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Workflow-basiertes MES: Die Prozessausführung als Teil der Lösung

19.05.2021 - Produktion, Technologie

Mitarbeiter in der Produktion nutzen Workflow-basiertes MES. Quelle: iStock/gorodenkoff
Mitarbeiter in der Produktion nutzen Workflow-basiertes MES. Quelle: iStock/gorodenkoff

Produktionsunternehmen sind mehr denn je gefordert, agil auf neue Bedingungen zu reagieren. Die bisher in der Software fest verankerten Prozesse wirken jedoch wie ein starres Korsett, das einengt und wenig Bewegungsspielraum zulässt. Der Schlüssel liegt in der Öffnung der eingesetzten IT-Systeme, die Anwendern Werkzeuge zur einfachen und schnellen Modellierung von system­übergreifenden Arbeitsabläufen zur Verfügung stellen. In einem Manufacturing Execution System (MES) ist die Ausführung eines Unternehmens­prozesses somit grundlegender Bestandteil der Lösung selbst.

In den meisten Industrieunternehmen ist das Bewusstsein für eine Prozessorientierung bei ihrer organisatorischen Gestaltung längst angekommen. Die Idee: Statt einer primär arbeitsteiligen Aufstellung in funktionalen Hierarchien organisieren sich Unternehmen nach ihren Geschäftsprozessen.

Diese Arbeitsabläufe (Workflows) können beliebig komplex aufgebaut sein und sind in den meisten Fällen von verschiedenen Personen und Abteilungen in einer bestimmten Reihenfolge zu erledigen. Ihre zielgerichtete Gestaltung und Steuerung schaffen für Unternehmen die Grundlage, deutlich schneller und flexibler auf Veränderungen reagieren zu können und damit in der VUCA-Welt wettbewerbs- und zukunftsfähig zu sein.

Vereinfachte Prozesse im Vordergrund

Wenn z. B. in der Vergangenheit im Rahmen eines Auftrags ein Teil verbaut wurde, musste dies per Schnittstelle vom MES ans ERP gemeldet werden. Welche Abläufe dabei zu erledigen sind, bedurften bisher einer harten Programmierung. Ebenso spätere Anpassungen.

In einer Workflow-basierten Organisation stellen IT-Lösungen hingegen nur noch ihre Funktionalitäten bereit, die in Workflows modelliert und ausgeführt werden. Ändert ein Unternehmen seinen realen Prozess, kann diese Änderung einfach im Workflow modelliert, getestet und im Produktivsystem aktiviert werden. Das Denken in Systemgrenzen wird in einer Workflow-basierten Organisation zugunsten der Arbeit an Prozessen aufgelöst.

Die Ausführung der Prozesse erfolgt also in der Software selbst – als originärer Teil der Lösung.

In welchen Bereichen unterstützt ein MES?

Wie ein Workflow-basiertes MES in der Praxis aussieht und wie es die Anpassung Ihrer Produktionsprozesse erleichtert, erfahren Sie in den folgenden 3 Anwendungsbeispielen:

1. Ausführung der Prozesse in der Software

Das MES ist eingeführt, die Anwender sind geschult – alles läuft. In einer KVP-Runde (KVP: kontinuierlicher Verbesserungsprozess) kommen die Verantwortlichen einige Zeit später zur Erkenntnis, dass ein besserer Überblick auf den aktuellen Stand in der Produktion via eines Fabrikmonitors für alle Mitarbeiter von Vorteil wäre. Denn dann könnte jeder seine Arbeit daran anpassen.

Die Einführung dieses MES-Moduls bedeutete bisher die Implementierung neuer Software (des Fabrikmonitors). Zudem mussten die bestehende Software und ihre fest programmierten Prozesse angepasst werden, um den Monitor mit allen notwendigen Informationen zu versorgen. Dieses Vorgehen setzte Programmierung voraus, war zeitaufwendig und zudem mit Ausfallzeiten des Systems verbunden. Wird hingegen ein auf Workflow-basiertes MES um einen Fabrikmonitor erweitert, bedarf es lediglich einer Anpassung der zugrundeliegenden Workflows. Die bestehende Software kann weiterlaufen.

Maximale Transparenz in der Fertigung - Der Fabrikmonitor hilft, Fehler frühzeitig zu erkennen. Quelle: PSI Automotive & Industry
Maximale Transparenz in der Fertigung - Der Fabrikmonitor hilft, Fehler frühzeitig zu erkennen. Quelle: PSI Automotive & Industry

2. Einsatz der Werker-Assistenz

Durch eine in modellierte Prozesse integrierte Werker-Assistenz erhalten Mitarbeiter präzise Anweisungen für den nächsten Arbeitsschritt. Das kann z. B. eine Aufforderung sein, die Qualität eines Produktionsteiles abzuschätzen oder eine konkrete Beschreibung, an welcher Stelle ein Teil einzubauen ist. Wird dieser Prozess umgestellt, passt sich aufgrund des hinterlegten Workflows auch die Werker-Assistenz automatisch an und

  • reduziert den Aufwand für die Erstellung neuer Arbeitsabläufe,
  • vermeidet Fehler und
  • reduziert den Einarbeitungsaufwand für neue Mitarbeiter erheblich.

Ähnliches gilt schließlich für die Einführung eines Gesamtsystems: So lässt sich ein Workflow-basiertes MES Schritt für Schritt in die verschiedenen Teilbereiche und damit deutlich effizienter ausrollen. Die Einbindung von Prozessen, Equipment und Stakeholdern erfolgt peu à peu.

Die Werker-Assistenz unterstützt Mitarbeiter in der Produktion im Arbeitsablauf inklusive Grafiken und ablaufabhängigen Verfahrensanweisungen. Quelle: PSI Automotive & Industry
Die Werker-Assistenz unterstützt Mitarbeiter in der Produktion im Arbeitsablauf inklusive Grafiken und ablaufabhängigen Verfahrensanweisungen. Quelle: PSI Automotive & Industry

3. Workflow eines einzelnen Fabrikteils

Workflows beschränken sich nicht nur auf den Menschen. Im „Internet of Things“ (IoT) etwa kann perspektivisch auch jedes Fabrikteil Workflows auslösen.

Ein Stück Material wird beispielsweise an einem bestimmten Abschnitt in der Fertigung von einem RFID-Scanner erfasst. Automatisch steht damit fest, welche Maschine mit welchen Voreinstellungen gestartet werden, was der Werker im nächsten Schritt tun muss und ob eine Buchung im ERP auszulösen ist.

Letztlich kann jedes Ereignis im Unternehmen einen Workflow auslösen.

Prozesse einfach modellieren und anpassen

Workflows lassen sich aber nur dann effizient umsetzen, wenn die etablierten IT-Lösungen wie ERP- oder Manufacturing-Execution-Systeme Werkzeuge für ein einfaches Modellieren der Arbeitsabläufe bereitstellen und sich für Drittsysteme öffnen. Denn die Modellierung individueller Prozesse war bislang nur durch aufwendiges und teures Coding möglich. Mit BPMN 2.0 steht hierfür ein Standard-Werkzeugkasten zur Modellierung und visuellen Darstellung von Prozessen zur Verfügung.

Die bildliche Darstellung hilft, Abläufe schnell nachvollziehen und erlernen zu können. Auch Lücken lassen sich auf dieser Basis schnell identifizieren und schließen. Benötigte Funktionen von Drittsystemen werden in Form eines Webservices, z. B. via REST-API, einfach eingebunden. Im Rahmen von kontinuierlichen Verbesserungsprozessen definierte Änderungen können so von Unternehmen selbstständig und direkt angepasst, getestet und nachjustiert werden. 

  • Das vermeidet Umwege,
  • beschleunigt die Umsetzung von Anpassungen und
  • spart Entwicklungskosten.
Der in BPMN 2.0 modellierte Ablauf wird um die Erfassung der Ankunftszeit des Materials vor dem Arbeitsplatz erweitert. Quelle: PSI Automotive & Industry
Der in BPMN 2.0 modellierte Ablauf wird um die Erfassung der Ankunftszeit des Materials vor dem Arbeitsplatz erweitert. Quelle: PSI Automotive & Industry

Verbesserungsprozesse schnell umsetzen

Wer in Zukunft bestehen will, benötigt durchgängige, medienbruchfreie Prozesse, die sich schnell und flexibel anpassen lassen. Das gelingt durch den Einsatz Workflow-basierter Softwarelösungen. Statt via aufwendigen Codings lassen sich Anpassungen dann schnell und einfach durch die Erweiterung der zugrundeliegenden Workflows umsetzen – und zwar ohne Ausfallzeiten des Systems.

Lesen Sie mehr zum Thema Workflow-basiertes MES in unserer aktuellen Broschüre.

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Elena Günzler

Produktmanagerin bei PSI Automotive & Industry GmbH

Als studierte Mathematikerin und mit langjähriger MES-Erfahrung im Gepäck ist Produktmanagerin Elena Günzler keine Aufgabe zu knifflig. Kontinuierlich arbeitet sie daran, moderne Technologien so in Lösungen einzusetzen, dass diese einfach einsetzbar, leicht anpassbar und flexibel erweiterbar sind.

eguenzler@psi.de