Das fehlende Puzzleteil

Kornelia Kirchner

In der Fertigungswelt existieren zwei Informationswelten: Die ERP-Systeme des betriebswirtschaftlichen Umfelds und die MES-Systeme der Produktion. Zwischen den spezialisierten Systemen klafft eine Informations- und Funktionslücke. Sie führt zu ineffizienten Abläufen und verursacht hohe Kosten. Meist schaffen individuelle Punkt-zu-Punkt-Verbindungen Abhilfe. Sie ermöglichen zwar einen grundsätzlichen Datenaustausch, sind aber teuer in der Programmierung und aufwendig in der Pflege. Es fehlt ein einheitlicher, allgemein akzeptierter Standard. Mit Softwareanbietern arbeitet die ISA intensiv an solchen Definitionen. Für ANSI/ISA S95, kurz ISA-95 genannt, liegt Teil 1 und 2 auf dem Tisch, Teil 3 ist in Vorbereitung. Seine standardisierte Terminologie ermöglicht eine kostengünstige, effiziente Verbindung von Produktion und Supply-Chain. Auf abstrakter, technologieneutraler Ebene definiert er alle wesentlichen Bausteine, die für die Entwicklung eines effektiven MES-Systems notwendig sind:

Die Produktionsaktivitäten werden innerhalb der Domänen mit Hierarchie-Modellen beschrieben. Dabei deckt Ebene 0, 1 und 2 die Aktivitäten der aktuellen Produktion mit ihren Visualisierungssystemen wie den Scada- oder HMI-Systemen ab. Zu den Aktivitäten der Ebene 4 zählt die Verwaltung von Rohmaterialen, Energien und Personal sowie die Grobplanung der Produktion. Ebene 3 umfasst die Aufzeichnung von Rohmaterial- und Energieverbrauch, die betriebliche Feinplanung usw. Auf der Basis des Hierarchiemodells definiert ISA-95 Funkionen und Datenflüsse, wobei die grenzüberschreitenden Informationen zwischen Ebene 3 und 4 definiert, kategorisiert und dann als Objekt beschrieben werden. Insgesamt definiert der Standard über fünfzig Objekte in neun verschiedenen Modellen:

In Teil 1, „Models and Terminology“ (veröffentlicht 2000) des ISA-95-Standards werden die grundlegenden Terminologien und Modelle vorgestellt, mit denen die Schnittstellen zwischen den Geschäftsprozessen und den Prozess- und Produktionsleitsystemen definiert werden können. Teil 2, „Objekt Model Attributes“ (veröffentlicht 2001) definiert in Verbindung mit Teil 1 die Schnittstelleninhalte zwischen den Steuerungsfunktionen in der Produktion und der Unternehmensführung. Teil 3, „Models of Manufacturing Operations“ (in Vorbereitung) soll detaillierte Definitionen der Hauptaktivitäten von Produktion, Wartung, Lagerhaltung und Qualitätskontrolle beinhalten.

Mit ISA-95 taucht auch der Begriff B2MML auf. Die vom World Batch Forum entwickelte „Business To Manufacturing Markup Language“ ist eine XML-Implementation von ISA-95. Sie besteht aus einem Satz von Definitionen der ISA-95-Datentypen in Form von XML-Schemata. ISA-95 und B2MML ermöglichen eine produktionsorientierte Informationsumgebung, die auf alle Anforderungen der Versorgungskette reagieren und Einblicke in die Produktionskapazitäten geben kann. An der Weiterentwicklung des Standards sind Anwender, ERP- und MES-System-Hersteller gleichermaßen interessiert.

MES-Systeme wie die MES-Lösung Ampla von Citect vereinen den gesamten operativen Fertigungsbereich in einem System. Ampla gibt Herstellern Antworten auf wichtige Fragen im Fertigungsprozess: Was soll wann, wo und wie produziert werden? Produktionskapazität, Produktionsplanung und Produktionsleistung sind deshalb auch die wesentlichen Modelle, die in ISA-95 definiert werden. Mit der Unterstützung des Standards verbindet Ampla den Produktionsprozess mit der Warenwirtschaft. Das MES-System ist aber nicht nur eine Kommunikationsschnittstelle zwischen der Automatisierungsebene und dem ERP. Mit seinen Tools zur Leistungsanalyse in Kombination mit Modulen zur Produktionssteigerung bietet die Software eine Reihe von Funktionen, mit denen der komplette Fertigungsbetrieb optimiert werden kann. Die Ampla-Module unterstützen das Ressourcenmanagement, Datensammlung- und Erfassung, die Wartung, Leistungsanalyse, Qualitätssicherung, Dokumentenkontrolle sowie Material- und Produktionsrückverfolgbarkeit. Die skalierbare Lösung sammelt aus den einzelnen Werks- und Geschäftssystemen die bereits vorhandenen Daten in Echtzeit, bündelt sie und wandelt sie anschließend in unternehmensweit zugängliche Informationen um. Mit dieser durchgängigen Informationsbereitstellung lassen sich Gefahrensituationen oder Trends frühzeitig erkennen und ermöglichen eine schnelle Reaktion auf unerwartete Situationen. Ampla unterstützt sowohl ISA-95 als auch B2MML. So können Produktionspläne zwischen ERP und MES ausgetauscht oder aktuelle Produktionszahlen vom MES an das ERP übermittelt werden. Fertigungsplanung und -steuerung sind so automatisch und echtzeitorientiert aufeinander abgestimmt.

Der Bedarf an einem standardisierten Datentransfer ist auf Anwenderseite sehr hoch. Mit ISA-95 und B2MML ist der erste Schritt in Richtung einfache Integration der Automatisierungs- und Produktionssysteme in die IT-Systeme der Unternehmen vollzogen. Noch muss viel Arbeit geleistet werden, bis die industrielle Fertigung mit einheitlichen Definitionen ihre Integrationsprobleme endgültig lösen kann.

cav 505

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