MES für Industrie 4.0

MES-KOSTEN UND RENTABILITÄT (ROI)

WIE ERSTELLT MAN EINE SOLIDE WIRTSCHAFTLICHKEITSBERECHNUNG?

Manufacturing Execution Systeme (MES) wurden erstmals in den 80er Jahren in der Halbleiterindustrie eingeführt. Die Halbleiterindustrie zeichnet sich durch äußerst kapitalintensive und extrem komplexe Herstellungsprozesse aus.

Auch wenn die Hardwarekosten seit der Implementierung der ersten MES-Systeme um mehrere Größenordnungen gesunken sind, können die Kosten einer MES-Systemimplementierung noch immer erheblich sein. Aus diesem Grund ist es notwendig, eine überzeugende Wirtschaftlichkeitsberechnung (Business Case) zu erstellen, um das Projekt zu rechtfertigen.

Eine detaillierte ROI-Analyse erfordert Ermittlung aller Vorteile und Kosten, die mit der MES-Implementierung einhergehen.

Nutzenberechnung

Die Vorteile eines MES können in vier Kategorien eingeteilt werden: Qualität, Produktivität, Gesetzeskonformität und Agilität.

Durch Verbesserung der Leistungskennzahlen in jeder Kategorie wird ein Gewinn/Nutzen erzielt, dessen Wert ziemlich genau berechnet werden kann (klicken Sie auf einzelne Kategorien, um Details anzuzeigen). Alle Gewinne sind nach der Implementierung des MES kumulativ (und daher wiederkehrend).

Diese Kategorie enthält Nutzenaspekte, die mit der Verbesserung der Rentabilität und der Produktleistung sowie der Steigerung der Kundenzufriedenheit einhergehen:

Verbesserte PRODUKTIONSLEISTUNG durch:

Analyse von Prozess- und Maschinendaten sowie Benchmarking;

Online-Prozesskontrolle (mit statistischer Prozesskontrolle (SPC) oder anderen Überwachungsarten);

Umsetzung von Geschäftsprozessen (z.B.: Stichprobenverwaltung, Wartung);

Höheren Automatisierungsgrad;

Verringerung von Fehlern aufgrund manueller Prozesse;

Frühzeitige Eingrenzung von Prozess- oder Maschinenabweichungen (einschließlich voller Rückverfolgbarkeit der Materialbestände in der Fertigung (WIP).

Nutzenberechnung: Wert der Ertragssteigerung x Volumen

Verbesserte PRODUKTLEISTUNG durch:

Analyse von Prozess- und Maschinendaten sowie Benchmarking.

Nutzenberechnung: Wert der verbesserten Produktleistung x Volumen

Senkung der RETOURENQUOTE durch:

Online-Prozesskontrolle (mit statistischer Prozesskontrolle (SPC) oder anderen Überwachungsarten);

Durchführung von Prüfungen und Inspektionen.

Nutzenberechnung: Eingesparte Kosten der vermiedenen Retouren + Wert der Kundenzufriedenheit und -bindung

Pünktliche LIEFERUNG durch:

Disposition und Einplanung;

Echtzeit-Status und Transparenz.

Nutzenberechnung: Wert der Kundenzufriedenheit erreicht durch termingerechte Lieferung

Diese Kategorie enthält Nutzenaspekte, die anhand eines höheren Durchsatzes bei gleichbleibenden Ressourcen (oder bei gleichem Durchsatz mit weniger Ressourcen) erreicht werden.

Steigerung von PRODUKTIONSVOLUMEN durch:

Höheren Automatisierungsgrad;

Disposition und Einplanung;

Echtzeit-Status und Transparenz;

Proaktive Maßnahmen und Alarme (z.B. Lagerbestände, Verfallsdaten, Wartungsarbeiten);

Produktionstechnik (einschließlich OEE), Datenanalyse, Benchmarking.

Nutzenberechnung: Wert des zusätzlichen Produktionsvolumens

Reduzierung von MATERIALBESTÄNDEN in der Fertigung (WIP) durch:

Höheren Automatisierungsgrad;

Disposition und Einplanung;

Echtzeit-Status und Transparenz;

Engineering-Datenanalyse sowie Benchmarking.

Nutzenberechnung: Wert der Erträge aus eingespartem Betriebskapital + Wert des eingesparten physischen Raums / der Lagerplätze

Kürzere DURCHLAUFZEITEN durch:

Höheren Automatisierungsgrad;

Disposition und Einplanung;

Echtzeit-Status und Transparenz;

Engineering-Datenanalyse sowie Benchmarking.

Nutzenberechnung: Wert der kürzeren Auftragsdurchlaufzeit + Wert der schnellen Einkünfte

KOSTENEINSPARUNGEN durch:

Papierlose Fertigung;

Höheren Automatisierungsgrad;

Herstellungkostenanalyse sowie Benchmarking.

Nutzenberechnung: Kosteneinsparungen

Diese Kategorie enthält Nutzenaspekte, die mit der Einhaltung von nationalen und/oder branchenspezifischen Vorschriften (z.B. FDA CFR Part 21 für Medizinprodukte in den USA) einhergehen.

Verbesserte GESETZESKONFORMITÄT durch:

Umsetzung von Geschäftsprozessen und Vorschriften;

Elektronisches Tracking und Rückverfolgbarkeit;

Nutzenberechnung: Aufwand bezüglich Erfüllung von Anforderungen aufgrund behördlicher Auflagen ohne MES

Diese Kategorie umfasst Nutzenaspekte im Zusammenhang mit Zeit und Kosten der Einführung neuer oder veränderter Produkte und Prozesse

Geringe DAUER UND KOSTEN DER EINFÜHRUNG NEUER ODER VERÄNDERTER PRODUKTE UND PROZESSE durch:

Flexible Stammdatenkonfiguration;

Flexible Definition und Integration von Geschäftsregeln;

Systemimplementierung und Durchführung von Geschäftsprozessen.

Schnelle Personaleinarbeitung über intuitive Benutzeroberflächen.

Nutzenberechnung:
Kosten der Einführung neuer oder veränderter Produkte und Prozesse ohne Einsatz von MES + Wert der zusätzlichen Zeitersparnis (hinsichtlich Time-to-Market)

Die Kosten

Wiederkehrende Kosten (entfallen, wenn die Hardware am Ende der Abschreibungsdauer nicht erneuert wird).

Einmalige Kosten während der Projektumsetzung.
Andere Lizenzmodelle sind in der Regel auch auf der Grundlage einer monatlichen/jährlichen Gebühr oder eines Pay-per-Use-Modells erhältlich.

Wiederkehrende Kosten nach der Projektumsetzung.
Umfasst typischerweise den Zugang zu neuen Softwareversionen und dem Produktsupport.

Einmalige Kosten während der Projektumsetzung.

Die meisten MES-Implementierungen enden jedoch nie aufgrund der neuen Anforderungen und Funktionalitäten, die im Zuge der Unternehmensentwicklung erforderlich werden. Dennoch ist der größte Arbeitsaufwand mit der MES-Einführung verbunden.

Einmalige Kosten während der Projektumsetzung.
Die operative MES-Nutzung ist dabei Teil der täglichen Arbeit der internen Mitarbeiter.
Bei der Implementierung von MES ist es wichtig, die Verfügbarkeit von Hauptnutzern zur Unterstützung des Projekts zu gewährleisten.

Wiederkehrende Kosten. Dazu gehören MES-Betriebs- und Verwaltungskosten.

Whitepaper:

Affordable MES. Performance and Scalability for Time-Critical Industry Environments.
von Critical Manufacturing

Bei der Auswahl eines Systems für Anwendungen, die potenziell erweitert werden können, muss sichergestellt werden, dass dieses System alle Änderungen in Hinblick auf Abläufe, Automatisierung, Komplexität oder Volumen bewältigen kann.

Critical Manufacturing führte Studien mit typischer Hardware durch, die in einer funktionierenden Fabrik zu finden ist, mit dem Ziel, die Leistung und Skalierbarkeit des MES nachzuweisen.

Mehrere Testsysteme wurden programmiert, um eine Kombination aus einem bestimmten Transaktionssatz durchzuführen. Um die Anzahl der fortlaufenden Transaktionen zu erfassen, variierten die Tester die Anzahl der Anwendungsserver von eins bis vier und erfassten die API-Transaktionsschreiben an jeden einzelnen.

Neue Benchmark-Tests zeigen, dass mit Critical Manufacturing MES selbst mit relativ preiswerter Standardhardware weit über 400 Transaktionen pro Sekunde verwaltet werden können. Außerdem zeigen diese Tests, dass das Hinzufügen von Anwendungsservern lineare Leistungssteigerungen bewirkt, was wiederum bedeutet, dass dadurch auch weitere Leistungssteigerungen und Skalierung des Datenbankservers möglich sind.

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