Manufacturing Execution Systems (MES): Funktionen, Vorteile & ISA-95-Standards

Was ist ein Manufacturing Execution System (MES)?

Ein Manufacturing Execution System (MES) ist eine softwarebasierte Lösung zur Steuerung und Überwachung von Fertigungs- und Produktionsprozessen in Fabriken. Es nutzt ein Netzwerk von Computern, um Ereignisse auf der Shopfloor-Ebene in Echtzeit zu erfassen, zu analysieren und zu steuern. Gemäß dem ISA-95-Standard für Steuerungssysteme wird ein MES als Level-3-System eingestuft und arbeitet typischerweise mit anderen Level-3-Systemen zusammen – etwa mit Lagerverwaltungssystemen (WMS) oder Laborinformationsmanagementsystemen (LIMS).

Datenquelle und Echtzeitsteuerung

Damit ein MES seine Aufgaben erfüllen kann, benötigt es kontinuierliche Daten aus der Produktion. Diese werden über Maschinensensoren und Datenerfassungsterminals direkt an der Fertigungslinie gesammelt und an einen zentralen Rechner übermittelt. Auf Basis dieser Informationen sendet das MES Echtzeit-Anweisungen an die Fertigungsgeräte, um den Produktionsprozess dynamisch anzupassen und zu optimieren.

Historische Entwicklung und Standardisierung

Die ersten Datenerfassungssysteme der 1980er-Jahre legten den Grundstein für dedizierte MES-Lösungen. In den folgenden Jahrzehnten entstanden zahlreiche Systeme mit überlappenden Funktionen, was die Effizienz minderte. Um diesem Problem zu begegnen, definierte die Manufacturing Enterprise Solutions Association (MESA) 11 Kernfunktionen, die ein MES abdecken sollte – ein Meilenstein für die Standardisierung der Branche.

Ziel: Produktivitätssteigerung durch Effizienz

Der oberste Zweck einer MES-Software ist die Steigerung der Produktivität, indem Prozesse so schnell und effizient wie möglich gestaltet werden. Je weniger Zeit die Fertigung eines Produkts beansprucht, desto mehr Einheiten kann ein Unternehmen pro Tag produzieren – was direkt zu höheren Umsätzen führt.

Funktionsumfang und Auswahlkriterien

Verschiedene MES-Lösungen legen unterschiedliche Schwerpunkte und bieten variierende Kontrolltiefe. Die Wahl hängt von den spezifischen Anforderungen des Unternehmens ab. Typische Funktionen umfassen:

• Ausführung und Disposition von Fertigungsaufträgen
• Analyse der Produktionsleistung
• Ressourcenmanagement in der Produktion

ISA-95: Einheitliche Schnittstellen für Interoperabilität

Anfang der 2000er-Jahre fusionierte ISA-95 die MESA-Standards mit dem Purdue-Referenzmodell zu einer funktionalen Hierarchie für Produktionssoftware. Alle ISA-95-konformen Systeme verfügen über standardisierte Schnittstellen, die eine nahtlose Kommunikation ermöglichen. ISA (International Society of Automation) wurde 1945 gegründet, hat seinen Sitz in North Carolina (USA) und entwickelt nicht nur Standards, sondern bietet auch Schulungen, Zertifizierungen und Konferenzen für Automatisierungsprofis an.