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MES in vertikal integrierten und komplexen Wertschöpfungsketten

February 02, 2021

MES in vertikal integrierten und komplexen Wertschöpfungsketten

Dieser Blog-Beitrag ist eine Zusammenfassung eines Webinars, das wir gemeinsam mit unserem Kunden Ultradent veranstaltet haben. Der vorliegende Anwendungsfall ist besonders bemerkenswert, denn er umfasst eine Kombination von Bestandteilen, die sonst nicht in einer einzigen Fabrik vorzufinden sind: vertikale Integration, eine große Vielfalt an Produkten und SKUs (Stock Keeping Unit), unterschiedliche Fertigungsarten und eine erweiterte Lieferkette, die koordiniert und aktualisiert werden muss.

Es ist bekannt und belegt, dass alle mit Digitalisierung verbundenen Änderungen, die sich auf die gesamte Wertschöpfungskette erstrecken, vom Top-Management eines Unternehmens vorangetrieben werden müssen. Die Digitalisierung ist eine strategische Neuausrichtung und muss von einem engagierten bereichsübergreifenden/internen Team begleitet werden, das mit externen Fachleuten aus Berater- und Lieferantenunternehmen kooperiert. Die Projektteilnehmer haben die Aufgabe, den Aufbau des neuen Betriebsmodells zu planen und die Einhaltung der festgelegten Zeitpläne zu überwachen, während die notwendigen Maßnahmen umgesetzt und dabei die aufschlussreichen Informationen aus der Praxis miteinbezogen werden. Das Team hat die notwendigen organisatorischen Voraussetzungen zu schaffen und die Motivation zu fördern, um eine realistische und optimierte Umsetzung des ursprünglichen Konzepts zu ermöglichen.

Die MES-Implementierungen dienen heute dazu, eine digitale Transformation der gesamten Wertschöpfungskette zu erreichen und die gesamte Organisation auf Industrie 4.0 auszurichten. Der Schwierigkeitsgrad der MES-Implementierung hängt von der Eigenkomplexität ab, die innerhalb jeder Wertschöpfungskette existiert.

Quelle:Ultraden-Webinar: Managing Extreme Vertical Integration with a Single MES

Wir wollen einen Anwendungsfall untersuchen, in dem eine MES-Implementierung mit einer starken vertikalen Integration, mehreren Produktvarianten und Produktionslinien, die eine Mischung aus verfahrenstechnischen und diskreten Produktionsarten anwenden, erfolgt. Es bestehen außerdem strenge Compliance-Anforderungen an die papierbasierte Erfassung von Produktionsdaten. Das MES ist somit für die Fertigung und die Wertschöpfungskette von entscheidender Bedeutung.

Die Ausgangslage

Der Gesamtbetrieb des Unternehmens ist hochkomplex und gesetzlich geregelt. Es sind mehrere Produktionsstandorte, Modelle und Produkte vorhanden, wodurch die Komplexität der vertikalen Integration beeinflusst wird. Außerdem ist eine OEM-Komponente (Original Equipment Manufacturer) zu beachten: es werden Produkte für andere Unternehmen gefertigt. Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass sämtliche Standorte, Produktionslinien sowie Fabriken bereits einzelne zentrale Lösungen für die grundlegenden Geschäftsbereiche, wie ERP, PLM, Lösungen für Qualitätsmanagement und Dokumentenmanagement, einsetzen. Es bestand also die Absicht, diese Systeme mit einem zentralen MES zu kombinieren.

Erste Schritte

Ein Team wurde für die MES-Auswahl zusammengestellt und die Recherche gestartet Die Teammitglieder repräsentierten die Bereiche Fertigung, IT, Operations und Engineering. Ihr Ziel war eine umfassende Bestandsaufnahme und die gemeinsame Abstimmung mit allen Projektbeteiligten, um ein Pilotprojekt zu planen und ein entsprechendes Konzept vorzustellen. Das Pilotprojekt umfasste Prozess-, Funktions-, Strategie- und Geschäftsanforderungen sowie das Projektmanagement und die Ressourcenzuweisung.

Eine Entscheidung über das MES stand bereits fest - es galt zu entscheiden, ob die Fertigung unverändert bleiben soll oder ob ein Re-Engineering für den künftigen Prozess erforderlich war. So wurde ein genauer Arbeitsplan erstellt, mit dem das MES-Konzept getestet werden konnte - die ersten Produktchargen wurden nun komplett digital im MES statt im Papierformat abgewickelt.

Ein kompletter Produktfluss für eine Produktreihe wurde im Rahmen des Pilotprojekts nachgebildet. Diese deckt etwa die Hälfte des gesamten Produktsortiments ab. Hierzu gehörten Datenerfassung, Arbeitsauftragsmanagement, Integration der Unternehmenssysteme (ERP, PLM, Etikettierung) sowie der Betriebsmittel auf Fabrikebene. Die Erfassung von Fertigungsdaten und das Abweichungsmanagement waren dabei die zentralen Elemente im MES.

Das Pilotprojekt ging nach einigen Monaten live. Der erste Meilenstein in Bezug auf die Performance ist der MVP (minimum viable product). Der nächste Meilenstein ist das MSP (minimal scaleable product).

Ein robustes Änderungsmanagement ist ein notwendiger Bestandteil. Es können jederzeit bis zu 500 betroffene Positionen und Dokumente in den ausstehenden Änderungsaufträgen betroffen sein. Ein wichtiger Vorteil der MES-Nutzung sind Das Änderungsmanagement und die Komplexitätsbewältigung, denn die Umstellung von papierbasierten Abläufen auf den MES-Prozess und die Festlegung der Datenerfassungspunkte stellen das zentrale Ziel dieses Projektes dar. Zu den geplanten Verbesserungen gehören das Änderungsmanagement für hohe Stückzahlen, das Wiegen und Dosieren sowie die Erhöhung der Ausfallsicherheit beim Materialhandling.

Eine der Herausforderungen, mit denen gesetzlich geregelte Branchen konfrontiert werden, ist die Software-/ Systemvalidierung. Validierung steht für „dokumentiertes Vertrauen“. Ein korrekt validiertes MES kann die Notwendigkeit einer zusätzlichen Verifizierung durch Mitarbeiter obsolet machen, wie im Pilotplan festgehalten wurde. Die Softwareverifizierung - eine neue Dimension - bedeutet, dass das System gemäß den technischen Anforderungen funktioniert; die Validierung ergänzt dies um die Aspekte der Verfügbarkeit, Sicherheit, Integrität, Rückverfolgbarkeit und umfasst die gesamte Versorgungskette zur Gewährleistung von Anwender-/Verbrauchersicherheit.

Perspektivisch ist die Ausweitung des MES auf neue Produktionslinien geplant. Das MES setzt Modelle mit vergleichbaren Fertigungsabläufen und Datenerfassungsmerkmalen ein, um die spätere Vereinheitlichung eines einzelnen MES-Objektes zu gewährleisten. Dazu wurde eine MES-Roadmap erarbeitet, die 2 bis 3 Jahre in die Zukunft vorausschaut und mit einem Modellierungs- und Entwicklungs-Backlog von zwei bis drei Quartalen zur Einbindung neuer Use Cases ergänzt. Das Backlog wird laufend durch Rückmeldungen der beteiligten Akteure und durch etwaige Anpassungen der Geschäftsausrichtung ergänzt und präzisiert.

Was verspricht die Zukunft?

Das erste kurzfristige Ziel ist die Verbesserung des MES-Rollouts. Dies soll den Rollout der Implementierung weiter beschleunigen. Zu den zu berücksichtigenden Einschränkungen gehören die Größe, das Qualifikationsniveau und der Fokus des Teams, da ein MES-Implementierungsprojekt nur mit dem nötigen Maß an Vertrauen vorangetrieben werden kann.

Für Ultradent bedeutet dies, in Menschen zu investieren - kontinuierliche Weiterbildung und Investitionen in die Mitarbeiter auf allen Ebenen - Sponsoren, Produktverantwortliche, Konstrukteure, Projektleiter, Architekten, IT-Administratoren, Ingenieure für Steuerungstechnik sowie ihre Partner.

Das MES funktioniert grundsätzlich datengestützt, sodass das Verständnis der physikalischen Prozesse und des Informationsflusses weiterhin einen wichtigen Lernprozess darstellt. Es wurden Verfahren zur sicheren Datenerfassung und -analyse eingeführt; so stellt die Kombination aus Überwachung, Anwender-Feedback und Erfahrungswerten ein wirkungsvolles Instrument dar.

Skalierbarkeit ist das übergeordnete, ultimative MES-Ziel. Das MES muss so konzipiert sein, dass es flexibel und skalierbar ist sowie gleichzeitig die grundlegenden Anforderungen wie hohe Sicherheit, Verfügbarkeit und Disaster Recovery erfüllen kann. Die Skalierbarkeit muss dabei sowohl vertikal als auch horizontal möglich sein, mit einer langfristigen Datenspeicherung und der Fähigkeit zur Anpassung an Produkt- und Prozessänderungen. So werden die Ergebnisse die Argumente für einen breiteren Anwendungseinsatz natürlich stärken.

Eine gute Planung ist hier entscheidend sowie das richtige Verständnis für die Anforderungen der Prozesseigentümer, die Interaktion des MES mit anderen IT-Anwendungen und die Bereitstellung eines umfassenden, effektiven Systems, das sich an den strategischen Betriebszielen orientiert. Diese Ziele wurden fristgerecht und innerhalb des vorgesehenen Budgets erreicht.

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie eine erfolgreiche MES-Implementierung in komplexen, vertikal integrierten Wertschöpfungsketten umgesetzt werden kann, melden Sie sich bitte hier an und schauen Sie sich unser Webinar zu diesem Thema an.

Die englische Originalversion dieses Artikels von Mohamed Benkirane (veröffentlicht am 25. Januar 2021) lesen Sie hier.


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by Julie Fraser, Iyno Advisors
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