MES-Einführung im Mittelstand: wann sie sich lohnt und wie sie gelingt

Montagmorgen. Auf dem Schreibtisch des Meisters liegen die Laufkarten vom Freitag. Die Stückzahlen stehen darauf, die Stillstände oft nicht. Fragt der Chef, ob ein Auftrag diese Woche rausgeht, geht der Meister in die Halle und schaut nach.

Eine MES-Einführung lohnt sich im Mittelstand dann, wenn die Halle heute zu spät oder zu ungenau meldet, was an den Maschinen passiert, und genau diese Lücke Liefertermine, Ausschuss oder Nachweise kostet. Sie gelingt, wenn zuerst die Rückmeldung aus der Fertigung geklärt wird und erst danach das System. Viele Betriebe kommen mit einer sauberen Betriebsdatenerfassung schon weit, bevor sie ein vollständiges MES brauchen.

Den größeren Rahmen beschreibt die Übersichtsseite Digitalisierung im Mittelstand.

Das Wichtigste in Kürze

• Ein MES (Manufacturing Execution System) führt die Fertigung im Takt der Halle: Aufträge an der Maschine, Rückmeldungen, Stillstände, Qualität, Material. Das ERP plant in Tagen und Wochen, das MES arbeitet in Minuten.
• Die Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 beschreibt zehn Aufgaben eines MES. Kaum ein mittelständischer Betrieb braucht alle zehn zum Start.
• Oft ist die Betriebsdatenerfassung (BDE) der richtige erste Schritt: erst verlässlich erfassen, dann steuern.
• Weil ein MES in der Regel Daten erfasst, die sich einzelnen Beschäftigten zuordnen lassen, hat ein vorhandener Betriebsrat nach § 87 Abs. 1 Nr. 6 BetrVG mitzubestimmen. Das gehört an den Anfang des Projekts, nicht ans Ende.
• Ältere Maschinen ohne Schnittstelle sind kein Hindernis, aber ein eigener Posten im Plan.

Was ist ein MES?

Ein MES ist die Software, die zwischen der Planung im Büro und den Maschinen in der Halle steht: Es gibt Aufträge an die Arbeitsplätze, nimmt Rückmeldungen auf und zeigt in Echtzeit, was gefertigt wird, was steht und warum. MES steht für Manufacturing Execution System, auf Deutsch Fertigungsmanagementsystem. Im Alltag heißt es auch MES-System oder MES-Software. Einfach gesagt: Das MES weiß, was an der Maschine gerade passiert, das ERP weiß, was bestellt ist.

Was ein MES leisten kann, beschreibt die Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 aus dem Jahr 2016. Sie richtet sich ausdrücklich auch an Geschäftsführer und Produktionsleiter und ordnet ein MES nach Aufgaben, nicht nach Herstellern (VDI 5600 Blatt 1). Zehn Aufgaben stehen darin (Inhaltsverzeichnis der Richtlinie). In der Sprache der Halle heißen sie so:

Ein MES muss nicht alle zehn Aufgaben auf einmal erfüllen. Die meisten Systeme lassen sich in Bausteinen einführen. Für einen mittelständischen Betrieb ist das der wichtigste Satz dieser Tabelle: Man fängt bei der Aufgabe an, die heute am meisten Zeit oder Geld kostet.

Was ist der Unterschied zwischen MES und ERP?

Das ERP plant Aufträge, Material und Geld über Tage und Wochen, das MES steuert und dokumentiert die Fertigung im Minutentakt an der Maschine. Die VDI 5600 begründet das so: ERP-Systeme arbeiten mittel- und längerfristig und zu grob, um Ereignisse wie den Stopp einer Maschine, eine Unterbrechung im Arbeitsgang oder eine Qualitätsmeldung sauber abzubilden.

Die internationale Norm IEC 62264, in der Praxis meist unter dem Namen ISA-95 bekannt, ordnet die Systeme in Ebenen. Das ERP sitzt auf Ebene 4, der Unternehmensplanung. Das MES sitzt auf Ebene 3, dem Management der Fertigung. Darunter liegen Steuerungen und Maschinen (IEC 62264-1:2013).

BDE steht für Betriebsdatenerfassung: Der Mitarbeiter meldet am Terminal Beginn, Ende, Menge und Störung. MDE steht für Maschinendatenerfassung: Die Maschine meldet Laufzeit und Stillstand selbst. Beides ist im Sinne der VDI 5600 die Aufgabe „Datenerfassung“ eines MES, also ein Teil davon, nicht das Ganze.

Ein MES braucht Aufträge, an denen es arbeiten kann. Läuft im Betrieb noch kein ERP, ist meist dort der erste Schritt. Worauf es dabei ankommt, beschreibt der Beitrag zur ERP-Einführung im Mittelstand.

Brauchen wir ein MES, oder reicht Betriebsdatenerfassung?

Betriebsdatenerfassung reicht, solange die Frage lautet „Was ist an der Maschine passiert?“. Ein MES wird gebraucht, sobald die Frage lautet „Was soll an der Maschine als Nächstes passieren, und lässt sich das lückenlos nachweisen?“. Den Unterschied machen Fertigungsart, Nachweispflichten und die Zahl der Aufträge, die gleichzeitig durch die Halle laufen.

Ein typisches Muster aus der Praxis: Zuerst kommt ein großes System mit Feinplanung in die Halle, während die Rückmeldungen noch auf Zetteln stehen. Die Planung rechnet dann mit Daten, die nicht stimmen, und der Meister plant weiter im Kopf, weil sein Kopf aktueller ist als das System. Ist zuerst die Erfassung verlässlich, gibt es danach eine Grundlage, auf der Planung überhaupt funktionieren kann.

Ein MES steuert nur so gut, wie die Halle meldet. Darum beginnt jede MES-Einführung mit der Rückmeldung, nicht mit der Planung.

Einordnung von TENOR Digital

Wie läuft eine MES-Einführung ab?

Eine MES-Einführung läuft in fünf Schritten: Ziel und Ist-Aufnahme, Pilot an wenigen Maschinen, Lastenheft und Auswahl, Ausrollen in die Halle, laufende Verbesserung. Der Pilot kommt bewusst vor der großen Auswahl, weil er zeigt, welche Daten der Betrieb wirklich braucht und welche nur schön aussehen. Wer ein MES-System einführen will, hält diese Reihenfolge ein.

Schritt 1 entscheidet über den Rest. Ohne klare Frage sammelt ein System Daten, die niemand anschaut. Die Reihenfolge, in der ein Betrieb solche Vorhaben angeht, beschreibt der Beitrag Strategie für die Digitalisierung entwickeln. Wie man einen Ablauf vor der Software ordnet, zeigt der Beitrag über Prozesse digitalisieren im Mittelstand.

Was kostet eine MES-Einführung?

Eine feste Summe für eine MES-Einführung gibt es nicht, weil die Kosten vor allem von der Zahl der angebundenen Maschinen, vom Alter des Maschinenparks und vom Umfang der Aufgaben abhängen. Die Software ist nur einer von mehreren Blöcken. Ein Block, der in keinem Angebot steht, ist die Zeit der eigenen Leute.

Wer mit einem Piloten an wenigen Maschinen beginnt, kennt nach einigen Wochen die eigenen Zahlen und kann das Gesamtprojekt ehrlich rechnen. Für Beratung und Umsetzung gibt es Zuschüsse. Welche Programme gerade laufen, steht im Überblick zur Förderung der Digitalisierung im Mittelstand.

Muss der Betriebsrat bei einer MES-Einführung mitreden?

Ja, wenn es einen Betriebsrat gibt. Nach § 87 Abs. 1 Nr. 6 Betriebsverfassungsgesetz hat er bei der Einführung und Anwendung technischer Einrichtungen mitzubestimmen, die dazu bestimmt sind, Verhalten oder Leistung der Beschäftigten zu überwachen (§ 87 BetrVG). Ein MES erfasst, wer an welcher Maschine wie viel in welcher Zeit gefertigt hat. Damit fällt es in der Regel darunter.

Praktisch heißt das: Der Betriebsrat sitzt ab Schritt 1 mit am Tisch, nicht erst vor dem Start. Eine Betriebsvereinbarung regelt, welche Daten erfasst werden, wer sie sieht und wofür sie nicht verwendet werden. Das kostet am Anfang einige Gespräche und spart später viel Zeit. Die rechtliche Prüfung im Einzelfall gehört zu einem Arbeitsrechtler.

Auch ohne Betriebsrat lohnt derselbe Weg. Wer der Mannschaft zu Beginn erklärt, wozu die Zahlen dienen, nämlich Stillstände und Engpässe zu finden und nicht Leute zu messen, bekommt ehrliche Meldungen. Wer es nicht erklärt, bekommt geschönte.

Was passiert mit älteren Maschinen ohne Schnittstelle?

Ältere Maschinen lassen sich trotzdem anbinden: über eine Nachrüstung mit Sensoren oder Signalabgriff, oder ganz einfach über ein Terminal, an dem der Bediener Beginn, Ende und Störung meldet. Neuere Steuerungen sprechen oft OPC UA, einen offenen Standard für den Datenaustausch in der Industrie (IEC 62541-1).

In vielen mittelständischen Hallen stehen Maschinen aus drei oder vier Jahrzehnten nebeneinander. Für die Planung heißt das: Jede Maschine bekommt in der Ist-Aufnahme eine Zeile mit Baujahr, Steuerung und der Frage, ob sie selbst melden kann. Erst dann lassen sich die Kosten für die Anbindung seriös schätzen. Eine alte Maschine, die am Terminal gemeldet wird, liefert oft schon einen großen Teil des Nutzens: Man sieht, wann und warum sie steht.

Woran scheitern MES-Einführungen im Mittelstand?

MES-Einführungen scheitern selten an der Technik, sondern meist daran, dass Daten gesammelt werden, die niemand braucht, und dass die Meldung an der Maschine mehr Arbeit macht, als sie spart. Ein typisches Muster aus der Praxis: Das System erfasst viel, aber keiner schaut hin, weil keiner gesagt hat, welche Frage die Zahlen beantworten sollen.

• Keine Zielfrage: Das MES soll „Transparenz schaffen“. Transparenz worüber? Gegenmittel: eine Kennzahl aus Schritt 1, an der das Projekt gemessen wird.
• Zu viele Eingaben am Terminal: Muss der Bediener für eine Störung durch mehrere Masken klicken, wird am Schichtende nachgetragen oder gar nicht. Gegenmittel: jede Meldung im Piloten mit den Bedienern durchspielen und auf wenige Griffe kürzen.
• Störgründe vom Schreibtisch: Legt jemand im Büro die Störgründe fest, ohne den Meister zu fragen, passen sie nicht zur Halle, und am Terminal wird „Sonstiges“ gedrückt. Gegenmittel: Der Meister legt die Störgründe mit fest.
• Planung vor Erfassung: Feinplanung auf ungenauen Daten. Gegenmittel: erst erfassen, dann planen.
• Betriebsrat zu spät: Das System steht, die Vereinbarung fehlt. Gegenmittel: ab Schritt 1 einbinden.
• Insel ohne ERP: Aufträge werden doppelt angelegt. Gegenmittel: Schnittstelle zum ERP gehört ins Lastenheft und in den Test.

Weitere Gründe, warum solche Projekte ins Stocken geraten, sammelt der Beitrag warum Digitalisierung im Mittelstand scheitert.

Wie wählt man einen MES-Anbieter neutral aus?

Einen MES-Anbieter wählt man neutral aus, indem man ihn den eigenen Ablauf mit eigenen Daten vorführen lässt und an festen Kriterien misst, nicht an einer Rangliste. Ob ein System gut ist, hängt davon ab, ob es zur eigenen Fertigungsart und zum vorhandenen ERP passt.

Grob gibt es vier Arten von Angeboten: eigenständige MES für viele Branchen, MES-Bausteine, die ein ERP-Hersteller zu seinem System anbietet, Spezialisten für Betriebs- und Maschinendatenerfassung, und Branchen-MES, die auf eine bestimmte Fertigungsart ausgerichtet sind. Welche Art passt, folgt aus dem Lastenheft.

• Deckt das System genau die Aufgaben ab, die das Lastenheft verlangt, und lassen sich weitere später dazunehmen?
• Gibt es eine erprobte Schnittstelle zum vorhandenen ERP, und wer pflegt sie bei Updates?
• Wie werden ältere Maschinen angebunden, und was kostet das je Maschine?
• Wie viele Eingaben braucht eine Störungsmeldung am Terminal? Das zeigen lassen, nicht beschreiben.
• Wem gehören die Daten, und wie kommt man an sie heran, wenn man den Anbieter wechselt?
• Gibt es Referenzen von Betrieben ähnlicher Größe und Fertigungsart, die man anrufen darf?

Eine Regel aus der Praxis hilft: Bevor ein Vertrag unterschrieben wird, sitzt der Anbieter mit Produktionsleiter, Meister und einem Bediener an der Maschine. Kann er nicht zeigen, warum die Meldung für den Bediener einfacher wird, passt er nicht. TENOR Digital begleitet Digitalisierungsprojekte in Fertigung und Verwaltung herstellerneutral, von der Ist-Aufnahme bis zum laufenden Betrieb aus einer Hand. Wie diese Begleitung aussieht, beschreibt die Seite zur Digitalisierungsberatung für den Mittelstand.

Fazit: Die Halle muss melden, bevor das MES steuern kann

Eine MES-Einführung im Mittelstand beginnt nicht mit der Software, sondern mit der Frage, welche Rückmeldung aus der Halle heute fehlt. Wer diese Frage beantwortet, den Piloten ernst nimmt, Meister, Bediener und Betriebsrat früh dazuholt und ältere Maschinen ehrlich einplant, wählt das System am Ende mit klarem Blick. Verlässliche Maschinendaten sind zugleich die Grundlage für alles, was später kommt, auch für KI im Mittelstand. Wie kleine, spürbare Schritte in der Halle aussehen, zeigen die Beispiele aus der Werkshalle.

TENOR Digital begleitet diesen Weg als Unternehmensberatung für den Mittelstand, vom ersten Rundgang durch die Halle bis zum laufenden System. Wer vor einer MES-Entscheidung die eigene Fertigung mit einem Blick von außen ordnen möchte, kann über die Seite Kontakt eine Einordnung anfragen.

Häufige Fragen zur MES-Einführung