Marktüberblick: Pull mit MES und ERP

Hanna Theuer

Ein wichtiger Gestaltungsfaktor der schlanken Produktion ist die Form der Produktionssteuerung, bei der sich grundsätzlich das Zieh- und das Schiebe-Prinzip (Pull und Push) unterscheiden lassen. Während beim Push-Prinzip Material- und Informationsfluss synchron sind, verlaufen sie beim Pull-Prinzip entgegengesetzt: der nachfolgende Arbeitsschritt „holt“ sich das Material vom vorgelagerten und stößt dabei einen neuen Auftrag an. Positive Folgen sind unter anderem eine Verringerung von (Zwischen-)Lagerbeständen, auch bei nicht vollständig getakteten Prozesszeiten der Arbeitsschritte. Moderne IT-Lösungen bieten die Möglichkeit, Prozesse nach den Grundsätzen der schlanken Produktion auszurichten.

Schlanke Produktionsprozesse bilden eine wichtige Grundlage für eine erfolgreiche Digitalisierung. Ist die Verschwendung (bspw. in Form von Warte- oder Lagerzeiten oder unzureichender Produktqualität) minimiert, steigt die Chance die mit der Digitalisierung erwünschten positiven Effekte zu erreichen. Das Organisationsprinzip der schlanken Produktion besteht aus zahlreichen, ineinandergreifenden Komponenten. Das übergeordnete Ziel ist die vollständige Ausrichtung sämtlicher Prozesse an den Kundenbedarfen.
Aufgrund der Wichtigkeit der Thematik führte das Forschungs- und Anwendungszentrum Industrie 4.0 an der Universität Potsdam einen Marktüberblick zum Thema „Pull mit MES und ERP“ durch. Die Umfrage richtete sich dabei gezielt an Anwender im deutschsprachigen Raum. An der Befragung haben 15 Systeme teilgenommen, acht davon sind Stand Alone-Lösungen, drei sind in ein Manufacturing Execution System und vier in ein Enterprise Resource Planning System integriert. Alle Systeme sehen die Kleinserienfertigung als wichtige Zielgruppe, die Massenfertigung ist mit neun Nennungen die Zielgruppe, die am seltensten genannt wurde. Die relevantesten Branchen der an der Umfrage teilnehmenden Systeme sind die Metallverarbeitung, die Kunststofffertigung/-verarbeitung sowie der Maschinen- und Anlagenbau (jeweils 14 Nennungen). Dabei bedienen vier Systeme zehn oder mehr Branchen. 
Bei acht der teilnehmenden Systeme sind Funktionen zur Unterstützung des Ziehprinzips bereits in der Basisversion, bei sechs weiteren als optionale Eigenlösung vorhanden. 

Funktionsumfang
Neben der Erhebung der für das Ziehprinzip relevanten Funktionen, soll dieser Marktüberblick auch eine Übersicht über die produktionsorientierte Funktionen, welche die jeweiligen Lösungen anbieten, geben. Dafür wurden die Anbieter gebeten die Verfügbarkeit von 20 Funktionen in ihrem System zu bewerten. Acht davon sind in allen Lösungen vorhanden: 

  • die Arbeitsplan- und Stücklistenverwaltung,
  • die Arbeitsplatz und Ressourcenverwaltung,
  • die Betriebsdatenerfassung
  • die Fertigungsauftragsfreigabe und Durchführung,
  • die Fertigungsauftragsrückmeldung und -abrechnung,
  • der Fertigungsleitstand,
  • die Maschinendatenerfassung sowie 
  • Kennzahlensysteme.

Das Controller Performance Monitoring und die Gerätezustandsbeobachtung (Condition Monitoring) sind mit jeweils acht Nennungen die Funktionen, die am seltensten in dem Leistungsumfang der teilnehmenden Systeme verfügbar sind. 
Die jeweiligen Lösungen bieten zwischen zwölf und 20 der genannten Funktionen an, drei Systeme haben sämtliche abgefragte Funktionen im Funktionsumfang. 

Kanban – Karten für dezentrale Regelkreise
Kanban ist eine Methode der Produktionssteuerung, durch die eine Reaktion der lokalen Bestände erreicht werden kann. Es ist eine Umsetzung des Ziehprinzips bei dem Karten (japanisch: Kanbans) an die vorgelagerte Arbeitsstation gereicht werden, durch die ein neuer Produktionsauftrag für diese Station ausgelöst wird. Dadurch entstehen dezentrale Regelkreise. Die teilnehmenden Systeme sollten im Rahmen des Marktüberblicks anhand ihrer Möglichkeiten in Bezug auf das klassische, papierbasierte Kanban beurteilt werden. Dazu gehören insbesondere Angaben zur systembasierten Erzeugung von Karten, dem Vorhandensein von Kalkulationshilfen zur Bestimmung der für den jeweiligen dezentralen Regelkreis geeigneten Anzahl von Karten sowie verschiedene Möglichkeiten der Anbindung von Scanvorgängen der Karten an das System. Bild 1 stellt dar, welche Anzahl von Systemen welche Kanban-Funktionen erfüllen kann.
Zusätzlich zu den abgefragten Funktionen haben drei Unternehmen an, dass ihr System eine eKanban-Lösung, bei der die Papierkarten durch eine digitale Informationsweitergabe ersetzt werden, beinhaltet.

Bild 1: Verschiedene Kanban-Funktionen mit
der Anzahl von Systemen, die diese anbieten

Visualisierung – schnelle Reaktion ermöglichen
Im Rahmen der schlanken Produktion kommt der Visualisierung eine wichtige Bedeutung zu. Können Prozessabweichungen durch eine geeignete Darstellung schnell erkannt werden, ist ein schnelles Eingreifen durch die Mitarbeitenden möglich, eine schnelle Fehlerbehebung wird ermöglicht und die Gefahr der Ausbreitung des Fehlers auf weitere Prozessschritte reduziert. Neben den Vorteilen bei der Anwendung auf der Shopfloor-Ebene hilft eine geeignete Visualisierung aber auch bei der Planung von Prozessen, ggf. auch über die Möglichkeit eines vorherigen Export relevanter Kennwerte für die Weiterverwendung für externe Prozesse bzw. in externen Lösungen. In Bild 2 wird ersichtlich, welche für das Ziehprinzip relevanten Daten von welcher Anzahl von Systemen zur Verfügung gestellt werden. 

Wertstromdesign – der Verschwendung auf der Spur
Das Wertstromdesign ist eine wichtige Visualisierungsform der schlanken Produktion, bei der insbesondere die Prozesse mit den wichtigsten Prozesskennzahlen, (Zwischenlager) sowie der Material- und Informationsflüsse dargestellt werden. Ziel ist die Verbesserung des Produktionsprozesses durch Erhöhung der Transparenz und ein dadurch ermöglichtes Aufdecken von Verschwendung. Während Wertstromdiagramme – ursprünglich papierbasiert – direkt in der Produktion erzeugt werden, können die relevanten Prozesswerte heute durch integrierte Sensorik automatisch erhoben und in der Fabriksoftware visualisiert werden. In drei Systeme sind dafür explizite Funktionen verfügbar, ein System greift auf externe Tools zurück. 

Bild 2: Anzahl der Systeme, die pull-relevante Daten darstellen können

Pull – In Zukunft voll integriert
Der vorliegende Marktüberblick zeigt, dass bereits zahlreiche lean-relevante Funktionen in Fabriksoftwarelösungen implementiert sind und dem Anwender zur Verfügung stehen. Trotzdem kann davon ausgegangen werden, dass es in diesem Bereich Weiterentwicklungen geben wird. Die teilnehmenden Unternehmen sehen dabei unter anderem veränderte Möglichkeiten durch die steigende Automatisierung von Prozessen und eine erhöhte Anzahl aufgenommener Prozesswerte – auch durch einen integrierte Austausch mit Kunden und Lieferanten. Durch die erweiterte Datenbasis können demnach noch zusätzliche, erweiterte Auswertungen vorgenommen werden. Zudem wird die Integration der Verfahren in den Produktionsprozess weiter an Bedeutung gewinnen. 

 

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Schlüsselwörter:

Marktumfrage, MES, ERP, Fabriksoftware, Schlanke Produktion, Kanban