MES, ISA-95, MESA-11, cMES, NAMUR - Warum so viele Standards?

MES ist ein belasteter Begriff. Bitten Sie zwei Personen aus der Fertigungsindustrie, ihn zu definieren, und Sie werden wahrscheinlich zwei unterschiedliche Antworten erhalten. Die Definition hängt von der Branche, dem aktuellen Anbieter und der Art des Fertigungsbetriebs ab, den sie betreiben.

Das liegt daran, dass das Akronym, das für Manufacturing Execution System steht, erst geprägt wurde, nachdem die zugrundeliegende Technologie aufkam, und es wurde schnell zu einem Modewort. Als die Anbieter auf den Zug aufsprangen und ihre unterschiedlichen Lösungen 'MES' nannten, wurde der Begriff verwässert.

In diesem Beitrag gehen wir näher auf die Versuche von Organisationen wie der Manufacturing Enterprise Solution Association (MESA) und der International Society of Automation (ISA) ein, die Definition zu standardisieren, um sie weniger trivial zu machen.

Das Verständnis dieser Modelle und Standards kann Ihnen helfen, die Fertigungsausführungssysteme besser zu verstehen und ihre modernen Alternativen zu bewerten.

[Download Our Ebook] Ein umfassender Leitfaden zu Manufacturing Execution Systems →

Die am weitesten verbreitete Definition von MES ist vielleicht das MESA-Modell, das MES nach Funktionsbereichen definiert.

MESA wurde in den 1990er Jahren gegründet, um bei der Ausführung von MES zu beraten und deren wachsende Komplexität zu bewältigen.

Im Jahr 1997 definierte MESA den Umfang von MES formell durch 11 Kernfunktionen, die als MESA-11-Modell bezeichnet werden. Diese Funktionen ergeben sich aus der Sicht einer Anlage und umfassen:

1. Operationen/Detaillierte Sequenzierung
2. Versenden von Produktionseinheiten
3. Produktverfolgung und Genealogie
4. Arbeitsmanagement
5. Qualitätsmanagement
6. Verwaltung der Instandhaltung
7. Ressourcenzuweisung und Status
8. Dokumentenkontrolle
9. Leistungsanalyse
10. Prozess-Management
11. Datenerhebung und -erfassung
    

Im Jahr 2004 wurde der Fokus des Modells auf den Geschäftsbetrieb erweitert. Zusätzlich zu den Kernoperationen umfasste das Modell Schwerpunkte wie die Optimierung der Lieferkette und die Optimierung von Anlagen. Diese Aktualisierung ist das Collaborative MES, oder MES.

Laut MESA konzentriert sich dieses Modell darauf, wie die Kernaktivitäten mit dem Geschäftsbetrieb interagieren. Das Modell berücksichtigt den zunehmenden Wettbewerb, das Outsourcing, die Optimierung von Lieferkette und die Optimierung der Anlagen.

Das MES verfügt über Schnittstellen zu anderen Geschäftsbereichen, die in der Nähe liegen. Dazu gehören angebotsorientierte Systeme (Procurement SCP), kundenorientierte Systeme wie CRM und Servicemanagement, finanz- und leistungsorientierte Systeme wie ERP und Business Intelligence BI-Software, produktorientierte Systeme wie CAD und PLM, Logistiksysteme wie TMS und WMS, Steuerungen (PLC, DCS) und Compliance-Systeme (DOO-Management, ISO, EH&S).

Im Jahr 2008 wurde das Modell schließlich zu seiner aktuellen Version erweitert, die sich von der Produktion über den Anlagenbetrieb bis hin zu den Geschäftsabläufen und sogar zu strategischen Initiativen wie lean manufacturing, Qualität und Einhaltung gesetzlicher Vorschriften, Produktlebenszyklusmanagement, Echtzeitunternehmen, Asset Performance Management und anderen erstreckt.

Im Kern ist die MESA-Definition eines MES eine funktionale Definition, die auf den verschiedenen Funktionen basiert, die ein MES erfüllen sollte. Damit ein System ein MES ist, muss es über alle Funktionsgruppen oder eine sinnvolle Kombination davon verfügen. Aber die Definition hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Bei MES diente das MES als Vermittler zwischen der Automatisierung und der Unternehmensleitung und auch als Daten- und Informationsdrehscheibe. Es ist nicht nur eine Sammlung von Funktionen, sondern eine Integrationsdrehscheibe für Informationen im gesamten Unternehmen.

ISA-95 wurdegemeinsam von der International Society of Automation (ISA), früher bekannt als Instrumentation, Systems, and Automation Society, und dem American National Standards Institute (ANSI) entwickelt. Die Entwicklung des ISA-95-Standards begann 1995, als Computer in die Informations- und Kontrollsysteme der Industrie einzudringen begannen.

Im Gegensatz zum MESA-Modell, das sich auf Geschäftsprozesse konzentrierte, konzentriert sich das ISA-95-Modell auf die Informationsarchitektur. Das ISA-95 Modell unterteilt Produktionssysteme in 5 Ebenen, basierend auf dem Purdue Enterprise Reference Architecture (PERA) Modell.

Auf diese Weise hilft der ISA-95 Standard, die Grenzen zwischen Systemen zu definieren. Intelligente Geräte, wie z.B. Sensoren, gehören zu Level 1. Kontrollsysteme wie PLCs, DCS, OCS gehören zu Level 2. MES, gehören zu Level 3. ERP zu Level 4.

Indem ISA-95 MES auf Ebene 3 ansiedelt, impliziert es, dass MES die Produktion mit den Unternehmenssystemen verbindet, Arbeitsabläufe zur Herstellung von Endprodukten verwaltet, Aufzeichnungen über die Produktion führt und den Produktionsprozess optimiert.

Das Ziel war es, einen Standard zu entwickeln, der eine effiziente Schnittstelle und Integration zwischen einem ERP und einem MES ermöglicht. Dies würde die effektive Kommunikation zwischen den Beteiligten erleichtern, die Gesamtbetriebskosten senken und eine fehlerfreie Integration ermöglichen.

Wie wir gesehen haben, definiert MESA MES über die Funktion und ISA-95 definiert es über die Informationsarchitektur. Da jedoch jede Branche und jede Art von Fertigungsbetrieb andere Anforderungen an die Fertigung, die Qualität, die Geschäftsprozesse und das gesetzliche Umfeld stellt, unterscheiden sich MES je nach Branche und Art des Fertigungsbetriebs.

Es hat branchenspezifische Versuche gegeben, MES zu standardisieren. Die NAMUR zum Beispiel ist eine Gruppe von Endanwendern, die vor allem in der Prozessindustrie tätig sind (vor allem in der Chemie- und Pharmaindustrie). Ihre Empfehlungen basieren auf der ISA-95, aber die Gruppe macht konkretere Definitionen für die Bedürfnisse ihrer Branche.

Auf einer breiteren Ebene können wir zwischen Prozess- und diskreten Industriezweigen unterscheiden. Natürlich hat jede Art von Betrieb andere Anforderungen, so dass sich ein MES für jede Branche in wichtigen Punkten unterscheidet.

Die Prozessindustrie betrachtet MES als Maschinen- und Anlagensteuerungssysteme. Während die diskreten Industrien das MES eher als Online-Informationssystem, Feedback- und Kontrollsystem für die Produktion betrachten.

Zusätzlich zu den Standards, die wir bisher behandelt haben, gibt es weitere Standards wie den VDI-Standard. Der VDI-Standard wurde 2004 vom Verein Deutsche Ingenieure auf der Grundlage der oben erwähnten Standards entwickelt. Wie bei allen Standards bestand das Ziel des VDI darin, MES eine feste Bedeutung zu geben, um zu verhindern, dass Anbieter den Begriff zu Marketingzwecken trivialisieren.

Kürzlich haben Analysten beobachtet, dass MES sich in Richtung eines Modells von Anwendungen und Mikrodiensten bewegen. Dies hat zur Folge, MES Anbieter allmählich von ihrer Position als allumfassende Lösungen ab. Stattdessen experimentieren sie mit dem Verkauf modularisierter Funktionalität. Mit dem Aufkommen des IIoT haben viele sogar begonnen, sich zu fragen, ob MES im digitalen Zeitalter noch relevant sind. Im Moment befindet sich der Markt noch in der Entwicklung. Aber es wird interessant sein, zu beobachten, in welche Richtung er sich in den nächsten fünf Jahren entwickelt. IIoT ? Traditionelle MES? Oder beides?

Wie Sie sehen, hat es mehrere Versuche gegeben, die MES zu standardisieren. Für den Fachmann mögen diese Standards und Modelle nützlich sein. Für den normalen Endbenutzer von MES können sie jedoch eher verwirrend als erhellend sein. Vielleicht ist es besser, Manufacturing Execution Systems anhand der gemeinsamen Merkmale zu definieren, die sie in der Regel in 5 Hauptbereichen aufweisen: Produktionsfunktionen, Qualität, Personalwesen, Datenerfassung und Systemintegration.

Wenn Sie wissen möchten, wie das MES vonTulip Ihre Betriebsabläufe verbessern kann, wenden Sie sich noch heute an ein Mitglied unseres Teams!