Die Einführung eines Manufacturing Execution Systems (MES) ist ein tiefgreifender Eingriff in bestehende Produktions- und Organisationsstrukturen. Damit ein MES den gewünschten Nutzen entfalten kann, müssen Geschäftsprozesse und Arbeitsabläufe vorab eindeutig definiert, abgegrenzt und harmonisiert werden. Im Rahmen eines Projekts zur Einführung eines MES-Systems für die Produktion von Brennstoffzellen stand daher die strukturierte Entwicklung der Geschäftsprozesse im Mittelpunkt. Ziel war es, eine belastbare Prozessgrundlage zu schaffen, aus der sich sowohl funktionale als auch technische Anforderungen für die Systemeinführung ableiten lassen.
Strukturierter Projektstart mit klarer Prozesslandkarte
Der erste Schritt bestand in der Moderation und Koordination eines interdisziplinären Projektteams. Vertreter aus Produktionsplanung, Fertigung, Qualität, Logistik und IT brachten ihre Perspektiven ein, um ein gemeinsames Verständnis der zukünftigen Prozesslandschaft zu entwickeln.
Auf dieser Basis wurde eine Prozesslandkarte erstellt, die alle wesentlichen Haupt- und Unterstützungsprozesse übersichtlich darstellt und deren Zusammenhänge sichtbar macht. Diese Landkarte diente als Orientierungsrahmen für die weitere Detailarbeit.
Prozessabgrenzung mit der SIPOC-Methode
Um die Prozesse klar und vollständig zu erfassen, erfolgte die systematische Abgrenzung mittels der SIPOC-Methode. Diese Methode stellt sicher, dass Lieferanten, Prozessschritte, Ergebnisse und Kunden eindeutig beschrieben sind.
Die SIPOC-Analyse half insbesondere dabei, Schnittstellen zwischen Bereichen transparent zu machen und Verantwortlichkeiten eindeutig festzulegen. Gleichzeitig wurden bereits erste Anforderungen an Datenflüsse und Systemintegration sichtbar.
Prozessmodellierung nach BPMN-Richtlinien
Die abgegrenzten Prozesse wurden anschließend detailliert nach der Business Process Model and Notation (BPMN) Methode modelliert. Die Geschäftsprozessmodellierung erfolgte so, dass sowohl fachliche als auch technische Stakeholder die Abläufe nachvollziehen konnten. Besonderes Augenmerk lag auf der konsistenten Darstellung von Rollen, Entscheidungen, Ausnahmen und Schnittstellen.
Die modellierten Prozesse umfassten unter anderem:
- Produktionsplanung und Auftragssteuerung
- Operative Fertigungsabläufe
- Qualitätssicherung und Prüfprozesse
- Logistikprozesse und Materialbereitstellung
- Verkettungssysteme und Störungsmanagement
Durch die einheitliche BPMN-Struktur entstand eine transparente und wiederverwendbare Prozessdokumentation.
Ableitung von Qualitäts- und Effizienztreibern
Parallel zur Modellierung wurden Qualitäts- und Effizienztreiber identifiziert, die durch das MES gezielt unterstützt werden sollen. Dazu zählen beispielsweise Datenverfügbarkeit in Echtzeit, Rückverfolgbarkeit, Transparenz von Störungen oder die Reduktion manueller Eingriffe.
Diese Treiber flossen direkt in die Definition der Systemanforderungen ein und bildeten eine wichtige Grundlage für die spätere Bewertung des MES-Nutzens.
Definition der MES-Systemanforderungen und Schnittstellen
Aus den modellierten Prozessen wurden die konkreten Anforderungen an das MES abgeleitet. Neben funktionalen Anforderungen lag der Fokus auf der sauberen Definition der Systemschnittstellen. Festgelegt wurden insbesondere die Anforderungen zur Integration mit
Microsoft Navision als führendes ERP-System und HydraX als Produktions- und Automatisierungssystem.
Darüber hinaus wurden Parameter für die Gestaltung der Maschinenschnittstelen definiert, um eine konsistente und standardisierte Anbindung der Anlagen zu ermöglichen.
Referenzprozesse und Vorbereitung der Validierung
Ein weiterer Bestandteil des Projektes war die Definition von Referenzprozessen, die später zur Validierung des MES genutzt wurden. Diese Referenzprozesse beschreiben typische und kritische Produktionsszenarien und dienen als Prüfmaßstab für die Systemfunktionalität.
Zusätzlich wurden normative Anforderungen und relevante Dokumentationspflichten in die Prozesse integriert, sodass regulatorische Vorgaben bereits in der Systemgestaltung berücksichtigt sind.
Ergebnis: Belastbare Prozessbasis für die MES-Einführung
Das Projekt führte zu einer klar strukturierten und konsistent dokumentierten Prozesslandschaft, die alle relevanten Produktions- und Unterstützungsprozesse vollständig abbildet. Durch die modellierten Arbeitsabläufe liegt eine transparente Beschreibung der operativen Prozesse vor, die sowohl fachlich als auch technisch nachvollziehbar ist. Die eindeutige Prozessabgrenzung mittels der SIPOC-Methode stellte sicher, dass Zuständigkeiten, Schnittstellen und Prozessgrenzen klar definiert sind.
Auf dieser Grundlage konnten die Anforderungen an die Integration des MES in bestehende ERP- und Automatisierungssysteme präzise abgeleitet werden. Ergänzend wurden Referenzprozesse definiert, die später als Maßstab für Tests und Validierung des MES dienen. Das daraus entwickelte Lastenheft bildet eine belastbare Basis für die Systemauswahl und stellt sicher, dass funktionale, technische und organisatorische Anforderungen umfassend berücksichtigt werden. Insgesamt liegt damit eine stabile Ausgangsbasis vor, um das MES zielgerichtet zu strukturiert, einzuführen und langfristig erfolgreich zu betreiben.
Fazit
Die Einführung eines MES-Systems beginnt nicht mit Software, sondern mit Prozessen. Erst durch eine saubere Prozessabgrenzung, eine strukturierte Modellierung nach BPMN und die klare Ableitung von Systemanforderungen entsteht ein MES-Projekt mit realistischem Nutzen und hoher Akzeptanz. Das beschriebene Vorgehen zeigt, wie Prozessgestaltung, Methodik und Projektmanagement zusammenwirken, um Digitalisierung in der Produktion wirksam und nachhaltig umzusetzen.