Kategorie: Digitale Transformation

Digital Operational Excellence in der Praxis

Operational Excellence ist die Fähigkeit eines Unternehmens, die Wertschöpfungskette kontinuierlich hinsichtlich Effizienz und Effektivität zu verbessern. Es handelt sich um die Königsdisziplin in der Fertigungsindustrie. Unternehmen stehen unter ständigem Druck, ihre Herstellprozesse zu optimieren und die Produktivität zu erhöhen. Dafür sind jedoch einige Hürden zu überwinden: zum Beispiel mangelnde Koordination, papiergebundene Prozesse sowie eine Vielzahl aufwändiger manueller Tätigkeiten.

Für eine nachhaltige Optimierung der Produktion ist die Digitalisierung mithilfe von Manufacturing Operations Management (MOM)-Systemen eine zentrale Grundlage. Wobei IT-Aktivitäten unbedingt Hand in Hand gehen sollten mit der Gestaltung von Prozessen und Methoden und deren Verankerung in der Shopfloor-Organisation, die oft mit knappen Ressourcen, Qualifizierungslücken und eingeschränkter Handlungsfähigkeit zu kämpfen hat.

Auf Basis unserer Projekterfahrungen haben wir für Sie folgende typische Schritte zu einem erhöhten OEE (Overall Equipment Effectiveness) und EBIT zusammengefasst:

Qualifizierung und Einbindung

Die frühe Einbindung der Mitarbeiter*innen als Multiplikatoren trägt maßgeblich zum Erfolg des Projekts bei. Daher werden das Projektteam und die Führungskräfte zum Projektstart geschult. Dies schafft ein gemeinsames Verständnis und verankert die Aktivitäten nachhaltig. Um die Abdeckung von Prozesssträngen mit der Standardsoftware zu überprüfen und bei Bedarf Mock-Ups für das Zielsystem zu erstellen, müssen außerdem frühzeitig Key-User einbezogen werden.

Betriebsmittel und Asset-Management

Eine einfache Systemlösung ohne smarte Maschinenanbindung erzeugt meist bereits in einer ersten Phase des Vorhabens großen Nutzen. Das gilt zum Beispiel für die Instandhaltung. Durch Asset Management wird der Zustand des Equipments „as maintained“ dokumentiert. Dies ermöglicht es, ähnliche Anlagengruppen standardisiert zu betreuen und Abweichungen zu identifizieren (Benchmarking). Weitere Potenziale liegen in der vereinheitlichten Ersatzteilverwaltung.

Systemübergreifende Datenlogistik

Im nächsten Schritt ist typischerweise eine Einbindung in die unternehmensweite Datenlogistik notwendig. Dazu werden führende Systeme und Konsument*innen identifiziert und das Matching an deren Schnittstellen konzipiert. Diese Konzeption, die oft der aufwändigste Teil zur Herstellung einer stabilen Datenlogistik ist, sollten Unternehmen nicht unterschätzen. In der technischen Realisierung sind dann für Standardsysteme wie SAP zertifizierte Schnittstellen zu bevorzugen, da individuelle Ansätze oft wartungsintensiv und nicht zukunftssicher sind.

Optimierung der Shopfloor-Steuerung

Sind Auftragsdaten (aus Vorsystemen) und Equipment im MOM-System verfügbar, geht es mit der Optimierung der Prozesse rund um die Produktions- und Shopfloor-Steuerung weiter: Fehleranfällige Excel-Werkzeuge werden ersetzt, die Planungskonsistenz gesteigert und manuelle Aufwände reduziert.

Beispielsweise können Werker*innen über eine effektive Betriebsdatenerfassung (BDE) Ausschussursachen und -mengen melden. Dies verbessert die Informationsgrundlage zur Steuerung. Durch die digitale Bereitstellung von Fertigungsunterlagen lassen sich manuelle Aufwände und Fehlerquellen reduzieren. All diese Maßnahmen erhöhen die Akzeptanz digital verfügbarer Informationen bei den Werker*innen deutlich.

Maschinenanbindung und Datenaufbereitung

Durch die Anbindung von Maschinen und Anlagen an das MOM-System (Maschinendatenerfassung, MDE) entsteht ein umfassendes Bild der aktuellen Fertigungssituation. Dadurch können Unternehmen zustandsbasierte (condition-based) und vorausschauende Instandhaltungsmaßnahmen (Predictive Maintenance) realisieren. Von besonderer Bedeutung ist auch die Implementierung eines übergreifenden Energiemanagements auf dieser Basis, denn das System liefert Daten für die Berechnung des CO2-Footprints in der gesamten Fertigungskette.

Digitales Shopfloor Management

Ein digitales Shopfloor Management (SFM) bildet eine zentrale Schnittstelle zwischen IT und Prozessoptimierung. SFM ist der zentrale Hebel für kontinuierliche Verbesserung in der Produktion und wird methodisch durch kaskadierende Regelmeetings getragen. So können Erkenntnisse und Probleme von der Werkshalle bis zur Standortebene, von den OEEs und Verlustgründen an einer Anlage in einer Schicht bis hin zum Einfluss auf Betriebsleistung und Standort-EBIT visualisiert und bearbeitet werden.

OEE stabilisieren und verbessern

Der Fokus bei der Verbesserung des OEE liegt häufig darauf, Laufzeitverluste und Störgründe zu reduzieren. Basis dafür ist das konsolidierte Gesamtbild aus MDE und BDE mit identifizierten, messbaren Verlustursachen je Maschine. Eine typische, auf viele Unternehmen übertragbare Erkenntnis ist, dass OEE-Verluste nicht nur durch Maschinendefekte begründet sind. Häufig entstehen sie durch organisatorische Probleme. So sind neben Rüstworkshops, Maßnahmen zur Maschinenreinigung und Mitarbeiter*innen-Qualifizierung auch Teilprojekte in den Office-Bereichen von großer Bedeutung (z. B. Auftragsabwicklung, Planung/Steuerung und Produktentwicklung/Stammdaten).

Unternehmensweiter Nutzen Digitalisierung via MOM-Software erzeugt eine Basis, mit der Unternehmen ihre Produktion nachhaltig optimieren können. In typischen Fällen wie im mittelständischen Maschinenbau sind dadurch Verbesserungen des mittleren OEE aller Maschinen um mehr als 10 Prozentpunkte sowie eine Erhöhung des Standort-EBIT um mehr als 2 Prozentpunkte durchaus realistisch. In dem Maße, wie ausreichend Aufträge vorhanden sind, spiegelt sich eine gesteigerte Produktivität unmittelbar in einem erhöhten EBIT wider. Zugleich wirken sich die verbesserte Prozessqualität und Reaktionsfähigkeit positiv auf die Kundenbeziehung aus.

Entdecken Sie die ungenutzten Potenziale Ihrer Produktion in dem Webcast mit Leonardo und CONTACT! In der Webcast-Aufzeichnung erfahren Sie, wie Sie Ihre Produktion optimieren und nachhaltige Effekte realisieren können.

Wie PLM den Weg zur nachhaltigen Produktentstehung ebnet

In einer Welt, die von Nachhaltigkeit spricht, sind Transparenz und Rückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus entscheidend. Product Lifecycle Management (PLM) hilft bei der Bewältigung dieser Herausforderungen, indem es eine solide Datenbasis für fundierte Entscheidungen bietet.

Herausforderungen für Unternehmen: Vorschriften und Kundenwünsche

Unternehmen sind heute meist mit regulatorischen Herausforderungen konfrontiert, welche die Entwicklung von Strategien und Produkten beeinflussen. Der europäische Green Deal und die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) setzen ein entsprechendes Rahmenwerk. Gleichzeitig verlangen Kunden Lösungen, die eine nachhaltige Produktentstehung unterstützen und der Ruf nach einer grünen Transformation wird lauter. Aber wie gelingt Unternehmen dieser Schritt?

Unternehmen im grünen Wandel

Der grüne Wandel ist eine Mammutaufgabe für die Industrie. Nachhaltige Entwicklung, wie sie bereits der Brundtland-Bericht von 1987 definiert, wird zum Leitprinzip. Ziel ist es, die Bedürfnisse der Gegenwart zu erfüllen, ohne die Bedürfnisse künftiger Generationen zu gefährden. Mit einem nachhaltigen Design als ein Kernelement dieser Bewegung werden wirtschaftliche und ökologische Dimensionen in Einklang gebracht. Anders als bei Ansätzen wie dem Ökodesign integriert Sustainable Design auch ethische Aspekte, Menschenrechte und soziale Gerechtigkeit. So zum Beispiel die sozialen Aspekte in der Lieferkette.

PLM als Schlüssel für nachhaltiges Produktdesign

Jedes Produkt durchläuft verschiedene Lebenszyklusphasen, in denen Entscheidungen über Materialauswahl, Design und Herstellungsprozess getroffen werden. PLM-Systeme wie CIM Database PLM ermöglichen es, Nachhaltigkeitsprinzipien bereits in der Entwurfsphase zu berücksichtigen. Abfall zu reduzieren, Energieeffizienz und Recycling zu fördern werden so zu integralen Bestandteilen bereits ab frühen Designprozessen.

Lesen Sie hier ausführlicher, wie PLM zur nachhaltigen Produktentstehung beiträgt.

Ökobilanzierung und PLM: Eine unschlagbare Kombination

Die Ökobilanzierung (engl. Life Cycle Assessment, LCA) ist ein weiterer zentraler Ansatz zur Bewertung von Umweltauswirkungen. Indem so eine Quantifizierung und Auswertung von Umweltauswirkungen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg vorgenommen wird, können Unternehmen Umweltaspekte und potenzielle Auswirkungen aufzeigen.

PLM als Strukturgeber für nachhaltige Produkte

Die Produktstruktur, auch bekannt als Bill of Materials (BOM), wird von PLM als strukturierter Leitfaden genutzt. Sie ermöglicht eine genaue Bilanzierung der Umweltauswirkungen über die gesamte Produktpalette. Materialeigenschaften, Arbeitspläne und Aggregation von Daten unterstützen die Auswahl nachhaltiger Materialien.

Material Compliance: Vorschriften einfacher meistern

Die Auswahl von Werkstoffen muss nicht nur umweltfreundlich, sondern auch gesetzeskonform sein. Hier kommt die Material Compliance ins Spiel. Ein PLM-System ermöglicht nicht nur die Verwaltung von Produktstrukturen und Materialdaten, sondern auch die Material Compliance durch eine Verfolgbarkeit der verwendeten Werkstoffe reibungslos umzusetzen.

Digitaler Produktpass für die Kreislaufwirtschaft

Für eine erfolgreiche Kreislaufwirtschaft ist Transparenz über Materialien und Produkte entscheidend. Der Digitale Produktpass fungiert als Träger von Informationen aus dem PLM-System und stellt ein Fundament für die THG-Berichterstattung. Die Asset Administration Shell (AAS, Verwaltungsschale) dient als eine standardisierte Technologie für den Informationsaustausch.

PLM für eine nachhaltige Zukunft

Durch eine ganzheitliche Betrachtung des Lebenszyklus können Auswirkungen und Risiken früh erkannt, bewertet und abschließend auch vermieden werden. CONTACT Research engagiert sich für eine nachhaltigere Produktentwicklung, um gemeinsam eine harmonische Zukunft zu gestalten. Lasst uns zusammen die Herausforderungen der nachhaltigen Produktentwicklung meistern und die Welt positiv beeinflussen!

Lesen Sie hier den ausführlichen Beitrag in Englisch auf dem CONTACT Research Blog.

MES und MOM – Eine Begriffsklärung

Digitalisierung in der Fertigung

Die Produktion gehört zu den am stärksten optimierten industriellen Bereichen. Nicht ohne Grund, denn vermeidbarer Ausschuss oder Maschinenstillstände kosten nicht nur Zeit und Nerven, sondern vor allem viel Geld. Um das zu verhindern, sichern Unternehmen ihre Fertigung mit digitalen Systemen zur Organisation und Durchführung der Prozesse ab.
Häufig setzen sie dafür ein Manufacturing Execution System (MES) ein. In letzter Zeit rückt aber auch ein weiterer Begriff vermehrt in den Fokus: Das Manufacturing Operations Management, kurz MOM.

Dieser Blogbeitrag erklärt, wie MES und MOM zusammenhängen und worauf bei der Auswahl eines MES zu achten ist.

Was ist MES?

MES ist eine Software, mit der produzierende Unternehmen ihre Fertigung organisieren. Im Enterprise Resource Planning (ERP)-System erfolgt zunächst die Absatzplanung und entsprechende Fertigungsaufträge werden erstellt. Im Anschluss nutzt die Produktionsabteilung das MES, um diese Aufträge auszuführen.

Im MES wird entschieden, welches Personal welchen Fertigungsauftrag unter Verwendung welcher Betriebsmittel und Werkzeuge ausführt. Während der Produktion erfassen die Mitarbeitenden Betriebsdaten im System, die durch automatisch erhobene Daten aus den Maschinensteuerungen ergänzt werden können. Um die Produktqualität sicherzustellen, können Qualitätsprüfungen im MES geplant und deren Ergebnisse dokumentiert werden.

Das MES schafft also Transparenz innerhalb der Fertigungsabteilung. Abschließend melden Mitarbeitende ausgeführte Aufträge an das ERP-System zurück und stoßen damit die logistischen und kaufmännischen Folgeprozesse an.

Was ist MOM?

Manufacturing Operations Management (MOM) ist ein ganzheitliches Konzept mit dem Ziel, den Gesamtwertschöpfungsprozess zu optimieren. Das erreichen Unternehmen, indem sie ihre Fertigungsprozesse digital verwalten und fertigungsbezogene Informationen transparent über mehrere Abteilungen hinweg bereitstellen. Dabei gelten die Produktionsabläufe als integraler Bestandteil der abteilungsübergreifenden Geschäftsprozesse. Um die Kommunikation von der Fertigungs- bis zur Managementebene lückenlos zu gestalten, ist ein Informationsaustausch zwischen den unterschiedlichen IT-System-Domänen unerlässlich. Dazu gehören zum Beispiel:

  • Product Lifecycle Management (PLM) zur Produktentwicklung und um Arbeitsschritte in der Produktion zu planen,
  • Enterprise Ressource Planning (ERP) zur Absatzplanung und kaufmännischen Abwicklung von Aufträgen,
  • Manufacturing Execution Systems (MES), um Fertigungsaufträge auszuführen,
  • Quality Management Software (QMS), um die Produktqualität sicherzustellen,
  • Industrial Internet of Things (IIoT)-Plattform, um Daten aus der Maschinensteuerung und Sensorik zusammenzuführen und die Fertigungsprozesse in Echtzeit zu überwachen.

Das Zusammenspiel der IT-Systeme gestaltet die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Abteilungen und Teams effizienter, was sich positiv auf den gesamten Wertschöpfungsprozess auswirkt.
Die Produktion arbeitet zu geringeren Fertigungskosten, kann kürzere Lieferzeiten und hohe Produktqualität realisieren. Darüber hinaus befähigt der ganzheitliche MOM-Ansatz Unternehmen darin sich besser auf ändernde Marktsituationen einzustellen, da er die Produktionsprozesse in den Gesamtwertschöpfungsprozess integriert.

Wie grenzen sich MES und MOM ab?

MES ist ein wichtiger Bestandteil des MOM-Ansatzes und fokussiert sich, als Software für den Einsatz im Shopfloor, hauptsächlich darauf, Aufgaben und Prozesse innerhalb der Produktion auszuführen.
MOM hingegen ist ein darüberliegendes Konzept, das die Produktionsabläufe in die Geschäftsprozesse der Gesamtwertschöpfung integriert. Der Ansatz zielt darauf ab die Wertschöpfungskette zu optimieren, indem Informationen über verschiedene Abteilungen hinweg koordiniert werden. Das Konzept beinhaltet daher neben der Ausführungsebene (MES-Funktionen), auch daran angrenzende Funktionen aus den Bereichen ERP, PLM, QMS, IIoT.

Worauf sollte bei der Auswahl eines MES geachtet werden?

Eine Herausforderung bei der Auswahl eines MES-Systems besteht darin, dass das gewählte System zur eigenen Fertigungsstruktur und den sich daraus ergebenen Bedürfnissen passt. Zum Beispiel benötigt die Prozessfertigung häufig eine Rezeptverwaltung, während in der diskreten Fertigung mit Stücklisten gearbeitet wird.

Darüber hinaus sollte darauf geachtet werden, dass sich das System leicht in die bestehende IT-Landschaft (z.B. PLM, ERP, QMS, IIoT-Plattform) und deren Prozesse integrieren lässt, da sich entsprechend dem MOM-Ansatz durch die abteilungsübergreifende Durchgängigkeit von Informationen die Effizienz der Gesamtwertschöpfung steigert.

Neben diesen beiden besonders wichtigen Kriterien sollten auch die folgenden Aspekte beachtet werden:

  • Erweiterbarkeit: Je nach Projektumfang können Projektrisiken minimiert werden, wenn zuerst einige MES-Grundfunktionen ausgerollt werden. Anschließend können Stück für Stück weitere Funktionsbereiche erschlossen werden, bis alle relevanten Prozesse integriert sind.
    Für dieses Vorgehen sollte die Software modular aufgebaut sein und Schritt für Schritt mit den eigenen Bedürfnissen wachsen.
  • Skalierbarkeit: Neben der inhaltlichen Erweiterung des MES um weitere Funktionsbereiche ist relevant, ob sich die Lösung auf alle Fertigungsstandorte skalieren lässt. Dazu gehört neben der Unterstützung der entsprechenden Sprachen auch die Fähigkeit, lokale Informationen an einer zentralen Stelle zusammenzuführen und auszuwerten. Schlussendlich muss auch der MES-Anbieter in der Lage sein, Einführungsprojekte global durchzuführen.
  • Anpassbarkeit: Produktionsabläufe sind so individuell wie die gefertigten Produkte. Je besser das MES die eigenen Prozesse und Informationsbedürfnisse bedient, desto größer ist der Nutzen.
  • Zukunftssicherheit: Die wirtschaftliche Resilienz des MES-Anbieters und dessen Affinität zur Integration neuer Technologien, wie zum Beispiel IIoT und künstlicher Intelligenz (KI), sind wichtige Faktoren für die langfristige Entwicklung des Systems.
  • User Experience (UX): Die Software muss für die Endanwender und -anwenderinnen intuitiv und attraktiv gestaltet sein, um Akzeptanzprobleme und aufwändige Schulungsmaßnahmen zu vermeiden. Das inhaltlich beste System ist wertlos, wenn es nicht richtig genutzt wird.

Wenn Sie ein MES für die diskrete Fertigung suchen und dabei dem MOM-Ansatz folgen möchten, dann könnte CONTACT Elements for IoT die passende Lösung für Sie sein. Das ganzheitliche Fertigungsmanagementsystem kombiniert herkömmliche MES-Funktionen mit fortschrittlichem Instandhaltungsmanagement, Energiemonitoring und einer nahtlosen IT-Integration.
Das Resultat: Kosteneinsparungen durch Ausschuss- und Stillstandsminimierung, sowie die Integration der Fertigung in den Gesamtwertschöpfungsprozess.

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