Наш блог

MES. Оперативное управление производством

Современное производство ориентировано на повышение эффективности, оптимизацию бизнес-процессов, культуру быстрого и прозрачного принятия решений, минимизацию издержек и адаптацию под быстро меняющиеся условия.
Это значит, что перед компаниями стоят задачи не только поддержания, но и постоянного совершенствования работы оборудования и сотрудников, обеспечения слаженных рабочих операций и оперативного обмена информацией.
В результате становятся все более актуальными цифровые инструменты, поддерживающие оперативное управление основным производством и качественное принятие решений с применением актуальных данных. Основным инструментом здесь является MES-система (англ. Manufacturing Execution System) – система управления производственными процессами. Существует также определение «MOM-система» (англ. Manufacturing Operations Management).
Из нашей статьи вы узнаете общие понятия о том, как устроены MES-системы, какие функции выполняют MES-системы, чем MES отличается от ERP (Enterprise Resource Planning), какие преимущества дает MES бизнесу, каким компаниям подходит, как внедрять систему управления производством и какие инновационные подходы к внедрению MES-систем существуют на рынке.
Что такое MES-система?
Согласно аналитикам Gartner, системы управления производством (MES) - это специализированный класс производственно-ориентированного ПО, которое позволяет в режиме, приближенном к реальному времени, управлять, отслеживать и синхронизировать выполнение физических процессов производства продукции из сырья.
MES-системы работают в связке с ERP- и PLM-системами, что помогает координировать выполнение рабочих заданий с производственным планированием, обеспечивать обратную связь об эффективности производства, а также отслеживать состояние применяемых компонентов и материалов.
Другими словами, MES-система объединяет десятки отдельных участков производства и тысячи процессов в единый слаженный «оркестр». Она увеличивает эффективность оборудования и персонала и минимизирует издержки из-за простоев, поломок, несоответствия материалов или человеческого фактора.
Роль MES-систем в технологическом ландшафте
Существует стандарт ISA-95, который описывает функциональность MES-систем в контексте всей информационной архитектуры предприятия.
Рис. 1 Уровни MES системы согласно стандарту ISA-95
Согласно ISA-95, интеллектуальные датчики и другие инструменты мониторинга и контроля находятся на нижнем, первом уровне. Системы управления, такие как ПЛК (PLC- Programmable Logic Controller ), РСУ (Распределённая система управления), DCS (Distributed Control System), RTU (Remote Terminal Unit) относятся ко второму уровню. MES - к третьему. Бизнес-планирование и логистика (по сути, ERP-системы) занимают верхний, четвертый уровень.
В этом контексте MES интегрирует производство с системами предприятия, управляет рабочими процессами для производства конечной продукции, оптимизирует их и ведет учет производства.
Чем отличается ERP от MES
На вопрос «Чем отличается ERP от MES» можно ответить так: ERP-системы ориентированы на планирование выполнения заказов и отвечают на вопрос: «когда и сколько продукции должно быть произведено?» MES-системы отвечают на вопрос: «как на самом деле продукция производится и что для этого нужно?», они оперируют точной информацией о конкретных производственных процессах.
Функции MES-системы
Ниже мы опишем основную функциональность систем управления производством и задачи, которые решает MES-система:
Сбор производственных и технологических данных
MES-система выполняет сбор данных с оборудования, датчиков, других систем о выполненных операциях, материалах, качестве, простоях, а также обеспечивает достоверность и своевременность этих данных.
Диспетчеризация производства
MES-система позволяет создавать и управлять подробным графиком производства, распределять заказы по цехам и установкам, выстраивать последовательность операций, оптимизировать загрузку линий.
Управление ресурсами
MES-система отслеживает доступность и состояние оборудования, сотрудников, материалов, резервирует ресурсы под заказы/партии, анализирует эффективность их использования или, наоборот, простои и недозагрузку.
Управление качеством
MES-система выполняет функции определения и контроля параметров качества на протяжении всего производства, выполнение лабораторных анализов, выявление несоответствий, анализ причин, корректировки брака, выпуск паспортов качества.
Прослеживаемость производства
MES-решение «видит» весь путь движения сырья и продукции по цепочке, включая данные об операциях и оборудовании в каждый момент времени. Это делает продукцию прослеживаемой для выполнения производственного плана и контроля качества.
Анализ производительности
MES-решение позволяет считать ключевые показатели (KPI) эффективности производства, выявлять зоны улучшения, предоставляет аналитику для принятия управленческих решений.
Управление документацией
MES-системы обеспечивают хранение и управление любой документацией, связанной с производством, ведение изменений, контроль доступа, интеграцию с системами документооборота.
Преимущества MES-системы для компании
  • Повышение качества и оперативности принятия решений благодаря информативным данным о производственных процессах;
  • Оптимизация функционирования производственных мощностей через автоматический анализ и прогнозирование показателей;
  • Повышение эффективности использования производственных ресурсов;
  • Повышение выработки продукции и снижение операционных затрат;
  • Минимизация запасов промежуточных продуктов и товарной продукции;
  • Снижение затрат на ТОиР, оптимизация складских запасов запчастей и материалов.
Каким компаниям подходит MES-система?
Для большинства средних и крупных производственных предприятий MES является важнейшим инструментом для повышения эффективности, конкурентоспособности и достижения успеха на рынке.
Кроме того, российская промышленность сталкивается с рядом типичных проблем:
- Недостаточный уровень оснащения современными средствами измерений;
- Значительный уровень ручных операций, начиная с ввода информации и завершая подготовкой отчетности;
- Дефицит квалифицированных кадров;
- Непрозрачность бизнес-процессов, отсутствие их четкого описания в целях оцифровки;
- Низкая доступность знаний об эффективном ведении процессов и их взаимном влиянии;
- Устаревшие методы управления и мониторинга, которые приводят к сбоям производственного цикла;
- Проблемы со своевременным определением критичных производственно-технологических рисков и угроз;
- Многократно возрастающие риски информационной и промышленной безопасности;
- Высокие энергозатраты и недостаточно качественное управление энергоэффективностью;
- Потери в результате снижения производительности технологических объектов, неисправности или внеплановых остановов на ремонты;
- Разобщенность операторных и цехов, отсутствие решений для их централизованного управления.
В этих случаях MES-система должна усилить контроль всех аспектов, влияющих на производственный цикл и значительно повысить эффективность работы предприятия.
Этапы внедрения MES-системы
  1. Анализ бизнес-процессов: изучение текущего состояния производства и оборудования, определение узких мест в процессах и областей, которые требуют улучшений.
  2. Выбор технологического решения: анализ рынка, формирование списка претендентов, тендерные процедуры, при отсутствии готовых решений рассмотрение возможности собственной разработки.
  3. Создание прототипа и проектирование пилота: предоставление исходных, данных объекта, который выбран для цифровизации, проверка гипотез, определение пилотной зоны производственных объектов, формирование детальных требований к системе.
  4. Тиражирование: определение последовательности тиража с учетом загрузки предприятий и выполняемых ими планов.
  5. Эксплуатация и мониторинг: постепенный запуск в промышленную эксплуатацию, обучение пользователей, накопление большого объема данных для оценки ожидаемых эффектов.