MES die Fertigung mit großer Produktvielfalt und geringen Stückzahlen: Warum Kombinierbarkeit der neue Standard ist

Die meisten Anbieter von Fertigungssteuerungssystemen werden Ihnen versichern, dass sie die Produktion mit großer Produktvielfalt und geringen Stückzahlen problemlos bewältigen können. Aber ist das wirklich der Fall?

Diese Frage ist durchaus berechtigt, denn die Produktion mit hoher Produktvielfalt und geringen Stückzahlen (HMLV) widerlegt stillschweigend eine entscheidende Annahme, auf der herkömmliche MES .

Ein herkömmliches MES Sie einen Prozess einmal definieren und dann über einen langen Zeitraum hinweg ausführen, sodass sich der Aufwand für die Einrichtung auf Tausende identischer Einheiten verteilt. In einer HMLV-Umgebung versagt dieses Modell jedoch. Wenn ein „Chargenlauf“ nur aus einer Handvoll Einheiten besteht, bevor Sie zu einer neuen Konfiguration wechseln, Umrüstung genauso viel Zeit in Anspruch nehmen wie der Fertigungsvorgang selbst. Die Einrichtung ist dann nicht mehr nur ein Nebenaufwand, sondern macht den Großteil der Arbeit aus.

Daher MES die Architektur einer der wichtigsten Aspekte, die ein HMLV-Werk bei der Bewertung eines MES : Welches System kann mit den ständigen Veränderungen Schritt halten, ohne dass jede neue Variante zu einem umfangreichen IT-Projekt wird?

In diesem Beitrag werden wir untersuchen, warum HMLV von herkömmlichen MES oft nur unzureichend abgedeckt wird MES warum wir der Ansicht sind, dass Kombinierbarkeit mittlerweile zum sinnvollen Standard für die Produktion mit hoher Produktvielfalt geworden ist, insbesondere in regulierten Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Verteidigungsindustrie und der Medizintechnik.

Herkömmliche MES waren lange Zeit die Standardlösung für ein spezifisches Problem, mit dem viele Hersteller früher konfrontiert waren: einen optimierten, validierten Prozess festzulegen und diesen konsistent und in großem Maßstab auszuführen. Für eine stabile Massenproduktion war diese starre Architektur durchaus sinnvoll. Sie sorgt für die Standardisierung von Arbeitsabläufen, die konsistent bleiben sollen.

Allerdings bleibt HMLV nicht konstant. Ihr Vorteil besteht darin, dass sie die Produktvielfalt übernehmen, die Fabriken mit hohen Stückzahlen meiden; das bedeutet, dass das Ausführungssystem in der Lage sein muss, ständige Veränderungen zu bewältigen.

Gerade beim dynamischen Variantenmanagement stoßen herkömmliche Lösungen an ihre Grenzen. In einem auftragsorientierten Fertigungsbetrieb stehen die Ingenieure in einem ständigen Wettlauf darum, Arbeitsanweisungen für einen ständig wachsenden Katalog von Produktvarianten zu erstellen und zu überarbeiten.

Verwaltet man dies in Papierform oder als PDF-Dateien, sind Fehler bei der Versionskontrolle praktisch unvermeidlich. Der Mitarbeiter an der Station hat keine verlässliche Möglichkeit zu wissen, ob das vor ihm liegende Blatt korrekt oder auf dem neuesten Stand ist, und diese Unsicherheit kann unter Umständen kostspielige Folgen haben.

Laut einer APQC-Benchmark-Studie belaufen sich die Kosten für Ausschuss und Nacharbeit allein bei einem durchschnittlichen Hersteller auf 0,6 % bis 2,2 % des Umsatzes. In einem HMLV-Werk lässt sich ein wesentlicher Faktor für diese Kosten oft auf etwas so Einfaches zurückführen wie die Tatsache, dass ein Bediener eine veraltete Montage befolgt.

Der erste Impuls ist an dieser Stelle, sich nach einem besser konfigurierbaren MES umzusehen. Doch dieser Impuls stößt auf dieselbe Hürde. Selbst bei einem starren Kern führt die Konfigurierbarkeit dazu, dass wesentliche Systemänderungen weiterhin über den Anbieter oder einen anderen Drittanbieter abgewickelt werden müssen. Wenn sich Ihre Bauanweisungen wöchentlich ändern, wird ein System, das auf die Unterstützung durch Dritte angewiesen ist, um Schritt zu halten, zu einem massiven Engpass.

Ein komponierbares MES aus modularen Bausteinen, Apps, Agenten, Automatisierungen, Konnektoren und Tabellen, die auf einem einheitlichen Datenmodell basieren und von den Verantwortlichen, die die Arbeitsabläufe steuern, zusammengestellt und angepasst werden.

Dies ist für ein Werk mit hoher Produktvielfalt von Bedeutung, da diese Bausteine Ihnen Möglichkeiten eröffnen, die ein monolithisches System nicht bieten kann. Im Folgenden wird erläutert, wie sich dies auf die vier Bereiche auswirkt, mit denen HMLV-Betriebe am meisten zu kämpfen haben.

Versionsverwaltete Playbooks und dynamische Arbeitsanweisungen, die ohne IT-Aufwand erstellt werden

Anstatt Tausende statischer Dokumente zu pflegen, pflegen die Ingenieure die Master-Prozesslogik einmalig, und das System generiert die genauen Anweisungen für einen bestimmten Arbeitsauftrag oder eine Seriennummer. Der Mitarbeiter am Arbeitsplatz sieht die richtige Bauanleitung für die Montage ihm Montage , nicht einen Ordner, in dem er erst die richtige Seite suchen muss.

Diese Anweisungen werden unter Einhaltung der Governance-Vorgaben erstellt, versionsverwaltet und bereitgestellt, sodass in der Produktion stets die aktuellste Version zum Einsatz kommt und genau dokumentiert ist, was wann geändert wurde. Die Erstellung ohne Programmierkenntnisse und in natürlicher Sprache beseitigt den zuvor beschriebenen Engpass. Prozess- und Fertigungsingenieure erstellen und überarbeiten die Anwendungen selbst unter Einhaltung der Governance-Vorgaben, sodass eine neue Variante nicht in einer Warteschlange beim Anbieter hängen bleibt.

Probleme erkennen, während der Build noch läuft

Viele Systeme teilen Ihnen erst nach Abschluss des Fertigungsprozesses mit, was schiefgelaufen ist. Bei einer langen Serienproduktion lässt sich dies möglicherweise noch beheben. Bei einer kurzen, hochwertigen Serie bedeutet ein nachträglicher Bericht jedoch oft, dass das Teil bereits Ausschuss ist.

Eine modulare Plattform integriert Inline-Qualitätsprüfungen, um Signale direkt an der Quelle zu erfassen. Eine speziell entwickelte Edge-Konnektivität zu Maschinen, Sensoren und Geräten liefert Echtzeitdaten an dieselben Anwendungen, die die Bediener während des Fertigungsprozesses nutzen.

Das System kann vorschreiben, dass Qualitätsdaten, ein Drehmomentwert, ein Maß oder eine Freigabe erfasst werden müssen, bevor der Bediener zum nächsten Schritt übergeht, sodass ein Fehler sofort und nicht erst bei der Endkontrolle zutage tritt. Echtzeitsignale sind bei der Fertigung kleiner Stückzahlen von größerer Bedeutung, schlichtweg, weil der Spielraum zum Absorbieren eines Ausschussteils geringer ist.

VEKA ist ein gutes Beispiel dafür. Nach der Umstellung MES einem selbst entwickelten MES Tulip konnten sie Fehler bei der Etikettierung um etwa 88 % und Kundenrücksendungen um etwa 60 % reduzieren, indem sie die Probleme bereits während des Produktionsprozesses und nicht erst nach dem Versand der Produkte erkannten.

In wenigen Wochen an den Start gehen – indem wir dort ansetzen, wo die Probleme liegen

Ein 90-tägiger Proof of Concept ist auf dem Markt zum Synonym für „agil“ geworden. Bei einer modularen Plattform wie Tulip liegt der Zeitrahmen für eine erste funktionsfähige Lösung eher im Wochenbereich, da man nicht das gesamte System bereitstellen muss, bevor der Nutzen erkennbar wird. Man wählt eine App aus, die das drängendste Problem in einem bestimmten Bereich angeht, erprobt sie und baut darauf auf. Dieser Ansatz, klein anzufangen, ist auch die Antwort auf die oben erwähnte Implementierungsgeschichte, bei der die „Alles-oder-nichts“-Einführung oft schiefgeht.

Agilität und Rückverfolgbarkeit im selben System vereinen

Bei der Fertigung mit großer Produktvielfalt in Branchen wie der Medizintechnik oder der Luft- und Raumfahrt sowie der Verteidigungsindustrie ist Geschwindigkeit wertlos, wenn man sie nicht nachweisen kann. Diese Teams stehen im Spannungsfeld zwischen Agilität und Rückverfolgbarkeit und waren in der Regel gezwungen, dem einen Aspekt Vorrang vor dem anderen einzuräumen. Anweisungen in Papierform lassen sich leicht ändern, erschweren jedoch die Rückverfolgbarkeit. Ein starres, validiertes MES gute MES , während es gleichzeitig jede Änderung erschwert.

Ein modulares MES beides. Jeder Ausführungsvorgang wird automatisch unter der richtigen Revision protokolliert, sodass das Ändern einer Anweisung pro Variante und die Führung einer übersichtlichen, nachvollziehbaren Dokumentation Hand in Hand gehen. Die Governance ergibt sich aus der Architektur, was bedeutet, dass Berechtigungen, Genehmigungen und Versionskontrolle standardmäßig für jede Anwendung und jede Änderung gelten.

Wir haben beobachtet, wie regulierte Teams in einem Tempo agieren, das selbst ihre eigenen Qualitätsgruppen überrascht.

Avon Technologies hat innerhalb von weniger als sechs Monaten zwei regulierte Produktionslinien in Betrieb genommen und einen Standort innerhalb von sechs Monaten verlegt – statt der üblichen achtzehn.

Next Pharma hat sein veraltetes ERP MES neun Monaten grundlegend überarbeitet; das MES nun aus rund 90 Anwendungen, die mit SAP verbunden sind.

In beiden Fällen stammten die Flexibilität und der Prüfpfad aus derselben Architektur, wodurch ein regulierter HMLV-Betrieb nicht zwischen beiden wählen muss.

Bei Werken mit großer Produktvielfalt und geringen Stückzahlen hängt die Frage der Flexibilität davon ab, worauf das System aufbaut, und eine modulare Architektur ermöglicht es, die Software ebenso schnell anzupassen wie sich das Produktangebot ändert, ohne dabei die Kontrolle darüber aufzugeben. Das ist der Maßstab, an dem führende HMLV-Hersteller ihre Lieferanten messen sollten.

Die Betriebe, die bei der Fertigung mit hoher Produktvielfalt die Nase vorn haben, sind in der Regel diejenigen, deren Software sich so schnell anpasst wie die Produktion vor Ort – wo eine neue Variante für einen Ingenieur nur einen Vormittag Arbeit bedeutet, statt für einen Anbieter ein ganzes Quartal. Wenn Ihnen das nächste Mal ein System als flexibel angepriesen wird, ist die sinnvollere Frage, ob Ihr eigenes Team es morgen ändern könnte, ohne jemanden anrufen zu müssen.

Wenn Sie sehen möchten, wie dies in einem Betrieb mit großer Produktvielfalt und geringen Stückzahlen aussieht, werfen Sie einen genaueren Blick auf MES „Composable MES Tulip oder besprechen Sie Ihre spezifische Produktpalette mit einem Mitglied unseres Teams.