< zurück

ERP vs. MES: Immer noch unentschieden?

November 04, 2020

ERP vs. MES: Immer noch unentschieden?

Ist ein ERP-System als Einzellösung ausreichend, um Fertigungsunternehmen auf Industrie 4.0 vorzubereiten, ohne dabei ein MES oder eine andere Operations-Management-Lösung einzusetzen? Kann ein ERP-System in einem digitalen Transformationsprojekt ein MES ersetzen und die gleichen Vorteile bieten? Ist ein MES wirklich erforderlich, wenn ein ERP alle oder einen Großteil der Funktionen abdeckt, die von einem MES übernommen werden?

Diese Fragen bleiben seit Jahrzehnten immer noch aktuell. Das ewige Dilemma, ob ein ERP die geeignete Alternative für ein MES sein kann, ist nach wie vor ungeklärt.

In diesem Beitrag werden wir uns mit dem Fall ERP vs. MES befassen und erklären, warum in der Fertigung nur mithilfe einer Integration eines ERP mit einem MES, anstatt einer ERP-Erweiterung, das gesamte Nutzenpotential der Industrie-4.0 ausgeschöpft werden kann.

Was macht den Unterschied aus?

Zunächst ist es ist wichtig, den grundlegenden Unterschied zwischen einem ERP und einem MES zu verstehen. Dabei ist es wichtig zu wissen, zum Erreichen welcher Ziele ein ERP sowie ein MES ursprünglich entwickelt wurden. So kann man besser nachvollziehen, wie sich diese Softwareanwendungen im Laufe der Jahre transformiert haben und zu den Anwendungen geworden sind, die sie heute sind. Die ERP-Software (Enterprise Resource Planning) wurde entwickelt, um die Abläufe im Geschäftsprozessfluss besser zu verwalten und die Geschäftsaufgaben und -domänen eines Unternehmens mithilfe einer Softwareanwendung zu bewältigen. Die Palette der von einem ERP-System abgedeckten Funktionen ist umfangreich und umfasst unter anderem Auftragsbearbeitung, Materialmanagement, Personalverwaltung und Buchhaltung. Die Anwendung wurde rund um die Geschäftsprozesse konzipiert. Die zentrale ERP-Funktion ist die effektive Verwaltung von Geschäftsprozess-Transaktionen und die Rückmeldung über wichtige Meilensteine, die für die korrekte Auftragsdurchführung von Bedeutung sind oder, im engeren Sinne, die Abbildung der Lieferkette, die die Auftragsabwicklung umfasst.

Bild 1 ERP-Funktionen (Quelle: quora.com)

Das Manufacturing Execution System (MES) hingegen dient der Unterstützung des Produktionsablaufs, das bedeutet eine deutliche Ausrichtung auf die Prozessfunktionen und die damit zusammenhängende Datenerfassung und das Reporting. Das MES teilt sich zwar bestimmte Funktionen mit dem ERP-System (u.a. Materialmanagement, Personalmanagement, Produktion, Planung und Disposition), richtet seinen Schwerpunkt jedoch auf die Effektivität des Fertigungsprozesses selbst, um eine optimale Leistung in Bezug auf Qualität, Auslastung (Material, Betriebsmittel, Arbeitskräfte), Produktleistung und Compliance im Fertigungsprozess zu erreichen.

Die ERP- und MES-Anwendungen wurden ursprünglich für komplett unterschiedliche Geschäftsanforderungen ausgelegt – und zwar für Produktions- vs. für Geschäftszwecke. Trotz der Funktionsüberschneidungen war der unterstützte Funktionsumfang der Anwendungen recht unterschiedlich. So konzentriert sich das ERP-System, wenn es um das Personalmanagement geht, eher auf die Gehaltsabrechnung und die Präsenz im Rahmen der Arbeitskostenberechnung, während das MES Informationen über die Qualifikation und Zertifizierung von Bedienungspersonal und Mitarbeitern liefert, wobei der Zugang zu bestimmten Maschinen in Abhängigkeit von der vorhandenen Qualifikation gestattet oder eingeschränkt wird.

Im ERP werden ebenfalls Kundenaufträge angelegt sowie ggf. Fertigungsaufträge generiert und zur Durchführung an die Fertigung übermittelt. Das MES dient zur eigentlichen Aufteilung des Arbeitsauftrages in kleinere, definierte und messbare Teilaufgaben und begleitet die Abwicklung des Fertigungsauftrages im Produktionsprozess.

Beide Anwendungen haben zwar ähnliche Funktionen, unterscheiden sich aber in der Art und Weise, wie sie diese anwenden. Das MES verfolgt einen differenzierteren Ansatz zum Management des Fertigungsprozesses und so das Ziel, sämtliche Transaktionen in der Fertigung zu erfassen, die nach ihrer Zusammenfassung und Konsolidierung in das ERP einfließen.

Bild 2 ISA-95 funktionelle Hierarchie der Entscheidungsebenen in der Fertigung (Quelle: mesa.org)

Dieses Model bestimmt die einzelnen Ebenen im Geschäftsprozess und legt die Aufgaben der IT-Anwendungen auf den jeweiligen Ebenen fest. Das MES wird als die Betriebsführungsebene eingestuft, während das ERP als die Geschäftsplanungs- und Logistikebene gilt, die ihren Schwerpunkt und ihre funktionsbezogenen Ergebnisse besser definiert.

  • Ebene 0 ist der Produktionsprozess selbst
  • Ebene 1 sind die Sensoren/IoT
  • Ebene 2 ist die Ebene der Produktionskontrolle/Visualisierung (Echtzeit-Systeme)
  • Ebene 3 ist das Echtzeit-MES
  • Ebene 4 ist das ERP (mit Latenzzeit)
  • Der Vorteil eines solchen Modells wie ISA-95 liegt darin, dass die Abgrenzung zwischen den Funktionsschichten visualisiert wird. Es bietet eine Darstellung der Zeitrahmen von ausgeführten Transaktionen auf einzelnen Ebenen, die je nach Schwerpunkt der Anwendung (Geschäfts- versus Betriebsmanagement) erheblich variieren. Die Ebenen 0-3 operieren, wie man sieht, in Echtzeit oder nahezu Echtzeit, was den Datenfluss zur Anwendung bestimmt und auch die Verarbeitung und Weiterleitung der Daten an andere Anwendungen oder Systeme zur Weiterverwendung festlegt.

    Das MES bietet ein zeitnäheres Szenario. Betrachtet man das Modell, so wird recht leicht verständlich, dass es keineswegs einen ERP- vs. MES-Ansatz vertritt. Stattdessen wird auf eine MES-ERP-Kombination gesetzt, sodass die Anwendungen, wenn sie integriert sind, aus Sicht der Geschäftsprozesse eine breitere Verbesserungsgrundlage bieten, als wenn sie sich gegenseitig ersetzen. Ebenso hat die Manufacturing Enterprise Solution Association (MESA) im Jahr 2004 ein C-MES- oder Collaborative-MES-Modell entwickelt:

    Das C-MES-Modell verstärkte die Funktion des MES mit 11 zentralen Geschäftsfunktionen, die 1997 erstmals definiert wurden:

    1. Betrieb/Detaillierte Sequenzierung

    2. Disposition von Produktionseinheiten

    3. Produktnachverfolgung und Genealogie

    4. Personalmanagement

    5. Qualitätsmanagement

    6. Wartungsmanagement

    7. Ressourcenzuteilung und Status

    8. Dokumentationssteuerung

    9. Leistungsanalyse

    10. Prozess-Management

    11. Datenerhebung und Akquisition

    Das Modell mit C-MES wurde um Supply-Chain- und Betriebsmittel-Optimierungsmöglichkeiten erweitert, die durch die Integration mit dem ERP und anderen Business-Anwendungen auf der Geschäftsprozessebene sowie mit Automatisierungs- und Steuerungsanwendungen im Shopfloor zu erreichen sind. Im Gegensatz zum ISA-95-Modell, das auf die Informationsarchitektur und die Hardwaresysteme ausgerichtet ist, liegt der Schwerpunkt des MESA-Modells auf dem allgemeinen Geschäftsprozess. Das Modell setzt, ähnlich wie die Geschäftsstrategie im Hinblick auf den Geschäfts- und Fertigungsbetrieb, die IT-Anwendungen zur Integration und als geteilte Informationsquellen im Unternehmen voraus. So kann das Unternehmen reibungslos und mit hoher Effizienz geführt werden, sodass eine maximale Rentabilität gewährleistet ist.

    Bild 3 Kollaboratives MES-Modell (Quelle: mesa.org)

    Kollaborativ zur Industrie 4.0

    In beiden Modellen ISA-95 und MESA wird die Integration von ERP- und MES-Systemen mit dem Ziel der Gestaltung eines kollaborativen Geschäftsprozesses angestrebt, bei dem IT-Anwendungen zusammenarbeiten, nebeneinander bestehen und sich gegenseitig ergänzen, anstatt miteinander zu konkurrieren. Genau das wird aus Sicht der Industrie 4.0 umso dringender benötigt. Die neue industrielle Revolution ist stark auf umfassende Datenanalysen, das industrielle Internet der Dinge (IIoT) und andere moderne Technologien wie AR, AI, APS, Additive Manufacturing und Cloud Computing angewiesen.

    Ein modernes MES, das im Kernbereich der Prozessausführung entstanden ist, steht im Vordergrund des Industrie-4.0-Szenarios. Es ermöglicht die notwendige Integration mit Anwendungen auf Geschäftsprozessebene wie ERP (Enterprise-Resource-Planning), SCM (Supply Chain Management), CRM (Customer Relationship Management) und WMS (Warehouse Management System). Darüber hinaus verfügt es über die notwendige Funktionalität zur Erfassung von mehreren Millionen von Transaktionen auf Fertigungsebene, die gleichzeitig in verschiedenen Fabriken und auf mehreren Prozessstufen stattfinden. Das MES erfasst und verarbeitet diese Transaktionen und erzeugt zugleich detaillierte Informationen, Muster und Trends, die an Anwendungen auf Geschäftsprozessebene übermittelt werden können.

    Auch wenn das moderne MES teils gleiche Funktionen wie das ERP-System aufweist, ist die MES-Funktionsweise dennoch wesentlich detaillierter, wobei sich die Funktionalitäten (wie in den MESA-Diagrammen ausführlich dargelegt) erheblich von denen des ERP unterscheiden. Solange ein ERP nicht über ein eigenes oder integriertes MES-Modul verfügt, das diese Funktionalitäten unterstützt, kann das ERP alleine die Anforderungen, die Industrie 4.0 in Bezug auf die digitale Transformation aufstellt, nicht bewältigen.

    Moderne MES-Anwendungen verfügen heute zudem über eine Datenplattform, welche die grundlegende Struktur für eine Industrie-4.0-Implementierung bereitstellt. Auch solche Technologien wie AR, KI-gestütztes maschinelles Lernen und APS bauen auf der eigentlichen MES-Anwendung auf. Im Prinzip bedeutet dies, dass ein ERP nicht über die erforderliche Basisinfrastruktur verfügt, um die Use Cases zu begründen, die das MES normalerweise problemlos abdecken kann.

    Das impliziert oder bedeutet nicht, dass das MES als Ersatz für ein ERP gelten kann. Man sollte jedoch unbedingt verstehen, dass Industrie 4.0 auf die vielfältigen IT-Anwendungen zurückgreift, um die digitale Transformation zu unterstützen und zu bewältigen. Im Mittelpunkt dieser Transformation steht dabei das MES.

    Fazit

    Zwei Punkte sollten geklärt werden:

    1. Man darf nie die Frage entweder ein ERP oder ein MES formulieren. Beide Systeme können einander nicht ersetzen; vielmehr müssen sie miteinander verknüpft werden und zusammenarbeiten, um ein Ökosystem Industrie 4.0 in der gesamten Wertschöpfungskette zu entwickeln.

    2. Liegt die Hauptaktivität einer Organisation im Fertigungsbereich, sollte ein (branchenspezifisches) MES verfügbar sein. Das MES ermöglicht die Anwendung der wichtigsten Technologien, die gemeinsam die Grundlage für Industrie 4.0 bilden. Das gewählte MES sollte zur Integration mit IT-Anwendungen auf verschiedenen Ebenen geeignet sein. Neben der reinen Integration soll es zusätzlich ein optimales Tool zur digitalen Transformation darstellen.

    Wenn Sie also das nächste Mal vor dem Dilemma stehen, ob das ERP Ihr MES werden kann, sollten Sie diesen Artikel noch einmal analysieren und bedenken, dass beide Systeme wichtig sind und im gesamten Geschäftsprozess besondere und unterschiedliche Funktionen erfüllen. Einige ihrer Funktionen sind zwar überlappend, die Funktionsweise eines ERP-Systems im Hinblick auf eine bestimmte Aufgabe, z.B. Arbeits- oder Materialmanagement, unterscheidet sich jedoch deutlich von der Funktion und dem Output eines MES.

    Sind diese Anwendungen integriert, so kann ihre Interoperabilität letztendlich zu einer fundierteren, verbesserten Entscheidungsgrundlage, einer gesteigerten operativen Effizienz und den sich daraus ergebenden Prozessverbesserungen führen, die gegenüber ihrem isolierten Einsatz wesentlich verbessert werden.

    Ein abschließender Gedanke: Wenn wir Sie überzeugen konnten, dass ein MES als Ergänzung zu Ihrem ERP-System erforderlich ist, stehen Ihnen viele Ressourcen zur Verfügung, die sowohl aus strategischer als auch aus ausführender Perspektive eingesetzt werden können. MESA verfügt über zahlreiche Whitepaper zu Use Cases, Implementierungs- und Integrationsstrategien. Auch wir bei Critical Manufacturing haben ein robustes Partnernetzwerk aufgebaut, um Sie bei der allgemeinen Auswahl, dem Rationalisierungs- und Installationsprozess zu unterstützen. Das Ergebnis: Sie sind damit nicht allein. Die Branchen-Infrastruktur liefert Ihnen die benötigte Unterstützung, Rationalisierungs- und Umsetzungsressourcen, um Ihr Ziel von Industrie 4.0/digitaler Transformation zu erreichen!

    Die englische Originalversion dieses Artikels von Jeff Richardson (veröffentlicht am 25.09.2020) finden Sie hier.


    < zurück
    Freigeben:

    Like us on Facebook!

    Updates abonnieren

    Abonnieren

    Download White paper:

    Five Ways Medical Device Industry Leaders Maintain their Manufacturing Edge
    by Julie Fraser, Iyno Advisors
    Download