Manufacturing Execution System (MES)

Manufacturing Execution System (MES) is geen traditioneel product maar een essentiële functie in de moderne fabriek die de uitvoering van productieprocessen beheert en coördineert. Het fungeert als brug tussen bedrijfsplanning (ERP) en shopfloor-automatisering (SCADA/PLC), met specifieke waarde voor metaalbewerkingsbedrijven die flexibele productie en real-time inzicht nodig hebben.

Definitie

Een Manufacturing Execution System (MES) is een dynamisch informatiesysteem dat de uitvoering van productieactiviteiten in real-time monitort, controleert en documenteert. Het MES fungeert als de verbindingslaag tussen enterprise-level planning systemen (ERP) en shopfloor control systemen (SCADA/PLC).

Kernprincipe: MES is geen standaardproduct, maar een verzameling functionaliteiten. “MES bij klant A is nooit gelijk aan MES bij klant B, terwijl SCADA bij klant A over het algemeen identiek is aan SCADA bij klant B.” Voor metaalbewerkingsbedrijven betekent dit dat je kunt kiezen welke functies je nodig hebt voor jouw specifieke productieprocessen.

Positie in de Manufacturing Stack

Enterprise Level
├── Cloud Services
└── ERP: Enterprise Resource Planning
    │
    ▼ (Business Integration)
    │
├── MES: Manufacturing Execution System  ← **Flexible Layer**
    │
    ▼ (Production Integration)
    │
├── SCADA: Supervisory Control & Data Acquisition  ← **Standardized Layer**
└── PLC/HMI: Programmable Logic Controller

MES vs. SCADA Karakteristieken

Aspect	MES	SCADA
Consistentie	Varieert per implementatie	Consistent tussen implementaties
Functionaliteit	Aangepast aan bedrijfsbehoeften	Gestandaardiseerde functies
Complexiteit	Hoge customisatie	Relatief uniform
Evolutie	Groeit mee met business	Stabiele functionaliteit

Kern MES Capabilities: De “Core Four”

De Vier Fundamentele Functies

Voor metaalbewerkingsbedrijven vormen vier kernfuncties de basis van elk effectief MES:

Altijd Aanwezige Functies

1. Work Order Management

Work Order tracking: Actieve werkorders (NIET sales orders)
Order status: Real-time voortgang monitoring
Resource allocation: Toewijzing van mensen, machines, materialen
Priority management: Dynamische prioritering

2. Overall Equipment Effectiveness (OEE)

Availability: Percentage beschikbare tijd van machines
Performance: Snelheid t.o.v. nominale snelheid
Quality: Percentage goede producten
Real-time calculation: Continue OEE monitoring
Cruciaal voor metaalbewerking: Directe feedback over machinegebruik voor optimale planning

3. Stilstandregistratie en Optimalisatie

Downtime categorization: Geplande vs. ongeplande stilstand
Root cause analysis: Oorzaak identificatie
MTTR tracking: Mean Time To Repair monitoring
Availability impact: Effect op productiecapaciteit
Data-analyse: Identificeer patronen die leiden tot stilstand
Preventieve acties: Ontwikkel strategieën om toekomstige stilstand te minimaliseren

Vaak Optionele Functies

4. Planning en Scheduling

Detailed daily planning: Gedetailleerde dagplanning op operationeel niveau
Capacity planning: Resource optimalisatie voor machines en personeel
Sequence optimization: Productievolgtorde optimalisatie
Dynamic rescheduling: Snelle aanpassing aan verstoringen zoals spoedorders
ERP-integratie: Naadloze afstemming met bedrijfsplanning

Opmerking: Hoewel sommige bedrijven planning in hun ERP-systeem doen, biedt MES-planning meer gedetailleerde controle op operationeel en machineniveau voor complexe metaalbewerking.

MES Implementatieroutes voor Metaalbewerking

Metaalbewerkingsbedrijven kunnen verschillende routes kiezen voor MES-implementatie:

Route 1: ERP-systeem Uitbreiding

Voordelen: Bekende omgeving, directe integratie
Geschikt voor: Bedrijven met rechtlijnige productieprocessen
Leveranciers: Ridder iQ, MKG, Bemet (shopfloor control modules)
Beperkingen: Minder real-time flexibiliteit, beperkte machine-connectiviteit

Route 2: Specialistische Apps

Voorbeelden: Propos (planning), Azumuta (werkinstructies)
Voordelen: Gespecialiseerde functionaliteit per proces
Uitdaging: Integratie tussen verschillende systemen
Geschikt voor: Bedrijven die stapsgewijs willen digitaliseren

Route 3: Machine-gedreven Aanpak

Voorbeelden: TRUMPF Oseon, Bystronic BySoft
Voordelen: Perfecte machine-integratie
Beperkingen: Vaak beperkt tot één machinefabrikant
Realiteit: Gemiddeld metaalbedrijf heeft machines van verschillende merken

Route 4: Open Technologie Benadering

Basis: Unified Namespace (UNS) met event-driven architectuur
Communicatie: MQTT-protocollen voor real-time data-uitwisseling
Voordelen: Maximale flexibiliteit, vendor-onafhankelijk
Uitdaging: Vereist meer technische expertise

Uitgebreide MES Functionaliteiten

Kwaliteitsmanagement

DQIP: Digital Quality Inspection Plans
Sample collection: Kwaliteitsmonsters verzameling
SPC: Statistical Process Control
ISO 9001 compliance: Kwaliteitsnorm naleving
Quality deviation tracking: Afwijkingen registratie

Productie-ondersteuning voor Metaalbewerking

Recipe management: Receptbeheer (Definition, Spec, Deviation)
Work instructions: Digitale werkinstructies bij de machine
Staff competencies: Medewerker vaardigheden en training
Preventive maintenance: Preventief onderhoudsplanning
Lasparameter registratie: Integratie met systemen zoals Kemppi WeldEye
Issue tracking: Registreer en volg problemen op de werkvloer
Informatiebeheer: Centraliseer productie-informatie die nu in Excel-bestanden staat

Inventory & Materials

BOM to inventory: Stuklijst naar voorraad koppeling
WIP consumption: Work-in-Progress verbruik
Raw material tracking: Grondstof tracering
Finished goods: Eindproduct registratie
Kitting: Materiaal samenstelling voor orders

MES Implementatie Filosofie

Modulaire Aanpak

Kernprincipe: “MES is geen product… het is een grote emmer van capabilities en je kiest alleen degene die je nodig hebt voor je business.”

Implementatie Strategie

Start with core: Begin met essentiële functionaliteiten
Add as needed: Voeg functionaliteiten toe wanneer nodig
Grow with business: Laat MES meegroeien met bedrijf
Customize extensively: Pas aan aan specifieke behoeften

Business Evolution voor Metaalbewerking

Phase 1: Work Order Management + OEE (basisinzicht in productie)
Phase 2: Digitale werkinstructies + kwaliteitscontrole
Phase 3: Machine-connectiviteit + real-time monitoring
Phase 4: Predictive analytics + geïntegreerde planning
Phase 5: AI-ondersteunde procesoptimalisatie

MES voor Specifieke Industrieën

Metaalbewerking / High-Mix, Low-Volume

Bijzonder belangrijk voor:

Complexe operaties: Vele verschillende producten met variërende bewerkingen
Flexible production: Snelle omschakeling tussen orders op verschillende machines
Detailed management: Gedetailleerde productiecontrole van laswerk tot plaatbewerking
Customer-specific requirements: Klantspecifieke eisen en certificeringen
Real-time feedback: Directe communicatie tussen werkvloer en kantoor
Multimachine integratie: Verschillende merken machines in één productielijn

Proces Industrie

Recipe-driven: Receptgebaseerde productie
Batch management: Chargebeheer en tracking
Regulatory compliance: Strenge regelgeving
Process optimization: Continue procesverbetering

Discrete Manufacturing

Assembly tracking: Assemblage monitoring
Serialization: Unieke product identificatie
Component traceability: Onderdeel tracering
Test data management: Testresultaten beheer

Integration Architectuur

Traditionele Integratie

ERP System
    │ (ODBC/API)
    ▼
MES System
    │ (OPC/Modbus)
    ▼
SCADA/PLC

Modern UNS-based Integration

        Unified Namespace
              │
    ┌───────┼───────┐
    │       │       │
   ERP     MES    SCADA

UNS Topic Structure voor MES

MES/Site1/Line1/
├── WorkOrders/
│   ├── Active/
│   ├── Completed/
│   └── Queue/
├── OEE/
│   ├── Availability/
│   ├── Performance/
│   └── Quality/
├── Downtime/
│   ├── Planned/
│   ├── Unplanned/
│   └── Reasons/
└── Quality/
    ├── Inspections/
    ├── Deviations/
    └── SPC_Data/

MES Data Model

Real-time Events

{
  "timestamp": "2024-08-17T14:30:00Z",
  "event_type": "work_order_start",
  "work_order_id": "WO_2024_1001",
  "line_id": "Line_01",
  "product_id": "PROD_ABC123",
  "quantity_planned": 1000,
  "operator_id": "OP_001",
  "recipe_version": "v2.1",
  "materials": [
    {
      "material_id": "MAT_001",
      "lot_number": "LOT_20240817_A",
      "quantity_consumed": 0
    }
  ]
}

OEE Metrics

{
  "timestamp": "2024-08-17T14:30:00Z",
  "line_id": "Line_01",
  "shift": "Day",
  "oee_metrics": {
    "availability": 85.2,
    "performance": 92.1,
    "quality": 98.7,
    "oee": 77.4
  },
  "downtime_minutes": 22,
  "production_count": 920,
  "reject_count": 12
}

Voordelen van MES

Operationele Voordelen voor Metaalbewerking

Real-time visibility: Directe inzicht in alle bewerkingsstappen
Improved OEE: Systematische efficiency verbetering van lasers, kantbanken en andere machines
Quality control: Proactieve kwaliteitsbewaking met directe feedback
Reduced waste: Minimalisatie van materiaalverspilling en herwerk
Better communication: Einde aan zoeken naar informatie tussen kantoor en werkvloer
Operator support: Operators krijgen alle benodigde informatie op het juiste moment

Business Voordelen voor Metaalbewerking

Faster response: Snellere reactie op productieverstoringen en spoedorders
Better planning: Accurate data voor realistische levertijden
Compliance: Naleving van EN 1090, ISO 3834 en andere metaalnormen
Cost reduction: Lagere operationele kosten door efficiëntere materiaalbenutting
Improved delivery: Voorspelbare levertijden en minder vertragingen
Customer satisfaction: Betere communicatie over orderstatus

Strategic Voordelen

Data-driven decisions: Beslissingen op basis van data
Continuous improvement: Continue procesverbetering
Competitive advantage: Operationele excellentie
Scalability: Groeimogelijkheden

Uitdagingen

Technische Uitdagingen

System integration: Complexe systeemkoppelingen
Data quality: Betrouwbare en accurate data
Real-time performance: Snelle responstijden
Scalability: Groei naar meer lijnen/sites

Organizational Uitdagingen

Change management: Acceptatie van nieuwe processen
Training requirements: Medewerker opleiding
Process standardization: Uniformiteit in werkwijzen
ROI demonstration: Aantoonbare return on investment

Implementation Uitdagingen

Customization complexity: Maatwerk complexiteit
Legacy integration: Koppeling met oude systemen
Vendor lock-in: Afhankelijkheid van leverancier
Maintenance overhead: Onderhoud en updates

Gerelateerde begrippen

System Integration & Architecture:

Unified Namespace (UNS) - Moderne MES integratie architectuur
ERP - Business-level planning systemen
ISA-95 model - Manufacturing hierarchy standaard
Event-gedreven architectuur - Real-time MES updates

Production Management:

Overall Equipment Effectiveness (OEE) - Kern MES metric
Work Order Management - Productieorder beheer
Production Planning & Scheduling - Capaciteitsplanning
Lean Manufacturing - Procesoptimalisatie

Quality & Compliance:

Kwaliteitsmanagementsysteem - MES quality module
Traceerbaarheidssysteem - Product tracking
SPC Software - Statistische procescontrole
ISO 9001 - Kwaliteitsnorm compliance

Data & Analytics:

Single Source of Truth (SSOT) - MES als productie data authority
Historian Database - Langetermijn data opslag
KPI Dashboard - MES performance visualisatie
Data democratisering - Self-service MES analytics

Automation & Control:

SCADA Systemen - Proces monitoring en control
PLC - Shopfloor automatisering
HMI - Operator interfaces
IIoT - Connected manufacturing devices

Bronnen

ISA-95 Enterprise-Control System Integration Standard
MESA International MES Best Practices
Gartner Magic Quadrant for Manufacturing Execution Systems
Manufacturing Operations Management (MOM) frameworks

← Terug naar 5.0 kaart

Kompas

Verkenner