manuelle Informationsbeschaffung und andere Hilfsmittel | 92 |
4.2.3 Probleme bei der Zusammenführung der Daten | 94 |
4.3 Der angestrebte Soll-Zustand | 94 |
4.3.1 Lückenlose, automatisierte Datenerfassung | 94 |
4.3.2 Der I-Punkt für die Fertigung | 96 |
4.3.3 Die Idee des „Manufacturing Cockpits“ | 97 |
4.3.4 Eskalationsmanagement und Workflow | 103 |
4.5 Ausblick und weitere Entwicklung von MES-Systemen | 105 |
Literatur | 106 |
5 Aufbau eines MES-Systems | 107 |
5.1 Software-Architektur eines MES-Systems | 108 |
5.1.1 Basisfunktionen | 109 |
5.1.2 Datenschicht | 111 |
5.1.3 Anwendungsschicht – Business-Objekte und Methoden | 112 |
5.1.4 Prozessabbildung | 113 |
5.1.5 Die Vorteile der ESA-Architektur für MES-Systeme | 114 |
5.2 Schnittstellen eines MES-Systems | 115 |
5.2.1 Schnittstellen zu übergeordneten Systemen | 116 |
5.2.2 Schnittstellen für die horizontale Integration | 119 |
5.2.3 Schnittstellen zum Produktionsmittel | 119 |
5.3 Benutzeroberflächen eines MES-Systems | 121 |
5.3.1 Technologien für Benutzeroberflächen | 121 |
5.3.2 Benutzeroberflächen für Konfiguration, Monitoring und Reporting | 123 |
5.3.3 Benutzeroberflächen für die Erfassung | 123 |
5.4 Ausblick | 124 |
6 Integriertes Fertigungsmanagement mit MES | 127 |
6.1 MES-Systeme ermöglichen Fertigungsmanagement | 127 |
6.2 Das MES-Modell | 127 |
6.3 Datenanalyse – Informationen eines MES-System | 129 |
6.4 Betriebsmittel Maschine oder Anlagenteil | 130 |
6.4.1 Auftrag/Arbeitsgang | 131 |
6.4.2 Material | 131 |
6.4.3 Ressourcen und Fertigungshilfsmittel | 132 |
6.4.4 Prozesswerte | 132 |
6.4.5 Personal | 133 |
6.4.6 Prüfmerkmal | 133 |
6.5 MES-Erfassungsfunktionalität | 133 |
6.5.1 Ausstattung des Erfassungsterminals | 134 |
6.5.2 Informationsbereitstellung für den Werker | 137 |
6.5.3 Modularität unterstützt die Vielfalt der Erfassungsdialoge | 138 |
6.5.4 Plausibilität im Erfassungsprozess | 139 |
6.5.5 Welche Schnittstellen zum Prozess lassen sich sinnvoll nutzen? | 140 |
6.5.6 Datenkorrekturen im MES-System | 141 |
6.5.7 Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit des MES-Systems | 142 |
6.6 MES-Informationen für das Fertigungsmanagement | 142 |
6.6.1 Transparenz durch MES-Aktualiät | 143 |
6.6.2 Anwendergerechte Auswertungen | 144 |
6.6.3 Fertigungsnahe Zieldefinition | 146 |
Literatur | 147 |
7 Feinplanung und Steuerung mit MES | 149 |
7.1 Überblick und Zielsetzung | 149 |
7.2 Einsatz von MES zur Feinplanung und Steuerung | 152 |
7.2.1 Überblick | 152 |
7.2.2 Umgang mit primären Kapazitäten in MES | 154 |
7.2.3 Modellierung der Prozesse im MES | 157 |
7.2.4 Personal – die besonders wertvolle Ressource | 159 |
7.2.5 Modellierung der technischen Sicht | 160 |
7.2.6 Strategien zur Ressourcenbelegung | 162 |
7.2.7 Konfliktauflösung durch Simulation & Optimierung | 164 |
7.2.8 Monitoring des Auftragsdurchlaufs | 168 |
7.2.9 Reaktive Planung mit MES | 169 |
7.3 Verwaltung von Produktionsmitteln (Ressourcen) | 170 |
7.3.1 Statusverwaltung | 171 |
7.3.2 Anonyme und individualisierte Ressourcen | 172 |
7.4 Zusammenfassung | 173 |
8 Qualitätssicherung mit MES | 175 |
8.1 Gelebte Qualität | 175 |
8.2 Geplante Qualität | 176 |
8.2.1 Qualitätsstammdaten eines MES | 176 |
8.2.2 Präventive Fehlervermeidung mit FMEA | 178 |
8.2.3 Prüfplanung – das Fundament der Produktqualität | 178 |
8.2.4 Prüfmittel – Reduktion von Messunsicherheiten | 180 |
8.2.5 Lieferantenbewertung – Optimierung des Beschaffungsprozesses | 181 |
8.2.6 Aufbau von Workflows mit Eskalationsszenarien | 182 |
8.2.7 Qualitätsplanung innerhalb der Fertigungsvorbereitung | 183 |
8.3 Integrierte Qualität | 185 |
8.3.1 Qualität durch Informationsmanagement | 186 |
8.3.2 Sicherstellung der Zulieferqualität | 186 |
8.3.3 Fertigungsbegleitende Qualitätssicherung | 187 |
8.3.4 Optimierung der Prüfmittelüberwachung | 188 |
8.3.5 Transparentes Reklamationsmanagement | 189 |
8.4 Dokumentierte Qualität | 190 |
8.4.1 Vernetzung von Informationen | 191 |
8.4.2 Qualitätsdaten zielgerecht nutzen | 191 |
8.4.3 Traceability | 194 |
8.5 Analysierte und bewertete Qualität | 196 |
8.5.1 Verbesserungspotenziale in der Fertigung | 197 |
8.5.2 Aus Reklamationen lernen | 198 |
8.5.3 Six Sigma – der Verschwendung Einhalt gebieten | 198 |
8.5.4 Qualitätsinformationen – Mehrwert im MES | 200 |
9 Personalmanagement mit MES | 203 |
9.1 Überblick | 203 |
9.2 Personalzeiterfassung | 204 |
9.2.1 Aufgaben der Personalzeiterfassung | 204 |
9.2.2 Zeitwirtschaft im MES- oder ERP-System | 205 |
9.2.3 Flexibilisierung der Arbeitszeit | 206 |
9.3 Motivation und Mitarbeiterführung | 208 |
9.3.1 Leistungs- und Prämienentlohnung | 208 |
9.3.2 Qualifizierung der Mitarbeiter | 210 |
9.4 Personaleinsatzplanung | 210 |
9.4.1 Urlaubs- und Schichtplanung | 211 |
9.4.2 Prüfung der Personalkapazitäten bei der Feinplanung | 212 |
9.4.3 Einplanung der Mitarbeiter auf die Arbeitsplätze | 213 |
9.5 Sicherheit im Fertigungsunternehmen | 214 |
9.6 Ausblick | 216 |
Literatur | 216 |
10 MES unter SAP | 217 |
10.1 Motiva | 217 |
10.2 Einordnung des MES im SAP-Umfeld | 218 |
10.2.1 Entwicklung des MES in der SAP-Historie | 218 |
10.2.2 Anforderungen an ein MES im SAP-System-Umfeld | 219 |
10.2.3 Ebenendarstellung eines Fertigungsunternehmens | 219 |
10.2.4 Unternehmensprozesse in mySAP ERP und MES-System | 221 |
10.3 MES als integrierte Lösung im SAP-System | 225 |
10.3.1 Bedeutung des SAP NetWeaver für die Integration des MES | 225 |
10.3.2 Schnittstellen zu den mySAP- ERP-Anwendungen | 228 |
10.3.3 Integration von MES-Funktionen über das SAP-Portal | 231 |
10.4 Unterstützung der Adaptive Manufacturing Initiative der SAP | 233 |
10.4.1 Skalierbarkeit der MES-Lösung | 233 |
10.4.2 MES für die horizontale Integration | 234 |
10.4.3 Anbindung der Maschinen- und Steuerungsebene | 234 |
10.4.4 Beispiele für die Integration von MES und mySAP ERP | 236 |
10.5 Zusammenfassung | 241 |
11 MES in der Kunststoffverarbeitung | 243 |
11.1 Besonderheiten der Kunststoffindustrie | 243 |
11.2 Einsetzbare MES-Module | 244 |
11.3 Leitstand | 245 |
11.4 Erfassung der Maschinen- und Betriebsdaten | 247 |
11.5 Anschluss der Spritzgießmaschinen | 248 |
11.6 Visualisierung und Auswertungen | 249 |
11.7 Verbindung Qualitätssicherung und Prozessdaten | 251 |
11.8 Werkzeugbau | 252 |
11.8.1 Überwachung der Wartungsintervalle durch ein MES-System | 252 |
11.8.2 BDE und Leitstand im Werkzeugbau | 253 |
11.9 DNC, Chargenverfolgung und Nachweispflicht | 254 |
11.10 Management Information System (MIS) | 255 |
11.11 Rentabilität (Return on Investment) | 256 |
11.12 Zusammenfassung | 258 |
Abkürzungsverzeichnis | 259 |
Checkliste | 261 |
Autorenverzeichnis | 265 |
Sachverzeichnis | 271 |