Mehr Effizienz und Qualität
in der Produktion
mit MES und Industrie 4.0
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti
1. Vorstand MES D.A.C...
ERP
Das typische Fertigungsunternehmen
Automatisierung / Shopfloor
ERP
Das transparente Fertigungsunternehmen
Automatisierung / Shopfloor
MES
MES =
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Das transparente Fertigungsunternehmen
Automatisierung / Shopfloor
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Mitglieder MES D.A.CH Verband e.V.
Ziele MES D.A.CH Verband e.V.
beratende Unterstützung von:
 Anbietern von Hardware, Software
und Systemen
 Planern und S...
Aktivitäten
Veranstaltung MES im Fokus
Jährliche Gemeinschafts-
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Aktivitäten
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 Ende des Jahres 2014 ist das weltweit erste,
deutschsprachige MES-Lexikon erschiene...
MPDV und HYDRA aktuell
über 900 Installationen des MES HYDRA
280 Mitarbeiter
mehr als 35 Jahre
Projekt-erfahrung
HYDRA und MES-Cockpit
MES für Fertigung,
Personal und Qualität
Werks-/Standort-
übergreifende
managementorientierte
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MPDV und Partner in Ihrer Nähe
Mosbach ▪ Heidelberg ▪ Hamburg ▪ Hamm ▪ München ▪ Stuttgart ▪ Winterthur ▪ Amboise ▪ Chicag...
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Wirtschaftlichkeit
FlexibilitätTermintreue
…. werden einander näher gebracht
Wirtschaftlichkeit
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Qualität
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Produktion
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Auswerten / Kennzahlen : z.B. OEE-Report
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Überwachen : Prozessqualität eines Merkmals
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Industrie 4.0
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ERP
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Maschinen, Sensoren
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Quelle: VDI Thesen und Hand...
Industrie 4.0 verbindet Enterprise und Shopfloor
Datenerfassung in der Vergangenheit
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Von Big Data zu Smart Data
 Big Data
 Große Datenmengen alleine helfen oft wenig!
 Smart Data
 Aussagekräftige Informa...
Integratives Datenmanagement: MES als Datendrehscheibe
MES-
Datenbank
Material- und
Lagerdaten
Qualitätsdaten
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Dezentrale Planung und Ressourcenverwaltung
Maschinengruppe A Maschinengruppe B
Mobilität
Informationen und Datenerfassung direkt am Ort des Geschehens!
Flexibilität
Konfiguration statt Programmierung!
Management Support – der direkte Blick in die Fertigung
• zeitnahe, relevante und belastbare Informationen
aus der Fertigu...
MES-
Datenbank
Personal
Horizontale Integration – Insellösungen eliminieren
Fertigungs-
management
Qualität
Interoperabilität
Supply Chain Management
Werk 1 Werk 2
Interoperation
Direkter Datentransfer zwischen MES-Systemen in
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Turmbau zu Babel in der Maschinenwelt
Jede Maschine spricht ihre eigene Sprache …
Quelle: The Tower of Babel, Pieter Brüge...
UMCM – Universal Machine Connectivity for MES
Universelle Schnittstelle für die wichtigsten Maschinendaten!
MES
Integrationsdrehscheibe der am
Produktionsprozess beteiligten Elemente
Management.Tool für die
effiziente Fertigung de...
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Mehr Effizienz und Qualität in der Produktion mit MES und Industrie 4.0
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti, MES D.A.CH Verband e.V. – MPDV Mikrolab GmbH
IT2Industry 2015 Open Conference #IT2I15 | München, 10.11.2015 (Vortrag Tag 1)

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Mehr Effizienz und Qualität in der Produktion mit MES und Industrie 4.0

  1. 1. Mehr Effizienz und Qualität in der Produktion mit MES und Industrie 4.0 Prof. Dr.-Ing. Jürgen Kletti 1. Vorstand MES D.A.CH Verband e.V. Gesellschafter / Geschäftsführer MPDV Mikrolab GmbH
  2. 2. ERP Das typische Fertigungsunternehmen Automatisierung / Shopfloor
  3. 3. ERP Das transparente Fertigungsunternehmen Automatisierung / Shopfloor MES MES = Manufacturing Execution System
  4. 4. ERP Das transparente Fertigungsunternehmen Automatisierung / Shopfloor MES
  5. 5. Mitglieder MES D.A.CH Verband e.V.
  6. 6. Ziele MES D.A.CH Verband e.V. beratende Unterstützung von:  Anbietern von Hardware, Software und Systemen  Planern und Systemhäusern  Anwendern und Betreibern  Forschungsinstituten und Verbänden  MES D.A.CH-Nutzergruppen  MES D.A.CH-Projekteuren zu den Themen:  Feinplanung und Feinsteuerung  Betriebsmittelmanagement  Materialmanagement  Personalmanagement  Datenerfassung  Leistungsanalyse  Qualitätsmanagement  Informationsmanagement  Schnittstellen für alle Ebenen  Branchenspezifische 'Kochbücher'
  7. 7. Aktivitäten Veranstaltung MES im Fokus Jährliche Gemeinschafts- workshops während der Veranstaltung Automatisierungstreff in Böblingen.
  8. 8. Aktivitäten  Magazin  MES im Fokus  Ende des Jahres 2014 ist das weltweit erste, deutschsprachige MES-Lexikon erschienen.  Autoren sind der MES D.A.CH Verband und Prof. Dr.-Ing. Markus Glück von der Hochschule Augsburg.
  9. 9. MPDV und HYDRA aktuell über 900 Installationen des MES HYDRA 280 Mitarbeiter mehr als 35 Jahre Projekt-erfahrung
  10. 10. HYDRA und MES-Cockpit MES für Fertigung, Personal und Qualität Werks-/Standort- übergreifende managementorientierte MES - Anwendung HYDRA Shopfloor Integration HYDRA-Datenbestand Externe Datenbestände
  11. 11. MPDV und Partner in Ihrer Nähe Mosbach ▪ Heidelberg ▪ Hamburg ▪ Hamm ▪ München ▪ Stuttgart ▪ Winterthur ▪ Amboise ▪ Chicago ▪ Singapur ▪ Shanghai Sao Paulo (BR) ▪ Moskau (RU) ▪ Posen (PL) ▪ Koper (SL) ▪ Prag (CZ)
  12. 12. 3 gegenläufige Ziele …. Wirtschaftlichkeit FlexibilitätTermintreue
  13. 13. …. werden einander näher gebracht Wirtschaftlichkeit FlexibilitätTermintreue
  14. 14. Ausgangspunkt für MES PZE, ZKS, PEP ..... Personal Lohn BDE MDE LS WRM ..... ERP PPS SPC PMV WE WA CAQ ..... Qualität
  15. 15. Ausgangspunkt für MES PZE, ZKS, PEP ..... Personal Lohn BDE MDE LS WRM ..... ERP PPS SPC PMV WE WA CAQ ..... Qualität
  16. 16. Ausgangspunkt für MES PZE, ZKS, PEP ..... Personal Lohn BDE MDE LS WRM ..... ERP PPS SPC PMV WE WA CAQ ..... Qualität
  17. 17. MES PZE, ZKS, PEP ..... Personal Lohn BDE MDE LS WRM ..... ERP PPS SPC, PMV WE,WA CAQ ..... Qualität
  18. 18. MES-Aufgaben nach VDI 5600
  19. 19. Systeme und deren Aufgaben (VDI 5600) Feinplanung /-steuerung Personalmanagement Qualitätsmanagement Wartung / Instandhaltung Leistungsanalyse Tracking / Tracing Informationsmanagement Datenerfassung /-Verarbeitung Produktionsplanung Materialmanagement Maschinensteuerung Prozesssteuerung ERP Prozesskontrolle MES
  20. 20. Zeithorizonte und Reaktionsfähigkeit Sekunden Milisek. Monate Wochen Tage Tage Schichten Stunden Minuten ERP Prozesskontrolle MES
  21. 21. Produktion Soll-Vorgaben fertiger Artikel Störungen Regler Fert.Mgmnt Menge, Termin, Qualität Produktion als Regelkreis ohne MES ERP
  22. 22. Produktion Soll-Vorgaben fertiger Artikel Störungen Regler Fert.Mgmnt Menge, Termin, Qualität ERP Produktion als Regelkreis ohne MES
  23. 23. Unterstützung bei Maßnahmen Erkennung u. Signalisierung v. Störungen Überwachung der Produktion/ Kennzahlen Manufacturing Execution System (MES) Produktion Soll-Vorgaben fertiger Artikel Störungen ERP Regler Fert.Mgmnt Produktion als schneller Regelkreis mit MES
  24. 24. Kennzahlen jetzt Fertigungs - Management Rollen des Fertigungs - Managements Langfristige Org. Verbesserungen KVP Feinplanung Vergangenheit Gestaltung der nächsten Schichten Zukunft Entscheidungen EreignisseSchwachstellen Produktions-Historie Terminprobleme Planungsaufgaben
  25. 25. ERP-System Regelkreis und Kennzahlen Fertigungs- steuerung Produktion MES-System Datenerfassung in Echtzeit Rückmeldungen Kurzfristige Entscheidungen Vorgaben Fertigwaren KVP PCI PCI Process Control Indicators Kennzahlen
  26. 26. Anzeigen : Prozessdaten c
  27. 27. Anzeigen : aktuelle Maschinenübersicht Maschinen-und Schicht- bezogene Daten Auftrags- bezogene Daten c
  28. 28. Anzeigen : Grafischer Maschinenpark c
  29. 29. Anzeigen : Kennzahlen im grafischen Maschinenpark 0,96 0,93 0,88 0,96 0,76 0,93 0,88 0,96
  30. 30. Auswerten / Kennzahlen: z.B. Maschinennutzung c
  31. 31. Auswerten / Kennzahlen : z.B. Energie  Anzeige und Analyse der aktuellen Verbrauchswerte c
  32. 32. Auswerten / Kennzahlen : z.B. KPI-Monitor  Anzeige von  Istwerten  Sollwerten  Abweichungen  Online-Übersicht  Tabellarische Kennzahlendarstellung MIT Bewertung  Top 5 wie z.B.:  Häufigsten Stillstandgründe  Störgründe  Ausschussgründe  Maschinen über Nutzgrad  … c
  33. 33. Auswerten / Kennzahlen : z.B. OEE-Report
  34. 34. Feinplanen : Ressourcen-Management Material NC-Programm Werkzeuge Hilfsmittel Maschine Personal Qualifikation ?? ? ? ?
  35. 35. Feinplanen : Planungsstrategien Geringe Rüstkosten Hohe Termintreue Gleichmäßige Kapazitäts- auslastung Planungs- schwerpunkt Geringe Umlaufbestände
  36. 36. Feinplanen mit Leitstand  grafische Plantafel mit Online-Darstellung von Aufträgen und Maschinen  automatische und manuelle Maschinenbelegung  Auftragsplanung gegen reale Kapazität  Verplanung komplexer Auftragsstrukturen und Baugruppen  Rüstwechseloptimierung  Verplanung von Fertigungshilfsmitteln und anderen Ressourcen  Simulation von Planungsszenarien mit Bewertung  Optimierung nach einstellbaren Strategien  Kapazitätsgebirge
  37. 37. Überwachen : Prozessqualität eines Merkmals T+ E+ S E- T- t0 T+ T- OK E+ E- Prozessqualität Merkmal Obere Toleranzgrenze Obere Prozesseingriffsgrenze Sollwert Untere Prozesseingriffsgrenze Untere Toleranzgrenze (Obere Warngrenze) (Untere Warngrenze)
  38. 38. Überwachen : Graphische Prozessanalyse Maschinen- status Werteverlauf c
  39. 39. Industrie 4.0
  40. 40. Industrie 4.0 - Auflösung der Automatisierungspyramide ERP MES Maschinen, Sensoren & Steuerung Quelle: VDI Thesen und Handlungsfelder – Cyber-Physical Systems (Version April 2013)
  41. 41. Industrie 4.0 verbindet Enterprise und Shopfloor
  42. 42. Datenerfassung in der Vergangenheit Luftdruck Tempe- ratur Aus- schuss Betriebs- signal Auftrags- daten Material- daten Werk- zeug CAQ Daten Takte
  43. 43. Luftdruck Tempe- ratur Aus- schuss Betriebs- signal Auftrags- daten Material- daten Werk- zeug CAQ Daten Takte Datenerfassung Heute Licht- einstrahlung Innen- temperatur Dreh- geschwin- digkeit Absaug- druck Oberflächen- temperatur Außen- temperatur Bandgesch- windigkeit Spannung Anpress- druck Bandgesch- windigkeit Außen- temperatur Anpress- druck Druck Licht- einstrahlung Licht- einstrahlung Spannung Dreh- geschwin- digkeit Luftdruck Absaug- druck Oberflächen -temperatur Absaug- druck Spannung Luft- feuchtigkeit Luft- feuchtigkeit Außen- temperatur Spannung Luft- feuchtigkeit
  44. 44. Datenerfassung in Zukunft Luftdruck Takte Tempe- ratur Aus- schuss Betriebs- signal Auftrags- daten Material- daten Werk- zeug CAQ Daten Licht- einstrahlung Innen- temperatur Dreh- geschwin- digkeit Absaug- druck Oberflächen- temperatur Außen- temperatur Bandgesch- windigkeit Spannung Anpress- druck Bandgesch- windigkeit Außen- temperatur Anpress- druck Druck Licht- einstrahlung Licht- einstrahlung Spannung Dreh- geschwin- digkeit Luftdruck Absaug- druck Oberflächen -temperatur Absaug- druck Spannung Luft- feuchtigkeit Luft- feuchtigkeit Außen- temperatur Spannung Luft- feuchtigkeit Sound Bild Video Video Bild Sound Bild Bild Bild Video Sound Bild Video Sound Video Video
  45. 45. Von Big Data zu Smart Data  Big Data  Große Datenmengen alleine helfen oft wenig!  Smart Data  Aussagekräftige Informationen unterstützen fundierte Entscheidungen Big Data Smart Data M E S
  46. 46. Integratives Datenmanagement: MES als Datendrehscheibe MES- Datenbank Material- und Lagerdaten Qualitätsdaten SPC Prozess- daten NC-Daten Einstelldaten Werkzeug- daten BDE Auftragsdaten Maschinendaten Personalzeiten Lohndaten Chargen / Lose Energie- daten ERPLVS HR
  47. 47. Dezentrale Planung und Ressourcenverwaltung Maschinengruppe A Maschinengruppe B
  48. 48. Mobilität Informationen und Datenerfassung direkt am Ort des Geschehens!
  49. 49. Flexibilität Konfiguration statt Programmierung!
  50. 50. Management Support – der direkte Blick in die Fertigung • zeitnahe, relevante und belastbare Informationen aus der Fertigung • Aufbau von aussagekräftigen Kennzahlensystemen • Basis für schnelle und gesicherte Entscheidungen, die Problemsituationen in der Fertigung vermeiden
  51. 51. MES- Datenbank Personal Horizontale Integration – Insellösungen eliminieren Fertigungs- management Qualität
  52. 52. Interoperabilität Supply Chain Management Werk 1 Werk 2 Interoperation Direkter Datentransfer zwischen MES-Systemen in unterschiedlichen Werken!
  53. 53. Turmbau zu Babel in der Maschinenwelt Jede Maschine spricht ihre eigene Sprache … Quelle: The Tower of Babel, Pieter Brügel der Ältere, Kunsthistorisches Museum Wien (Museum of Fine Arts)
  54. 54. UMCM – Universal Machine Connectivity for MES Universelle Schnittstelle für die wichtigsten Maschinendaten!
  55. 55. MES Integrationsdrehscheibe der am Produktionsprozess beteiligten Elemente Management.Tool für die effiziente Fertigung der Zukunft

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