MES Software

MES (Manufacturing Execution System) ist das Bindeglied zwischen kaufmännischer Unternehmenssoftware und prozessnaher Steuerungsebene eines Industriebetriebs innerhalb der Automatisierungspyramide. Das Fertigungssteuerungssystem übersetzt Planaufträge aus ERP (Enterprise Resource Planning) in präzise Produktionsausführung und schafft Klarheit über Status, Kapazitäten und Materialflüsse in Echtzeit.

Grundlagen der MES Software: Definition und Kernaufgaben

Die Abgrenzung zum ERP ist klar: ERP plant Ressourcen und Logistik, MES übernimmt Produktionssteuerung, Überwachung und operative Terminierung. MESA International beschreibt elf Kernfunktionen, darunter Datenerfassung, Ressourcenplanung, Qualitätsmanagement, Instandhaltung und Genealogie, die gemeinsam eine belastbare Entscheidungsgrundlage liefern.

Diese Kernfunktionen gewährleisten einen durchgängigen Datenfluss vom Rohmaterial bis zum Fertigprodukt. Aus Sicht von Produktionsleitung und Management visualisiert das System Abläufe und ermöglicht, Kennzahlen, Performance und Verbesserungspotenziale faktenbasiert zu bewerten.

Abgrenzung und Rolle im Betriebsablauf

Im Tagesgeschäft ordnet MES jedem Produktionsauftrag die passende Maschine, das geeignete Werkzeug, den korrekten Rohstoff und qualifiziertes Personal zu. Grundlage sind aktuelle Zustandsüberwachung, Materialflüsse und Bestände. Dadurch werden Lieferterminüberschreitungen, Wartezeiten und Ausfallzeiten gezielt vermieden.

Die 11 Kernfunktionen nach MESA International

• Datenerfassung: Maschinen-, Sensor- und Personaldaten bilden das Rückgrat der Datenbasis.
• Produktionsplanung/Terminierung: Feinplanung, Reihenfolge und Ressourcenplanung je Produktionslinie.
• Qualitätsmanagement: Qualitätskontrolle, Qualitätssicherung und Genealogie.
• Instandhaltung: Zustandsorientierte Wartung reduziert Maschinenausfälle und Störungen.

Wesentliche Module für die Produktionssteuerung und Leistungsanalyse

Eine moderne Applikation verbindet Leistungsanalyse, Leitstand und Prozessgestaltung zu einer integrierten Fertigungslösung. Der Leitstand steuert die Produktion, erkennt Abweichungen und initiiert Gegenmaßnahmen, bevor Störungen zu Ausfallzeiten führen.

Echtzeitüberwachung und Datenerfassung

Die Echtzeitüberwachung konsolidiert Signale aus SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), SPS und Sensorik. Zustandsüberwachung und Datenaufbereitung bilden die Grundlage für OEE (Overall Equipment Effectiveness), Reaktionszeiten und Auslastung. So bleibt das Produktionsmanagement planbar und steuerbar.

Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit (Genealogie)

Über Prüfpläne, Grenzwerte und Arbeitsanweisungen dokumentiert MES die Produktgenealogie vom Rohmaterial bis zur Lagerung. Lückenlose Rückverfolgbarkeit ermöglicht gezielte Rückrufaktionen entlang der Lieferkette, statt breite Chargen zu sperren, und reduziert Verschwendung.

Feinplanung und Ressourcenmanagement

Die Feinplanung priorisiert Aufträge, balanciert Rüstvorgänge und optimiert die Ressourcennutzung je Produktionseinheit. Terminierung und Zuordnung berücksichtigen Qualifikationen, Personalzeiten und Mitarbeiterservice-Funktionen wie Kiosk- und Self-Service-Buchungen.

• Leitstand: Taktfortschritt, Visualisierung von Engpässen und Monitoring der Reaktionszeiten.
• Instandhaltung: Ereignisbasierte Aufträge senken Maschinenausfälle.
• Bestandsverwaltung: Buchungen für Lagerung, Rohstoffe und Werkzeuge.
• Leistungsabrechnung: Verdichtet Schichtdaten für Arbeitsgruppen und Kostenstellen.

Quantitative Vorteile und messbare Effizienzsteigerungen

Industriestudien zeigen höhere OEE durch weniger Ausfallzeiten und bessere Anlagenauslastung, kürzere Durchlaufzeiten und schnellere Reaktionen auf Störungen. Ein Metallverarbeiter reduzierte die Reaktionszeit im Leitstand von 28 auf 6 Minuten. Terminüberschreitungen je Produktionslinie sanken um etwa ein Drittel.

Integrations- und Architekturprinzipien

Skalierbarkeit erfordert standardisierte Schnittstellen, robuste Kommunikation und belastbare Anbindung an ERP, CAQ (Computer Aided Quality) und SCADA. Integrationsfähigkeit entsteht durch Gateway-Layer, passende Kommunikationstechnologien und klare Datenmodelle für Materialflüsse, Produktionsaufträge und Produktionsabläufe.

Eine modulare Applikationsarchitektur verbindet ein Kernmodul für Datenerfassung mit optionalen Paketen für Fertigungsfeinplanung und branchenspezifischen Erweiterungen. So lassen sich Standardisierung und produktspezifische Anforderungen ausbalancieren.

• Prozessintegration: Prozessintegration synchronisiert Stammdaten, Chargen und Genehmigungen.
• Vernetzung: Sichere Vernetzung über Gateways, Edge-Knoten und APIs.
• Datenfluss: Konsistente Events treiben den Datenfluss ohne Medienbruch.
• Digitalisierung: Einheitliche Terminierung, Checklisten und freigegebene Arbeitsanweisungen.

Anwendung in der Praxis: Daten in Entscheidungen übersetzen

Ein Pharmabetrieb nutzte Genealogie, um chargenspezifische Qualitätssicherung auf eine betroffene Produktfamilie zu begrenzen. Dank sauberer Datenaufbereitung blieben Lagerung, Logistik und Lieferkette stabil. Das reduzierte Verschwendung und stützte die Produktionssteuerung während der Gegenmaßnahmen.

In der Fertigungsindustrie zählt jede Kennzahl. OEE kombiniert Verfügbarkeit, Leistung und Qualität. MES konsolidiert diese Werte, zeigt Auslastungen je Arbeitsgruppe und leitet klare Handlungsvorschläge ab. Dadurch werden Performance und Verantwortlichkeiten im Produktionsmanagement transparent.

Automatisierung und Digitalisierung entfalten Nutzen, wenn Zustandsüberwachung mit Visualisierung und Alarmlogik verknüpft ist. Ein Taktzeit-Alarm bei Überschreitung stößt automatisch eine Analyse der Ressourcennutzung an, inklusive Prüfung von Werkzeugstandzeiten und Rohstoff-Chargen, bevor der Produktionsleiter eingreift.

Auswahlkriterien für ein passendes Softwaresystem in der Fertigung

Bei der Bewertung zählt, ob die Applikation die Prozessintegration zuverlässig erfüllt und reale Liefertermintreue unterstützt. Entscheidungsträger sollten Referenzen je Produktionslinie prüfen und die Kommunikationstechnologie samt Gateway-Strategie bewerten.

• Integrationsfähigkeit: Standardisierte API, Feldbus-Anbindung, CAQ/SCADA-Kopplung.
• Skalierbarkeit: Vom Piloten zur standortweiten Ausrollung ohne Architekturbruch.
• Benutzerorientierung: Intuitive Oberflächen, Mitarbeiterservice, mehrsprachige Arbeitsanweisungen.
• Governance: Versionierte Prozessgestaltung und auditfähige Datenbasis.

Wichtig ist die klare Abgrenzung der Verantwortlichkeiten zwischen ERP, MES und Liniensteuerung, damit das Rückgrat der Produktionsausführung nicht verwässert. Ein strukturierter Leitstand mit Rollenmodellen unterstützt Personalmanagement und entlastet die Fertigungssteuerung.

Marktübersicht: Bekannte Anbieter von MES-Lösungen

Der Markt bietet Anbieter mit Leistungen in Beratung, Prozessintegration und Betrieb: Siemens, Rockwell Automation, SAP, GE Digital, Dassault Systèmes, AVEVA, Critical Manufacturing, PSI Metals, Forcam, MPDV, iTAC, ProLeiT, BDE Engineering und Infor. Auswahlkriterien sind Branche, Applikationslandschaft und Kompatibilität zur Unternehmenssoftware.

Viele Systeme treten als Fertigungslösung auf und adressieren spezielle Anforderungen in der diskreten oder prozessorientierten Fertigung. Entscheidend bleibt, ob die Kernmodule das Bindeglied zur Automatisierungspyramide technisch sauber schließen und dadurch konsistente Terminierung und Steuerung je Produktionslinie sichern.