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Die Zukunft der Fertigung und die Rolle des MES

July 14, 2020

Die Zukunft der Fertigung und die Rolle des MES

Heute beschäftigen wir uns mit der Zukunft der Fertigungsindustrie und analysieren die Auswirkungen, welche neue Technologien und die COVID-19-Pandemie auf die künftige Entwicklung dieser Branche haben. Wir werden die Notwendigkeit der digitalen Transformation und der Stärkung der Widerstandsfähigkeit der globalen Lieferketten in der Fertigung untersuchen und aufzeigen, was genau diese Neuerungen antreibt, die für den Beginn der neuen Ära in der Fertigung notwendig sind. Wir möchten einen sicheren Weg, von einem aktuell herausfordernden und unübersichtlichen Ist-Zustand zu einer modernen Produktionsplattform aufzeigen, welche widerstandsfähig und dennoch flexibel ist, um bestehende und neue Herausforderungen erfolgreich zu meistern.

INDUSTRIE 4.0 UND HERAUSFORDERUNGEN DER DIGITALEN TRANSFORMATION

Die neue industrielle Revolution (üblicherweise als Industrie 4.0 bezeichnet) fing am Anfang des vergangenen Jahrzehnts an und eröffnete damit das Zeitalter der Hyper-Konnektivität in Unternehmen und anderen Bereichen, wo sofort verfügbare, vielfältige, handlungsrelevante Informationen und deren Nutzung die Grundlage der geschäftlichen und strategischen Entscheidungen bildeten. Der Einsatz neuer und komplexer Technologien und ihre Integration in bestehende Arbeitsabläufe, ob durch Anpassung oder Umgestaltung von Prozessen, wurde zum wichtigen Diskussionsthema in den Führungsetagen. So begannen Fertigungsunternehmen, wie auch der Rest der Welt, über Technologien wie z.B. Augmented Reality, Virtual Reality, künstliche Intelligenz und 3D-Druck sowie über das industrielle Internet der Dinge und die Cloud nachzudenken, um ihren Wandel zu einem modernen, digitalen Unternehmen zu vollziehen.

Das zentrale Thema dieser digitalen Transformation war die Notwendigkeit, weitgehend integrierte, offene, wertschöpfungsorientierte Ökosysteme zu entwickeln. Diese Ökosysteme sind im Wesentlichen datengestützt, und über verschiedene Organisationsebenen und Standortgrenzen hinaus durch IT-Anwendungen wie MES miteinander vernetzt, sodass moderne Technologien integriert und zugänglich gemacht werden. Die relevanten Stakeholder werden gleichzeitig dabei unterstützt, die bereitgestellten Informationen und Technologien zu nutzen. Die MES-Systeme setzen diese moderne Technologie ein, orchestrieren/verbinden Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette, liefern handlungsrelevante Echtzeit-Informationen und verknüpfen diese mit Anwendungen auf Unternehmensebene. So werden die MES-Lösungen zum wichtigsten Katalysator für die digitale Transformation der Fertigungslieferketten.

Die COVID-19-Pandemie, die weiterhin eine globale Bedrohung darstellt, setzte die umfassende digitale Transformation in Bewegung. Diese Krise führte in den ersten Tagen und Monaten zu erheblichen Störungen in den Versorgungsketten und zu Einschränkungen der Nachfrage – und dies weltweit - in allen Ländern, Wirtschaftsbereichen, Supply-Chains und auf unterschiedlichen Märkten/Branchen. Große Störungen, der weltweite Zusammenbruch der globalen Vernetzung sowie Einschränkungen im Warenverkehr, in Kombination mit restriktiven Bestimmungen hinsichtlich des Fabrikbetriebs und der Verringerung der Anzahl der vor Ort anwesenden Mitarbeiter, verstärkten die Forderung nach digitalen Lösungen zur Sicherung der Stabilität von Wertschöpfungsketten.

In der ersten Phase der COVID-19-Epidemie mussten Unternehmen auf der ganzen Welt ihre Produktion ganz oder teilweise über Tage und Wochen stilllegen. Der Fachkräftemangel (durch unfreiwillige oder verordnete Abwesenheit oder Krankheit), die Nichtverfügbarkeit von Zulieferern oder fehlende Versorgungswege ebenso wie eine reduzierte oder stark rückläufige Nachfrage nach nicht lebensnotwendigen Produkten und - besonders kritisch - die Unmöglichkeit des normalen Betriebs im Werk und auf Personalebene erschwerten Produktivität und Entwicklung.

Die Geschäftswelt befindet sich zurzeit in einer Übergangsphase zur Post-Corona-Phase, die von großer Unsicherheit geprägt ist: anhaltende Nachfrageschwäche aufgrund der Auswirkungen der Pandemie; Peitscheneffekte (sich selbstverstärkende Effekte) innerhalb der Lieferkette und die Gefahr, dass Konkurrenzunternehmen einen entscheidenden und endgültigen Wettbewerbsvorteil sichern. Dies hat Auswirkungen darauf, wie Führungskräfte Investitionen heute und zukünftig bewerten. Eine höhere Priorität haben dabei unter anderem solche Aspekte wie Einsatz neuer Technologien zur Steigerung von Produktivität und Rentabilität sowie Steigerung der Widerstandsfähigkeit der Zuliefererkette.

Während sich die Entwicklung immer weiter Richtung eines Szenarios bewegt, das auf der ganzen Welt „die neue Normalität“ darstellen sollte, besteht nach wie vor eine Möglichkeit, die Digitaltechnologie zu integrieren, um verlorenes Territorium zurückzugewinnen und Stabilität zu erhöhen. Einige Herausforderungen dürfen dabei nicht vergessen werden:

  • die Fähigkeit, einen reibungslosen Geschäftsbetrieb sicherzustellen
  • der sichere Zugang zu Personal- und Unternehmensressourcen
  • Versorgungssicherheit
  • die Kontrolle über Produktqualität und Betriebsabläufe
  • die Anpassung der Verkaufsstrategie auf der Grundlage der wechselnden Fertigungsmöglichkeiten und der Marktdynamik (gemäß Regierungspolitik/Regelungen/Beschränkungen und Markttrends)
  • die Fähigkeit, Cash-Flow und Rentabilität in Zeiten starker krisenbedingter Unsicherheit zu sichern und zu verbessern
Diese Herausforderungen können nur dann bewältigt werden, wenn die Unternehmen versuchen, ihre Betriebsabläufe in gut vernetzte, digital unterstützte und hochflexible Lieferketten zu integrieren und umzuwandeln, damit sichergestellt wird, dass das Unternehmen weiterhin bestehen und sogar expandieren kann, unabhängig davon, welche Herausforderungen bewältigt werden müssen.

Es wird deutlich, dass die meisten Unternehmen ihr Geschäft umgestalten müssen, sodass die Zuverlässigkeit ihrer Geschäftsaktivitäten stärker in den Mittelpunkt rückt. Dies bedeutet, die Transformation von Geschäftsprozessen durch den Einsatz von Technologien wie MES zu beschleunigen, um die erforderliche Infrastruktur für eine zuverlässige, responsive und ressourcenstarke Wertschöpfungskette aufzubauen.

EINE NEUE PLATTFORM FÜR DEN FERTIGUNGSBETRIEB

Die zwei wichtigsten Elemente der neuen Produktionsplattform sind somit ziemlich genau definiert.

Als erstes muss eine digitale Verbindung zur Fertigung für die Prozesseigentümer und Mitarbeiter im Werk verfügbar sein. So ist sichergestellt, dass alle relevanten Prozessinformationen, die für einen korrekten Betrieb erforderlich sind, zugänglich sind, selbst dann, wenn das Personal nicht unmittelbar am Ort der jeweiligen Arbeitsoperation anwesend sein kann. Dazu gehören qualitäts- und Compliance-bezogene Daten, zeitplanbezogene Ereignisse, Maschinenleistungsdaten, Wartungsarbeiten und andere Leistungsvariablen, auf die Prozesseigentümer zurückgreifen können, um bessere Entscheidungen in Echtzeit oder nahezu Echtzeit treffen zu können.

Ein weiteres wichtiges Element, das außerhalb des eigentlichen Produktionsbereichs auf Management- und Geschäftsführungsebene ansetzt, betrifft die Bereitstellung von handlungsrelevanten Echtzeit-Informationen aus allen Fertigungseinheiten. Dazu gehören Informationen über Nachfrageveränderungen und -schwankungen, die Verfügbarkeit von Lagerbeständen innerhalb des Unternehmens und bei Partnern in der gesamten Lieferkette sowie die Bestimmung der Einsatzbereitschaft von Partnern zur Unterstützung von Betriebsabläufen an unterschiedlichen Produktionsstandorten. All dies kann gelingen, wenn Führungskräfte sich gezielt dafür einsetzen, ein gut vernetztes Fertigungs- und Versorgungsökosystem entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu entwickeln. So werden handlungsrelevante Informationen werksübergreifend (aus dem eigenen Unternehmen und von Lieferanten) ausgetauscht und zugleich Hilfestellung für einzelne Prozesseigentümer bereitgestellt, um den Betriebsablauf im Unternehmen zu steuern (auch remote, falls erforderlich), ohne dass die Produktqualität/-leistung dabei beeinträchtigt wird. Gleichzeitig wird die Einhaltung von Fristen, Standards und Vorschriften sichergestellt.

SO KANN EIN MODERNES MES HELFEN

Eine robuste Infrastruktur aufzubauen ist leichter gesagt als getan. Digitale Transformation, die zur starken und beständigen Wertschöpfungsketten führt, beruht auf datengestützten Unternehmensprozessen, die informationsintensiv, umfangreich und dezentralisiert sind. Ein modernes MES ermöglicht die Ablösung des Ist-Zustandes, indem Prozesse informationshungriggemacht werden. Die Fertigungsausführung wird mithilfe der MES-Funktionalität und durch die Integration mit Echtzeitanwendungen wie HMI (Human-Machine Interface) und Data Historians unterstützt und anschließend mit Anwendungen auf Unternehmensebene verknüpft, sodass die Erfassung und Übermittlung von großen Mengen wichtiger Daten auf den erforderlichen Ebenen möglich ist.

Ein modernes MES hilft auch bei der Verstärkung der Belegschaft. So haben Prozesseigentümer Zugang zu Daten aus dem eigentlichen Produktionsprozess, interaktive Arbeitsplätze bieten Fernzugriff-Möglichkeiten und geräteübergreifende Anwendungen, sodass der Prozess ohne Eingreifen der Anwender unabhängig vom Standort ausgeführt und gesteuert werden kann.

Das MES ermöglicht mit Hilfe von KI- und AR-Tools eine Leistungssteigerung und trägt durch den Einsatz von solchen Technologien, wie Robotern und fahrerlosen Transportsystemen, zu einer effektiveren Arbeitsweise bei.

Das MES unterstützt ebenso die aktive Gestaltung eines Ökosystems mit einer offenen Wertschöpfungskette, in welchem Informationen frei und in Echtzeit weitergegeben werden können, sodass Entscheidungen zeitnah erfolgen, um die angestrebte Ausfallsicherheit zu erreichen. Es trägt durch seine Funktion, zentrale Teilnehmer entlang der Wertschöpfungskette zu vernetzen, dazu bei, ein Fertigungsunternehmen von einer „Black Box“ zu einem „Business Enabler“ zu entwickeln.

Moderne MES-Anwendungen schaffen aufgrund ihrer modernen Funktionalitäten eine Plattform für den Fertigungsbetrieb, welche die Grundlage für die operative Ausfallsicherheit und digitale Transformation bildet, die von Unternehmen besonders gefordert werden. Die Voraussetzungen für eine ideale Plattform sind harmonisierte globale Betriebsabläufe, Fertigungsinformationen, eine nahtlose Integration mit Unternehmensanwendungen, eine direkte Kommunikation zwischen Entwicklung und Fertigung, eine bessere Auslastung der Betriebsmittel und die Sicherstellung einer lückenlosen Einhaltung der Compliance-Vorschriften, mit besonderem Augenmerk auf Verringerung der Umweltbelastung.

Die Fertigungsunternehmen und Entscheidungsträger innerhalb dieser Unternehmen sind aufgerufen, eine bewusste Entscheidung hinsichtlich einer schnelleren Prozessveränderung aufgrund der Einführung eines modernen MES zu treffen. Nur so kann eine stabile, vollständig digitalisierte und innovationsfähige Wertschöpfungskette erreicht werden.

Auch die Auswahl der idealen MES-Anwendung für Ihr Unternehmen ist ein komplexes Thema, welches in künftigen Beiträgen behandelt werden soll. Wir sind überzeugt, dass die Einführung eines MES als Kernelement Ihrer digitalen Transformationsstrategie für eine erfolgreiche Umsetzung des Industrie-4.0-Ansatzes in Ihrem Unternehmen von entscheidender Bedeutung ist.

Um mehr über die Zukunft von MES und seine Bedeutung für den Ausbau einer stabilen digitalen Lieferkette zu erfahren, schauen Sie sich das Webinar Critical Manufacturing/IDC an.

Die englische Originalversion dieses Artikels von Filipa D'Orey (veröffentlicht am 18. Juni 2020) finden Sie hier.


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