Оптимизируйте свое
производство с помощью MES

Что такое MES?

Производство становится все более конкурентным и сложным, требуя более оперативного выполнения работ, снижения себестоимости продукции и строгого соответствия отраслевым стандартам и нормативным актам. Использование производственных данных в режиме реального времени для принятия бизнес-решений крайне важно, однако, большая часть производителей по-прежнему используют бумагу и электронные таблицы для управления своим производством.

ERP и CRM-системы нацелены на управление финансами и работу с клиентами. Однако, когда дело доходит до производства, информация, которую предоставляют эти системы, слишком поверхностна и ненадежна для оптимизации операций. Актуальным инструментом для решения этих задач служат системы класса MES.

Термин MES происходит от сокращения Manufacturing Execution System

Дословно можно перевести как Производственная Исполнительная Система (более распространенный вариант перевода - Система Управления Производством). Эта концепция была предложена американским управленческим сообществом в 1990-х годах. В нашей стране подобные программы обозначались аббревиатурой АСУПП – автоматизированная система управления производственным процессом.

Основная цель системы MES - отслеживать и документировать превращение сырья в готовую продукцию в режиме реального времени. Программа собирает данные из различных источников, включая машины, датчики, а также используя данные, вводимые операторами. На основе этого программа формирует точную и актуальную информацию о состоянии производства.

Системы MES обеспечивают прозрачность производственных процессов и контроль над ними, позволяя выявлять узкие места, минимизировать простои и оперативно принимать корректирующие решения. Выполняя детальное планирование производства, они дают возможность эффективно распределять ресурсы и загрузку мощностей, рационально использовать рабочую силу. Они также играют решающую роль в обеспечении качества, применяя процедуры контроля и фиксируя качественные показатели в режиме онлайн. Благодаря своей способности управлять уровнем запасов и отслеживать перемещение материалов системы MES оптимизируют объем складских запасов и незавершенного производства. Программы ведут мониторинг работы оборудования -

фиксируют отказы, простои, проводимые ремонты, а также оценивают общую эффективность оборудования (OEE). Кроме того, системы управления способны отслеживать весь жизненный цикл продукта, что крайне важно для отраслей со строгими требованиями к производству (фармацевтика, пищевая промышленность и др.).

Мировой опыт показывает, что MES-системы позволяют повысить эффективность управления производством (на уровне цеха), сделать его более прозрачным, и в конечном счете более рентабельным. Происходит это за счет повышения производительности, экономии ресурсов, оптимизации загруженности персонала.

Основные функции MES

Международная ассоциация производителей и пользователей систем управления производством (MESA International) определила в 1994 году модель MESA-11, в рамках которой были систематизированы задачи и функции MES-систем. В последствии эта модель дополнялась новыми функциями и стандартами управления производством. В зависимости от масштаба и особенностей производства содержание программы может варьироваться. К базовым функциям системы принято относить следующий перечень:

  • Управление ресурсами. Обеспечение оптимального распределения ресурсов (оборудование, материалы, персонал). Контроль и отслеживание ресурсов в режиме реального времени.
  • Детальное планирование и диспетчеризация производства (сутки, смена, час), составление и онлайн-корректировка производственного расписания. Контроль исполнения плана. Уведомление заказчика о готовности продукта.
  • Сбор и хранение данных о производстве (сбор данных из АСУТП): параметры процесса и работы оборудования.
  • Управление персоналом. Обеспечение получения информации о персонале: отчет о присутствии и рабочем времени, контроль допусков и обучений, расчет загрузки персонала, отслеживание непроизводственной деятельности и др.
  • Управление качеством. Учет результатов испытаний сырья и готовой продукции. Сбор и анализ измеряемых показателей, полученных от производства. Анализ причин брака и соответствия технологических параметров, нормируемых значениям. Формирование документов о качестве.
  • Управление производственной линией. Выдача заказа на продукцию. Мониторинг производственного процесса, автоматическая корректировка либо диалоговая поддержка операторов (подсказки по действиям, оповещение об отклонениях и отказах и т.п.).
  • Отслеживание истории продукта. Сбор информации о прохождении продукта по производственной цепочке, учет используемых материалов, фиксация параметров процесса и обслуживающего персонала и др. Представление данных о размещении продукта на складе.
  • Анализ производительности. Формирование отчётов о фактических результатах производственной деятельности, сравнение их с историческими данными и плановыми значениями. Отображение в режиме реального времени фактической производительности операций (по переделам), определение времени цикла. Учет времени работы и простоев оборудования.
  • Управление ремонтами. Учет неисправностей, планирование и обеспечение ремонтов и обслуживания, библиотека по оборудованию и запчастям. Создание истории эксплуатации оборудования.
  • Управление документами. Ведение плановой и отчетной документации производства (электронный производственный документооборот: журналы операторов, технологические карты, эксплуатационные документы и т.п.). Контроль содержания и прохождения документов. Создание нормативной базы производства (инструкции, регламенты, техкарты, чертежи и др.).

Как это работает?

MES собирает данные в режиме реального времени из различных источников на заводе и использует эту информацию для мониторинга и управления производственными операциями. Данные в программу поступают как в автоматическом режиме путем считывания с технологической линии (контроллеры, датчики) или с внешних систем (ERP, CRM, PLM и т.п.), так и вручную, когда пользователи сами вводят производственную информацию. Поступившие данные обрабатываются и отображаются в специальных отчетах, создавая всестороннее представление о производственной среде.

Алгоритм работы системы можно рассмотреть на примере управления заказами. На основе производственных заказов MES формирует производственное расписание, рационально планируя график производства и требуемые ресурсы. Базируясь на расписании, программа создает сменные задания, поддерживая операторов инструкциями и другой необходимой документацией. Далее система отслеживает исполнения заказа и обновляет статус выполняемой работы. Фиксируются параметры производства, качественные характеристики, оформляется соответствующая документация (паспорт качества). По мере исполнения заказа система автоматически уведомляет заинтересованных лиц о готовности.

По итогам производства в программе остаются соответствующие отчеты, которые архивируются и используются для анализа и оптимизации производства.

Интеграция MES и ERP

Термин ERP (Enterprise Resource Planning) можно дословно перевести как управление ресурсами предприятия. Сам термин был придуман в 1990 г. группой «Gartner», но его корни датируются 1960-х гг. Тогда концепция применялась к управлению запасами и контролю в производственном секторе. К 1990 г. эти системы вышли за рамки управления запасами и другими операционными процессами и были дополнены функциями бухгалтерского учета и управления персоналом, что заложило основу для современной ERP. На сегодняшний день термин ERP можно расшифровать как информационная система, предназначенная для идентификации и планирования всех ресурсов предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета в процессе выполнения клиентских заказов.

Некоторые источники противопоставляют ERP и MES, ссылаясь на то, что в своей функциональности описываемые системы во многом схожи. Однако, при детальном рассмотрении становятся очевидными различия указанных концепций.

MES уровень – это управление (исполнение) производственным процессом в режиме реального времени. ERP – это планирование и количественный учет ресурсов. В основу ERP-систем заложен бухгалтерский учет и принципиальной задачей данных программ становится ответ на вопрос: когда и сколько продукции должно быть произведено? MES-решения, детально планируя производство и обеспечивая техподдержку, фокусируются на вопросе как произвести продукцию?

Общепринятым подходом в данном вопросе является совместная работа двух программ. Это позволяет выстроить жесткую вертикаль управления деятельностью предприятия, начиная от автоматического сбора информации с линии и закачивая получением сводных аналитических отчетов. Более того MES-системы становятся связующим звеном между ориентированными на финансово-хозяйственные операции ERP и оперативной производственной деятельностью предприятия на уровне цеха, участка или производственной линии.

Вместе ERP и MES создают интегрированную экосистему, предлагая целостный взгляд на финансы, закупки, управление цепочками поставок, производственную логистику и многое другое. Объединение этой информации повышает оперативность и предоставляет надежные данные, которые улучшают прогнозирование по всему циклу - от продаж до использования активов и управления производством.

Подытожить разговор о двух системах можно словами одного из экспертов. Он сравнивает множество различных программ, используемых на предприятии, с автомобилем, который состоит из большого числа различных компонентов, изготовленных разными производителями, а затем собранных вместе, чтобы обеспечить необходимый результат. В этом подходе ERP-система это двигатель автомобиля, а MES – передача. Обе системы работают на движение автомобиля, но каждая выполняет свою функцию и не может заменить другую.

Перспективы развития MES

Благодаря передовым технологиям производственные системы управления постоянно эволюционируют, становясь более эффективными, взаимосвязанными и автоматизированными. Будущее систем управления производством тесно связано с будущим самого производства. По мере того, как Индустрия 4.0 и Интернет вещей становятся обычным явлением, системы MES позволяют производителям создавать свои предприятия будущего.

Датчики Интернета вещей в цехе способны собрать большой объем информации, позволяющей видеть и анализировать весь спектр производственных данных и оперативно реагировать на изменения. Искусственный интеллект (ИИ) может повысить эффективность производства, осуществлять прогнозирование выпуска, технического обслуживания, а также сокращать количество отходов. Используя возможности машинного обучения, производственные линии могут становиться все более интеллектуальными и эффективными. С помощью виртуальной реальности производители могут моделировать процессы и выявлять потенциальные улучшения. Также они могут интегрировать решения дополненной реальности, чтобы сократить время простоя производства и оптимизировать работу цехов.

Перспективным направлением развития программ является полноценная двухсторонняя интеграция, когда по фактическим данным, полученным с линии, осуществляется автоматическая корректировка параметров процесса со стороны MES (без участия персонала).

Проблемы внедрения

Внедрение и эксплуатация системы MES может быть сопряжено с определенными рисками и проблемами. Вот несколько наиболее распространенных из них:

  • Недостаток целеполагания – «внедрение для галочки». Проекты внедрения управляющих программ нередко становятся инициативой отдельных сотрудников, опирающихся на мировой опыт или практику других предприятий. Их аргументация звучит как «это сейчас мировой тренд» и «нам тоже нужно это внедрять». При этом детальной проработки целей реализации, а также особенностей той или иной управляющей системы не происходит. В итоге программа разрабатывается в отрыве от реального производства, а единственным результатом становится сам факт ее внедрения. Система является недееспособной и в лучшем случае живет «параллельной жизнью» с производством, в худшем – усложняет работу специалистов.
  • Отсутствие должного административного ресурса, недостаток мотивации команды. Внедрение управляющей системы — это серьезное изменение в деятельности предприятия, меняющее устоявшиеся принципы во взаимодействии работников, учетной политике, ведении документации и тп. Очевидно, что как и любое нововведение, меняющее повседневную жизнь работников, внедрение управляющей программы будет встречать значительное сопротивление с их стороны. Ответом на это должны стать классические действия, предлагаемые теорией изменений. Среди них четкое разъяснение преимуществ таких систем для предприятия в целом и каждого работника в частности; создание команды из числа работников, реализующих проект; мотивация сотрудников на оперативное и эффективное внедрение. Важной составляющей при этом должна стать вовлеченность первого лица. Своим примером и последовательными действиями по поддержке проекта он должен показать коллективу, что данные изменения важны для предприятия и будут реализованы. Без всего этого, внедрение даже проверенных и отработанных решений будет длительным и с не очевидным эффектом.
  • Предприятие не готово к внедрению информационной системы. Помимо мотивационных причин неготовности, указанных выше, необходимо выделить организационно-технические. Например, на предприятии существует организационная неурядица, четко не разграничены полномочия работников, принципы управления не формализованы, не утверждена (не приведена к единообразию) система отчетности и т.п. Также к этой группе необходимо отнести и технические аспекты: устарелость ИТ-инфраструктуры предприятия, закрытость используемых систем для интеграции и др. Пока перечисленные проблемы не будут устранены, приступать к внедрению управляющей системы не целесообразно. Однако, на этом основании нельзя «хоронить» проекты и откладывать их «на потом». Проанализировав ситуацию и оценив свою неготовность, руководство предприятия в краткосрочной перспективе должно привести в соответствие организационную и техническую инфраструктуры. Задержка с внедрением управляющих систем может оставить предприятие далеко позади в конкурентной борьбе и обеспечении эффективности производства.
  • Недооценка необходимого времени и ресурсов. При внедрении управляющих систем необходимо помнить, что это длительный и затратный процесс. Помимо финансовых затрат он потребует существенного отвлечения сотрудников предприятия. По мнению экспертов, MES-решения, как правило, внедряются за 9-12 месяцев, а для участия в разработке потребуется привлечь не менее 2-3 специалистов. Если проект реализуется собственными силами (без привлечения опытных подрядчиков) приведенные значения необходимо удвоить.
  • Недостаточная вовлеченность производственников. Нередко процесс разработки (взаимодействия с внешним разработчиком) делегируется работникам ИТ-служб или специалистам, отвечающим за развитие. При этом действующие производственники (мастера, технологи, механики и т.п.) остаются на периферии этого процесса. В результате разрабатываемый продукт не отвечает требованиям инженеров и не решает их проблем. Система становится непонятной и чужеродной и на этом основании дискредитируется производственным коллективом. Практика успешных проектов внедрения показывает, что результат становится более достижимым в тех случаях, когда команда внедрения включает в себя на ряду с ИТ-специалистами работников из числа инженеров и производственников. Помимо лучшего знания производственного процесса линейные специалисты помогут с последующим внедрением и популяризацией программы среди других работников.
  • Разработка собственными силами. В некоторых случаях предприятия идут по пути разработки собственных систем. Предполагается, что такой подход может привести к созданию более адаптированной к условиям предприятия системы. Однако, на практике процесс разработки растягивается на значительный период. Вместо получения решений, проверенных на других предприятиях, получается своего рода велосипед в самых его начальных стадиях. Поддержка таких «самоделок» лежит исключительно на их авторах, что потенциально содержит угрозу для предприятия. Во многих случаях на более поздних этапах подобные программы все равно заменяются на более современные и предоставляющие большие возможности системы, разработанные профессиональными командами. Время и средства, которые уходят на внедрение и поддержку собственных решений, теряются.

Для обеспечения положительного результата внедрения необходимо определить цели и задачи автоматизации управления. Произвести подготовительные мероприятия по оптимизации организационной и технической инфраструктуры. Создать команду внедрения из числа различных специалистов (в т.ч. производственников) и обеспечить необходимый финансовый и административный ресурс. После этого, следует выбрать соответствующую систему, определить ее функционал и сроки внедрения. Разработав систему, необходимо обеспечить вовлечение требуемого числа сотрудников, осуществляя их обучение и поддержку.

При этих условиях удается обеспечить внедрение MES-системы в оптимальные сроки, а сама программа становится действенным инструментом для успешного выполнения производственных операций и повышения эффективности производства.

+7 (343) 383-57-28
+7 (343) 383-57-28