Um diese Vorteile zu realisieren, ist eine MES-Software in verschiedene Funktionsmodule unterteilt. Diese Funktionen basieren auf dem internationalen ISA-95-Standard und sichern den Datenaustausch zwischen den verschiedenen Stufen der Automatisierungspyramide. Dies sind die Stufen der Automatisierungspyramide:

• Mittelfristige Planung durch das ERP (Enterprise Resource Planning)
• Produktionsüberwachung durch das MES
• Überwachung der industriellen Automatisierung durch SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)
• Steuerung einzelner Fertigungsbereiche durch die SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung / PLC)
• Aktionen und Datenerfassung auf Feldebene durch Sensoren und Aktoren

1. Produktionssteuerung und Echtzeit-Monitoring

Dieses Modul bildet den operativen Kern des MES und ist darauf ausgelegt, eine optimale und konstante Produktionseffizienz zu gewährleisten.

• Produktionsüberwachung: Bietet eine Echtzeit-Ansicht der operativen Abläufe. Dies ermöglicht die sofortige Identifizierung von Anomalien und die gezielte Optimierung der Performance.
• OEE/OPE-Analysen: Erfasst Daten zur Berechnung der Gesamtanlageneffektivität (OEE) und der Gesamtprozesseffektivität (OPE), um Verbesserungspotenziale aufzudecken und die Ressourcenauslastung zu maximieren.
• Planung und Terminierung: Vereinfacht die Planung durch eine Übersicht der Maschinenauslastung, der Personalverfügbarkeit sowie der Auftragsprioritäten. So werden Stillstandzeiten und Verzögerungen minimiert.

2. Management und Verfolgung von Fertigungsaufträgen

Dieses Modul ist entscheidend für die Definition und Steuerung von Herstellungsprozessen. Es umfasst:

• Die Erstellung von Fertigungsaufträgen.
• Die Ausarbeitung detaillierter Terminpläne.
• Die Verfolgung des Produktionsfortschritts.
• Das Echtzeit-Management von Ressourcen und Equipment.
• Die kontinuierliche Erfassung von Produktionsdaten.

Das Ziel besteht darin, die Koordination zwischen Planung und Ausführung sicherzustellen, eine reibungslose und effiziente Produktion zu gewährleisten sowie die Produktivität und Qualität der Fertigungsabläufe zu verbessern.

3. Anbindung an Produktionsanlagen

Die MES-Software ruft Produktionsdaten aus Steuerungs- und Überwachungssystemen ab. Diese Verbindung ist essentiell für das optimale Management von Fertigungsabläufen.

• Integration mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS): Das MES nutzt OPC-Server (OPC UA, OPC DA) oder das Modbus-Protokoll, um Daten mit SPS-Einheiten und anderen Steuerungssystemen auszutauschen.
• SCADA-Systeme: Das MES ruft Daten aus SCADA-Systemen ab, um eine Visualisierung in Echtzeit sowie Leistungsanalysen zu ermöglichen.
• Sensoren und Aktoren: Sensoren übertragen Echtzeitdaten (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Position usw.) an das MES. Dieses nutzt die Informationen, um Wartungsbedarf und Ausfälle vorherzusehen sowie die Fertigungsprozesse zu überwachen und zu steuern.
• Spezifische Industrie-Konnektoren: Diese Konnektoren vereinfachen die Integration, indem sie vorkonfigurierte Schnittstellen und Kommunikationsprotokolle bereitstellen.
• IoT-Gateway und Cloud-Konnektivität: Anlagendaten werden über IoT-Sensoren erfasst und an eine Cloud-Plattform übertragen. Dort werden die Daten vom MES  für das Operations Management genutzt.

Die Vorteile dieser Konnektivität liegen in der Echtzeit-Überwachung, der operationalen Optimierung und einer verbesserten Qualität. Außerdem werden datengestützte Analysen und Entscheidungsfindungen unterstützt.

4. Anbindung an die IT-Umgebung

Die Integration eines MES in andere Softwarelösungen ist entscheidend für die Schaffung einer kohärenten und optimierten Produktionsinfrastruktur.

Zentrale Systemintegrationen

• ERP (Enterprise Resource Planning): Das MES garantiert die Synchronisation von Fertigungsaufträgen, Beständen und Kosten. Es integriert Arbeitsaufträge, Stücklisten, Produktionspläne und Bestände, während es gleichzeitig die Lagerbestände in Echtzeit synchronisiert.
• PLM (Product Lifecycle Management): Das MES verwaltet Änderungen und Rückverfolgbarkeiten, indem es Daten zu Produktänderungen und Herstellungsprozessen synchronisiert. Es gewährleistet eine vollständige Produktrückverfolgbarkeit und ein zentralisiertes Datenmanagement.
• CAD (Computer-Aided Design): Das MES ruft Produktionsdaten und Fertigungsanweisungen ab. Es synchronisiert Aktualisierungen an Produktmodellen und stellt sicher, dass die Produktion den neuesten Fertigungsvorgaben folgt, was Fehler reduziert und schnelle Designänderungen ermöglicht.
• CMMS: Das MES überträgt Informationen über Maschinenstillstände, sodass das CMMS den Zeitpunkt und die Häufigkeit von Eingriffen analysieren kann. Zudem fließen MES-Daten zum Anlagenzustand in die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) ein, um proaktive Reparaturen zu planen und Produktionsunterbrechungen zu minimieren. Diese Integration ist mit der von BASSETTI entwickelten Lösung TEEXMA for Maintenance besonders einfach.
• QMS (Qualitätsmanagementsystem): Die MES-Software und ein QMS arbeiten zusammen, um die Produktqualität zu garantieren. Das MES bietet eine Echtzeit-Verfolgung von Nichtkonformitäten und ermöglicht so ein effizientes Problemmanagement. Es verwaltet zudem die Metrologie in direktem Bezug zu den Fertigungskontrollen und integriert statistische Prozesslenkung, um Defekte zu vermeiden. Diese Integration wird durch die von BASSETTI entwickelte Lösung TEEXMA for Quality zusätzlich erleichtert.
• WMS (Warehouse Management System): Die Integration eines WMS ergänzt das MES. Während das MES die Produktion steuert, optimiert das WMS die Lagerlogistik, indem es den Fluss von Rohstoffen zu den Produktionslinien verwaltet und die Lagerung von Fertigerzeugnissen organisiert, was eine effektive Synchronisation gewährleistet.

Diese Integration führt zu einem effizienteren, flexibleren und besser gesteuerten Produktionsprozess.

5. Digitalisierung der Werkerführung

Das MES stellt spezifische Schnittstellen für jede Benutzerebene bereit, um die Abläufe zu optimieren und eine fundierte Entscheidungsfindung zu erleichtern.

• Benutzeroberfläche: Über verschiedene Zugriffsmethoden wie Tablets, Smartphones, Computer oder PDAs können die Benutzer Anlagen steuern, Produktions- und Qualitätsprozesse in Echtzeit überwachen sowie auf digitale Arbeitsanweisungen und standardisierte Verfahren zugreifen. Sie können zudem Vorfälle, Ausschuss und Qualitätsabweichungen direkt erfassen. Dies steigert sowohl die Produktivität des Teams, aber auch die Qualität, Sicherheit und Motivation.

6. Qualitätssicherung und Nichtkonformitäten 

Qualität ist ein grundlegender Bestandteil eines MES, um sicherzustellen, dass die hergestellten Produkte den definierten Qualitätsstandards entsprechen.

• Echtzeit-Überwachung: Ermöglicht die schnelle Erkennung von Abweichungen der Qualitätsstandards, sodass sofortige Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.
• Rückverfolgbarkeit und Management von Nichtkonformitäten: Dies gewährleistet die lückenlose Rückverfolgbarkeit von Materialien und Fertigfabrikaten. Außerdem verwaltet es Nichtkonformitäten für eine schnelle und effektive Lösung von Qualitätsproblemen.
• Automatisierung von Qualitätskontrollen: Ein MES plant regelmäßige Anlageninspektionen, Inprozesskontrollen sowie Endprüfungen der Produkte, was das Risiko menschlicher Fehler reduziert.
• Berichte und Analysen: Das System generiert detaillierte Qualitätsberichte (z. B. Ausschussquote, Ursachen von Nichtkonformitäten) für die Trendanalyse und kontinuierliche Verbesserung.
• Dokumentation: Diese Funktion ermöglicht es den Benutzern, Arbeitsanweisungen und Standardarbeitsanweisungen zu erhalten. So wird Konformität sichergestellt und Abweichungen im Produktionsprozess werden reduziert.