MES direkt in SAP

Das MES-System für die Digitalisierung der Fabrikebene mit SAP

Ein in SAP ERP integriertes MES (Manufacturing Execution System) bedeutet maximale Datentransparenz ohne Middleware und ohne Schnittstellen.

So machen Sie mit unserem MES (X-NetMES) aus Ihrem SAP-System ein echtes Produktionsmanagementsystem aus einem Guss – in ABAP entwickelt und vollständig integriert.

Der gesamte Datenbestand des SAP steht für die KPI-Analyse zur Verfügung. Damit sehen Sie unmittelbar, was nicht läuft.

  • Betriebsdatenerfassung, wie Personalzeit, Maschinenzeit oder Stückzahl in Relation zum SAP-Auftrag und Arbeitsplatz.

  • Personalzeiterfassung zur Registrierung von Nebenzeiten bis hin zur Erfassung der Präsenzzeit (Kommt – Geht).

  • Maschinendatenerfassung mit der direkten Kommunikation mit der Maschine und dem Prozessequipment.

  • Qualitätsdatenerfassung in der Produktion für die Werkerselbstprüfung oder die Prüfung im Wareneingang.

  • Materialdatenerfassung mit der Registrierung von Material und Menge beim Verbrauch inkl. Charge oder Serialnummer (traceability).

  • Instandhaltungsdatenerfassung zur Erhöhung der Verfügbarkeit des technischen Equipments und einer genauen Leistungsverrechnung.

  • Feinplanung zur genauen Steuerung des Produktionsflusses und der Ressourcen.

  • Cockpit für die aktuelle Übersicht, die Bewertung der Vergangenheit und als Messinstrument für den KVP.

Häufige Fragen zu MES SAP

Was ist ein MES?

Das klassische MES (Manufacturing Execution System) bildet in der Systemhierarchie die Informations- und Leitebene zwischen dem Shop-Floor und dem ERP ab. In dieser Sandwich-Position versorgt das MES die Produktionsebene mit einem geordneten Arbeitsvorrat, erfasst Daten aus der Produktion und gibt diese ans ERP weiter.

Spezifische Funktionen wie z.B. die Vorgangsselektion, die Erfassung von Nebenzeiten, die direkte Kommunikation mit Maschinen oder auch produktionsspezifische Auswertungen der Daten sind im ERP oft nur sehr rudimentär implementiert. Diese Lücken werden vom MES geschlossen. Weiterhin ist die „Usability“ eines ERP-Interfaces (z.B. SAP-GUI) auf der Prozessebene nicht immer optimal für den Anwender. Der Workflow sollte sich an der Arbeit des Werkers orientieren und nicht umgekehrt. Auch hier bietet ein MES die benötigte Unterstützung.

Blickt man vom ERP auf den Prozess, erscheint der Shop-Floor weit entfernt. Die Barriere besteht aus Papier, GUI-Transaktionen, zeitversetzten Rückmeldungen oder einer eingeschränkten Datenbasis zur Bewertung der Performance.

Wie ist ein MES aufgebaut?

Die Annäherung zwischen dem ERP-System und dem Shop-Floor erfolgt oft über das MES. Aus technischer Sicht werden Daten vom ERP in ein unterlagertes MES-System übertragen, welches wiederum mit “produktionsnahen Prozessen“ kommuniziert. Des Weiteren werden die Produktionsdaten gespeichert und limitiert sowie zeitversetzt per Schnittstelle zum ERP übertragen. Die Daten liegen in 2 System-Ebenen bzw. es existieren zwei „Dateninseln“ und somit auch zwei „Datenwahrheiten“.

Neben den aktiven Produktionsdaten sind auch die sogenannten „Stammdaten“ in zwei unterschiedlichen Systemen zu pflegen. Ist z.B. ein neuer Arbeitsplatz zu definieren, muss dies im ERP-System und im MES-System geschehen.

Was sind die Vorteile eines in SAP integrierten MES?

Ein in SAP ERP integriertes System löst das Problem der zwei „Datenwahrheiten“, indem auf einen Datenbestand ohne Schnittstelle zurückgegriffen wird. Diese Strategie ist die Grundlage unseres MES.

Was ist X-NetMES – das in SAP integrierte MES System?

Die Entwicklung unseres MES Systems X-NetMES basiert auf der Prämisse, den Standard SAP-Daten- und Funktionsumfang zu nutzen und diesen Standard um MES Funktionen zu erweitern. Die Vermeidung von Schnittstellen und doppelter Datenhaltung steht hierbei im Fokus. Heraus gekommen ist ein SAP AddOn (Softwareergänzung im SAP ERP oder S/4HANA), das über folgende Leistungsmerkmale verfügt:

  • Alle Funktionen eines professionellen MES sind im SAP ERP oder S/4HANA (Maschinendatenerfassung-, Personaldatenerfassung, Betriebsdatenerfassung-, Qualitätsdatenerfassung, etc.) integriert
  • Hocheffiziente Auswerteumgebung für die Analyse der KPIs skalierbar für verschiedene Anwendungsgebiete (Serien-, Einzelfertigung, Montage, Instandhaltung, etc.) und Branchen.
  • Moderne Front-End-Technologie (HMI) wahlweise auf der Basis von SAP Fiori oder HTML-5, komplett browserbasierend und Geräteunabhängig.
  • Keine Dateninseln und doppelte Datenhaltung außerhalb von SAP ERP oder S/4HANA.
  • Zentrale Pflege von Stammdaten (Material, Arbeitspläne, Personal, Kosten, etc.) über den SAP-Standard.
  • Offenes Coding und nachvollziehbare Programmabläufe, keine Verwendung von Non-SAP-Tools, SAP-ABAP als Programmierbasis.
  • Releasesicherheit gegenüber SAP S/4HANA Erweiterungen.

Das X-NetMES System ist am Markt etabliert, hundertfach im Einsatz und hilft unseren Kunden täglich bei der kontinuierlichen Verbesserung der Produktionsabläufe.

Nutzen Sie den Power Ihres SAP-Systems für eine effiziente Produktion!

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Das MES System in SAP

Unser MES System X-NetMES ist ein modular aufgebautes MES System, das die vorhandene SAP ERP oder S/4HANA Datenstruktur nutzt und um die Erfordernisse einer MES-Lösung ergänzt. Je nach Anwendungsfall wird ein spezifischer Workflow abgebildet. Über ein umfassendes Customizing erfolgt die Einstellung der Abläufe.

Das Userinterface ist dynamisch ausgelegt und passt sich an den eingestellten Workflow an. Es steht wahlweise ein klassisches Interface auf der Basis von BSP oder eine aktuelle S/4HANA Fiori Variante zur Verfügung. Alle Dialoge werden via Internet Browser angezeigt. Entsprechend existieren keine Restriktionen hinsichtlich der Hardware. Selbstverständlich können die Dialoge auch auf Tablets oder Smartphones genutzt werden.

Mittels der X-NetMES Standard-Suite ist der Anteil der Berater- und Programmierleistungen gering. Eine rasche und ressourcenschonende Einführung ist die Folge.

X-NetMES ist vollständig im SAP ERP oder S/4HANA integriert. Eine Middleware kommt nicht zum Einsatz. Auch nutzen wir keine weiteren Sub-Komponenten wie SAP MII oder SAP PCo.

Betriebsdatenerfassung (BDE) direkt in SAP

Die klassische Betriebsdatenerfassung (BDE) umfasst die Registrierung der Ist-Daten zum Auftrag / Vorgang. Ein Dialog mit einfachen Eingaben begleiten den Werker bei seiner Arbeit. Alle gängigen Auftrags- und Leistungsarten werden unterstützt:

• Fertigungsaufträge (PP)
• Prozessaufträge (PP-PI)
• Projekt-System Aufträge (PS)
• Instandhaltungsaufträge (PM)
• Kostenstellen / Innenaufträge (CO)

Die automatische Erfassung erfolgt durch ein Start- und Stopp der Leistungsart. Eingaben zu Gut- / Ausschussmengen werden plausibilisiert.
Es besteht die Möglichkeit, zwischen einem papierlosen und einem dokumentgestützten Workflow zu wählen. Zudem steht eine Werkerführung auf der Basis hinterlegter Dokumentationen zur Verfügung.

In Kombination mit weiteren Funktionen ist ein hoher Automatisierungsgrad der Eingabe möglich.

Personalzeiterfassung

Die Personalzeiterfassung gliedert sich in die Module:

Personalzeit Arbeitsplatz
Gegenüber der klassischen BDE mit der Registrierung der kontierbaren Werkerzeit zum Auftrag und Arbeitsplatz werden die nicht direkt kontierbaren Leistungen (Nebenzeiten) qualifiziert erfasst.

Personalzeit Präsenz
Sämtliche Zeiten des Werkers innerhalb seiner Arbeitszeit werden qualifiziert erfasst. X-NetMES registriert jede „Zeitscheibe“ des Werkers und unterscheidet zwischen kontierbarer und nicht kontierbarer Zeit.

Präsenzzeit-Terminal
Im Zusammenhang mit dem SAP Modul HR (Human Ressources) wird die Präsenzzeit erfasst und gebucht. Über ein separates Präsenzzeitterminal kann der Mitarbeiter seinen An- / Abwesenheitsstatus erfassen. Dieses X-NetMES Modul ersetzt die Middleware für die Präsenzzeiterfassung (Kommt- / Geht-Erfassung). Alle gängigen Identifizierungssysteme werden unterstützt (Legic, Mifare, etc.)

Maschinendatenerfassung

Die Unterteilung der Maschinenzeit gliedert sich grob in Bearbeitung, Rüsten / Reinigen, Stillstand geplant und Stillstand ungeplant.

Unser MES System X-NetMES erfasst diese Status und bucht die entsprechenden Zeiten in den SAP Leistungsarten. Eine Qualifizierung des Maschinenstillstandes ist ein wesentlicher Bestandteil der Funktion. Produktionsmengen und begleitende Prozessparameter werden ebenfalls erfasst und gebucht. Die Erfassung der Status und Mengen kann manuell durch den Werker oder automatisch direkt von der Maschine erfolgen.

Die Kopplung der Maschine erfolgt recht einfach über:
• Einen Signalwandler, der direkt die Maschinensignale abgreift
• Eine OPC Kopplung, die mit der Maschinensteuerung kommuniziert
• Eine HTTP Verbindung, über die eine individuelle Kommunikationsstrecke aufgebaut wird.

In X-NetMES gibt es zu jeder Kopplungsart standardisierte Verfahren. Über X-NetMES wurden schon rund 5.000 Maschinen weltweit an SAP angebunden. Ob Simatic, Sinumeric, Heidenhain, Allen Bradley, GE-Fanuc, etc. – unser Team hat eine Lösung.

Materialmanagement

Im Rahmen der Rückverfolgbarkeit ist es wichtig zu wissen, welches Eingangsmaterial in welchem Ausgangsmaterial eingesetzt wurde. Die Eingangscharge ist ein Bestandteil der Ausgangscharge.

Retrograde Buchungen sind hier fehleranfällig und eine Chargenvorgabe kann den Materialfluss bremsen. X-NetMES stellt einen Workflow für die verbrauchsgerechte Buchung des eingesetzten Materials zur Verfügung. Der Werker registriert einfach die eingesetzte Charge (Komponente) und deren Menge. Die Buchung erfolgt unmittelbar gegenüber dem Auftrag oder Vorgang.

Eine weitere Funktion ist die Erfassung von Serialnummern zum Auftrag (Produktion Equipment) oder bei der Montage. Auch hier erfasst der Werker mit einem einfachen Workflow die Einzelteile und ordnet diese einem Objekt zu.

Langwierige und fehleranfällige Aufschreibungen sowie spätere manuelle Übertragungen der Daten ins SAP System entfallen.

Instandhaltungsdatenerfassung

Die Erfassung der Instandhaltungsleistungen der Geräte und Anlagen ist der wesentliche Funktionsinhalt der X-NetMES Instandhaltungsdatenerfassung. Die Basis der Funktion ist das SAP Modul PM (Plant Maintenance).

Unterschieden wird zwischen ad hoc-Instandhaltung und Regelinstandhaltung: Bei der ad hoc-Instandhaltung initiiert der Werker oder die Maschine den Instandhaltungsvorgang (Reparatur). Der oder die Instandhaltungs-Werker erfassen die Leistungen und Materialien direkt am X-NetMES Terminal.

Bei der Regelinstandhaltung wird der Instandhaltungswerker am X-NetMES Terminal geführt. Die Leistungserfassung und die Erfassung der Komponenten erfolgt unmittelbar.

Qualitätsdatenerfassung

Die X-NetMES Qualitätsdatenerfassung hat die fertigungsbegleitende Prüfung im Fokus.

Analog zum QM-Prüflos erfasst der Werker an dem X-NetMES Terminal die quantitativen und qualitativen Prüfmerkmale. Ein dynamischer Workflow, abgeleitet vom SAP Prüfplan garantiert einen ergonomischen Ablauf.

Es besteht die Möglichkeit, digitale Messmittel an zu binden. Zudem existieren Schnittstellen zu komplexen Prüfsystemen.

Einsparpotenziale mit Produktionskennzahlen aus SAP erkennen

Ein typischer Fall: Die Ist-Zeiten in der Produktion weichen von den Plan-Vorgaben ab und die Kostenkalkulation wird überschritten. Nachfolgeaufträge verschieben sich und auch die Materiallieferungen müssen angepasst werden. Aus diesem Grund neigen Unternehmen dazu, mehr Spielraum einzuplanen, was die Auslastung nochmals verschlechtert. Die eigentlichen Ursachen für wiederholte Abweichungen bleiben dennoch ungeklärt. Es gibt zwar viele Vermutungen, es fehlt aber an objektiven Daten und an der Zeit, die Einzelfälle zu untersuchen.

Kennzahlen haben sich als relevante Steuerungsinstrumente für Unternehmen durchgesetzt. Sie wurden vom VDMA vereinheitlicht (Einheitsblatt 66412 Teil 1) und in Produktionsleitsysteme integriert. Kennzahlen schaffen die Basis für eine objektive und analytische Betrachtung der Produktion. So können Kostentreiber identifiziert sowie Ursachen- und Wirkungszusammenhänge gefunden werden. Die Herausforderung besteht in der Verfügbarkeit der richtigen Daten.

Anwender von SAP ERP sind hier im Vorteil. Bis zu 75 Prozent der benötigten Daten sind bereits vorhanden, denn das ERP-System gibt eine feste Struktur mit den wichtigsten Leistungsarten vor. Daraus lassen sich Kennzahlen zur Anlagenverfügbarkeit, zum Mitarbeiter- und Materialeinsatz, zur Produktionsleistung, zur Ausschussquote bis hin zu Lagerbeständen ermitteln. Aus den Einzelkennzahlen über Verfügbarkeit, Leistung und Qualität kann dann die übergeordnete Kennzahl zur Berechnung der Gesamtanlageneffektivität OEE (Overall Equipment Effectiveness) errechnet werden.

Informationslücken ergeben sich allerdings, wenn über die Standard-Leistungsarten hinaus, weitere Daten erforderlich sind. Bei der Schwachstellenanalyse und für Verbesserungsmaßnahmen ist es wichtig, wertschöpfende Tätigkeiten von nur bedingt wertschöpfenden und nicht wertschöpfenden zu unterschieden. Vor allem die nicht wertschöpfenden Tätigkeiten werden nicht standardmäßig im SAP-System erfasst. Aktivitäten wie Wartezeiten, ungeplante Stillstände, Planzeitüberschreitungen oder Schulungen müssen deshalb zusätzlich erfasst und als Kennzahlen verfügbar gemacht werden. Wenn solche Informationslücken geschlossen werden, sind Optimierungen beispielsweise für eine zielgenauere Prozessführung, bei der Maschinenauslastung, beim Personaleinsatz oder der Montage möglich.

Ein MES-System direkt in SAP visualisiert die Kennzahlen

Da im SAP-System bereits 75 Prozent der erforderlichen KPI-Daten verfügbar sind, ist ein in SAP integriertes Produktionsleitsystem vorteilhaft. Unser MES-System „X-NetMES“ greift als SAP-Add-on direkt auf alle SAP-Daten zu. Zusätzlich werden im Standard-SAP-ERP nicht vorhandene Leistungen (nicht wertschöpfenden Zeitscheiben) erfasst. Anhand dieser Daten lässt sich ein umfassendes Abbild des Produktions-Geschehens darstellen. Die eingerichteten Produktionskennzahlen spiegeln dieses wider. So steht ein Dashboard zur Verfügung, in dem die Werte visualisiert werden. Per Drill-Down ist eine Detailanalyse möglich.

Beispiele für nutzbare Dashboards:

Ein Einzelmaschinen-Dashboard visualisiert KPIs wie Gutmengen, Ausschuss und Nacharbeit. Durch den Klick auf eine einzelne Maschine sind die Daten zu Aufträgen, Rüstzeiten, Maschinenverlauf oder Maschinenstillständen verfügbar. Maschinenstörungen werden als roter Balken gekennzeichnet. Das Dashboard zeigt die Abweichungen von Soll- und Ist-Daten und liefert Informationen zu den Ursachen.

Ein Dashboard für Auftragsanalysen gibt einen Überblick über alle Aufträge mit z. B. TOP-10-Ausreißer, Restlaufzeiten oder auch Liegezeiten, die dann näher untersucht werden können.

Ein Dashboard für die Maschinenanalyse zeigt einen Eventverlauf, der z. B. für Störungsanalysen bis auf einzelne Signale verfolgt werden kann.

Das MES-System liefert weitere Dashboards wie Maschinenstatus oder Personalauswertung. Der Anwender kann außerdem die verfügbaren Messpunkte für eigene Auswertungen verknüpfen. Mit dem X-NetMES-System ist in einer kurzen Zeit eine deutliche Leistungsverbesserung möglich. Die nicht wertschöpfenden Tätigkeiten können identifiziert, visualisiert und damit verringert werden. So ist eine kurzfristige Amortisation gewährleistet.

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In sechs Schritten zu einem aussagekräftigen Kennzahlensystem

Der Weg von der Auswahl der Kennzahlen über die Erfassung der Daten bis zur Integration in den betrieblichen Workflow und in ein kontinuierliches Produktionscontrolling sollte allerdings sehr gut geplant werden. Nur anhand einer klaren Zieldefinition sind später qualitative Aussagen möglich.

Deshalb ist es sinnvoll, bereits bei der Auswahl möglicher Kennzahlen systematisch vorzugehen. In der Praxis haben sich sechs Schritte zum Aufbau eines Kennzahlensystems bewährt:


1. Zieldefinition:

Der erste Schritt lässt sich in einem Kick-off-Workshop umsetzen. Die projektrelevanten betrieblichen Prozesse werden betrachtet, Projektziele definiert und konkrete und erreichbare Leistungsmerkmale festgelegt. Das können z. B. eine höhere Maschinenverfügbarkeit, reduzierte Neben- und Liegezeiten oder eine verbindlichere Termintreue in der Fertigung sein. Zur Umsetzung wird eine Projekt-Roadmap mit Milestones erstellt.


2. Schwachstellenanalyse:

Mit dem Analyseschritt werden die Zeit- und Kostenfresser in der Produktion aufgespürt. Hier werden unterschiedliche Methoden zur Schwachstellenanalyse genutzt, Benchmarkstudien und Datenanalysen erstellt sowie spezifische Messgrößen bestimmt. Es folgt die Priorisierung der Ergebnisse anhand einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.


3. KPI-Definition:

Durch die Analyse der Prozesse werden wertschöpfende, nur bedingt wertschöpfende oder nicht wertschöpfende Tätigkeiten und Abläufe identifiziert. Daraus lassen sich Kennzahlen der Produktion (KPI) ableiten, mit dem alle relevanten Prozessparameter visualisiert werden können. Das Ziel: Die Wertschöpfung maximieren.


4. Daten- und Meldepunkte:

Die Einfluss- und Rechengrößen der KPIs werden genauer definiert, um aussagekräftige Produktionsdaten zu erhalten. Im Produktionsbereich werden die dazu passenden Messpunkte bei Maschinen, Logistik, Personal und Prozess ermittelt.


5. Monitoring:

Im nächsten Schritt wird das KPI-Auswertesystem für die unterschiedlichen Unternehmensbereiche eingerichtet, um zu erkennen, „was nicht so gut läuft“. Produktionsleiter, Meister bis hin zum Schichtführer erhalten für sie angepasste Kennzahlen-Cockpits. Durch das Monitoring werden die Produktionsparameter analysiert und die Wechselwirkungen identifiziert. Es können Soll-Ist-Vergleiche durchgeführt und Abweichungsanalysen erstellt werden.


6. Kontinuierliche Verbesserung:

Im letzten Schritt wird ein Regelkreis aus „Plan-Do-Check-Act“ zur kontinuierlichen Verbesserung (KVP) eingerichtet. Dabei werden Melde- und Eingreifgrenzen für die Steuerung der betrieblichen Prozesse entwickelt und Verbesserungsmaßnahmen erarbeitet. Der Regelkreis wird schließlich durch sanftes Justieren oder durch Re-Engineering in den betrieblichen Workflow überführt.

MES DEMO-Fertigungscenter

Maschinenkommunikation mit SAP live

In unserem MES DEMO-Fertigungscenter in unserem Headquarter in Langenfeld bei Köln sehen Sie eine 4-Achs Schulungs-Bearbeitungsmaschine Type Gebr. Heller – Profitrainer, ausgestattet mit einer Sinumerik 840D Solutionline Steuerung, direkt an SAP ERP gekoppelt.

Seit kurzem können Sie auch eine Emco Compact Turn live erleben.

Für praxisgerechte Tests steht uns nun neben der aktuellen Sinumerik 840D SL eine ältere 810 / 840 sowie eine Heidenhain TNC Steuerung zur Verfügung.

Wir laden Sie ein, unser MES DEMO-Fertigungscenter zu besuchen:
Wo: In unserem Headquarter in Langenfeld bei Köln
Wann: Im Rahmen unseres Praxistages „MES direkt in SAP“ am 24. Februar 2021

Mehr Infos

Industrie 4.0

Die allumfassende Vernetzung aller Daten der digitalen Fabrik (Cyber Physical Produktion) mit dem Ziel, die Abläufe zu optimieren und somit die Produktivität zu steigern.

SAP ist eine der Datenplattformen der digitalen Fabrik.

Wir haben die Ideen und Werkzeuge, aus diesen Daten messbare Produktivität zu generieren – MES direkt in SAP.

MES (Manufacturing Execution System) mit IGH Infotec

X-NetMES Terminal

Die Darstellung der Dialoge des X-NetMES Terminals erfolgt entweder als klassisches HTML4 Frontend oder als progressives HTML5 Frontend.
Die Darstellungsart kann der Administrator im Customizing einstellen. Sämtlich Dialoge sind per Touch oder Tastatur zu bedienen.  Die Ein- und Ausgabebereiche sind dynamisch aufgebaut und orientieren sich an der Datenstruktur des SAP-Backends.

Im HTML5 Modus ist eine Darstellung auf Tablets / Smartphones möglich. Die Dialoge passen sich automatisch dem entsprechenden Bildschirm-Format an. Die Wahl des Betriebssystems und Browsers ist frei.

Wir heben MES in SAP auf ein neues Level

IGH Infotec: MES (Manufacturing Execution System) in SAP

Dialog

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