Der Anfängerleitfaden für Additive Manufacturing Execution Systems (MES)

Dieser Artikel wurde am 21.07.2021 aktualisiert

Mit der fortschreitenden Industrialisierung der additiven Fertigung (AM) benötigen Hersteller effektive Strategien, um ihre AM-Workflows zu verwalten und zu skalieren. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist ein Additive Manufacturing Execution System (MES).

Additive MES ist eine Workflow-Software, die Herstellern hilft, ihre AM-Vorgänge zu verwalten, indem sie eine bessere Rückverfolgbarkeit, bessere Dateneinblicke und Best-Practice-Prozesse für ihre gesamten AM-Workflows ermöglicht.

Im heutigen Artikel werden wir Folgendes untersuchen:

• Was eine additive MES-Software ist, 
• Die wichtigsten Vorteile der additiven MES-Software
• So bestimmen Sie, ob Ihr Unternehmen den richtigen Zeitpunkt für eine Investition in die Software hat.

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Was ist ein Additive Manufacturing Execution System?

In der heutigen Wettbewerbslandschaft stehen Hersteller unter dem Druck, Produkte schneller, effizienter und kostengünstiger zu produzieren.

Aus diesem Grund suchen Unternehmen nach Wegen, um schlanke Prozesse zu implementieren und eine höhere Effizienz in ihren Fertigungsabläufen zu erreichen.

Um diese Ziele zu erreichen, setzen Hersteller zunehmend auf additive Fertigung (AM).

Als digitale Fertigungstechnologie ermöglicht AM Unternehmen die Entwicklung und Herstellung komplexer und individueller Produkte. Und der Trend zur Einführung von AM dürfte sich nur fortsetzen – ein aktueller Bericht von EY zeigt, dass 46 % der Unternehmen planen, AM bis 2022 für die Endteilproduktion einzuführen.

Da die AM-Industrialisierung an Fahrt gewinnt, wird der Bedarf an einem System zur erfolgreichen Ausführung, Koordination und Verwaltung von AM-Vorgängen immer wichtiger.

In der traditionellen Fertigung werden diese Funktionen typischerweise durch Manufacturing Execution Systems (MES) erfüllt. MES ist eine Software zur Unterstützung der Ausführung von Fertigungsvorgängen. Es bietet Produktionstransparenz in Echtzeit und ermöglicht proaktive Entscheidungsfindung, Ressourcenmanagement und optimierte Planung und Terminierung.

Obwohl MES-Lösungen für traditionelle Fertigungsprozesse entwickelt wurden, sind sie bei der Bewältigung der einzigartigen Anforderungen von AM in der Regel stark eingeschränkt.

Es ist bekannt, dass die additive Fertigung einen ganz anderen Designansatz erfordert. AM erfordert aber auch eine andere Herangehensweise an das Produktions- und Prozessmanagement. Beispielsweise können sich die Schritte zum Verwalten von Nachbearbeitungsvorgängen, zur Vorbereitung von Builds für den Druck und zur Durchführung der Qualitätssicherung drastisch von herkömmlichen Herstellungsprozessen unterscheiden.

Aus diesem Grund hat AM in den letzten Jahren den Aufstieg von spezialisierter MES-Software erlebt, die speziell für additive Fertigungsprozesse entwickelt wurde.

Additive MES-Software unterstützt die Verwaltung, Überwachung und Automatisierung aller Echtzeitprozesse rund um die AM-Produktion. Dies kann unter anderem die Standardisierung von Anfragen, die Durchführung von Druckbarkeitsanalysen und die Planung der Produktion umfassen.

Die additive MES-Software ermöglicht es Unternehmen auch, alle ihre AM-Produktionsdaten wie Produktionskosten, Materialverbrauch und Auftragsdurchlaufzeit zu verfolgen und zu dokumentieren, und ermöglicht so eine bessere Prozesskontrolle und maximale Effizienz.

5 Hauptvorteile der additiven MES-Software

Da Hersteller AM für die Produktion einsetzen möchten, müssen sie ihre Abläufe über Lieferketten und Produktionsstandorte hinweg koordinieren. Um dieses Maß an Koordination zu erreichen, ist ein integrierter End-to-End-Managementprozess erforderlich, der nur mit Workflow-Software erreicht werden kann.

Im Folgenden sehen wir uns 5 Hauptvorteile der additiven MES-Software genauer an: 

1. Effiziente, automatisierte Workflows 

Additives MES hilft, Tabellenkalkulationen und manuelle Prozesse durch schlanke, digitale Workflows zu ersetzen.

Wenn der AM-Betrieb erweitert wird, kann das Sammeln von Daten und die Planung der Produktion mit manuellen Prozessen zu einer Reihe von Engpässen führen, darunter mangelnde Transparenz und das Potenzial für menschliches Versagen.

Mit einer Workflow-Software lassen sich manuelle, unterschiedliche Prozesse automatisieren und auf einer zentralen, digitalisierten Plattform miteinander verknüpfen. Dies wiederum sorgt für eine Reduzierung des manuellen Arbeitsaufwands und eine höhere Prozesseffizienz im gesamten digitalen Faden.

2. Sichtbarkeit und Rückverfolgbarkeit in Echtzeit

‘Bei der Rückverfolgbarkeit geht es auch darum, die Qualität nachverfolgen und dokumentieren zu können. Und dazu gehört im Bereich AM nicht nur der Druck des Teils, sondern auch alle weiteren Schritte wie die Nachbearbeitung, die 3D-Datenerfassung oder die Aufbereitung.“

Timm Kragl, Senior Consultant der Phanos GmbH

Die additive MES-Software bietet einen vollständigen Einblick in die AM-Operationen im gesamten Unternehmen.

Es ersetzt fragmentierte Systeme wie Tabellenkalkulationen und eigenständige Datenbanken durch eine zentralisierte Plattform, die die oberste Etage und die Werkstatt verbindet. Diese Transparenz und Konnektivität ist besonders nützlich für Unternehmen, die mehrere Produktionszentren betreiben.

Darüber hinaus ermöglicht die additive MES-Software einem Unternehmen, AM-Produktionsdaten wie Maschinennutzung, Produktionsleistung, Materialverbrauch und Reparaturzeit zu verfolgen.

Beispielsweise kann ein Unternehmen die betriebliche Transparenz in Form von zugänglichen Echtzeit-Dashboards erhalten. Auf diese Weise können Produktionsmanagementteams KPIs besser verfolgen, potenzielle Engpässe identifizieren und tiefer in die Schlüsselfaktoren eintauchen, die die Produktivität antreiben.

3. Skalierbarkeit 

Wenn der AM-Betrieb eines Unternehmens wächst, wird eine Workflow-Software benötigt, die flexibel genug ist, um dieses Wachstum zu bewältigen und auf die sich ändernden Anforderungen des Unternehmens zu reagieren.

Das richtige additive MES ermöglicht es einem Unternehmen, seine Betriebsabläufe einfach zu skalieren und eine Steigerung des Produktionsvolumens erfolgreich zu bewältigen.

4. Standardisierte Prozesse

Workflow-Software hilft, standardisierte AM-Prozesse innerhalb einer Organisation und entlang der Lieferkette zu etablieren.

Eine robuste Additive MES-Plattform stellt eine logische Abfolge von Prozessschritten her und sorgt dafür, dass alles Notwendige richtig platziert, konfiguriert und eingerichtet ist. Auf diese Weise bietet ein MES ein aktives Qualitätsmanagement, das eine Reihe von Verfahren und Best-Practice-Prozessen etabliert, um die betriebliche Effizienz und kontinuierliche Verbesserung sicherzustellen.

Darüber hinaus müssen Hersteller, insbesondere in hochwertigen Industrien wie der Luft- und Raumfahrt und der Medizintechnik, ein Kontroll- und Dokumentationssystem einrichten, um sicherzustellen, dass die Standards eingehalten werden. Die additive MES-Software erleichtert dies, indem sie eine zentrale, einheitliche Plattform bereitstellt, die es einem Unternehmen ermöglicht, ein Höchstmaß an Rückverfolgbarkeit zu erreichen.

5. Reduzierte Betriebskosten

Der durch Additive MES ermöglichte erhöhte Automatisierungsgrad führt zu einem optimierten Workflow, der zur Senkung der Betriebskosten beiträgt.

Beispielsweise erfolgt die Auftragsstatusüberwachung häufig manuell, wobei ein Bediener Aufträge nach Abschluss manuell in einem Protokoll abhaken muss. Die Automatisierung dieses Prozesses führt zu Einsparungen bei den arbeitsbezogenen Kosten und ermöglicht es den Bedienern, andere, höherwertige Aufgaben zu priorisieren.

Ein weiteres Beispiel ist der Einsatz von Additive MES, um den Materialverbrauch zu verfolgen und dadurch Verschwendung zu reduzieren. Auf diese Weise ermöglicht Additive MES Kostenkontrolle und Produktionsoptimierung.

Warum sollte mein Unternehmen additive MES-Software in Betracht ziehen?

Bei der Einführung von AM für die Produktion ist es für Unternehmen nicht ungewöhnlich, dass es im AM-Workflow an Konnektivität und Rückverfolgbarkeit mangelt. Dies wird oft durch eine fehlende Verbindung zwischen der obersten Etage und der Produktionsetage erschwert.

Eine zusätzliche Herausforderung liegt in der Skalierung der AM-Produktion. Der 3D-Druck von Hunderten oder Tausenden von Teilen pro Monat erfordert die richtige Softwarearchitektur, um die ständig wachsenden Arbeitsabläufe effektiv zu verwalten.

Additive MES-Software hilft, einen skalierbaren Betrieb für die Großserienfertigung aufzubauen. Mit der additiven MES-Software kann ein Produktionsleiter nicht nur Aufträge effizienter planen, sondern auch potenzielle Engpässe erkennen, bevor sie kritisch werden. Dies wiederum ermöglicht eine vollständige Transparenz der Echtzeitvorgänge.

Durch die Implementierung eines additiven MES können Unternehmen auch Daten während des gesamten Produktionsworkflows verfolgen und dokumentieren, sodass die Beteiligten in jeder Phase des Prozesses auf wichtige Informationen zugreifen können. Ausgestattet mit diesen historischen und Echtzeitdaten können Hersteller schneller auf betriebliche Engpässe reagieren.

In welcher Phase sollte mein Unternehmen additive MES-Software in Betracht ziehen?

Da die erfolgreiche Einführung von AM für die Produktion Daten, Rückverfolgbarkeit und Automatisierung erfordert, sollte Workflow-Software ein Kernelement der additiven Fertigungsstrategie Ihres Unternehmens sein.

Das heißt, Sie sollten sich schon relativ früh Gedanken machen, in welcher Kapazität Sie die Software einsetzen werden, um schneller expandieren zu können.

Im Folgenden finden Sie einige Tipps, wie Sie beurteilen können, ob der richtige Zeitpunkt für eine Investition in additive MES-Software gekommen ist:   

1. Sie benötigen mehr Rückverfolgbarkeit für Ihre AM-Vorgänge 

„Additive MES-Software ist dann wirklich notwendig, wenn Rückverfolgbarkeit und Transparenz für das Unternehmen zu zentralen Prioritäten werden.“

Timm Kragl, Senior Consultant bei Phanos GmbH

Bei einer steigenden Anzahl von Aufträgen und Produktionsaufträgen, die es zu verfolgen gilt, kann es schwierig sein, Transparenz und Rechenschaftspflicht zu wahren. Diese Herausforderung wird noch akuter, wenn separate Produktionszentren keinen klaren Einblick in die Abläufe der anderen haben.

MES-Software kann dies eliminieren, indem sie volle Transparenz und Verantwortlichkeit für jede Phase des AM-Workflows bietet. Es integriert alle Dateien, Bestellungen, Status und Durchlaufzeiten in einem einzigen System, sodass der Workflow einfach überwacht und nach Bedarf angepasst werden kann, um die Ziele zu erreichen.

2. Sie planen, Ihren AM-Betrieb zu skalieren

Während Sie Ihre AM-Reise vorantreiben, wird Ihre langfristige Planung unweigerlich Strategien beinhalten, um mehr Maschinen hinzuzufügen und Ihren AM-Betrieb zu gegebener Zeit zu skalieren.

Die Erweiterung Ihres AM-Betriebs erfordert, dass Sie Ihr Workflow-Management entsprechend optimieren, um das Wachstum zu unterstützen. Dazu gehört die Etablierung der richtigen Softwarearchitektur, um das gestiegene Auftragsaufkommen verarbeiten zu können.

In dieser Phase müssen Sie wahrscheinlich in eine additive MES-Lösung investieren, die Ihren Anforderungen bei der Erweiterung Ihres Betriebs gerecht wird.

3. Sie betreiben mehrere Produktionsstandorte

Wenn sich Ihr AM-Betrieb über mehrere Produktionsstandorte erstreckt, müssen Sie eine MES-Plattform in Betracht ziehen, um Transparenz und Zusammenarbeit an diesen Standorten zu gewährleisten.

Additive MES-Software schafft eine zentralisierte Möglichkeit, den Betrieb über mehrere Standorte hinweg zu verwalten. Es bietet einen standardisierten Managementprozess, der multinational eingesetzt werden kann. Die Additive MES-Software bietet beispielsweise eine standardisierte Schnittstelle für die Bestellung, wodurch der Bestellverwaltungsprozess optimiert und eine bessere Kommunikation zwischen den Beteiligten ermöglicht wird.

Darüber hinaus können Sie Aufgaben wie Nachbearbeitungsjobs haben, die Sie an einen Lieferanten oder ein anderes internes Produktionszentrum auslagern. Dieser Prozess kann in Echtzeit schwer zu koordinieren sein, was zu Ineffizienzen führt. In einem solchen Szenario kann die additive MES-Software eine Plattform für die Integration und Interaktion mit Ihrem Lieferantennetzwerk bieten.

„Analysen Sie gründlich, was in Ihrem Prozess derzeit fehlt und wie Sie diese Lücke mit Software schließen können.“

Timm Kragl, Senior Consultant bei Phanos GmbH

Warum benötige ich Additive MES-Software, wenn ich bereits ERP-Software verwende?

Viele Organisationen, die AM verwenden, verlassen sich bereits auf Unternehmenssoftware wie Enterprise Resource Planning (ERP), um wichtige Bereiche ihres Betriebs zu verwalten. ERP hinterlässt jedoch viele Lücken, wenn es um die Verwaltung der Ausführung und der Ressourcen in der Werkstatt geht. Im Wesentlichen verwaltet ERP Schlüsselbereiche des gesamten Unternehmens, wie Personal, Lieferkette, Logistik und deckt die langfristige strategische Planung ab.

Obwohl additive MES-Software scheinbar überlappende Funktionen mit ERP-Systemen hat, konzentrierte sie sich hauptsächlich auf die Echtzeitausführung der AM-Produktionsprozesse. Im Mittelpunkt eines MES steht der Aspekt „Ausführung“ im Gegensatz zu „Planung“ wie in der Unternehmensplanung.

Aufgaben wie Anfragemanagement, Auftragspreisgestaltung und Disposition von 3D-Druckern werden alle von der Additiven MES-Software übernommen. Es ermöglicht Herstellern, Fertigungsabläufe mit dem gesamten Unternehmen zu verbinden.

Additives MES kann und sollte in ERP und andere Unternehmenssoftware integriert werden, um den nahtlosen Datenfluss zwischen verschiedenen Bereichen einer Organisation zu fördern.

Additive MES-Software:Vollständige Kontrolle über 3D-Druck-Workflows 

Die Verwaltung von AM-Operationen, insbesondere wenn sie expandieren, kann eine Herausforderung sein. Additive MES- und Workflow-Software wird zu einem wesentlichen Teil dieses Puzzles, da sie Skalierbarkeit und Compliance unterstützen, die Herstellungskosten senken und die Gesamteffizienz des AM-Prozesses verbessern kann.

Für ein Unternehmen, das die Vorteile von AM voll ausschöpfen möchte, ist die Einführung einer MES-Plattform keine Option mehr – sie ist der Schlüssel zur zukunftssicheren additiven Fertigung für Wettbewerbsvorteile und Rentabilität.

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