VDI 5600 Blatt 5-2015 Manufacturing Execution Systems (MES) - New optimization approaches with MES.pdf

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1、ICS 35.240.50 VDI-RICHTLINIEN Mrz 2015 March 2015 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE Fertigungsmanagementsysteme (Manufacturing Execution Systems MES) Neue Optimierungsanstze mit MES Manufacturing Execution Systems (MES) New optimization approaches with MES VDI 5600 Blatt 5 / Part 5 Ausg. deutsch/englisch

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

3、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 even for internalusenotp

4、ermittedFrhereAusgabe:01.14Entwurf, deutschFormeredition:01/14Draft,inGerman onlyZu beziehen durch/ AvailableatBeuthVerlagGmbH,10772 Berlin AlleRechtevorbehalten/ All rightsreservedVereinDeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2015Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 Anwendungsberei

5、ch . 3 2 Normative Verweise 4 3 Manufacturing Excellence 4 3.1 Operational Excellence 4 3.2 Manufacturing Excellence . 5 3.3 Einsatz von MES zur Erreichung der Manufacturing Excellence . 6 4 Maximen der Manufacturing Excellence . 6 4.1 Lean Production . 7 4.2 Aktionsfhigkeit . 8 4.3 Prozessoptimieru

6、ng 8 4.4 Gestaltungsfhigkeit 9 5 Wege zu Manufacturing Excellence 9 6 Erreichen der Manufacturing Excellence 19 Schrifttum 23 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 3 2 Normative references . 4 3 Manufacturing Excellence . 4 3.1 Operational Excellence 4 3.2 Manufacturing Excellence . 5 3.3 Us

7、e of MES to accomplish Manufacturing Excellence . 6 4 Principles of Manufacturing Excellence . 6 4.1 Lean production . 7 4.2 Ability to act 8 4.3 Process optimization 8 4.4 Design capability . 9 5 Ways to Manufacturing Excellence . 9 6 Accomplishing Manufacturing Excellence . 19 Bibliography 23 B55E

8、B1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8DD9NormCD - Stand 2015-03 2 VDI 5600 Blatt 5 / Part 5 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1000. Alle R

9、echte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstn-dig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wah-rung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi.de/richtlinien),

10、 die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and rec-ommendations of the standard VDI 1000

11、. All rights are reserved, including those of reprint-ing, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-diti

12、ons (www.vdi.de/richtlinien) specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung In den letzten Jahren wurden Fertigungsmanage-mentsysteme (MES) in der Fertigungswirtschaft immer mehr als Instrument zur Generierung von Kennzahlen w

13、ahrgenommen. Hierzu haben auch die Verffentlichungen von Verbnden beigetra-gen. Mittels MES lassen sich fr viele Bereiche aus dem Fertigungsgeschehen zutreffende Kenn-zahlen ermitteln. Diese Richtlinie zeigt, dass ein MES darber hin-ausgehende Fhigkeiten hat. Bei Ablaufstrungen in der Produktion ent

14、wickelt ein MES Alternativen und untersttzt damit das Finden der richtigen Ent-scheidung. Die hierzu notwendige Onlinefhigkeit ist ein ganz wichtiges Element in MES. Dadurch wird die permanente Neubewertung der aktuellen Fertigungssituation ermglicht, worauf eine perma-nente Neuplanung fr das Fertig

15、ungsgeschehen in der nahen Zukunft mglich ist. Damit wird aus der Einwegplanung ein Regelkreis fr die Auftragsrei-henfolge in der Fertigung. Ein MES kann aber auch bei der Gestaltung der ferneren Zukunft unterstt-zen. Hier knnen die oben erwhnten Kennzahlen fr Schwachstellenanalysen herangezogen wer

16、den. Diese wiederum knnen die Basis darstellen, um Fertigungsablufe und Arbeitsplne zu optimieren sowie Fertigungsprozesse zu modifizieren. Bei der Entwicklung von neuen Produkten oder neuen Pro-duktionsanlagen kann mithilfe dieser Kennzahlen eine Simulation so gestaltet werden, dass sie sehr nahe a

17、n die Realitt kommt. In dieser Richtlinie werden diese Aspekte zusam-mengefasst und als wichtige Komponenten auf dem Weg zur Manufacturing Excellence gesehen. Diese ist gekennzeichnet durch vier Maximen: Lean Production Aktionsfhigkeit Introduction Recent years have witnessed an increasing trend in

18、production management to use Manufacturing Execution Systems (MES) as tools for generating key performance indicators. The publications of associations have also contributed to this trend. An MES is a useful means to identify relevant indica-tors for many areas in the manufacturing process.This stan

19、dard shows that MES have additional capabilities beyond this basic requirement. If fail-ures disrupt the production process, MES develop alternative scenarios and help to make the right decisions. Online capability is a prerequisite for this and a key feature of MES. This way, the cur-rent productio

20、n situation can be continuously re-evaluated, enabling the constant re-configuration of the manufacturing process of the near future. A control loop is created for adjusting the sequence of production orders, replacing one-off planning. MES can also help to design the more distant fu-ture, using the

21、 above-mentioned indicators to ana-lyze weaknesses. This provides the basis for im-proving manufacturing operations and operation sheets and for modifying the production processes. When developing new products or plants, the indi-cators can be used to configure simulations that are very close to rea

22、lity. All these aspects are combined in this standard, considering them as important elements on the way to Manufacturing Excellence, which is character-ized by four principles: lean production ability to act B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8DD9NormCD - Stand 2015-03All rights reserved Ver

23、ein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI 5600 Blatt 5 / Part 5 3 Prozessoptimierung Gestaltungsfhigkeit In diesen vier Maximen spiegeln sich die Fhigkei-ten eines MES wider, sowohl die Vergangenheit, die aktuelle Situation als auch die nahe Zukunft zu beleuchten. An der Erarbeitung dieser V

24、DI-Richtlinie war der gleichnamige GPP-Fachausschuss Neue Optimie-rungsanstze mit MES“ beteiligt. In dieser Richtlinienreihe sind bisher folgende Bltter erschienen: Blatt 1 Fertigungsmanagementsysteme Blatt 2 Fertigungsmanagementsysteme (Manufac-turing Execution Systems MES); Wirt-schaftlichkeit Bla

25、tt 3 Fertigungsmanagementsysteme (Manufac-turing Execution Systems MES); Logi-sche Schnittstellen zur Maschinen- und Anlagensteuerung Blatt 4 Fertigungsmanagementsysteme (Manufac-turing Execution Systems MES); Unter-sttzung von Produktionssystemen durch MES Blatt 5 Fertigungsmanagementsysteme (Manuf

26、ac-turing Execution Systems MES); Neue Optimierungsanstze mit MES Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/5600. process optimization design capability These four principles reflect the ability of an MES to analyze the past, the prese

27、nt, and the near future. The GPP Technical Committee on “New optimiza-tion approaches with MES” was involved in elabo-rating this standard. The following parts have been published in this series of standards: Part 1 Manufacturing Execution Systems (MES) Part 2 Manufacturing Execution Systems (MES);

28、Cost effectiveness Part 3 Manufacturing Execution Systems (MES); Logic interfaces for machine and plant control Part 4 Manufacturing Execution Systems (MES); Support of production systems by MESPart 5 Manufacturing Execution Systems (MES); New optimization approaches with MES A catalogue of all avai

29、lable parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/5600. 1 Anwendungsbereich Primrer Anwendungsbereich dieser Richtlinie ist die diskrete Fertigung. Hersteller und Nutzer von MES sollten diese Richtlinie anwenden, um das in MES steckende Gesamtpotenzial ausschpfen

30、zu knnen. Nicht nur die vergangenheitsbezogenen und aktuellen Daten aus der Produktion sind durch MES nutzbar, sondern es knnen auch Zukunftsszenarien erstellt und wirksam weiterentwickelt werden. Wesentliche Optimierungsfelder fr den Produkti-onsprozess werden aus dem Operational-Excel-lence-Ansatz

31、 abgeleitet und mit dem Begriff Ma-nufacturing Excellence“ zum Ausdruck gebracht. Es wird dargestellt, wie MES-Aufgaben Unter-nehmen auf dem Weg zur Manufacturing Excellence untersttzen. Mithilfe einer Bewer-tungsmatrix wird aufgezeigt, inwiefern eine MES-Aufgabe eine Excellence-Komponente untersttz

32、t und einen wichtigen Beitrag zur Erreichung der Manufacturing Excellence leistet. 1 Scope This standard primarily applies to discrete manu-facturing. Manufacturers and users of MES should use it to take advantage of the full potential of MES. MES can both exploit historical and current production d

33、ata and also create and effectively develop future scenarios. Significant optimization opportunities in the pro-duction process are deduced from the Operational Excellence approach and subsumed under the term “Manufacturing Excellence”. The objective of this standard is to show how MES tasks assist

34、compa-nies on their way to Manufacturing Excellence. An evaluation matrix points out to what extent a MES task supports an excellence component and how much it contributes to the achievement of Manu-facturing Excellence. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8DD9NormCD - Stand 2015-03 4 VDI 5600

35、 Blatt 5 / Part 5 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 2 Normative Verweise Das folgende zitierte Dokument ist fr die Anwen-dung dieser Richtlinie erforderlich: VDI 5600 Blatt 1:2015-01 Fertigungsmanagement-systeme 2 Normative references The following referenced d

36、ocument is indispensa-ble for the application of this standard: VDI 5600 Part 1:2015-01 Manufacturing Execu-tion Systems (MES) 3 Manufacturing Excellence Erfolgreiche Unternehmen streben in allen Berei-chen nach Exzellenz. Dafr hat sich der Begriff Operational Excellence“ etabliert. Ein besonderer S

37、chwerpunkt liegt aufgrund gestiegener Marktan-forderungen in der Exzellenz der Produktion. Nach einer Erluterung des Begriffs Operational Excellence“ in Abschnitt 3.1 wird in Abschnitt 3.2 fr den produktionsrelevanten Teil der Begriff Manufacturing Excellence“ und deren Elemente beschrieben. 3 Manuf

38、acturing Excellence Successful companies strive for excellence in all aspects of their business. This approach is charac-terized by the term “Operational Excellence”. As market demands are growing, particular emphasis is placed on Manufacturing Excellence. After defining the term “Operational Excell

39、ence” in Section 3.1, Section 3.2 sets out to explain the term “Manufacturing Excellence” and its compo-nents with regard to production. 3.1 Operational Excellence Operational Excellence gewinnt in der Produk-tionswelt zunehmend an Bedeutung und erfhrt einen stndigen Bedeutungswandel. In den Sam-mel

40、begriff Operational Excellence“ flieen unter-schiedliche Produktionsphilosophien und Metho-den zur Erreichung einer ganzheitlichen Optimie-rung des Wertschpfungsprozesses ein. Der umfas-sende Ansatz dient dazu, Zufriedenheit bei Kunden, Mitarbeitern und Stakeholdern sicherzustellen. Er verfolgt dabe

41、i im Wesentlichen folgende Ziele: Sicherstellung einer konomischen und kolo-gischen Handlungsweise kontinuierliche Anpassung der Unternehmens- und Arbeitskultur zur Steigerung der Effizienz innerhalb der Produktion und aller anderen Be-reiche, um die damit verbundenen Prozesse und Systeme stndig und

42、 nachhaltig zu verbessern Vermeidung von Verschwendungen (Lean Production) Eliminierung von Strungen, Ausfllen oder Unfllen jeglicher Art direkt am Ort des Ge-schehens Etablierung eines kontinuierlichen Verbesse-rungsprozesses, der alle Unternehmensbereiche und funktionsbergreifende Prozesse in der

43、Wertschpfungskette umfasst Mobilisierung des gesamten Wissens und Kn-nens aller Beteiligten und Verankerung durch geeignete Fhrungssysteme im Management Diese Ziele werden in Anlehnung an das Operatio-nal-Excellence-Referenzmodell 1 durch die An-wendung folgender Bausteine erreicht: zielgerichtete k

44、ontinuierliche Verbesserung 3.1 Operational Excellence Operational Excellence is taking on greater signifi-cance in the manufacturing world while undergo-ing a constant change of meaning. The collective term “Operational Excellence” covers different production philosophies and methods for optimiz-in

45、g the entire value chain. It is a global approach which aims to ensure the satisfaction of customers, employees and stakeholders. Its objectives are mainly the following: ensure economic and ecological practices continuously adapt the organizational and work culture to enhance efficiency on the shop

46、 floor and all other areas in order to constantly and sustainably improve the associated processes and systems eliminate waste (lean production) eliminate any type of malfunctions, failures or accidents, directly at the place of occurrence. establish a continuous improvement process covering all bus

47、iness units and cross-functional processes in the value chain unlock the full knowledge and skills of all par-ties involved and integrate them by appropriate management systems In accordance with the Operational Excellence Reference Model 1, these objectives are accom-plished applying the following

48、building blocks: targeted continuous improvement B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCBB7EF8DD9NormCD - Stand 2015-03All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2015 VDI 5600 Blatt 5 / Part 5 5 TPM (Total Productive Maintenance) in pro-duktiven und administrativen Bereichen Kompe

49、tenzmanagement Qualittssteigerung Anlaufmanagement Arbeitssicherheit, Gesundheits- und Umwelt-schutz Zukunftsfhigkeit durch konomische und kologische Gestaltung Der Zielerreichungsgrad sollte gemessen bzw. kon-trolliert werden. Dazu bieten sich Zielkategorien an, z. B. Produktivitt, Qualitt, Kosten, Lieferservice, Sicherheit und Umwelt und Motivation. Das Operational-Excellence-Modell bedient sich ein