Neues von der Software-Pyramide - Trendreport: MES-Hersteller über Qualität und Vernetzung
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Neues von der
Software-Pyramide
Trendreport: MES-Hersteller über Qualität und Vernetzung
Die Software-Welt ist im Wandel. Software-as-a-Service, Vernetzung, offene Schnittstellen, Kon-
nektivität: Die QZ-Redaktion hat bei den wichtigsten MES-Herstellern nachgefragt, was hier zu-
künftig zu erwarten ist und wie sich all das auf das Qualitätsmanagement auswirken wird.
Wolfgang Kräußlich, QZ-Redaktion
© Carl Hanser Verlag, München QZQualität und Zuverlässigkeit Jahrgang 68 (2023) 3MES SPECIAL 39
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er Wunsch, die Produktion in In- „MES-Systeme dienen generell als Da-
dustriebetrieben mit digitalen tenbasis für viele Anwendungen im Shop-
Tools zu unterstützen ist so alt wie floor,“ betont Michael Möller, geschäftsfüh-
die Computertechnik selbst. Nachdem in render Gesellschafter der gbo Datacomp.
den 1960er-Jahren bereits erste CAD-Syste- „Das Thema Qualitätsmanagement und
me in Konstruktionsabteilungen Einzug CAQ-Systeme ist dabei in den letzten Jah-
gehalten hatten, war ab Mitte der 1970er ren weiter in den Fokus gerückt.“
CIM im Trend: Computer Integrated Manu- Das bestätigt auch Christian Fritz, Ge-
facturing. Vielleicht war die teilweise hinter schäftsleiter bei Gewatec: „Die Beziehung
CIM liegende Idee einer menschenlosen Fa- zwischen Produktions- und Qualitätsdaten
brik zu ambitioniert, vielleicht waren die ist seit langem ein wichtiges Thema, da sie
Systeme auch einfach noch nicht leistungs- die Möglichkeit bietet, Korrelationen zwi-
fähig genug. Auf jeden Fall galt in den schen Ereignissen herzustellen. Die Korre-
1990ern der CIM-Ansatz als gescheitert. lation oder sogar Kausalität zwischen ei-
Die Software war aus den Fabrikhallen nem Qualitätsproblem und einem frühe-
allerdings nicht mehr zu vertreiben. Auf der ren Ereignis an der Maschine ist die nahelie-
Managementebene konnten sich ERP-Sys- gende Hypothese.“
teme (Enterprise Resource Planning) etab- Klar, dass die Systeme also verbunden
lieren, mit Lösungen weltweit agierender sein sollten. „Es zeichnet sich eine zuneh-
Konzerne wie SAP, Microsoft, Oracle und et- mende Vernetzung von IT-Anwendungen
lichen kleineren Anbietern. Unten, auf der im Fertigungsumfeld ab“, bestätigt Natha-
Produktionsebene, haben sich neben den lie Kletti, Geschäftsführerin von MPDV.
digitalen Steuerungs- und Prozessleitsyste- „Das heißt, dass Anwender immer weniger
men (SPS und Scada) vor allem drei soft- auf Insellösungen setzen. Gerade im Quali-
waregestützte Pfade etabliert: Qualitäts- tätsmanagement macht die Vernetzung
management (CAQ), Werkzeugdatenver- oder sogar Integration mit dem MES viel
waltung (TDM) sowie Betriebsdaten- und Sinn, da Prüfungen so deutlich effizienter
Maschinendatenerfassung (BDE/MDE). eingetaktet werden können. Das spart viel
Und aus letzterem Pfad gingen in der Folge Zeit und steigert die Prozessqualität. Der
die Manufacturing-Execution-Systeme globale Wettbewerbsdruck macht die Ver-
(MES) hervor, Produktionsleitsysteme, pro- netzung also notwendig.“
zessnah, aber doch mit Anbindung an Per- Johannes Kienesberger, Team Leader
sonaldaten, Warenwirtschaft und Logistik. Presales bei Industrie Informatik bestätigt:
In der gerne gezeichneten Software-Pyra- „MES liefert wertvolle Live-Daten und stellt
mide haben sich die MES-Systeme in der die Verbindung zwischen aktuellem Auf-
Mitte eingerichtet. trag und Maschine her. Die Entwicklung
geht in Richtung tieferer Integration. Wo
MES und Qualität hängen früher lose zyklische Schnittstellen verwen-
zusammen det wurden, findet man jetzt die komplette
Doch die Zeit bleibt nicht stehen, die Re- Integration in das Werkercockpit und Echt-
chenleistung der Prozessoren stieg ebenso zeit-Schnittstellen auf Basis moderner
wie die Vernetzung der Produktionsumge- Technologien wie Webservices“.
bungen. Weil all das auch Auswirkungen Nicolas Köster, Portfoliomanager bei
auf die MES-Systeme haben muss, hat die Böhme & Weihs, sieht den Trend wie folgt:
QZ-Redaktion bei den wichtigsten Herstel- „In der Vergangenheit wurden MES und
lern von MES-Software nachgefragt, wohin CAQ häufig als voneinander getrennte Sys-
die Reise aktuell geht. Insbesondere ging es teme betrachtet. Sie laufen bis heute in vie-
um die Frage, wie es um die Vernetzung von len Unternehmen unabhängig voneinan-
MES-Systemen mit Elementen des Quali- der und ohne Schnittstelle. Seit einigen Jah-
tätsmanagements steht. ren zeichnet sich jedoch ein Umdenken ›››
QZQualität und Zuverlässigkeit Jahrgang 68 (2023) 3 www.qz-online.de40 SPECIAL MES
„Der wohl größte Trend in der Produktion ist ein „Da die Entwicklung KI-basierter Software weiter „Während IIoT-Apps auf der technischen Ebene in
Wandel hin zu flexibleren Systemen. Das hat na- voranschreitet, sehen wir, dass sich neue Nischen- direktem Bezug auf bestimmte Maschinen oder
türlich direkte Auswirkungen auf die unterstüt- anwendungen als Teil des MES-basierten, intelli- Anlagen arbeiten, stellen MES einen betriebswirt-
zende Softwarelandschaft. “ genten Fertigungsökosystems entwickeln. “ schaftlichen Gesamtkontext her.“
Maximilian Mühling, Delmia Industry Process Michael Ford, Sr. Director Emerging Industry Stra- Dr. Alexander Schließmann, Lead Value Engineer
Consultant, Dassault Systèmes. © Dassault Systèmes tegy, Aegis Software. © Aegis Software GmbH bei Forcam. © FORCAM GmbH
ab: Immer mehr Unternehmen setzen auf lichkeits- und Einflussanalyse) sowie in die gen“, führt Dr. Alexander Schließmann von
MES und CAQ aus einer Hand.“ Prüfpläne überführt werden, welche dann Forcam aus. „Gemeinsam haben IIoT-Apps
Etwas differenzierter betrachtet es Dr. im MES/MOM ausgeführt werden.“ und MES, dass sie Fertigungsdaten erfas-
Alexander Schließmann, Lead Value Engi- „Die Nachfrage nach detaillierten und sen, damit effizienter produziert werden
neer bei Forcam: „Eine Gruppe von Unter- präzisen Traceability-Daten für Materialien kann. Der Unterschied ist: Während IIoT-
nehmen wünscht sich alles aus einer Hand, und Prozesse aus MES hat im Zuge der Ent- Apps auf der technischen Ebene in direk-
also ein MES mit integrierter Qualitätsma- wicklungen zur verbesserten Datenerfas- tem Bezug auf bestimmte Maschinen oder
nagement-Lösung, und verzichtet auf tiefer sung zugenommen, idealerweise durch das Anlagen arbeiten, stellen MES einen be-
gehende QM-Funktionen. Eine andere standardbasierte IIoT, aber auch durch die triebswirtschaftlichen Gesamtkontext her.
Gruppe von Unternehmen hat bereits ein vielen bestehenden No-code-Schnittstel- Ergebnis sind übergeordnete Analysen, die
QM-System oder benötigt spezialisierte len, die etablierte moderne MES-Lösungen wiederum die Datenbasis für die Aufgaben
QM-Funktionen und setzt daher auf eine beinhalten“, fasst Michael Ford, Sr. Director im ERP bilden. Das MES bleibt dabei die
Kombi-Lösung aus spezialisiertem MES- Emerging Industry Strategy bei Aegis Soft- zentrale Datenquelle – die Single Source of
und spezialisiertem CAQ-Anbieter.“ ware zusammen. „MES wird zunehmend Truth – über die gesamte Wertschöpfungs-
Eine noch weitreichendere Vernetzung als Gateway für Qualitätsdaten anerkannt, kette von Shopfloor bis zum Topfloor.“ Die
erkennt Maximilian Mühling, Delmia In- da der Kontext in Bezug auf das Produktde- Cloud-Technologie sieht er dabei als unver-
dustry Process Consultant bei Dassault Sys- sign, die Stückliste und die Betriebskonfi- zichtbar: „Der monolithische Ansatz ist Ver-
tèmes: „Zum einen wandeln sich die Anfor- guration erforderlich ist, um den Wert der gangenheit. Im digitalen Zeitalter verlan-
derungen an ein MES von reinen Systemen Qualitätsdatenanalyse zu erhöhen. Darü- gen fertigende Unternehmen hybride Ar-
zur Produktionsausführung hin zu ganz- ber hinaus wird MES als verantwortlich für chitekturen aus Edge- und Cloud-Compu-
heitlichen Systemen, die beispielsweise die Durchführung und Koordinierung von ting: Sie wollen eine Datenerfassung und
auch Funktionen aus dem Qualitätsmana- Qualitätsereignissen angesehen, wie zum Daten-Vorverarbeitung fabriknah vor Ort,
gement beinhalten. Deshalb wird auch von Beispiel Material- und Produktquarantäne also Edge-Computing, in Kombination mit
Manufacturing-Operations-Management- oder Inspektionsverfahren. Die Kunden er- zentraler Datenverarbeitung und Weiter-
Systemen (MOM) gesprochen, die neben warten eine engere Integration von MES gabe in der Cloud.“
der reinen Qualitätsplanung auch die Tätig- und CAQ.“ Für Nathalie Kletti von MPDV liegt der
keiten zur Qualitätserfassung übernehmen Industrie-4.0-Ansatz auf einer anderen
können. Zum anderen zeichnet sich ein Veränderungen im Zuge von Ebene: „Wir haben bereits vor Jahren be-
Trend zu einer digitalen Datendurchgän- Industrie 4.0 gonnen, unsere MES-Anwendungen zu ap-
gigkeit ab. So können die im CAD erhobe- Doch welche Veränderungen bringen The- pifizieren und auf Basis einer semantischen
nen Informationen wie Toleranzen und Be- men wie Industrie 4.0, IIoT oder Cloud- Integrationsplattform miteinander intera-
maßungen durchgängig in die D-FMEA Technologie für den MES-Markt mit sich? gieren zu lassen. Im Klartext bedeutet das:
(Design-Fehlermöglichkeits- und Einfluss- „Die MES-Landschaft erweitert sich, insbe- Eigentlich haben wir gar kein MES im Sinne
analyse) und P-FMEA (Prozess-Fehlermög- sondere durch innovative IIoT-Anwendun- eines monolithischen Systems mehr. Viel-
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„Wir sehen die MES- und CAQ-Systeme in Zukunft „Neue Technologien geben uns die Möglichkeit, „Die großen Entwicklungen der nächsten Jahre
in Verbindung mit KI. Die künstliche Intelligenz detailliertere Daten und Prozessabläufe zu erfas- werden sicherlich die Themen Maschine Learning
wird benötigt, um die großen Datenmengen ziel- sen. Damit wird die Quelle der Daten aus dem und künstliche Intelligenz sein. Sie werden MES in
gerichtet und echtzeitnah zu verarbeiten.“ Shopfloor größer – und damit der Nutzen.“ Zukunft auf eine ganz neue Ebene heben. “
Nicolas Köster, Portfoliomanager bei Böhme & Michael Möller, geschäftsführender Gesellschafter Christian Fritz, Geschäftsleitung bei Gewatec. ©
Weihs. © Böhme & Weihs Systemtechnik GmbH & Co. KG der gbo Datacomp. © gbo datacomp GmbH GEWATEC GmbH & Co KG
mehr bieten wir einzelne Manufacturing ziehen sich oftmals nur auf spezifische Be- anderem, wie unterschiedliche Systeme
Apps (mApps) an, die mit unserer Manu- reiche, Anlagen oder Prozessschritte. Die miteinander verbunden werden können,
facturing Integration Platform (MIP) kom- Gesamtkomplexität von Lieferketten, ex- oder ob genügend Fachkräfte zur Verfü-
munizieren. Dadurch kann der Anwender ternen Arbeitsgängen oder Verflechtungen gung stehen, die sich mit der Steuerungs-
noch flexibler entscheiden, welche Apps er von Produktionsschritten in verschiedenen technik auskennen. Ein Ansatz dieser neu-
nutzen möchte.“ Auf die Cloud möchte man Werken bleibt dabei unberücksichtigt. Das en Situation gerecht zu werden, ist der Ein-
auch bei MPDV nicht verzichten, allerdings: kann der Auslöser für eine destruktive Pro- satz weiterer Technologien oder Methoden
„Ein IT-System in der Cloud zu betreiben, ist zessoptimierung sein. Was OT-Systeme wie Webservices oder Verwaltungsschalen
zielführend, besonders wenn man im eige- nicht können, leistet das MES als zentrale zur Vernetzung von Anlagen. MES-Systeme
nen Unternehmen wenig eigene IT-Kapazi- Informationsdrehscheibe für eine ganz- müssen zukünftig die Schnittstellen in
täten hat. Im Falle der Fertigungs-IT ist es al- heitliche Optimierung. Es bildet das Binde- Richtung der Automatisierungsebene zur
lerdings essenziell, dass ein Teil der Anwen- glied zwischen Shopfloor- und Manage- Verfügung stellen.“
dungen im Edge läuft, um die Bedürfnisse mentebene, stellt Informationen aus histo- Auf weitere Herausforderungen von In-
des Shopfloors nach Echtzeitfähigkeit und rischen Daten bereit und aggregiert Daten, dustrie 4.0 weist Christian Fritz von Gewa-
Ausfallsicherheit bedienen zu können. Da- die dann werks- und bereichsübergreifend tec hin: „In erster Linie hat diese Entwick-
her sind wir der Meinung: Wer Cloud sagt, verfügbar sind“, führt Nicolas Köster von lung große Auswirkungen auf die Daten-
muss auch Edge sagen.“ Böhme & Weihs aus. „Über Edge-Compu- mengen, die nun täglich erfasst und ver-
„Industrie 4.0 und IoT sind Bestandteile ting lässt sich die physische Welt der Shopf- arbeitet werden müssen. Wir als
von MES-Lösungen“, so Michael Möller von loorebene mit der Betriebsleitebene (u.a. MES-Hersteller müssen in der Lage sein,
gbo Datacomp. „Die Veränderungen unse- einem CAQ-System) verbinden. Über diese diese Daten zu sammeln, zu analysieren
rer Produkte sind dahingehend, dass sehr Bindeglied-Funktion der Edge-Computing- und dem Anwender eine Datenbasis zu lie-
viele IoT-Daten, zum Beispiel von IoT-Sen- Technologien ist es möglich, ein CAQ-Sys- fern, um bessere Entscheidungen treffen zu
soren, im System mitgenutzt werden und tem, das als Standalone-Lösung funktio- können. Durch die Anbindung möglichst
so eine noch detailliertere Datenbasis für niert, mit aggregierten Daten und allen vieler Systeme steigt die Chance, ein Pro-
Unternehmen geschaffen werden kann. Ed- wichtigen Informationen zu versorgen, die blem frühzeitig erkennen zu können, signi-
ge Computing und cloudbasierte Dienste normalerweise nur im Zusammenspiel mit fikant an. Ziel ist es, aus den anfallenden
beeinflussen die Funktionalität der MES- einem MES in das CAQ-System integriert Daten möglichst genaue Vorhersagen für
Systeme nur unwesentlich. Die Daten wer- werden könnten.“ Wartungen oder Reparaturen zu generie-
den, sofern es der Anwender zulässt, eben „Eine stärkere Vernetzung von OT-Sys- ren und somit Ausfallzeiten zu vermeiden
in unterschiedlichen IT-Strukturen gespei- temen bietet neben den bekannten Vortei- und die Qualität des Produktes zu verbes-
chert und verwaltet.“ len, wie einer smarten Steuerung und Da- sern.“
An manchen Stellen scheint Vorsicht tenerfassung, auch einige Herausforderun- Michael Ford von Aegis betont die Vor-
angebracht: „Optimierungen mithilfe von gen“, warnt Maximilian Mühling von Das- teile von Industrie 4.0: „Immer mehr auto-
OT (Operative Technologies)-Systemen be- sault Systèmes. „Dazu zählen unter matisierte Prozesse nutzen standardbasier-
QZQualität und Zuverlässigkeit Jahrgang 68 (2023) 3 www.qz-online.de42 SPECIAL MES
te IIoT-Nachrichten, sodass detaillierte Da-
ten immer häufiger in einer gemeinsamen
Sprache zur Verfügung stehen. Dadurch
entfallen die Kosten für die Konvertierung.
Durch die daraus resultierende erhebliche
Senkung der Verbindungskosten wird der
Zugriff auf Daten aus viel mehr Betrieben
wirtschaftlich sinnvoll. Der Gesamtüber-
blick über die Fertigung wird detaillierter
und ermöglicht eine bessere Qualitätsana-
lyse und -kontrolle. Aufgrund des Echtzeit-
charakters von MES wird es im Wesentli-
chen zu einer Edge-Anwendung, die sich
INFORMATION&SERVICE
„Ich sehe gesteigerte Anforderungen an die Or- „Im Falle der Fertigungs-IT ist es essenziell, dass
UNTERNEHMEN DIESER UMFRAGE chestrierung. Es gibt die Anforderung, Wildwuchs ein Teil der Anwendungen im Edge läuft, um Echt-
wieder zu standardisieren und harmonisieren zeitfähigkeit und Ausfallsicherheit zu bieten. Wer
Aegis Software GmbH
Wetterkreuz 27 sowie Wiederverwendbarkeit zu ermöglichen.“ Cloud sagt, muss also auch Edge sagen.“
91058 Erlangen Johannes Kienesberger, Team Leader Presales bei Nathalie Kletti, Geschäftsführerin von MPDV. ©
T +49 9131 7778-10 Industrie Informatik. © Industrie Informatik GmbH MPDV Mikrolab GmbH
infode@aiscorp.com
Böhme & Weihs Systemtechnik auf die Infrastruktur der Datenerfassung ben werden. Hier gehen die Meinungen von
GmbH & Co. KG und -kontrolle konzentriert. Von MES kon- Experten derzeit allerdings stark auseinan-
Linderhauser Straße 153 textualisierte Daten, die aus betrieblichen der. Von On-Premise-Lösungen über Infra-
42279 Wuppertal
T +49 202 38434–0 Ereignissen im Zusammenhang mit Pro- structure-as-a-Service (IaaS) bis hin zu Soft-
info@boehme-weihs.com dukten, Vorgängen und Materialinstanzen ware-as-a-Service-Modellen (SaaS) hat je-
abgeleitet werden, werden Cloud-Anwen- de Art Vor- und Nachteile. Kontrolle und
Dassault Systemes Deutschland
dungen zur Verfügung gestellt, was im Ver- Flexibilität sind bei einem On-Premise-
GmbH
Meitnerstr. 8 gleich zur Verwendung von IIoT-Rohdaten Hosting in der Regel höher, wohingegen die
70563 Stuttgart allein eine weitaus höhere Leistung und Fä- TCO (Total Cost of Owernship) bei SaaS-
T +49 711 273000 higkeit ermöglicht.“ Hosting tendenziell vorteilhafter ist. Je
DS.PrivacyPolicy@3ds.com
nach Anwendungsfall können auch Hybrid-
FORCAM GmbH
Trends und Ausblick Konzepte zum Einsatz kommen. Wichtig
An der Bleicherei 15 Die Kunden erwarten, dass ein MES künftig ist, dass sich die MES-Anbieter zukünftig für
88214 Ravensburg
als integrative Plattform genutzt werden alle Möglichkeiten aufstellen, um die opti-
T +49 751 36669–0
info@forcam.com kann, auf der sie Lösungen modular inte- male Hosting-Form für die Kunden bereit-
grieren werden können, ob CAQ, PLM, IIoT, zustellen.
gbo datacomp GmbH KI oder andere. Ein Haupttrend lautet da- Bleibt die KI. Eine künstliche Intelligenz
Schertlinstraße 12a
86159 Augsburg her: Composability – die leichtgängige Kom- oder Machine Learning werden benötigt,
T +49 821 59701–0 binierbarkeit von Lösungen zu individuel- um die großen Datenmengen, die die un-
info@gbo-datacomp.de len Architekturen, basierend auf den drei terschiedlichen Systeme zur Verfügung
IT-Anforderungen Maschinenkonnektivität, stellen, zielgerichtet und echtzeitnah zu
GEWATEC GmbH & Co KG
Groz Beckert Str. 4 digitaler Zwilling und Interoperabilität. Die verarbeiten. Zusammenhänge und Ano-
78564 Wehingen größte Herausforderung dabei ist die Mög- malien im Produktionsprozess lassen sich
T +49 7426 5290–0 lichkeit zur Orchestrierung unterschied- damit rechtzeitig erkennen, sodass frühzei-
gewatec@gewatec.com
lichster Module über Standardschnittstel- tig präventive Maßnahmen eingeleitet wer-
Industrie Informatik GmbH len, also über eine Open-API wie zum Bei- den können. Zu guter Letzt bleibt der Wan-
Wankmüllerhofstraße 58 spiel Restful-Webservices oder OPC/UA. del hin zu flexibleren Systemen. Dies wird
A-4020 Linz
Es ist davon auszugehen, dass es immer auch die Automatisierungspyramide ver-
T +43 732 6978–11
info@industrieinformatik.com mehr Anbieter geben wird, die einzelne ändern. Es ist zu erwarten, dass die Abgren-
MES-Funktionen in Form von Apps anbie- zung zwischen den einzelnen Schichten
MPDV Mikrolab GmbH ten werden. Der Einfluss von Technologien künftig nicht mehr so eindeutig ausfällt,
Römerring 1
74821 Mosbach wie Edge-Computing und cloudbasierte wie es derzeit noch der Fall ist. W
T +49 6261 9209–0 Dienste ist eng verknüpft mit der Frage, wie
info@mpdv.com MES-Systeme überhaupt am besten betrie-
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