Systemy Realizacji Produkcji (MES)

Systemy Realizacji Produkcji (MES) stanowią grupę oprogramowania przemysłowego odpowiedzialną za zarządzanie produkcją.

„Pod pojęciem nowoczesnej fabryki należy rozumieć nie tylko fabrykę wyposażoną w najnowocześniejsze linie produkcyjne, ale także fabrykę, w której w parze z adekwatnymi do zamówień mocami produkcyjnymi idzie efektywne i optymalne podejmowanie decyzji na podstawie informacji dostarczanych w odpowiednim czasie do odpowiednich osób.”

KAIZEN, nr 1 [10]/2014

Warstwowy system sterowania

W odróżnieniu od systemów sterowania nadrzędnego SCADA roku tych systemów jest sterowanie przebiegłem produkcji, a nie regulacja zmiennych procesowych. Strukturę systemu sterowania można przedstawić w następujący sposób [1]:

Warstwa sterowania bezpośredniego i nadrzędnego odpowiada za zagwarantowanie poprawnej pracy instalacji i utrzymanie odpowiednich parametrów procesowych czy recepturowych.

Nad tymi warstwami może się dodatkowo znajdować warstwa optymalizacji, która odpowiada za znalezienie najlepszych nastaw dla aktualnie realizowanego zadania sterowania. Warstwa ta stanowi osobną część systemu, pracującą o wiele wolniej od warstw niższych (minuty zamiast sekund/milisekund).

Powyżej znajduje się, warstwa sterowania operacyjnego, do której należą systemy MES. Są to systemy odpowiedzialne za sterowanie operacjami realizowanymi podczas produkcji. Dotyczy to określania tego co ma być produkowane, kiedy, z jaką recepturą i w jakiej ilości. Systemy klasy MES posiadają wiele funkcjonalności, które zostaną omówione poniżej. Istotne jest jednak to, że od to one odpowiadają za realizacją zleceń produkcyjnych.

W celu realizacji powierzanych zadań korzystają z warstw niższych (optymalizacja, sterowanie nadrzędne, sterowanie bezpośrednie), a zadania, które mają realizować pobierają z wyższych warstw sterowania (warstwa zarządzania).

Ponad systemami MES znajdują się systemy ERP – systemy zarządzania przedsiębiorstwem. To na ich poziomie dostępne są informacje o aktualnych starach magazynowych, aktualnym zapotrzebowaniu na produkty i planowanych dostawach surowców.

Informacja o bieżącym zapotrzebowaniu przekładana jest na zlecenia produkcyjne których realizacją zajmuje się system MES, a następnie raportuje wykonanie operacji do ERP. Zagadnienie integracji systemów ERP, MES i SCADA jest zagadnieniem złożonym i wymaga osobnego omówienia.

„Firmy produkcyjne skupione są zwykle na tym, aby podnosić swoją wydajność i umiejętnie planować realizację zleceń. Systemy MES umożliwiają śledzenie procesów produkcyjnych w czasie rzeczywistym i na bieżąco obrazują wydajność linii czy danej maszyny.”

KAIZEN, nr 1 [10]/2014

Funkcjonalność systemów MES

Zgodnie z przyjęta klasyfikacja systemy MES stanowią łącznik pomiędzy warstwą programowania biznesowego (ERP) i oprogramowania produkcyjnego (SCADA):

Zakres funkcji realizowanych przez systemy MES jest szeroki. Systemy te służą do zarządzania i realizacji zleceń produkcyjnych. zarządzania recepturami, śledzenia produktu (Traceability), monitorowania kluczowych wskaźników (KP) czy też gromadzenia danych. Zakres funkcjonalności MES jest o wiele szerszy [2]:

Obszar funkcjonalny Charakterystyka
Interfejs do systemu planowania Umożliwia integrację systemu MES z MRP, systemem planowania zdolności produkcyjnych (CRP), rachunkiem kosztów, sterowaniem zapasami i zarządzaniem cyklem życia produktu (PLM)
Zarządzanie zleceniami zakładowymi i PLC Umożliwia zarządzanie i harmonogramowaniem pracy w zakładzie w czasie rzeczywistym oraz zarządzanie sterownikami PLC (Programmable Logic Controller) w celu kierowania produkcją w czasie rzeczywistym; możliwa jest też integracja z zaawansowanym systemem planowania i harmonogramowania (APS)
Zarządzanie stanowiskiem roboczym Odpowiada za planowanie i realizację operacji na stanowisku
roboczym; umożliwia kontrolę stanowiska roboczego za pomocą urządzeń sterownych numerycznie CNC (Computer Numeric Control)
Śledzenie i zarządzanie zapasami Umożliwia nabywanie, przechowywanie i obsługę danych
szczegółowych każdej serii i jednostki zapasu; zapasy z punktu widzenia systemów MES oznaczają wszystko co jest potrzebne do produkcji: narzędzia, maszyny, materiały, półfabrykaty, rysunki konstrukcyjne z systemów komputerowo wspomaganego projektowania (CAD)
Zarządzanie przepływem materiałów Przesunięcia materiałowe nie przynoszą wartości dodanej dlatego muszą być nieustannie kontrolowane i ograniczane do minimum; w tym zakresie stosuje się np. systemy automatycznego składowania i wyszukiwania zapasów
Gromadzenie danych Umożliwia systemowi MES działanie na danych rzeczywistych; spełnia rolę biura informacyjnego i tłumacza dla wszystkich informacji pochodzących z zakładu (dane o parametrach procesów produkcyjnych wprowadzane są ręcznie lub zbierane automatycznie ze sterowników z przynajmniej minutową szczegółowością)
Zarządzanie wyjątkami Daje możliwość reakcji systemu MES na nieprzewidywalne
zdarzenia, takie jak zatrzymanie maszyny, nadmierne odpady i niedobory materiałów

Systemy MES stanowią narzędzie umożliwiają a w pełni sterować realizacją produkcji i na bieżąco reagować na zmieniające się potrzeby klientów. Pozwala to na optymalizację produkcji, zwiększenie rentowności i konkurencyjności. Korzyści ze stosowania systemów MES jest więcej [2]:

  • redukcja kosztów produkcji
  • redukcja czasu rejestracji danych z produkcji
  • lepsza jakość produktów
  • redukcja kosztów utrzymania zapasów
  • szybsza reakcja na zmiany potrzeb klienta

Różni pracownicy przedsiębiorstwa korzystają z możliwości systemów MES w różnym zakresie. Dla różnych działów różne informacje są ważne [2]:

Odbiorcy Funkcja Korzyść
Kierownictwo produkcji, Kadra zarządzająca, Dział technologiczny Rejestracja historii produkcji Możliwość odtworzenia całej historii produkcji; możliwości analiz i optymalizacji technologii produkcji
Konfiguracja modelu produktu z użyciem interfejsu graficznego Możliwość szybkiej reakcji na zmieniające się potrzeby rynku
Łączenie systemu MES z urządzeniami produkcyjnymi i automatycznego zbierania danych Informacja o parametrach technologicznych wymienianych z systemami sterowania umożliwia dokładną analizę ich
wpływu na produkcję
Dystrybucja zleceń produkcyjnych bezpośrednio do operatorów na linii produkcyjnej Skrócenie czasu reakcji na pojawienie się nowych lub modyfikację istniejących zleceń produkcyjnych
Dział utrzymania ruchu Raporty na temat awarii i ich przyczyn Możliwość analizy i optymalizacji pracy maszyn i urządzeń
Automatyczna rejestracja czasu pracy maszyn wraz z ostrzeżeniami o zbliżającym się przeglądzie lub czynnościach
konserwacyjnych
Automatycznie generowane informacje o przeglądach i konserwacji pozwalają na zmniejszenie ilości awarii maszyn i urządzeń

 

Jak dobre są systemy MES?

„Pamiętajmy, że każdy system jest tak dobry, jak dobre są dane, na których pracuje. Działając na danych słabej jakości, rozwiązanie MES nie przyniesie zakładanych korzyści.”

KAIZEN, nr 1 [10]/2014

 

„Warto zaznaczyć, że w firmach, które zarządzają w sposób tradycyjny, czyli papierowy, wydajność deklarowana jest na poziomie 80%. Po wdrożeniu systemu MES, który znacznie szerzej i dokładniej analizuje rzeczywistość, okazuje się, że realny poziom wydajności nie przekracza 50%.”

KAIZEN, nr 1 [10]/2014

Przyszłość

Pojawiają się głosy, że w epoce przemysłowego Internetu rzeczy (IIoT), która ma nadejść wraz z czwarta rewolucja przemysłową, systemy MES stracą na znaczeniu. Zgodnie z założeniem urządzenia mają się ze sobą komunikować, koordynować swoją pracę i wspólnie znajdować optymalne rozwiązania. Mogłoby się wydawać, że nie pozostawia to dużo miejsca na scentralizowane, złożone systemy sterowania produkcją.

Wydaje się jednak, że zachodzące zmiany doprowadzą jedynie do ewolucji systemów MES, a nie ich końca. Nawet w inteligentnej fabryce przyszłość, potrzebne będą systemy, które będą odpowiedzialne za zarządzanie produkcją, nawet jeżeli ich charakter i sposób działania się zmieni. Systemy MES będą tylko zyskiwać na znaczeniu.

 

[1] STEROWANIE ZAAWANSOWANE OBIEKTÓW PRZEMYSŁOWYCH -Piotr Tatjewski

[2] SYSTEM REALIZACJI PRODUKCJI JAKO ROZSZERZENIE SYSTEMU ERP – Anna Lenart

[3] Integracja informacji, KAIZEN, nr 1 [10]/2014

[4] Sprawny przepływ informacji, KAIZEN, nr 1 [10]/2014

4 thoughts on “Systemy Realizacji Produkcji (MES)”

  1. Ciekawy wpis. Zastanawiam się czy takie modele produkcyjne obejmują też wdrażanie nowych technologii do procesów produkcyjnych. Jak wiadomo nieprzerwany rozwój firmy to dziś nie tylko nowe możliwości, ale wręcz konieczność aby otrzymać się na rynku i zapewnić firmie rentowność, zwłaszcza produkcyjnej.

  2. Wydaje mi się, że że na tym etapie informatyzacji przedsiębiorstw nie jest niczym nadzwyczajnym to, że system zbierze dane z instalacji i pomoże przeprowadzić złożone analizy. Zbieranie informacji z urządzeń jest normą, a narzędzia Business Intelligence pozwalają sobie radzić z dużą ilością danych.
    Wyjątkowymi rozwiązaniem dającym obecnie przewagę mogą być rozwiązania przewidujące, które na podstawie danych i modeli są wstanie „zajrzeć w przyszłość” i zasugerować pewne działania. Informacja o tym, co dopiero nadchodzi może rzeczywiście zrobić duża różnicę.
    Natomiast systemy, które same zaplanują naprawę, zamówią serwis i przeplanują produkcję, to – w mojej opinii – wciąż pieśń przyszłości.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *