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MES - Manufacturing Execution System

Moderne Informationstechnologie zur Prozessfähigkeit der Wertschöpfung

VerlagSpringer-Verlag
Erscheinungsjahr2005
Seitenanzahl268 Seiten
ISBN9783540280118
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis62,99 EUR

Aus den Rezensionen: '... Neben einer grundsätzlichen Einführung in das Thema MES geben ausgewählte Fachbeiträge dem Leser einen umfassenden Überblick über die Leistungsfähigkeit und die Anwendungsmöglichkeiten von Manufacturing Execution Systemen (MES). Dieser Bestseller ist in deutscher und englischer Sprache erhältlich.' (Produktion, 2007)



Dr. Jürgen Kletti studierte Elektrotechnik mit dem Spezialfach 'Technische Datenverarbeitung' an der Universität Karlsruhe. Nach der Promotion gründete er die MPDV Mikrolab GmbH, deren Gesellschafter und Geschäftsführer er heute ist. Insbesondere die von ihm in der Vergangenheit vorangetriebene Online-Integration aller Fertigungsbereiche in die übergeordnete Supply Chain hat sich als entscheidender Durchbruch für ein umfassendes MES erwiesen. Neben der Geschäftsführung des in Deutschland wohl erfolgreichsten MES-Anbieters hält Dr. Kletti Vorlesungen zur Unternehmensführung und ist Mitglied in verschiedenen Fachgremien und Beiräten. Zusätzlich ist er Vorsitzender des Arbeitskreises MES.

  

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Leseprobe

8 Qualitätssicherung mit MES (S. 171-172)

8.1 Gelebte Qualität

Die Qualitätssicherung war und ist heute immer noch ein selbständiger Zweig in vielen Fertigungsunternehmen. Die historisch bedingte Trennung zwischen der Qualitätssicherung und dem Fertigungsmanagement hat oft zu einer inhomogenen Systemlandschaft geführt. Getrennte Meldedialoge, z. B. in der Betriebsdatenerfassung und der Fertigungsprüfung sind die Folge. Fertigungs- und Prüfaufträge werden separat angemeldet und die Fehler- und Ausschusserfassung erfolgt nicht selten in beiden Systemen. Zu vermeiden ist auch die unnötige Konfrontation der Anwender mit zwei Systemen, zumal Betriebsdaten auch Qualitätsdaten sind. Hinzu kommt, dass sich zwei verschiedene Systeme nur mit hohem Aufwand integrieren lassen. Monolithische Standardprodukte sind zwar kostengünstig, haben aber klar erkennbare Grenzen. Eine Integration zweier Systeme gibt es nur an definierten Stellen und spätere Erweiterungen sind mit erheblichen Kosten verbunden.

Ein MES sieht die Qualitätssicherung in das Fertigungsmanagement integriert. Dadurch werden Meldedialoge reduziert, Schnittstellen vermieden und die Akzeptanz bei den Anwendern gesteigert. Ein weiterer Vorteil der Integration innerhalb eines MES zeigt sich bei Auditierungen und Zertifizierungen. Speziell im Lebensmittel- und Pharmabereich kommt die Forderung nach der FDA-Konformität hinzu. Bei der Erfüllung der FDA-Auflagen können die Synergien der Integration in einem MES optimal genutzt werden. Idealerweise sind diese durch die Basisfunktionen führender MES-Systeme erfüllt. Nachfolgend werden Funktionalitäten und Nutzen einer integrierten Qualitätssicherung aufgezeigt. Dabei wird bewusst auf die Beschreibung der verschiedenen Normenwerke (QS9000, TS16949, VDA, etc.) verzichtet.

Neben der Qualitätsplanung werden auch Methoden zur Fehlervermeidung und Sicherstellung der Produktqualität betrachtet. Bereits in der Fertigungsprüfung kann so die Vollständigkeit der zugehörigen Qualitätsdatenbasis überprüft werden. Durch die Einleitung von Maßnahmen lassen sich eventuelle Defizite rechtzeitig beseitigen. Weitere Aspekte der integrierten Qualitätssicherung sind die Teilbereiche Dokumentation, Bewertung und Analyse. Mit der Dokumentation ist dabei keinesfalls die Verwaltung von Formularen gemeint. Vielmehr geht es um die lückenlose und effiziente Darstellung aller qualitätsrelevanter Daten. Hervorzuheben ist die Traceability (Rückverfolgung und Verfolgung von Losen, Chargen und Produkten). Vom Wareneingang, über die entstehenden Zwischenprodukte/Halb- fabrikate bis hin zur Auslieferung der Endprodukte kann die gesamte Entstehung vollständig ermittelt werden.

Erst durch den Einsatz eines MES werden übergreifende Auswertungen und Analysen mit einem wesentlich höheren Informationsgehalt ermöglicht. Unter Einbeziehung aller fertigungsbezogener Informationen, dazu gehören insbesondere Maschinen- und Prozessdaten, ist die Einleitung effizienter Maßnahmen zur Fehlervermeidung und Prozessoptimierung möglich.

8.2 Geplante Qualität

Ein Qualitätsplan ist eine Form von Projektplanung, um Abläufe, welche sich an Unternehmenszielen und Kundenwünschen orientieren, zu definieren und deren Einhaltung zu überwachen. Die DIN ISO/CD2 9001:2000 sagt zur Qualitätsplanung unter 5.5.2: „Die Organisation muss die Tätigkeiten und Mittel zur Erreichung von Qualitätszielen bestimmen und planen. Die Planung muss mit anderen Forderungen des QM-Systems vereinbar sein. Die Planung muss sich auf folgende Bereiche erstrecken:

- im QM-System geforderte Prozesse,
- benötigte (Produkt-) Realisierungsprozesse und -mittel,
- Festlegung der Qualitätsmerkmale auf unterschiedlichen Stufen zur Erzielung der gewünschten Ergebnisse,
- Verifizierungstätigkeiten.

Annahmekriterien und benötigte Qualitätsaufzeichnungen. Die Planung muss sicherstellen, dass organisatorische Änderungen gelenkt durchgeführt werden und dass das QM-System während der Änderungen aufrechterhalten bleibt." Mit einer inhaltlich vollständigen und transparenten Qualitätsplanung wird der Grundstein gelegt, um seinen Kunden nachzuweisen, dass die Lieferanten die Anforderungen zu Funktion und Qualität erfüllen. Ein MES unterstützt den Anwender bei der systematischen und frühzeitigen Vorbereitung und Planung aller Maßnahmen, welche zum Erreichen einer, den Kunden zufriedenstellenden, Leistung erforderlich sind.

Inhaltsverzeichnis
Geleitwort5
Inhaltsverzeichnis7
1 Neue Wege für die effektive Fabrik13
1.1 Anforderungen an die Produktion von morgen13
1.2 Fertigungsstrukturen16
1.2.1 Ausrichtung an Kennzahlen16
1.2.2 Steuerungsmethoden17
1.2.3 Kombinationen aus Fertigungsstruktur und Steuerungsmethode19
1.2.4 Schwachstellen der traditionellen PPS-Systeme19
1.2.5 Funktionsebenen20
1.3 Klassische IT-Unterstützung in der Fertigung23
1.4 Manufacturing Execution Systeme (MES)25
1.4.1 Entstehung der MES-Idee25
1.4.2 Aktuelle Standards29
1.4.3 Das ideale MES34
1.4.4 Technische Voraussetzungen39
1.5 Vertikale und Horizontale Integration40
1.6 Einsatz eines MES-Systems im Unternehmen44
1.6.1 Organisatorische Voraussetzungen44
1.6.2 Technische Voraussetzungen45
1.6.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung45
1.6.4 Unterstützung des KVP und aktueller Zertifizierungen46
1.6.5 Zieldefinition und -verfolgung47
1.7 Praxisbeispiele für Nutzenpotenziale48
2 MES für die Prozessfähigkeit51
2.1 Die Wirtschaftlichkeit als Prozesseigenschaft51
2.1.1 Der prozessorientierte Ansatz der ISO 9001/TS 1694952
2.1.2 Das Prozesspotenzial in Zahlen52
2.2 Die Prozessfähigkeit der Organisation53
2.2.1 Das Identifizieren systematischer Fehler54
2.2.2 Die systematische Fehlerbearbeitung55
2.2.3 Maßnahmeverfolgung56
2.3 Prozessfähigkeit der Mitarbeit57
2.3.1 Verschwendete Mitarbeit57
2.3.2 Zielvereinbarungen59
2.4 Prozessfähigkeit der Informationsabläufe60
2.4.1 Das Unternehmen als Papierfabrik60
2.4.2 Schnittstellen ohne Wertschöpfung61
2.4.3 Der Weg zur papierlosen Fertigung62
2.5 Die Prozessfähigkeit der Durchlaufsteuerung64
2.5.1 Deterministische Steuerung64
2.5.2 Rückgekoppelte Regelung64
2.6 Zusammenfassung68
Literatur69
3 Mehrwert durch Software71
3.1 Das Unternehmen als Informationssystem71
3.1.1 Produktionsfaktor Information71
3.1.2 Reengineering und Integration72
3.1.3 Informationsverarbeitung in der Fertigung73
3.1.4 Maschinen als informationsverarbeitende Systeme73
3.2 MES in der Investitionsgüterindustrie74
3.2.1 Kennzeichen der Investitionsgüterindustrie75
3.2.2 MES in der IT-Softwarelandschaft76
3.2.3 MES im Technology-Lebenszyklus77
3.2.4 MES aus Anwendersicht78
3.2.5 MES aus Marktsicht79
3.3.6 Der Betrieb der MES-Lösung84
3.3 Vorbereitung eines MES-Einsatzes81
3.3.1 Erarbeitung der Zielsetzung81
3.3.2 Systematische Prozessentwicklung82
3.3.3 Abschätzung eines Return on Investment82
3.3.4 Der Systemabgleich83
3.3.5 Die MES-Einführung im Unternehmen84
3.3.6 Der Betrieb der MES-Lösung84
3.4 Innovative Technologien im Umfeld von MES85
3.4.1 Die digitalisierte Fabrik85
3.4.2 Die Digitale Fabrik86
3.4.3 Die echtzeitfähige Fabrik87
4 MES – die neue Klasse von IT-Anwendungen89
4.1 Einleitung und Motivation89
4.2 Ist-Zustand in den Fertigungsunternehmen90
4.2.1 Hilfsmittel und Systeme für die operative Ebene90
4.2.2 Manuelle Informationsbeschaffung und andere Hilfsmittel92
4.2.3 Probleme bei der Zusammenführung der Daten94
4.3 Der angestrebte Soll-Zustand94
4.3.1 Lückenlose, automatisierte Datenerfassung94
4.3.2 Der I-Punkt für die Fertigung96
4.3.3 Die Idee des „Manufacturing Cockpits“97
4.3.4 Eskalationsmanagement und Workflow103
4.5 Ausblick und weitere Entwicklung von MES-Systemen105
Literatur106
5 Aufbau eines MES-Systems107
5.1 Software-Architektur eines MES-Systems108
5.1.1 Basisfunktionen109
5.1.2 Datenschicht111
5.1.3 Anwendungsschicht – Business-Objekte und Methoden112
5.1.4 Prozessabbildung113
5.1.5 Die Vorteile der ESA-Architektur für MES-Systeme114
5.2 Schnittstellen eines MES-Systems115
5.2.1 Schnittstellen zu übergeordneten Systemen116
5.2.2 Schnittstellen für die horizontale Integration119
5.2.3 Schnittstellen zum Produktionsmittel119
5.3 Benutzeroberflächen eines MES-Systems121
5.3.1 Technologien für Benutzeroberflächen121
5.3.2 Benutzeroberflächen für Konfiguration, Monitoring und Reporting123
5.3.3 Benutzeroberflächen für die Erfassung123
5.4 Ausblick124
6 Integriertes Fertigungsmanagement mit MES127
6.1 MES-Systeme ermöglichen Fertigungsmanagement127
6.2 Das MES-Modell127
6.3 Datenanalyse – Informationen eines MES-System129
6.4 Betriebsmittel Maschine oder Anlagenteil130
6.4.1 Auftrag/Arbeitsgang131
6.4.2 Material131
6.4.3 Ressourcen und Fertigungshilfsmittel132
6.4.4 Prozesswerte132
6.4.5 Personal133
6.4.6 Prüfmerkmal133
6.5 MES-Erfassungsfunktionalität133
6.5.1 Ausstattung des Erfassungsterminals134
6.5.2 Informationsbereitstellung für den Werker137
6.5.3 Modularität unterstützt die Vielfalt der Erfassungsdialoge138
6.5.4 Plausibilität im Erfassungsprozess139
6.5.5 Welche Schnittstellen zum Prozess lassen sich sinnvoll nutzen?140
6.5.6 Datenkorrekturen im MES-System141
6.5.7 Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit des MES-Systems142
6.6 MES-Informationen für das Fertigungsmanagement142
6.6.1 Transparenz durch MES-Aktualiät143
6.6.2 Anwendergerechte Auswertungen144
6.6.3 Fertigungsnahe Zieldefinition146
Literatur147
7 Feinplanung und Steuerung mit MES149
7.1 Überblick und Zielsetzung149
7.2 Einsatz von MES zur Feinplanung und Steuerung152
7.2.1 Überblick152
7.2.2 Umgang mit primären Kapazitäten in MES154
7.2.3 Modellierung der Prozesse im MES157
7.2.4 Personal – die besonders wertvolle Ressource159
7.2.5 Modellierung der technischen Sicht160
7.2.6 Strategien zur Ressourcenbelegung162
7.2.7 Konfliktauflösung durch Simulation & Optimierung164
7.2.8 Monitoring des Auftragsdurchlaufs168
7.2.9 Reaktive Planung mit MES169
7.3 Verwaltung von Produktionsmitteln (Ressourcen)170
7.3.1 Statusverwaltung171
7.3.2 Anonyme und individualisierte Ressourcen172
7.4 Zusammenfassung173
8 Qualitätssicherung mit MES175
8.1 Gelebte Qualität175
8.2 Geplante Qualität176
8.2.1 Qualitätsstammdaten eines MES176
8.2.2 Präventive Fehlervermeidung mit FMEA178
8.2.3 Prüfplanung – das Fundament der Produktqualität178
8.2.4 Prüfmittel – Reduktion von Messunsicherheiten180
8.2.5 Lieferantenbewertung – Optimierung des Beschaffungsprozesses181
8.2.6 Aufbau von Workflows mit Eskalationsszenarien182
8.2.7 Qualitätsplanung innerhalb der Fertigungsvorbereitung183
8.3 Integrierte Qualität185
8.3.1 Qualität durch Informationsmanagement186
8.3.2 Sicherstellung der Zulieferqualität186
8.3.3 Fertigungsbegleitende Qualitätssicherung187
8.3.4 Optimierung der Prüfmittelüberwachung188
8.3.5 Transparentes Reklamationsmanagement189
8.4 Dokumentierte Qualität190
8.4.1 Vernetzung von Informationen191
8.4.2 Qualitätsdaten zielgerecht nutzen191
8.4.3 Traceability194
8.5 Analysierte und bewertete Qualität196
8.5.1 Verbesserungspotenziale in der Fertigung197
8.5.2 Aus Reklamationen lernen198
8.5.3 Six Sigma – der Verschwendung Einhalt gebieten198
8.5.4 Qualitätsinformationen – Mehrwert im MES200
9 Personalmanagement mit MES203
9.1 Überblick203
9.2 Personalzeiterfassung204
9.2.1 Aufgaben der Personalzeiterfassung204
9.2.2 Zeitwirtschaft im MES- oder ERP-System205
9.2.3 Flexibilisierung der Arbeitszeit206
9.3 Motivation und Mitarbeiterführung208
9.3.1 Leistungs- und Prämienentlohnung208
9.3.2 Qualifizierung der Mitarbeiter210
9.4 Personaleinsatzplanung210
9.4.1 Urlaubs- und Schichtplanung211
9.4.2 Prüfung der Personalkapazitäten bei der Feinplanung212
9.4.3 Einplanung der Mitarbeiter auf die Arbeitsplätze213
9.5 Sicherheit im Fertigungsunternehmen214
9.6 Ausblick216
Literatur216
10 MES unter SAP217
10.1 Motiva217
10.2 Einordnung des MES im SAP-Umfeld218
10.2.1 Entwicklung des MES in der SAP-Historie218
10.2.2 Anforderungen an ein MES im SAP-System-Umfeld219
10.2.3 Ebenendarstellung eines Fertigungsunternehmens219
10.2.4 Unternehmensprozesse in mySAP ERP und MES-System221
10.3 MES als integrierte Lösung im SAP-System225
10.3.1 Bedeutung des SAP NetWeaver für die Integration des MES225
10.3.2 Schnittstellen zu den mySAP- ERP-Anwendungen228
10.3.3 Integration von MES-Funktionen über das SAP-Portal231
10.4 Unterstützung der Adaptive Manufacturing Initiative der SAP233
10.4.1 Skalierbarkeit der MES-Lösung233
10.4.2 MES für die horizontale Integration234
10.4.3 Anbindung der Maschinen- und Steuerungsebene234
10.4.4 Beispiele für die Integration von MES und mySAP ERP236
10.5 Zusammenfassung241
11 MES in der Kunststoffverarbeitung243
11.1 Besonderheiten der Kunststoffindustrie243
11.2 Einsetzbare MES-Module244
11.3 Leitstand245
11.4 Erfassung der Maschinen- und Betriebsdaten247
11.5 Anschluss der Spritzgießmaschinen248
11.6 Visualisierung und Auswertungen249
11.7 Verbindung Qualitätssicherung und Prozessdaten251
11.8 Werkzeugbau252
11.8.1 Überwachung der Wartungsintervalle durch ein MES-System252
11.8.2 BDE und Leitstand im Werkzeugbau253
11.9 DNC, Chargenverfolgung und Nachweispflicht254
11.10 Management Information System (MIS)255
11.11 Rentabilität (Return on Investment)256
11.12 Zusammenfassung258
Abkürzungsverzeichnis259
Checkliste261
Autorenverzeichnis265
Sachverzeichnis271

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