MES und Fertigung
KI für MES und Shopfloor-Daten: Antworten aus BDE, MDE und Qualität
Kurz gesagt
KI auf MES-Daten beantwortet Fragen wie 'Warum steht Linie 3 so oft?' in Sekunden, weil sie Stillstandsgründe, Rückmeldungen und ERP-Aufträge zusammenführt. Sie läuft am besten lokal, liest nur und zeigt jede Abfrage. Ein fertiges MES-Dashboard reicht, solange die Fragen vorhersehbar sind.
In vielen Mittelstandsbetrieben liegen die interessantesten Daten nicht im ERP, sondern im MES und an den Maschinen: Betriebsdatenerfassung (BDE), Maschinendatenerfassung (MDE), Stillstandsgründe, Ausschussmeldungen, Prüfergebnisse. Das ERP kennt den Fertigungsauftrag und die Rückmeldung am Arbeitsgang, das MES kennt, was dazwischen wirklich passiert ist.
Wer wissen will, warum ein Auftrag zu spät fertig wurde, muss heute oft drei Systeme öffnen und Excel bemühen. Genau hier hilft ein KI-Assistent: Er fragt die Quellen ab, verknüpft sie über Auftrags- und Arbeitsgangnummer und antwortet in normaler Sprache, mit nachvollziehbarer Abfrage.
Diese Seite beschreibt, wie das in einer typischen deutschen Fertigung aussieht, was lokal bleiben sollte und wo ein klassisches MES-Dashboard völlig genügt.
Die Ausgangslage: Daten verteilt auf ERP, MES, Maschine und Prüfstand
Typisch ist eine Mischlandschaft: ein ERP wie SAP S/4HANA, abas, proALPHA oder Infor, daneben ein MES (zum Beispiel Siemens Opcenter, MPDV HYDRA, DELMIA Apriso oder SAP Digital Manufacturing) und Maschinen, die über OPC UA, MQTT oder proprietäre Schnittstellen Daten liefern. Qualitätsdaten stecken oft in einem separaten CAQ-System oder in Prüfprotokollen.
Die Folge sind Fragen, die niemand schnell beantworten kann: Welche Stillstandsgründe dominieren bei einer Maschinengruppe? Welche Aufträge hatten überdurchschnittlich viel Rüstzeit? Welche Charge hängt an welcher Reklamation? Jede dieser Fragen berührt mindestens zwei Systeme.
- Stillstandsgründe und Ausschuss je Maschine, Schicht und Artikel
- Soll-Ist-Vergleich von Vorgabezeiten (Arbeitsplan im ERP) und tatsächlichen Zeiten aus der BDE
- Rückverfolgung von Chargen und Seriennummern über Auftrag, Material und Prüfung
- Terminverzug: Welcher Arbeitsgang war der Engpass?
Konkrete Anwendungsfälle
Der erste Nutzen ist die Recherche. Ein Schichtleiter fragt: 'Welche Gründe hatten die Stillstände an der DMG-Gruppe letzte Woche?' Die KI übersetzt das in eine Abfrage auf die MES-Datenbank, gruppiert nach Stillstandscode und zeigt die SQL-Abfrage zur Kontrolle. Das ersetzt keine Ursachenanalyse, spart aber das Zusammensuchen.
Der zweite Nutzen ist die Verknüpfung mit dem ERP. Weicht die Rückmeldezeit stark von der Vorgabe im Arbeitsplan ab, kann die KI die betroffenen Artikel auflisten und den Planer darauf hinweisen, dass die Vorgabezeit im Stammdatensatz vermutlich veraltet ist. Eine Änderung der Stammdaten bleibt Sache des Menschen und läuft über den üblichen Freigabeprozess.
Der dritte Nutzen betrifft unstrukturierte Texte: Freitextmeldungen der Maschinenbediener, Instandhaltungsberichte, Prüfanweisungen. Mit einer lokalen Retrieval-Schicht lassen sich diese Texte durchsuchen, etwa 'ähnliche Störung wie bei Auftrag 4711 gab es schon einmal'.
- Natürlichsprachliche Abfragen auf BDE, MDE und Qualitätsdaten
- Verknüpfung von Fertigungsauftrag, Arbeitsgang, Charge und Prüfergebnis
- Zusammenfassung von Schichtberichten und Störmeldungen
- Hinweise auf veraltete Vorgabezeiten und Arbeitspläne
Architektur: Daten bleiben im Werk
Produktionsdaten sind Betriebsgeheimnisse, oft mit Kundenbezug. Wir betreiben offene Modelle (Llama, Qwen, Mistral, Gemma, gpt-oss) mit vLLM oder Ollama auf GPUs im eigenen Rechenzentrum oder in einer privaten Cloud. Der Zugriff auf MES- und ERP-Datenbanken erfolgt über Lesekonten, nicht über Schreibrechte.
Wichtig ist die Netzwerktrennung. In vielen Werken liegt das Produktionsnetz hinter einer DMZ nach dem Purdue-Modell. Die KI sollte nicht direkt an die Maschinensteuerungen, sondern an das MES, einen Historian oder eine replizierte Auswertungsdatenbank angebunden werden. So gibt es keinen Rückweg in die Steuerungsebene.
- Lesezugriff über dedizierte Konten, Abfragen werden protokolliert und angezeigt
- Anbindung an MES-Datenbank oder Replikat, nicht an die SPS
- Berechtigungen des ERP und MES werden übernommen, nicht umgangen
- Schreibende Aktionen nur mit menschlicher Freigabe
Recht, Betriebsrat und Beschäftigtendaten
Maschinendaten sind oft auch Personendaten, sobald sie einem Bediener oder einer Schicht zuordenbar sind. Dann greifen DSGVO und § 26 BDSG, und der Betriebsrat hat nach § 87 Abs. 1 Nr. 6 BetrVG ein Mitbestimmungsrecht bei technischen Einrichtungen, die zur Leistungs- und Verhaltenskontrolle geeignet sind. Das gilt schon für die Eignung, nicht erst für die Absicht.
Praktisch bewährt sich, Auswertungen auf Maschine, Auftrag und Artikel zu beziehen und Personenbezug gar nicht erst in die KI-Sicht zu geben. Wie das mit dem Betriebsrat sauber geregelt wird, beschreibt unser Leitfaden zu Betriebsrat und KI im ERP. Zusätzlich ist die EU-KI-Verordnung zu prüfen, siehe den Leitfaden dazu.
So starten Sie: Assessment und Pilot
Sinnvoll ist ein kleiner Start mit einer Linie oder Maschinengruppe und fünf bis zehn echten Fragen, die Ihre Fertigungsleitung heute nur mühsam beantwortet bekommt. Im Assessment klären wir, welche Datenquellen es gibt, wie sauber die Stillstandscodes gepflegt sind und welche Systeme angebunden werden dürfen.
Der Pilot misst, ob die Antworten stimmen und ob jemand sie nutzt. Datenqualität ist dabei der häufigste Engpass: Wenn Bediener 'Sonstiges' als Stillstandsgrund buchen, kann keine KI daraus Wahrheit machen.
Ehrliche Grenzen
Wenn Ihre Fragen vorhersehbar sind (OEE je Maschine, Ausschussquote je Schicht), genügt ein Dashboard im MES oder in Power BI, und es ist günstiger und stabiler als jede KI. KI lohnt sich bei Ad-hoc-Fragen, bei Verknüpfungen über Systemgrenzen und bei Freitext.
Auch die Echtzeitregelung gehört nicht in ein Sprachmodell. Eingriffe in die Steuerung, Parameteränderungen an Maschinen oder automatische Freigaben bleiben außerhalb des Umfangs.
Häufige Fragen
Kann KI direkt auf die Maschinensteuerung zugreifen?
Das empfehlen wir nicht. Die KI liest aus dem MES, einem Historian oder einer Replikationsdatenbank. So gibt es keinen Rückweg in die Steuerungsebene, und das Produktionsnetz bleibt wie nach Purdue-Modell getrennt.
Brauchen wir ein bestimmtes MES?
Nein. Entscheidend ist, dass die Daten über SQL, eine API oder einen Export erreichbar sind. Wir haben keine exklusive Bindung an ein MES-Produkt, die Anbindung wird im Assessment geprüft.
Wie gehen wir mit dem Personenbezug von BDE-Daten um?
Auswertungen sollten auf Maschine, Auftrag und Artikel zielen. Sind Personendaten enthalten, gelten DSGVO und § 26 BDSG, und der Betriebsrat ist nach § 87 BetrVG zu beteiligen. Eine Datenschutz-Folgenabschätzung kann nötig werden.
Reicht ein MES-Dashboard nicht aus?
Für feste Kennzahlen ja. KI lohnt sich bei Ad-hoc-Fragen, bei der Verknüpfung von ERP, MES und Qualität sowie bei Freitexten. Wir sagen Ihnen im Assessment offen, wenn Ihr Bedarf mit Standardberichten gedeckt ist.
Wie lange dauert ein Pilot?
Ein enger Pilot mit einer Maschinengruppe und einigen Datenquellen ist in wenigen Wochen machbar. Die Dauer hängt vor allem von Zugriffsfreigaben und Datenqualität ab, nicht von der Technik.
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