Vertikale Integration : ERP & MES: So gelingt die vertikale Integration

Das Manufacturing Execution System (MES) verbindet in der Automatisierungspyramide, mit wenigen und einfachen Worten gesagt, das „Oben“ mit dem „Unten“. Oben befindet sich das Enterprise Resource Planning System (ERP). Unten befindet sich der Shopfloor mit den Maschinen und Anlagen – und dazwischen das MES.

Doch was passiert oben? Das ERP bildet die Geschäftsprozesse eines Unternehmens ab. Hier gehen Bestellungen ein, Rohmaterial wird eingekauft, das Lager wird verwaltet und irgendwann wird das fertige Produkt verschickt und der Kunde erhält eine Rechnung. Kann eine Bestellung nicht mit Lagerware bedient werden, wird ein Fertigungsauftrag generiert, der dann in die Produktion gebracht werden muss, um den gewünschten Artikel herzustellen.

Damit nun Informationen von oben nach unten gelangen, kommt die vertikale Integration zum Tragen. Sie sorgt dafür, dass ein Fertigungsauftrag nicht mehr auf Papier in die Produktion getragen, sondern digital an das MES übermittelt wird. Dort wird der Auftrag feingeplant, also auf eine verfügbare Maschine eingelastet. Im Shopfloor meldet der Werker den anstehenden Auftrag an und beginnt mit der Produktion. Das MES erfasst dabei alle Details und speichert diese lokal ab.

Da das ERP nur Ergebnisse und aggregierte Daten verarbeiten kann, sorgt das MES für eine entsprechende Aufbereitung der erfassten Daten. Eine Rückmeldung an das ERP beinhaltet zum Beispiel die produzierte Stückzahl, die dabei entstandene Ausschussmenge, die Produktionszeit, die Summe aller Unterbrechungen und die Menge des verbrauchten Materials.

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Grundsätzlich bestehen bei der Kommunikation zwischen MES und ERP zwei Herausforderungen: das Datenverständnis und die Architektur. Im ersten Fall hat der ERP-Anbieter SAP mit einer semantisch standardisierten Schnittstelle eine beachtliche Vorleistung erbracht. Damit hat es das MES leicht, Daten mit dem ERP auszutauschen. Die breite Masse anderer ERP-Anbieter zeichnet sich dadurch aus, dass diese eine jeweils eigene Semantik festlegen. Damit fällt dem MES die Aufgabe zu, die Daten im jeweils passenden Format zu liefern bzw. das gelieferte Format zu verstehen. Hier bietet es sich an, eine MES-seitig standardisierte Schnittstelle zu entwickeln, die dann nur noch auf der ERP-Seite an den jeweiligen Anbieter angepasst werden muss.

Die Architektur spielte lange Zeit eine untergeordnete Rolle, da sich der ERP-Server meist im selben Netzwerk befand wie der MES-Server. Das hat sich in den letzten Jahren geändert, da immer mehr Systeme in die Cloud ausgelagert werden. Somit müssen Firewalls und andere technische Hürden überwunden werden, um einen Datenaustausch zwischen MES und ERP herzustellen.

1. ERP in der Cloud und MES on Premise

In der Regel initiiert das ERP die Kommunikation mit dem MES. Das ist in diesem Szenario nicht möglich, da das MES on Premise für das ERP in der Cloud nicht erreichbar ist. Alternativ kann das MES mit einem Cloud-Adapter die Verbindung zum ERP aufbauen und so die Kommunikation sicherstellen.

2. ERP und MES in der Cloud

Befinden sich beide Systeme in der Cloud – aller Wahrscheinlichkeit nach in unterschiedlichen Clouds – dann kann ein Cloud-Adapter vom MES-Anbieter ebenfalls die Lösung sein. Alternativ bzw. ergänzend dazu bieten einige ERP-Anbieter eine Middleware an, die mit dem MES in der Cloud kommunizieren kann.

3. ERP on Premise und MES in der Cloud

Wird das ERP klassisch on Premise betrieben und das MES befindet sich in der Cloud, bietet es sich an, eine Edge-Komponente des MES zu nutzen. Diese Edge-Komponente wird dem ERP als Kommunikationspartner vorgestellt und kommuniziert dann mit dem MES in der Cloud.

Trotz architektureller Neuerungen bleibt die semantische Herausforderung. Daher ist und bleibt die Abstimmung von Daten zwischen MES-Anbieter und ERP-Hersteller von großer Bedeutung.