Operative Produktionssteuerung in 1C:MES

1C:MES Manufacturing Execution dient der operativen Planung und der Fertigungssteuerung (Dispatching) von Produktionsvorgängen sowie der Überwachung der Qualität der Fertigerzeugnisse. Die Software gehört zur Kategorie der MES (Manufacturing Execution System), also der Systeme zur Steuerung von Produktionsprozessen. Unter Berücksichtigung aller bestehenden Restriktionen und der aktuellen Situation in der Fertigung ermöglicht das System, einen optimierten operativen Produktionsplan nach vorgegebenen Kriterien flexibel aufzubauen. Dank der eingebauten Integrationswerkzeuge lässt sich 1C:MES gemeinsam mit 1C:ERP und 1C:PLM einsetzen. In diesem Verbund sind die Funktionen wie folgt verteilt: 1C:ERP übernimmt die mengen- und terminbezogene Rahmenplanung, wirtschaftliche Berechnungen und die gesetzliche Rechnungslegung; 1C:PLM Konstruktion und Arbeitsvorbereitung sowie das Management der Erzeugnisdaten; 1C:MES ist für die Verfeinerung des Produktionsplans bis auf die Ebene einzelner Arbeitsgänge und für die unmittelbare Steuerung der Fertigungsprozesse zuständig.

Das System bietet den Mitarbeitern folgende Möglichkeiten:

• Fachleute der Planungs- und Wirtschaftsabteilung: legen Produktionsmengen fest, verfolgen die Einhaltung der geplanten Termine und kontrollieren die Akkordlohnabrechnung der Arbeiter.
• Mitarbeiter der Fertigungssteuerung: legen Fertigungsstufen an, überwachen den Produktionsfortschritt in Echtzeit und verfolgen die Termine der Arbeitsgänge.
• Fachleute der Materialversorgung (Einkauf): erhalten Pläne zum Bedarf an Rohstoffen und Komponenten und bearbeiten Materialübergaben an die Fertigungsbereiche.
• Mitarbeiter der Qualitätskontrolle (OTK): erfassen Fertigungsfehler und verfolgen zentrale Qualitätskennzahlen in jeder Fertigungsstufe.
• Vertriebsmanager: erfahren schnell, ob ein Auftrag bis zum vom Kunden gewünschten Termin erfüllt werden kann.
• Leiter der Produktionseinheiten: sehen die Liste der geplanten Arbeitsgänge, verteilen Aufgaben an die Arbeiter und überwachen den Ablauf der Fertigungsprozesse.
• Mitarbeiter in der Fertigung: erhalten ihre Schichtaufträge rechtzeitig und erfassen Daten zu abgeschlossenen Arbeitsgängen.

Funktionen von 1C:MES

• Verwaltung von Konstruktions- und Fertigungsdaten. Dieses Modul ermöglicht die zentrale Speicherung und Verwaltung aller Informationen zur Struktur der gefertigten Erzeugnisse, einschließlich Fertigerzeugnissen und Halbfabrikaten. Zu den Funktionen gehören außerdem die Beschreibung und Pflege von Arbeitsplänen, die festlegen, wie Erzeugnisse alle Fertigungsabschnitte, Fertigungsbereiche und Lagerzonen durchlaufen.
• Verwaltung des Portfolios an Fertigungsaufträgen. Das System stellt Werkzeuge zur Erstellung und Pflege der Gesamtliste der Fertigungsaufträge bereit. In dieser Phase wird für jeden Auftrag erstmals der Fertigstellungstermin berechnet; die Aufträge werden laufend überwacht und bei Änderungen der Produktionslage aktualisiert.
• Operative Feinplanung. Diese Funktionalität unterstützt die detaillierte Planung des Produktionsprozesses. Sie umfasst die Gliederung der Fertigung in einzelne Fertigungsstufen, den Aufbau eines konsolidierten Gesamtplans auf APS-Ebene (Advanced Planning and Scheduling) und eines detaillierteren Terminplans auf Arbeitsgangebene auf MES-Ebene. Die Pläne werden laufend überwacht; bei Störungen oder Abweichungen reagiert das System umgehend und überarbeitet den aktuellen Terminplan automatisch.
• Fertigungssteuerung und -verfolgung. Das Modul ermöglicht die direkte Echtzeitkontrolle des Produktionsfortschritts. Sie können konkrete Fertigungsaufgaben anlegen und an die Arbeiter senden, deren tatsächliche Ausführung erfassen und die Einhaltung der Zeitnormen überwachen. Auf Basis der erfassten Daten erstellt das System automatisch Produktionsberichte und Akkordzettel für die Lohnabrechnung und unterstützt die Qualitätskontrolle der gefertigten Erzeugnisse.

Daten zur Erzeugnisstruktur

Die Verwaltung von Daten zur Struktur von Fertigerzeugnissen und Halbfabrikaten sowie zu ihren Wegen durch Fertigungsbereiche und Lager ist ein Kernelement jedes Systems zur Produktionssteuerung.

Die Stammdaten der Erzeugnisse bilden die Grundlage für die Planung der Fertigungstätigkeit und die Berechnung der Materialkosten. Das wichtigste Werkzeug für die Planung des Materialbedarfs ist die Ressourcenspezifikation (Stückliste).

Eine Stückliste führt die Rohstoffe, Hilfsstoffe und sonstigen Komponenten auf, die zur Herstellung eines Erzeugnisses verwendet werden. Alle Daten zu Materialien, Halbfabrikaten, Komponenten und Fertigerzeugnissen werden in der Informationsbasis (Infobase) gespeichert. Das beschleunigt die Erstellung von Stücklisten und vereinfacht dadurch Planung und Steuerung. Eine Stückliste (BOM) kann auch Normsätze für den Abfall enthalten, der bei der Bearbeitung von Teilen entsteht. Für jede nachfolgende Fertigungsstufe wird das Halbfabrikat der vorherigen Stufe als Eingangskomponente behandelt. Jede Komponente und jedes Fertigerzeugnis kann aus anderen Positionen des Artikelstamms hergestellt werden und seinerseits in der Stückliste eines komplexeren Erzeugnisses verwendet werden.

In der Stückliste werden außerdem die Fertigungsstufen erfasst, die die Reihenfolge der Herstellung beschreiben. Arbeitspläne beschreiben den Fertigungsprozess innerhalb der einzelnen Stufen der Stückliste.

Aus Sicht der operativen Planung lässt sich der gesamte Fertigungszyklus in 1C:MES als Abfolge von Arbeitsplänen darstellen, also von Beschreibungen zusammengehöriger Arbeitsgänge. Die Struktur der Objekte zur Definition der Erzeugniszusammensetzung ist exakt dieselbe wie in 1C:ERP, und beim Zusammenspiel beider Systeme werden die Daten zwischen ihnen synchronisiert.

Erzeugnisstruktur und Stammdaten können entweder mit den integrierten Werkzeugen des Systems oder durch die Integration von 1C:MES mit PDM/PLM-Systemen angelegt werden, in denen die Konstruktions- und Fertigungsunterlagen des Erzeugnisses erstellt und Material- und Arbeitsnormen festgelegt werden.

Als PDM-System kann 1C:PDM 4 (PLM) dienen. Die mit 1C:MES gelieferten Austauschmechanismen mit 1C:PDM 4 (PLM) übertragen die Erzeugnisstammdaten in Stücklisten, die anschließend in der Produktionsplanung verwendet werden.

Verwaltung des Portfolios an Fertigungsaufträgen

Dieses Subsystem dient dazu, Mengen- und Terminanforderungen für Fertigerzeugnisse und Halbfabrikate festzulegen. Die Fertigstellungstermine der Fertigungsaufträge werden anhand der tatsächlichen Produktionskapazität berechnet und angepasst, sobald die tatsächliche Ausführung von Arbeitsgängen erfasst wird. Das System kann mehrere Fertigungsaufträge zu einem einzigen Fertigungslos zusammenfassen.

Die Auftragsstruktur ermöglicht es, den Bedarf an Fertigerzeugnissen und Zwischenprodukten (Halbfabrikaten) zu analysieren. Innerhalb dieser Struktur können vorhandene Fertigerzeugnisse oder Bestände an Ware in Arbeit (WIP) zugeordnet werden.

Auf Grundlage der Auftragsstruktur werden im System Fertigungsstufen erzeugt:

Operative Produktionsplanung

Die wichtigsten Funktionen des Subsystems sind:

• Aufbau eines Terminplans der Arbeitsgänge nach den vorgegebenen Optimierungskriterien, um das erforderliche Arbeitsvolumen abzuarbeiten – unter Berücksichtigung aller bestehenden Restriktionen und der tatsächlichen Produktionslage zum Zeitpunkt der Planerstellung;
• Verfolgung der Fertigstellungstermine zentraler Objekte (Aufträge, Fertigungsstufen, Arbeitsgänge);
• Echtzeitüberwachung des Produktionsfortschritts und Reaktion auf Abweichungen vom genehmigten Terminplan, einschließlich der Umplanung zur Umsetzung von Korrekturmaßnahmen.

Zum Aufbau des Terminplans der Arbeitsgänge nutzt 1C:MES den mathematischen Apparat der Scheduling-Theorie, insbesondere einen heuristischen Algorithmus, der „gierige“ (Greedy-)Strategien mit Strategien der begrenzten Suche kombiniert, sowie Elemente der Graphentheorie. Er löst einen Spezialfall des Scheduling-Problems mit Reihenfolgebeziehungen und Ressourcenbeschränkungen, bei dem Arbeitsgänge unterbrochen werden dürfen (das PRCPSP-Problem: Preemption Resource-Constrained Project Scheduling Problem).

Der Algorithmus platziert die Arbeitsgänge auf den Zeitachsen der Arbeitsplätze, ohne an diskrete Zeitfenster gebunden zu sein, und berücksichtigt dabei folgende Restriktionen:

• die erforderliche Reihenfolge der Arbeitsgänge (Reihenfolgebeziehungen);
• Verfügbarkeit und Auslastung der wichtigsten Produktionskapazitäten (Arbeitsplätze);
• Transportzeit zwischen Arbeitsplätzen oder zwischen verschiedenen Abteilungen;
• Verfügbarkeit aller für die Arbeitsgänge erforderlichen Materialressourcen (Bestände).

Transportmatrix

Die Transportmatrix dient dazu, die Zeit zu berücksichtigen, die für den Transport von Werkstücken zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen benötigt wird. Werden benachbarte Arbeitsgänge an Arbeitsplätzen derselben Abteilung ausgeführt, verwendet das System bei der Planung die Transportzeit zwischen genau diesen Arbeitsplätzen. Werden benachbarte Arbeitsgänge an Arbeitsplätzen in verschiedenen Abteilungen ausgeführt, berücksichtigt die Planung die Zeit, die für den Wechsel zwischen den Abteilungen selbst erforderlich ist.

Berechnung des Produktionsplans

Der Produktionsplan wird entsprechend den festgelegten Auftragsprioritäten erstellt – auf Basis der Daten aus Fertigungsaufträgen und der definierten Fertigungsstufen. Sein Hauptzweck ist es, die vom System berechneten voraussichtlichen Fertigstellungstermine eines Auftrags und seiner Fertigungsstufen sichtbar zu machen und zu zeigen, wie sie sich zum geplanten (zugesagten) Termin des Auftrags verhalten.

Erstellung des Arbeitsgangplans

Der Arbeitsgangplan zeigt die konkreten Arbeitsplätze und die ihnen zugewiesenen Arbeitsgänge – entsprechend den Arbeitsplatzkalendern und unter Berücksichtigung der gewählten Beschränkungen und Optimierungskriterien.

Umplanung der Produktion

Ausschuss, Anlagenstörungen und Verzögerungen gegenüber den geplanten Arbeitsgangzeiten führen zu Abweichungen vom Produktionsplan. Um die Produktionsdaten des Erzeugnisses auf den aktuellen Stand zu bringen, muss der Produktionsplan neu berechnet werden.

Fertigungssteuerung (Dispatching)

Die Hauptziele der Fertigungssteuerung sind, einen unterbrechungsfreien Produktionsprozess sicherzustellen und aufrechtzuerhalten, ohne den genehmigten Produktionszyklus zu stören, sowie die Rückverfolgbarkeit der Fertigerzeugnisse in jeder Phase der Herstellung zu gewährleisten.

Ohne Rückmeldungen zum Fortschritt der geplanten Arbeitsgänge lässt sich kein realisierbarer operativer Produktionsplan erstellen. Zu den Hauptfunktionen des Subsystems für die Fertigungssteuerung gehören:

• Erstellung von Fertigungsaufgaben für technologische Arbeitsgänge;
• Erfassung des Fortschritts der Arbeitsgänge in Echtzeit;
• Überwachung der Termine für Fertigungsvorgänge;
• Erstellung von Belegen zur Produktionsausbringung.

Erstellung von Fertigungsaufgaben

Der Arbeitsgangplan ist die Datenquelle für die Erstellung von Fertigungsaufgaben für Fertigungsvorgänge. Mit einer Fertigungsaufgabe lassen sich Mitarbeiter schnell einer benötigten Anzahl von Fertigungsvorgängen auf einmal zuweisen, statt Vorgang für Vorgang vorzugehen. Die Vorgänge können für eine Fertigungsaufgabe manuell oder nach Kriterien ausgewählt werden.

Steuerung der Fertigungsvorgänge

Mit dieser Funktion navigieren Sie durch die zur Ausführung freigegebenen Fertigungsstufen und steuern den Produktionsfortschritt in Echtzeit. Für jede Fertigungsstufe werden die Vorgänge mit ihrem Arbeitsplatz und ihrer Normzeit entsprechend den angewendeten Filtern angezeigt.

Das System ermöglicht es, auf Basis technologischer Arbeitsgänge Fertigungsvorgänge zu erzeugen, deren Beginn, Abschluss oder Teilabschluss zu markieren und einen oder mehrere Ausführende anzugeben – unter Berücksichtigung des Koeffizienten der Arbeitsbeteiligung (KTU).

Vorgänge, die aus irgendeinem Grund nicht abgeschlossen wurden, werden wieder in den Anlagenbelegungsplan aufgenommen und bei der Neuplanung neu eingeplant.

Erfassung der tatsächlichen Fertigstellung von Vorgängen

Beim Abschluss eines Fertigungsvorgangs werden folgende Informationen erfasst:

• tatsächliche Abschlusszeit;
• Ist-Menge der abgeschlossenen Vorgänge und Menge der Vorgänge, die noch abgeschlossen werden können.

Diese Informationen werden automatisch ausgefüllt und können bearbeitet werden.

Produktionsterminal

Damit Bediener mit dem Terminal arbeiten können, lassen sich Barcodes für Mitarbeiter, Fertigungsstufen und Vorgänge generieren. Der Ausdruck enthält Barcodes für die Fertigungsstufe und für die darin ausgeführten Vorgänge. Das erleichtert das Auffinden von Datensätzen im System bei der Fertigungssteuerung.

Produktionsbericht der Schicht

Mit dem Produktionsbericht der Schicht werden folgende Daten zeitnah erfasst:

• Produktionsausbringung der Schicht;
• Menge der während der Schicht verbrauchten Materialien.

Bericht zur Schichtbesetzung

Die Besetzung einer bestimmten Schicht lässt sich dem Bericht „Akkordlohn“ entnehmen, der alle abgeschlossenen technologischen Arbeitsgänge und deren Ausführende für einen bestimmten Zeitraum auflistet.

Erstellung von Akkordaufträgen

Diese Funktion dient dazu, die tatsächliche Akkordleistung und die Kosten im internen Rechnungswesen sowie in der Finanz- und Steuerbuchhaltung zu erfassen und den Lohn zu berechnen:

• der Akkordauftrag beschreibt die ausgeführte Arbeit;
• er erfasst die Mitarbeiter (zum Beispiel eine Arbeitsgruppe), die die Arbeit ausgeführt haben.

Erfassung der in der Fertigungsstufe tatsächlich ausgeführten Arbeiten

Die von den Mitarbeitern tatsächlich ausgeführten Arbeiten, der tatsächliche Materialverbrauch und die Produktionsausbringung werden auf den entsprechenden Registerkarten des Dokuments „Fertigungsstufe“ erfasst. Diese Informationen können anschließend an Buchhaltungssysteme wie 1C:ERP übergeben werden.

Qualitätskontrolle

Für jeden Arbeitsgang im Arbeitsplan kann eine Art der Qualitätskontrolle festgelegt werden. Sobald ein prüfpflichtiger Arbeitsgang als abgeschlossen markiert ist, erscheint er im Formular „Verwaltung der Qualitätskontrolle“.

Die Prüfergebnisse werden mit dem Dokument „Vorlage zur Prüfung“ erfasst. Werden Fehler festgestellt, können Sie die Menge der nicht konformen Erzeugnisse, die Art der Nichtkonformität (Zulässig, Behebbar, Nicht behebbar) und die Kategorie der Nichtkonformität angeben.

Übergabe von Artikeln an das Lager

Artikel lassen sich auf Basis eines abgeschlossenen Fertigungsvorgangs, einer abgeschlossenen Fertigungsstufe oder einer Vorlage zur Prüfung an das Lager übergeben. Das Produkt ermöglicht es, Bewegung und Status von Ware in Arbeit (WIP), Fertigerzeugnissen und Ausschuss nachzuverfolgen.

Rollenbasierte Benutzerarbeitsplätze

Die Konfiguration organisiert Benutzerarbeitsplätze rollenbasiert. Ein Benutzerprofil setzt sich aus einem Satz von Rollen zusammen, die die Funktionen freischalten, die zu den Aufgaben des jeweiligen Mitarbeiters passen.

Integrationsmöglichkeiten

Die in den Verzeichnissen von 1C:ERP gespeicherten Daten zur Unternehmensstruktur, die Produktstammdaten, eingehende Aufträge und Fertigungsstufen können zur Produktionsplanung an 1C:MES übergeben werden. Planungsergebnisse und Daten zur tatsächlichen Ausführung der Fertigungsvorgänge werden von 1C:MES zurück an 1C:ERP gesendet, um die Kosten der hergestellten Erzeugnisse zu kalkulieren. Der Datenaustausch zwischen den Systemen erfolgt über in 1C:MES integrierte Austauschmechanismen.

Die Integration mit 1C:PDM 4 (PLM) ermöglicht es 1C:MES, die im PLM-System angelegten Produktstammdaten für die Produktionsplanung zu nutzen – darunter Erzeugnisstruktur, Arbeitspläne sowie Material- und Arbeitszeitnormen.

Anwender von 1C:Manufacturing Enterprise Management (1C:UPP) können das Produkt „1C:MES Manufacturing Execution Module for 1C:Manufacturing Enterprise Management. Special Delivery. Electronic Delivery“ (Produktcode 2900002245806) erwerben, das eine integrierte Anbindung an 1C:Manufacturing Enterprise Management, Version 1.3, enthält.

Technologische Vorteile

1C:MES Manufacturing Execution basiert auf der aktuellen Version der Plattform 1C:Enterprise 8.3, die Folgendes bietet:

• hohe Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Skalierbarkeit des Systems;
• die Möglichkeit, über das Internet mit dem System zu arbeiten – per Thin Client oder Webclient (in einem Standardbrowser), auch im Cloud-Betrieb;
• Einsatz mobiler Arbeitsplätze auf Tablets und anderen mobilen Geräten;
• Anpassung der Oberfläche für einen bestimmten Benutzer oder eine Benutzergruppe auf Basis des Rollenmodells, der Zugriffsrechte und individueller Präferenzen.

Mit dem Mechanismus der Funktionsoptionen lassen sich einzelne Funktionsblöcke der Anwendung ohne Programmierung und ohne Änderung der Konfiguration ein- oder ausschalten.

Unsere Fallstudien zur MES-Einführung in der Fertigung:

TOREX Steel Doors

AEMZ

UKVZ

Wir zeigen, wie moderne digitale Lösungen helfen, die Produktivität zu steigern, Kosten zu senken und Fehler in Produktionsprozessen zu minimieren, und wie 1C:MES die Produktion transparenter und leichter steuerbar macht.

In diesem Webinar erfahren Sie mehr über:

• ✅ Funktionen von 1C:MES 
• ✅ Stammdaten
• ✅ Steuerung des Fertigungsauftragsportfolios
• ✅ Produktionsplanung
• ✅ Fertigungssteuerung
• ✅ Bestandsmanagement
• ✅ Unsere Fallstudien zur Einführung und die erzielten Ergebnisse.

Für wen das Webinar geeignet ist:

• Geschäftsführer und Inhaber von Fertigungsunternehmen
• Produktionsleiter und technische Direktoren
• Spezialisten für Automatisierung und digitale Transformation, IT-Leiter
• Spezialisten der Abteilungen für Produktionsplanung und Fertigungssteuerung
• Mitarbeiter der Planungs- und Steuerungsbüros der Werkstätten (PRB)
• Mitarbeiter der Abteilung für Materialversorgung
• Mitarbeiter der Abteilung für Qualitätskontrolle

❗️Das Webinar ist kostenlos, die Teilnehmerzahl ist jedoch begrenzt

Fordern Sie eine 1C:MES-Demo an – wir zeigen Ihnen den gesamten Funktionsumfang, der für Ihre Anforderungen relevant ist