Τι Είναι το MES και Πώς Συνδέεται με το ERP και την Παρακολούθηση Παραγωγής

Τι είναι το MES (Manufacturing Execution System)

Σε ένα εργοστάσιο υπάρχουν δύο κόσμοι που μιλούν διαφορετική γλώσσα. Στο γραφείο, το ERP δουλεύει με παραγγελίες πελατών, αγορές, αποθέματα και κόστη, σε ορίζοντα εβδομάδων και ημερών. Στο πάτωμα της παραγωγής, οι μηχανές και οι χειριστές δουλεύουν σε βάρδιες, ώρες και λεπτά: ποια εντολή τρέχει, πόσα κομμάτια βγήκαν, γιατί σταμάτησε η γραμμή.

Το MES (Manufacturing Execution System, σύστημα εκτέλεσης παραγωγής) είναι το λογισμικό που παρακολουθεί, καταγράφει, τεκμηριώνει και ελέγχει τη διαδικασία παραγωγής των προϊόντων. Καλύπτει όλη τη διαδρομή, από τη στιγμή που μια εντολή φτάνει στο εργοστάσιο μέχρι να γίνει έτοιμο προϊόν.

Με απλά λόγια, το MES παίρνει το πλάνο του ERP και το μετατρέπει σε εκτέλεση: ποια εντολή πάει σε κάθε μηχανή, ποιος χειριστής τη δουλεύει, τι υλικά καταναλώνονται και τι έλεγχοι ποιότητας γίνονται. Στη συνέχεια επιστρέφει πίσω τα πραγματικά αποτελέσματα, ώστε το ERP να ξέρει τι παράχθηκε, με ποιο κόστος και σε ποια ποσότητα.

Οι βασικές λειτουργίες ενός MES

Το 1997 η MESA International (Manufacturing Enterprise Solutions Association) περιέγραψε έντεκα βασικές λειτουργίες ενός MES. Παρότι η τεχνολογία έχει αλλάξει από τότε, η λίστα παραμένει χρήσιμος οδηγός για το τι καλύπτει ένα τέτοιο σύστημα:

Κοινό στοιχείο όλων είναι τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Όταν ένας έλεγχος ποιότητας αποτυγχάνει, η πληροφορία φτάνει αμέσως και η γραμμή μπορεί να σταματήσει πριν βγουν εκατοντάδες ελαττωματικά κομμάτια. Για τον πιο γνωστό δείκτη απόδοσης, δείτε τι είναι το OEE και πώς μετρά την αποδοτικότητα της παραγωγής.

ERP, MES και SCADA: ποιος κάνει τι (επίπεδα ISA-95)

Το πρότυπο ISA-95, γνωστό και ως ANSI/ISA-95 ή IEC 62264, περιγράφει πώς συνδέονται τα επιχειρησιακά συστήματα με τα συστήματα παραγωγής. Χωρίζει τη βιομηχανία σε πέντε επίπεδα, από τις μηχανές μέχρι τη διοίκηση της επιχείρησης.

Η διαφορά στους χρονικούς ορίζοντες εξηγεί γιατί το ERP δεν αρκεί από μόνο του. Ένα ERP μπορεί να ξέρει ότι μια εντολή 5.000 τεμαχίων πρέπει να ολοκληρωθεί μέσα στην εβδομάδα. Δεν ξέρει όμως ότι η δεύτερη μηχανή σταμάτησε σαράντα λεπτά για αλλαγή καλουπιού ή ότι η πρωινή βάρδια έβγαλε περισσότερες απορρίψεις από την απογευματινή. Αυτή η λεπτομέρεια ζει στο επίπεδο 3.

Το πρότυπο ασχολείται κυρίως με τη διεπαφή ανάμεσα στα επίπεδα 3 και 4, δηλαδή με το πώς ανταλλάσσουν πληροφορία το MES και το ERP. Η ISA κατατάσσει το SCADA (supervisory control and data acquisition) στο επίπεδο 3, δίπλα στο MES, ως σύστημα εποπτείας και συλλογής δεδομένων από τα PLC και τις συσκευές ελέγχου. Το SCADA βλέπει τον εξοπλισμό. Το MES βλέπει τις εντολές, τα υλικά, τους ανθρώπους και την ποιότητα.

Σε μια σύγκριση MES vs ERP, οι διαφορές συνοψίζονται έτσι:

Τα δύο συστήματα δεν ανταγωνίζονται. Το ERP δίνει τα δεδομένα για να αποφασίσετε τι θα παραχθεί, το MES φροντίζει να παραχθεί με λιγότερη φύρα και καλύτερο περιθώριο. Περισσότερα για τον ρόλο του ERP θα βρείτε στον οδηγό τι είναι το ERP.

Πότε μια παραγωγή χρειάζεται MES

Δεν χρειάζεται κάθε εργοστάσιο ένα πλήρες MES λογισμικό από την πρώτη μέρα. Υπάρχουν όμως σημάδια ότι το κενό ανάμεσα στο ERP και στις μηχανές κοστίζει:

• Οι αναφορές παραγωγής γράφονται σε χαρτί ή σε Excel στο τέλος της βάρδιας και φτάνουν στο γραφείο με καθυστέρηση.
• Δεν ξέρετε με ακρίβεια γιατί σταμάτησε μια γραμμή και πόση ώρα έμεινε σταματημένη.
• Η πραγματική κατανάλωση υλικών διαφέρει από τη θεωρητική της συνταγής και κανείς δεν μπορεί να εξηγήσει τη διαφορά.
• Πελάτες ή πρότυπα όπως ISO και HACCP ζητούν πλήρη ιχνηλασιμότητα παρτίδων, που σήμερα στήνεται με το χέρι.
• Ο προγραμματισμός αλλάζει πολλές φορές μέσα στη μέρα και οι χειριστές μαθαίνουν τις αλλαγές τηλεφωνικά.
• Το κόστος ανά παραγγελία βγαίνει από τυποποιημένους χρόνους και όχι από τους πραγματικούς.

Το μέγεθος δεν είναι το μόνο κριτήριο. Ένα μικρό εργοστάσιο τροφίμων με υποχρεώσεις ιχνηλασιμότητας μπορεί να χρειάζεται συστηματική καταγραφή παρτίδων περισσότερο από μια μεγάλη μονάδα με λίγους, σταθερούς κωδικούς. Αυτό που μετρά είναι πόσες αποφάσεις παίρνονται κάθε μέρα στο πάτωμα της παραγωγής και πόσες από αυτές στηρίζονται σε στοιχεία που κανείς δεν καταγράφει.

Αν αναγνωρίζετε δύο ή τρία από αυτά, η επιχείρηση πληρώνει ήδη το κόστος της έλλειψης δεδομένων. Το ερώτημα είναι από πού να ξεκινήσετε.

Η παρακολούθηση παραγωγής ως πρώτο βήμα

Ένα πλήρες MES καλύπτει πολλές λειτουργίες ταυτόχρονα και η εγκατάστασή του σε όλο το εργοστάσιο είναι μεγάλο έργο. Πολλές επιχειρήσεις ξεκινούν από τη λειτουργία που δίνει την πιο γρήγορη απόδοση: τη συλλογή δεδομένων και την παρακολούθηση της παραγωγής.

Η παρακολούθηση παραγωγής (production monitoring) είναι η συλλογή, καταγραφή, ανάλυση και οπτικοποίηση δεδομένων από την παραγωγική διαδικασία σε πραγματικό χρόνο, και αποτελεί κομμάτι των λειτουργιών ενός MES.

Το myProduction Monitoring της BOSSOFT μετρά ρυθμούς παραγωγής, χρόνους λειτουργίας και παύσης με τις αιτίες τους, απόδοση εξοπλισμού (OEE), κατανάλωση υλικών, χρόνο κύκλου και απορρίψεις. Υποστηρίζει εντολές παραγωγής με αυτόματη καταγραφή συμβάντων, ανάλυση απόδοσης ανά βάρδια, καταγραφή αναλώσεων με διασύνδεση με την αποθήκη και το MRP, διαχείριση παρτίδων και εκτύπωση ετικετών.

Για να δείτε τι μετρά στην πράξη ένα τέτοιο σύστημα: δες πώς το myProduction Monitoring δίνει δεδομένα παραγωγής σε πραγματικό χρόνο.

Πώς ενώνονται δεδομένα μηχανών, MES και ERP

Η αξία ενός MES φαίνεται όταν τα δεδομένα κυλούν χωρίς διακοπή από τη μηχανή μέχρι τη διοίκηση. Η διαδρομή, με βάση τα επίπεδα του ISA-95, είναι η εξής:

1. Από το ERP στο MES

   Το ERP και το MRP δημιουργούν εντολές παραγωγής με ποσότητες, ημερομηνίες και υλικά. Το MES τις παραλαμβάνει και τις χρονοπρογραμματίζει ανά μηχανή και βάρδια.

2. Από τις μηχανές στο MES

   Τα PLC, οι αισθητήρες και τα συστήματα SCADA δίνουν μετρήσεις και καταστάσεις λειτουργίας. Το MES τις συνδέει με την εντολή που τρέχει, ώστε μια παύση ή μια απόρριψη να έχει πλαίσιο.

3. Από το MES πίσω στο ERP

   Παραγόμενες ποσότητες, πραγματικές αναλώσεις και χρόνοι επιστρέφουν στο ERP. Το απόθεμα ενημερώνεται, το κόστος υπολογίζεται με πραγματικά στοιχεία και το MRP σχεδιάζει τις επόμενες αγορές με βάση την πραγματικότητα.

Όταν αυτή η ροή λειτουργεί, το εργοστάσιο αποκτά μία εικόνα. Αυτό είναι και το θεμέλιο του έξυπνου εργοστασίου: περισσότερα στο άρθρο για το ERP στο intelligent factory και τη Βιομηχανία 4.0.