Die zunehmende Automatisierung der Produktionsprozesse und die fortschreitende Globalisierung der Warenströme stellen Unternehmen weltweit vor große Herausforderungen. Wirtschaftlichkeit, Termintreue und ein Höchstmaß an Flexibilität zählen heute zu den wichtigsten Zielgrößen eines Modernen Fertigungsunternehmens. Um diese drei Faktoren möglichst ideal an die steigenden Kundenanforderungen anzupassen, kommt dem Informationsmanagement eine immer größere Bedeutung zu. Eine effiziente Planung, flexible Steuerung und störungsfreie Durchführung von Fertigungsprozessen entlang der Wertschöpfungskette spielen eine zentrale Rolle. Eine wichtige Voraussetzung für die kontinuierliche Optimierung dieser Prozesse ist die Erfassung, Bereitstellung und Auswertung von verlässlichen Informationen in Form von standardisierten Kennzahlen (sogenannte Key Performance Indicators bzw. KPI). Moderne MES liefern Daten zur Anlagen- und Maschinenauslastung, der Liefertreue und den Beständen sowie zur Prozess- und Produktqualität. Sie zeigen den aktuellen Status der Produktion und informieren den Anwender über Abweichungen vom Soll-Zustand. Diese wertvollen Informationen werden zu MES-Kennzahlen verdichtet und bilden somit die Handlungsgrundlage für ein Prozesscontrolling, das nicht nur auf Überwachung, sondern auch auf Optimierung ausgelegt ist.

Kennzahlen in der Fertigungsindustrie

Aktuelle Studien zeigen, dass deutsche Fertigungsunternehmen Kennzahlen nur in geringem Umfang nutzen. Viele Fertigungsplaner kennen die für eine effiziente Produktion entscheidenden Schlüsseldaten nur unzureichend. Zudem stehen vielerorts nur ineffiziente oder keine Instrumente für eine Erfassung und Auswertung zur Verfügung. Viele Unternehmen erfassen die zu Kennzahlen verdichteten Informationen aus der Produktion noch manuell. Dies hat deutliche Nachteile. Durch die manuelle Datenerfassung kommt es immer wieder zu fehlerhaften Eingaben und der Auswertungsprozess kann sich entscheidend verlängern. So verzögern sich entsprechende Reaktionen und abgeleitete Maßnahmen können oft nicht rechtzeitig erfolgen.

Über viele Jahre hinweg arbeiten Fertigungsunternehmen im Bereich der Steuerung und Überwachung zudem mit eigenen Definitionen und deuten prozess- und qualitätsrelevante MES-Kennzahlen wie `Produktivität´ unterschiedlich. Daher ist eine einheitliche Auswertung bzw. Vergleichbarkeit der Ergebnisse nur eingeschränkt und mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand möglich.

Standardisierung von MES-Kennzahlen

Im Jahr 2009 veröffentlichte ein Arbeitskreis des Verbands Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) das VDMA-Einheitsblatt 66412-1. Diese Richtlinie definiert 22 Kennzahlen zur Beurteilung und Festlegung von Zielvorgaben in Fertigungsprozessen. Das Einheitsblatt beschreibt die Berechnung und vereinheitlicht die Definition bereits bekannter Kennzahlen wie die Qualitätsrate, die Effektivität und den Beleggrad. Es wurden Messgrößen wie First Pass Yield (FPY) oder der OEE-Index (Overall Equipment Effectiveness) in das System aufgenommen.
Die VDMA-Richtlinie 66412-1 umfasst die Bereiche Betriebsdaten (BDE), Maschinendaten (MDE), Qualitätsdaten (CAQ) sowie Personalzeitdaten (PZE) und damit alle wichtigen Kenngrößen zur Erfassung und Beurteilung von Fertigungsprozessen. Mit der Veröffentlichung der Richtlinie wurde eine wichtige Grundlage für die Vergleichbarkeit von MES-Systemen geschaffen. Zudem arbeitet eine internationale Working Group seit Anfang 2010 an der ISO 22400-2, die eine Vergleichbarkeit von Produktionsstandorten auch länderübergreifend ermöglicht. Die Einführung der VDMA-Richtlinie 66412-1 führt zur einer Vereinheitlichung von Kennzahlen im Bereich der diskreten Fertigung und macht somit prozess-und qualitätsbezogene Kennzahlen vergleichbar.

Transparente Produktion

In der VDMA-Richtlinie wurden Kriterien festgelegt, mit deren Hilfe sich MES-Kennzahlen von anderen Kennzahlensystemen unterscheiden lassen. Aus diesen Kriterien können konkrete Anforderungen an moderne MES abgeleitet werden. MES-Kennzahlen werden z.B. mittels MES-Systemen erfasst oder aus dem ERP übernommen. Dies gilt für besonders zeitkritische Prozessdaten, die eine unmittelbare Reaktion verlangen ( z.B. das Vorhandensein ausreichender Betriebsmittel). Daraus folgt, dass MES-Systeme Auswertungen in Echtzeit zur Verfügung stellen. Werden diese mit einer Signaldarstellung verbunden, lassen sich die Abweichungen von den Soll-Vorgaben sogar unmittelbar sichtbar machen und die jeweils zuständigen Mitarbeiter können zeitnah reagieren. Ein weiteres Kriterium zielt auf die Optimierung der Prozesse ab. MES-Kennzahlen sollten Drill-Down-fähig sein, um eine gezielte Ursachenforschung für mögliche Schwachstellen im Produktionsprozess bieten zu können.

Unternehmensspezifische Kennzahlen

Welche Kennzahlen für das Prozesscontrolling erfasst, aufbereitet und analysiert werden, ist von verschiedenen Faktoren abhängig und von Unternehmen zu Unternehmen unterschiedlich. So sind für den Fertigungsbereich erstrebenswerte Zielgrößen, wie kurze Durchlaufzeiten, nicht zwangsläufig mit der Qualitätssicherung oder Logistik vereinbar. Für einen Unternehmer sind andere Kennzahlen relevant als für einen Qualitätsmanager, Produktionsleiter oder Bereichsleiter Logistik. Ein modernes MES muss möglichst alle relevanten Prozess- und Qualitätsdaten in einer einheitlichen Datenbasis erfassen und zentral verfügbar machen. Darüber hinaus sollte es dem Anwender aber auch eine nutzerspezifische und individuell konfigurierbare Perspektive, vom einzelnen Arbeitsgang bis hin zu einer übergeordneten Sicht auf das gesamte Produktionssystem, bieten. Tablet-PCs und Smartphones machen es heute möglich, dem Nutzer Informationen ortsunabhängig und zu jeder Zeit zur Verfügung zu stellen.
Die Praxiserfahrungen in Unternehmen zeigen, dass die individuelle und flexible Visualisierung der Informationen für die Etablierung von MES-Kennzahlensystemen ein wesentlicher Erfolgs- und Akzeptanzfaktor ist. Der Anwender sollte aus der Fülle von möglichen Kennzahlen genau diejenigen auswählen können, die für ihn von Bedeutung sind. Das Unternehmen sollte zudem die Ausgabeform der Informationen an das Nutzerverhalten seiner Mitarbeiter anpassen können.

Kennzahlenmonitoring mittels Dashboards

Für die Visualisierung von MES-Kennzahlen und Auswertungen stehen sogenannte Dashboards zur Verfügung. Dashboards (engl. Instrumententafeln, Kennzahlen-Cockpits) bieten einen vollständigen Überblick zu Qualitäts- und Prozessdaten. Sie visualisieren diese in Form von Tabellen, Skalen und Grafiken und sind damit die technische Umsetzung eines Kennzahlensystems. Ein Dashboard kann als eigenständige Lösung oder als Bestandteil eines Management-Informationssystems genutzt werden.

Frei konfigurierbares Kennzahlen-Monitoring mit Performance-Dashboard

Der Dresdner MES-Spezialist InQu Informatics hat eine Softwarelösung entwickelt, die alle voran gegangenen Anforderungen aufgreift und umsetzt. Das Kennzahlen-Cockpit InQu.KPI verdichtet Produktionsdaten zu Kennzahlen und wertet diese dann per Knopfdruck aus. Die webbasierte Softwarelösung stellt die oben genannten Anforderungen an Individualität, Flexibilität und Konfigurierbarkeit in den Vordergrund und macht Produktionsprozesse transparent. Zudem erfüllt das InQu-Performance-Dashboard die Anforderungen aus der VDMA-Richtlinie 66412-1 in vollem Umfang.
„Ein Kennzahlensystem kann nur dann zur Auswertung bzw. Optimierung von Produktions- und Qualitätsprozessen beitragen, wenn es eine Reihe von Kriterien erfüllt. Eine der wichtigsten Anforderungen ist dabei die Möglichkeit zur individuellen Anpassung.“, Peter Pauls, Geschäftsführer InQu Informatics.

Die Softwarelösung InQu.KPI ermittelt und verarbeitet Produktionskennzahlen und stellt diese in einem individualisierbaren Dashboard mit freien Layouts zur Verfügung. Darüber hinaus greift es auf feste Vorgaben für bereichsübergreifende Kennzahlen zurück. Dem Anwender werden nur jene Daten zur Verfügung gestellt, die auch seinem tatsächlichen Informationsbedarf entsprechen. Das Dashboard zeichnet sich zudem durch eine besonders benutzerfreundliche Handhabung aus und stellt die Ergebnisse auch auf einem Touchpad oder Smartphone zur Verfügung. Die Software arbeitet zudem mit einer einheitlichen Datenbasis, ist Drill-Down-fähig und stellt die Auswertungen in Echtzeit zur Verfügung. Das Kennzahlen-Cockpit ermöglicht frei konfigurierbare und zielgruppenorientierte Auswertungen zum Produktionsverlauf. Mit Hilfe eines angekoppelten Eskalationsmanagements können Anwender so regulierende Steuerungsmaßnahmen für wichtige Produktionsprozesse einleiten. InQu.KPI erfüllt damit alle oben genannten Anforderungen an eine moderne Business-Intelligence-Lösung im Fertigungsbereich.

Das Performance-Dashboard InQu.KPI wurde auf der CEBIT 2012 für den INNOVATIONSPREIS-IT in der Kategorie „Branchensoftware“ nominiert und hat sich mit dem 2. Platz gegen mehr als 2.500 Mitbewerber durchgesetzt.

Die Gläserne Produktion- Automatisierte Prozessüberwachung durch frei konfigurierbares Kennzahlenmonitoring