Grundlage für Industrie 4.0 ist die Digitalisierung der Wertschöpfungsprozesse. Der Einsatz von MES schafft die digitale Brücke von den planenden Softwaresystemen zu den operativen Fertigungseinheiten und ist so ein großer Schritt auf dem Weg zu Industrie 4.0. Um künftige Strategien, Investitionen und Trends im Maschinenbau zu erfassen, hat der VDMA die Studie ‚IT-Report 2016’ lanciert.

Insgesamt 100 Unternehmen haben an der Erhebung teilgenommen. Die Maschinenbauer gaben Auskunft über den Einsatz von Softwarelösungen, Investitionsvorhaben und die Bedeutung von IT-Trendthemen in den kommenden zwei Jahren. „Neben industriellen Apps und Cloud-Lösungen stehen auch MES-Systeme aufgrund der zunehmenden Digitalisierung in der Produktion im Fokus“, sagt Guido Reimann, Referent im Fachverband Software und Digitalisierung des VDMA.

Die Anzahl der MES-Nutzer steigt

Fertigungsmanagementsysteme wie MES, die auch mit begrenzten Ressourcen erfolgreich planen und arbeiten können und eine Überwachung des Fertigungsfortschritts ‚in Echtzeit’ zulassen, etablieren sich also mehr und mehr. So hat sich der Anteil der Anwenderunternehmen im Maschinenbau laut VDMA gegenüber 2008 mehr als verdoppelt. Damals hatten erst etwa 20 % eine solche Lösung im Einsatz. „Nach unseren aktuellen Erhebungen verwenden mittlerweile rund 44 Prozent der Unternehmen des Maschinenbaus ein solches System“, so Reimann weiter.

Und es gibt viele MES-Lösungen und –Anbieter hierzulande. So listet der Marktspiegel ‚MES 2016/2017’ des MES D.A.CH Verbandes über 200 MES-Anbieter auf. Nach Angaben des vom Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung und Trovarit herausgegebenen ‚Marktspiegel Business Software: MES – Fertigungssteuerung 2017/2018’ werden im deutschsprachigen Raum über 150 MES-Software-Lösungen angeboten. Unter diesen Systemen sind auch die Lösungen der MES-Anbieter Fastec, Forcam, Guardus Solutions, Industrie Informatik und MPDV zu finden, die im folgenden beschrieben werden.

Fastec - Direkte Zusammenarbeit mit dem Kunden

„Als MES-Anbieter hat Fastec seit der Gründung vor über zwanzig Jahren ein breites Spektrum an Projekten realisiert - im Hinblick auf Produktionsprozesse und Fertigungsverfahren in verschiedenen Branchen im nationalen sowie internationalen Einsatz“, sagt Dr. Karl-Heinz Gerdes, Geschäftsführer von Fastec. „Produktionsunternehmen profitieren von einer hochkonfigurierbaren MES-Standardsoftware, mit der MES-Projekte passgenau, schnell und kostengünstig umgesetzt werden.

Ein Schlüssel zum Erfolg ist dabei die direkte Zusammenarbeit mit dem Kunden sowie die drei individuell anpassbaren und flexiblen MES-Lösungen.“ Dazu gehören neben dem Produktivitätsmessgerät easyOEE zur Optimierung einzelner Maschinen vor allem das modulare MES Fastec 4 Pro, das im Zentrum der Fastec-Software-Lösungen steht. Anforderungsspezifisch miteinander kombinierbare Module verbessern die Produktionsplanung, schaffen mehr Transparenz und geregelte Abläufe oder stellen automatisch generierte KPIs, Analysen und Berichte zur Verfügung.

Die flexibel kombinierbare Modulpalette setzt sich aus den Modulen Feinplanung, Traceability, Energie-Monitoring, Instandhaltung, Logistik, Maschinen- und Betriebsdatenerfassung zusammen. Mit der Shopfloor Business Intelligence-Lösung ‚Corporate Analytics’ für den werksübergreifenden Einsatz der MES-Lösung Fastec 4 Pro haben Unternehmen die Auswertungen all ihrer Standorte zentral im Blick.

„Unsere MES-Einstiegslösungen ermöglichen Kunden zu einem überschaubaren Einstiegspreis, Produktionsdaten automatisiert zu erfassen, zu analysieren und daraus Handlungsbedarfe abzuleiten. Mit wachsendem Know-how kann dann Schritt für Schritt die MES-Lösung erweitert werden – insgesamt kleine aber wichtige Stufen hoch zu Industrie 4.0“, so Fastec-Geschäftsführer Gerdes weiter.

Forcam - Wandel zu einer IIoT-Plattform

Die Kernfunktionen der Fertigungslösung Force von Forcam umfassen die Erfassung von Maschinendaten, die Betriebsdatenerfassung, die ERP-Anbindung sowie die nahtlose SAP-Integration mit eigenem SAP-Adapter. Zusammen mit umfangreichen Reporting-Werkzeugen kann auf dieser Basis die Gesamtanlageneffektivität (OEE) gesteigert werden. Umfangreiche Funktionen wie ein Fertigungsleitstand, Fertigungsdaten-Management oder Traceability gehören ebenfalls zum Lösungsportfolio vom Forcam.

„Forcam setzt vor allem auf Einstiegspakete und vorkonfigurierte Lösungspakete, die sowohl Zeit sowie Kosten bei der Implementierung einsparen“, sagt Franz Eduard Gruber, Gründer und Geschäftsführer von Forcam. Eine kostenlose Testversion diene als ‚Proof of Concept’ für die Technologie. „Das Smart Factory Starter Kit hingegen ermöglicht Unternehmen binnen drei Monaten bereits eine Steigerung der Anlagenverfügbarkeit von plus 10 Prozent zu erreichen und somit einen schnellen Return-On-Investment sicherzustellen“, so Gruber weiter.

Die vorkonfigurierten Use Case-Pakete sind so konzipiert, dass sie als Standardprodukte eingeführt sind – allerdings voll konfigurierbar durch den Kunden angepasst werden können. Forcam hat zudem eine leistungsfähige ‚Rule Engine‘ konzipiert, um die Verarbeitung von Daten sowie den Informationsfluss in der Software ohne Programmierungsaufwand modellieren zu lassen. „Die klassische Automatisierungspyramide mit MES als Schnittstelle zum ERP-System und zur Feldebene wird immer weiter aufgelöst“, sagt Forcam-Geschäftsführer Gruber. Forcam vollziehe daher den Wandel zu einer IIoT-Plattform (Industrial Internet of Things). Mehr Integrationsfähigkeit in bestehende IT-Landschaften, Offenheit gegenüber proprietäre Best-In-Class-Lösungen sowie offene Anwendungsschnittstellen (Open API) sind zentrale Bestandteile für diesen Wandel.

Guardus Solutions - hohe Flexibilität und Individualität

Das System- und Softwarehaus Guardus Solutions bedient im industriellen Fertigungsumfeld die Bereiche Qualitäts- und Produktions-Management. Im Mittelpunkt steht dabei das Manufacturing Execution System Guardus MES. Diese Lösung bildet die Schnittstelle zwischen der operativen Ebene und den übergreifenden PPS- und ERP-Systemen. „Guardus MES hat den Anspruch, hohe Flexibilität und Individualität zu garantieren. Als Standard-Software-Anwendung entwickelt, wandelt sich Guardus MES beim Kunden vor Ort in ‚seine‘ Lösung, die signifikanten Mehrwert generiert und Begeisterung schafft“, sagt Andreas Kirsch, Vorstand Entwicklung, Finanzen und Controlling Guardus.

„Über das Design der Oberflächen und der dahinter liegenden Prozesse samt Plausibilisierungen und Verriegelungen werden die Arbeitsabläufe des Kunden in der Software abgebildet“, so Kirsch weiter. Auf Wunsch werden die erforderlichen Werkzeuge an den Kunden ausgeliefert und geschult, damit er das System selbstständig weiterentwickeln und geänderte Anforderungen anpassen kann. „Größtmögliche Autonomie ist das Ziel“, sagt Kirsch.

Guardus konzentriert sich auf Unternehmen der diskreten Fertigung mit hohen Ansprüchen an die Steuerung und Dokumentation der Qualitäts- und Produktionsprozesse. Dazu gehören die Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt sowie Automobilzulieferer und die medikamenten- und lebensmittelbezogene Packstoffindustrie. Produktionsverfahren sind Kunststoff- und Metallverarbeitung, Elektrotechnik, Rollenfertigung und Montageprozesse – idealer Weise in Kombination. Über die oben beschriebenen Werkzeuge zur Anpassung der Software an die Kundenprozesse ist Guardus MES der perfekte Enabler für Industrie-4.0-Projekte. Erste Referenzen zur Werkstück-Maschinen-Kommunikation sind im Live-Betrieb.

Industrie Informatik - Standardkommunikation im maschinellen Umfeld

Dem Thema ‚Standardisierung’ als eine der größten Herausforderungen bei der Umsetzung von Industrie-4.0-Maßnahmen widmet sich der MES-Spezialist Industrie Informatik in der jüngsten Version seiner MES-Lösung cronetwork. Und das mit gutem Grund: Gerade hinsichtlich Maschinenkommunikation herrscht hier ein Konglomerat an Kommunikationsprotokollen und Treibern. Anlagenspezifische Individuallösungen sind keine Seltenheit. Mit dem neuen Release 19 der MES-Lösung cronetwork möchte der Softwareanbieter diesen Kreis durchbrechen und setzt mit einem integrierten OPC-UA Server auf Standardkommunikation im maschinellen Umfeld.

„Stand bei der Nutzung der OPC-Technologie bisher der einseitige Datentransfer von der Maschine in die IT im Fokus, so gehen wir mit cronetwork Release 19 einen Schritt weiter. Mittels integriertem OPC-UA Server wird die Weitergabe der Daten an die verschiedensten Empfänger möglich“, sagt Thomas Krainz, Mitglied der Geschäftsleitung bei Industrie Informatik und verantwortlich für den Bereich Strategisches Produktmanagement. Daten können ab sofort mittels OPC-UA Server auch in den Shopfloor zurückgeliefert werden.

Ziel dabei ist nicht die Übernahme der Maschinensteuerung, sondern vielmehr die umfassende Datenerfassung inklusive Maschinen- und Betriebsdaten und die anschließende Weitergabe unter Einhaltung des OPC Kommunikationsstandards – und zwar an verschiedene Empfänger entlang der gesamten Wertschöpfungskette! Die möglichen Einsatzgebiete und –szenarien sind dementsprechend vielseitig.

„Wir sind in der Lage, sämtliche Daten im MES in Echtzeit und auftragsbezogen dorthin zu liefern, wo sie gerade benötigt werden – egal ob Shopfloor, Steuerungssystem oder interne Logistik“, so Krainz weiter. Während sich in höher angesiedelten IT- und Produktionsebenen durchaus seit längerem Standards etabliert haben, so ist der Shopfloor nach wie vor durchzogen mit unzähligen Individuallösungen. Mit dem M2M-Kommunikationsstandard OPC und dem neuen OPC-UA Server in cronetwork kann dieses Dilemma beseitigt und ein großer Schritt in Richtung Industrie 4.0 gemacht werden.

Manufacturing Integration Platform - hohe Flexibilität und Interoperabilität

Die von MPDV - Anbieter von Hydra, einer modular aufgebauten MES-Lösung - konzipierte Manufacturing Integration Platform (MIP) steht durch ihre offene Architektur für hohe Flexibilität und Interoperabilität. Mit der in alle Richtungen offenen Platform will MPDV sowohl Fertigungsunternehmen als auch Software-Partnern die Möglichkeit geben, eigene Apps und Add-Ons für das Produktionsumfeld zu entwickeln und nahtlos zu integrieren.

Damit reagieren die MES-Experten auf aktuelle Veränderungstendenzen: einerseits wird die Anzahl der Datenlieferanten signifikant steigen und andererseits fordern Anwender immer häufiger, Applikationen unterschiedlicher Anbieter oder eigene Apps miteinander zu kombinieren. Dabei soll die Platform keineswegs als Nachfolger heutiger Manufacturing Execution Systeme (MES) gesehen werden. Vielmehr ist die Manufacturing Integration Platform eine neue Variante zur Realisierung der Aufgaben und Funktionen, die ein MES üblicherweise abdeckt.

„Immer mehr Produktionsunternehmen wollen Anwendungen unterschiedlicher Anbieter und Eigenentwicklungen miteinander kombinieren und brauchen daher einen innovativen Plattformansatz“, sagt Professor Dr.-Ing. Jürgen Kletti, geschäftsführender Gesellschafter der MPDV. „Einige Unternehmen hingegen werden auch in Zukunft mit dem Aufbau und dem Funktionsumfang eines heutigen Manufacturing Execution Systems (MES) sehr gut leben können.“