VDI 5600 Blatt 4-2012 Manufacturing Execution Systems (MES) - Support of production systems by MES.pdf

1、 ICS 32.240.50 VDI-RICHTLINIEN Oktober 2012 October 2012 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Fertigungsmanagementsystem (Manufacturing Execution Systems MES) Untersttzung von Produktionssystemen durch MES Manufacturing Execution Systems (MES) Support of production systems by MES VDI 5600 Blatt 4 / Part 4 Au

2、sg. deutsch/englisch Issue German/English Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this guideline shall be taken as authori-tative. No guarantee can be given with respect to the English translation. VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung (GPP) Fachbereic

3、h Informationstechnik VDI-Handbuch Informationstechnik, Band 1: Angewandte Informationstechnik VDI/VDE-Handbuch Automatisierungstechnik VDI-Handbuch Produktionstechnik und Fertigungsverfahren, Band 1: Grundlagen und Planung Vervielfltigungauch fr innerbetrieblicheZweckenichtgestattet/Reproduction ev

4、en for internalusenotpermittedFrhereAusgabe:06.11Entwurf, deutschFormeredition:06/11Draft,inGermanonlyZubeziehendurch/ AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772BerlinAlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2012Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2

5、1 Anwendungsbereich . 4 2 Normative Verweise 4 3 Abkrzungen . 4 4 Produktionssysteme . 5 4.1 Einteilung und Auswahl . 5 4.2 MES-relevante Ausprgungen . 6 5 Untersttzung von Produktionssystemen 15 5.1 Bewertungsschema 15 5.2 Bewertung der Untersttzung durch MES-Aufgaben 17 6 Bedeutung fr die MES-Einf

6、hrung 17 6.1 Interpretation der Untersttzungsmatrix 17 6.2 Gemeinsamkeiten und Gruppierung von Produktionssystemen 17 6.3 Praktische Anwendung der Untersttzungsmatrix . 18 Schrifttum 19 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 4 2 Normative references . 4 3 Abbreviations 4 4 Production systems

7、. 5 4.1 Classification and selection . 5 4.2 MES relevant concepts 6 5 Support of production systems . 15 5.1 Evaluation scheme . 15 5.2 Evaluation of the support provided by MES tasks 17 6 Significance for the MES introduction 17 6.1 Interpretation of the support matrix . 17 6.2 Common characterist

8、ics and grouping of production systems 17 6.3 Practical application of the support matrix . 18 Bibliography 19 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8ED9NormCD - Stand 2012-10 2 VDI 5600 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 Vorbemerkung Der In

9、halt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-

10、Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi-richtlinien.de), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltt

11、er dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/5600. Preliminary note The content of this guideline has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the guideline VDI 1000. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproductio

12、n (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this guideline without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-ditions specified in the VDI Notices (www.vdi-richtlinien.de). We wish to

13、 express our gratitude to all honorary contributors to this guideline. A catalogue of all available parts of this series of guidelines can be accessed on the internet at www.vdi.de/5600. Einleitung Im Jahr 2006 hat der VDI mit der Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 eine Definition fr MES-Sys-teme fr den eu

14、ropischen Raum verabschiedet. Damit wurden MES erstmals in einer 3-Ebenen-Hierarchie verankert. Zwischen der Unternehmens-managementebene und der Prozessebene agieren MES-Systeme als Untersttzung des Fertigungs-managements. Insbesondere wurde hier die not-wendige Realtime-Fhigkeit von MES-Systemen f

15、estgeschrieben. Eine weitere wichtige Eigenschaft von MES ist die Vollstndigkeit, mit der das Ferti-gungsmanagement untersttzt werden soll. Nicht nur die reine Automation steht hierbei im Vorder-grund, sondern auch das Auftrags-, Qualitts- und Personalmanagement. Erste Entwicklungen zur Definition v

16、on MES haben sich vornehmlich mit der Prozessindustrie und der dort vorherrschenden Prozessautomation beschftigt. Die Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 hat diese Bemhungen auf die Bedarfe der diskreten Fertigung bertragen. Die Richtlinie VDI 5600 Blatt 4 ist als Ergnzung zur Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 zu

17、 sehen. Sie zeigt interessierten Unternehmen in welchem Ma sie ihre Produktionsablufe und -strategien (im Folgen-den Produktionssysteme genannt) untersttzen kn-nen und definiert dafr relevante Aufgaben. In modernen Unternehmen werden zunehmend Fer-tigungsmanagementsysteme zur zeitnahen Steue-rung un

18、d Visualisierung der Produktionsablufe eingesetzt. In diesem Bereich haben sich MES-Systeme als Bindeglied zwischen den Fertigungsan-lagen und den bergeordneten ERP-Systemen (En-terprise-Ressource-Planning-Systemen) etabliert. Ziel der eingesetzten IT-Systeme sowohl auf ERP-Ebene als auch MES-Ebene

19、ist stets eine bestmgliche Introduction In 2006, with guideline VDI 5600 Part 1, the VDI adopted a definition for MES systems for the Euro-pean region. For the first time, MES were defined based on a 3-level hierarchy. MES systems support production management between the corporate management level

20、and the process level. The re-quired real-time capability of MES systems was defined here. Another important feature of MES is the extent of support they provide for the produc-tion management. Not only automation, but also order, quality and personnel management are es-sential aspects in this regar

21、d. In the past, attempts to define MES focused mainly on the process in-dustry and the degree of automation of its process-es. In guideline VDI 5600 Part 1, on the other hand, the focus was shifted to the requirements of discrete part manufacturing. Guideline VDI 5600 Part 4, should be regarded as a

22、 supplement to the guideline defined in VDI 5600 Part 1. Interested companies should get an indication on the extend to that MES can support their production processes and strategies (hereinafter referred to as production systems) and what tasks defined in the guideline would be relevant in this reg

23、ard. In modern companies, manufacturing execution sys-tems are increasingly used for implementing real-time control and visualisation of production se-quences. In this area, MES systems have established themselves as the connecting link between the manufacturing facilities and the higher-ranking ERP

24、 systems (Enterprise Resource Planning systems). At ERP as well as MES level, the IT systems are used to provide the best possible support for tried-and-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8ED9NormCD - Stand 2012-10All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 VDI 5600 B

25、latt 4 / Part 4 3 Untersttzung der bewhrten Ablufe und Automa-tion, Visualisierung und Verbesserung der Kennzah-len. Darber hinaus liefern MES-Systeme durch Funktionalitten der Leistungsanalyse neue Erkennt-nisse und bieten damit die Mglichkeit, eingefahrene Ablufe und Geschftsprozesse zu optimieren

26、. Dabei variiert die Produktionsphilosophie zwischen den Unternehmen je nach Produktsortiment, Bran-che oder Entwicklungsgrad der Fertigung sehr stark. Einige wichtige Einflussgren fr die unterschied-lichen Fertigungstypen sind z. B. die Ausgestaltung und Flexibilitt auf der Seite der Rohmaterialbe-

27、schaffung, die Ressourcensituation der Produktions-kapazitten, die Variantenvielfalt, rechtliche Mg-lichkeiten und insbesondere auch die Erwartungen der Kunden auf der Absatzseite hinsichtlich Liefer-flexibilitt und Qualitt. Aus diesem Spannungsfeld heraus haben sich in den Betrieben aber auch auf d

28、em wissenschaftlichen Sektor unterschiedliche Produktionssysteme und Instrumente herausgebildet. Im europischen und angloamerikanischen Einflussbereich haben sich mehrheitlich deterministische Planungssysteme wie MRP (Material Requirement Planning) oder MRPII (Manufacturing Resource Planning) strker

29、 entwi-ckelt. In Japan haben sich allen voran bei Toyota sehr stark autonome absatzorientierte Systeme wie JIT/JIS (Just-in-Time/Just-in-Sequence) oder Kanban entwickelt. Die zahlreichen Vertreter dieser Planungsanstze lassen sich von ihrem Ansatz her mehr oder weniger in Push oder Pull, zentrale od

30、er dezentrale und in verbrauchsgesteuerte oder pro-grammgesteuerte Systeme einteilen. Etwas spter sind neben den reinen Planungsaspek-ten andere Themen wie Qualitt (z. B. durch TQM Total Quality Management) oder Six-Sigma, hohe Verfgbarkeit (z. B. in Form von TPM To-tal Productive Maintenance) oder

31、wertschpfungs-orientierte berlegungen wie das Lean Manage-ment in den Fokus der Fertigungsoptimierung ge-rckt. Schonberger kombinierte die Methoden JIT, TQM und TPM weiter zu WCM (World Class Manufacturing) 1. Trotz neuer Anstze, die in der Wissenschaft in den letzten Jahren entstanden sind, bestimm

32、t die de-terministisch planende Produktionsstrategie immer noch groe Teile der Fertigungswelt. Reaktionsf-hige und transparente Fertigungssysteme, die zur weiteren Verbesserung der Liefertreue und der Kundenzufriedenheit notwendig wren, sind im-mer noch deutlich in der Minderheit. Die vielflti-gen M

33、ES-Aufgaben, wie sie in der Richtlinienreihe VDI 5600 beschrieben sind, bieten die Mglich-keit, den Weg zu reaktionsfhigen und transparen-ten Unternehmen zu untersttzen. Abhngig von tested processes and automation, visualisation and improvement of the KPIs. In addition, MES systems comprise producti

34、vity analysis functionalities and are a source of new information; consequently, they can assist with optimizing established sequences and business processes. Production philosophies vary significantly from one company to the next, depending on the product range, the industry or the degree of develo

35、pment of the production. Important determining factors for the different types of manufacture include, among others, the design and flexibility on the side of raw material procurement, the resource situation of the production capacities, the product variety, legal possibilities and, on the sales sid

36、e, also the expec-tations of the customers in respect of supply flexi-bility and quality. In view of this complexity, companies, but also the scientific sector, have developed diverse produc-tion systems and instruments. In the European and Anglo-American sphere of influence, mainly de-terministic p

37、lanning systems, such as MRP (mate-rial requirement planning) or MRPII (manufactur-ing resource planning), were developed. Japan first and foremost Toyota on the other hand, de-veloped highly autonomous sales-oriented systems, such as JIT/JIS (just in time/just in sequence) or Kanban. Based on their

38、 respective approach, the various planning systems can generally be divided into push or pull, centralised or decentralised, and in consumption-driven or program-driven systems. While initially the focus was placed merely on planning-related aspects, manufacturing optimisa-tion later also included o

39、ther topics such as quality (e.g. through TQM total quality management) or Six Sigma, high availability (e.g. in the form of TPM total productive maintenance), or value adding considerations, such as the lean manage-ment. Schonberger combined the JIT, TQM and TPM methods to develop WCM (world class

40、manu-facturing) 1. Even though new approaches were developed in science over the past few years, the deterministic planning production strategy continues to deter-mine major parts of the world of production. Transparent manufacturing systems that have the ability to respond quickly, and which could

41、im-prove reliability of supply and customer satisfac-tion, are very rare to find. The diverse MES tasks described in the series of guidelines VDI 5600 can assist a company in becoming more transparent and in improving its ability to respond to changing requirements. Depending on the product range, t

42、he B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EE8ED9NormCD - Stand 2012-10 4 VDI 5600 Blatt 4 / Part 4 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2012 der Produktpalette, von den Produktionsverfahren und von der Produktionsstrategie werden verschie-dene dieser MES-Aufgaben mehr

43、 oder weniger wichtig sein bzw. mehr oder weniger Effekt brin-gen. production processes and the production strategy, some of these MES tasks will be of higher or lower relevance, or will have a greater or lesser effect. 1 Anwendungsbereich Fr Unternehmen, die heute vor der Einfhrung eines MES in ihr

44、em Produktionsumfeld stehen, stellen sich neben den funktionalen Themen einer Softwareeinfhrung auch grundlegende konzeptio-nelle Fragen: Ist sichergestellt, dass die zum Teil ber viele Jahre entwickelten und verbesserten Produkti-onsstrategien vom MES untersttzt werden? In welcher Weise und Strke u

45、ntersttzen die MES-Aufgaben (Definition siehe VDI 5600 Blatt 1) die umgesetzten Produktionssysteme und angewendeten Produktionsstrategien? Als Erweiterung zur Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 wurde Anfang 2010 eine Arbeitsgruppe gegrndet, um den Entscheidungstrgern genau in diesen Fra-gen eine Hilfestell

46、ung bei der Anwendung von MES in den unterschiedlichen Produktionssystemen zu geben. Das vorliegende Richtlinienblatt gibt einen berblick ber verbreitete Produktionssysteme und Instrumente sowie deren Ausprgungen. Davon abgeleitet ergeben sich die wesentlichen Wirkun-gen dieser Systeme und deren Unt

47、ersttzung durch MES. Damit richtet sich das Werk im Besonderen an die Fachbereiche des Business Engineerings, an Prozessverantwortliche, die Organisationsentwick-lung, das Controlling, das Fertigungsmanagement und an alle Beteiligten im Auswahl- und Einfh-rungsprozess eines MES, an Berater sowie an

48、An-bieter von Software und Integration. 1 Scope Companies that are currently considering the intro-duction of an MES in their production will have to address the functional aspects of a software intro-duction, but also basic questions concerning the general concept: Is it ensured that MES will suppo

49、rt the produc-tion strategies, some of which have been devel-oped and improved over many years? In what way and to what extent do MES tasks (for definition refer to VDI 5600 Part 1) support the implemented production systems and ap-plied production strategies? With the aim of extending guideline VDI 5600 Part 1, a task group was established in early 2010. Its function was to provide assistance for decision-makers in the actual question of how to apply ME