System MES i cyfrowa transformacja

Wg międzynarodowego standardu ANSI/ISA-95, który precyzuje pojęcia związane z systemami zarządczymi w przedsiębiorstwie i opisuje, w jaki sposób powinien być zorganizowany przepływ danych pomiędzy nimi, można wyróżnić cztery poziomy przedsiębiorstwa. Najniższy z nich to po prostu fizyczna warstwa produkcyjna: maszyny i urządzenia, a także czujniki. Wyżej znajduje się warstwa sterowania – tutaj pracują sterowniki i kontrolery obiektowe, a także urządzenia i oprogramowanie do monitoringu i wizualizacji (panele operatorskie, stacje HMI/SCADA).

Cztery poziomy systemów sterowania i zarządzania w przedsiębiorstwie. Źródło: ImFactory

Dwa najwyższe poziomy to warstwa zarządzania. Szczyt struktury to systemy zarządzające całością przedsiębiorstwa – finansami, planowaniem i logistyką. Tu umiejscawiamy m.in. oprogramowanie ERP (z ang. Enterprise Resource Planning, czyli Systemy Zarządzania Przedsiębiorstwem). Natomiast poziom 3 to zarządzanie procesem produkcyjnym, a więc harmonogramowanie, monitorowanie realizacji poszczególnych zadań oraz optymalizacja procesu produkcyjnego. To jest właśnie miejsce, gdzie pozycjonujemy systemy MES. Jak widać MES, stanowi swoisty pomost pomiędzy warstwą produkcyjną a biznesową.

Zadania realizowane przez MES można w uproszczeniu podzielić na trzy główne obszary:

• zarządzanie efektywnością produkcji,
• zarządzanie zleceniami produkcyjnymi i zadaniami,
• zarządzanie jakością.

Funkcjonalność pokrywająca wszystkie te obszary zapewnia pełną kontrolę nad całym procesem produkcyjnym. Warto jednak pamiętać, że możliwe jest wdrożenie systemu, który będzie obejmował tylko część zadań typowych dla MES.

Moduły systemu MES. Źródło: ImFactory

System MES zapewnia wgląd w czasie rzeczywistym w kluczowe wskaźniki efektywności produkcji (KPI), takie jak np. OEE, zarówno dla poszczególnych maszyn, stanowisk roboczych, jak i całych linii. Oferuje również funkcje raportowe i diagnostyczne, obejmujące wyniki dla urządzeń i linii, poziom wykorzystania poszczególnych stanowisk oraz informacje takie, jak średni czas między awariami, średni czas do naprawy itp. Pozwala to na łatwe i skuteczne analizowanie przyczyn problemów z wydajnością maszyn i dostępnością zasobów.

Monitorowanie efektywności produkcji. Źródło: ImFactory

Najważniejszymi zadaniami realizowanymi przez system MES w tym obszarze są:

• Monitorowanie stanu zleceń produkcyjnych i przestrzegania harmonogramu z widocznością bieżących wyników produkcyjnych w porównaniu z planowanym tempem i czasem trwania produkcji.
• Automatyczne określanie bieżącego wąskiego gardła procesu poprzez weryfikację wydajności w rozbiciu na poszczególne operacje.
• Wykrywanie, przechwytywanie i przeglądanie zdarzeń związanych z użytkowaniem, takich jak przestoje sprzętu lub krótkie przerwy (mikroprzestoje) mające wpływ na dostępność.
• Automatyczne zbieranie danych poprzez integrację z systemami sterowania oraz interfejs użytkownika, umożliwiający efektywne zbieranie i uszczegóławianie danych przez operatorów i osoby nadzorujące.

System MES umożliwia dysponowanie, a także elastyczne zarządzanie zaplanowanymi zleceniami produkcyjnymi. Pozwala też nadzorować realizację zadań, zapewniając wgląd w czasie rzeczywistym w przebieg i aktualny stan produkcji oraz stanów magazynowych.

Zarządzanie zleceniami produkcyjnymi. Źródło: ImFactory

Najważniejszymi zadaniami realizowanymi przez system MES w tym obszarze są:

• Importowanie zleceń pracy z aplikacji zewnętrznej (np. ERP czy APS) lub tworzenie zleceń produkcyjnych ręcznie, na podstawie zdefiniowanych wzorców tzw. procesów.
• Kolejkowanie zleceń produkcyjnych na maszynach.
• Określanie marszrut (BOR), list materiałowych (BOM), operacji i kroków.
• Przechwytywanie wszystkich zdarzeń związanych z realizacją zlecenia i zadania (np. zmiana statusu, zużycie, produkcja) w każdej operacji w ramach procesu.
• Rejestracja rozchodów i przychodów, budowanie genealogii produktu.
• Raportowanie przebiegu produkcji, zużycia materiałów itp. do aplikacji zewnętrznych (np. ERP) po zakończeniu zlecenia, na koniec zmiany lub w dowolnym momencie.

Cyfrowe zarządzanie jakością zapewnia wszystkie możliwości niezbędne do tego, aby wdrożyć proces ciągłego doskonalenia jakości produkcji. Najważniejszymi zadaniami realizowanymi przez system MES w tym obszarze są:

• Realizacja planów prób jakościowych dzięki pełnej funkcjonalności automatycznego i ręcznego gromadzenia danych oraz dopasowania do zdarzeń związanych z realizacją zleceń roboczych.
• Wizualizacja stabilności procesu z wykorzystaniem kart kontrolnych.
• Integracja z oprogramowaniem do zarządzania przepływem pracy wspomagająca automatyzację procesów ręcznego gromadzenia danych oraz procedury dotyczące działań korygujących lub zapobiegawczych, co pozwala znacząco skrócić czas podejmowania działań.

Wizualizacja danych o jakości w procesie. Źródło: ImFactory

Możemy wskazać trzy główne obszary korzyści z zastosowania systemu MES do zarządzania procesem produkcyjnym. Są to:

• Zmniejszenie kosztów, a jednocześnie zwiększenie produktywności i jakości dzięki funkcjom MES.
• Rozwój kompetencji decyzyjnych i wsparcia procesów decyzyjnych dzięki lepszej widoczności łańcucha dostaw i zmniejszeniu opóźnień w raportowaniu.
• Zapewnienie wiarygodnego źródła danych dla programów ciągłego doskonalenia produkcji.

Każda z nich jest istotnym przyczynkiem do uzyskania wymiernych korzyści finansowych, a tym samym szybkiego zwrotu z inwestycji.

Przeczytaj także:

Cyfryzacja odpowiedzią na problemy firm produkcyjnych

Artykuł powstał na bazie materiałów z webinaru:

Praktyczna ścieżka wdrożenia systemu MES 

Redakcja: Mateusz Pierzchała