Системы управления производством (MES):недостающее звено

Вы внедрили популярную марку программного обеспечения ERP. Ваша PLM-система гудит, как хорошо настроенный спортивный автомобиль. У вас есть CAD/CAM, TMS и программное обеспечение для моделирования траекторий, и все ваши сотрудники обучены их использованию. Вы потратили кучу денег на программное обеспечение и консультантов, у вас есть все нужные системы, и все же вы сорвали важную дату доставки на прошлой неделе и все еще ходите в магазин несколько раз в день, чтобы проверить работу. Что дает?

Скорее всего, пришло время сделать следующий большой шаг к производственной нирване, внедрив систему управления производством (MES). Думайте об этом как о недостающем звене между ERP, производственным цехом и всеми другими программными системами, используемыми для управления производственным бизнесом. MES обеспечивает более высокий уровень прозрачности производства и отслеживания заданий, чем ERP. Это делает планирование в реальном времени действительно в реальном времени. Он предлагает недоступный ранее доступ к данным о производительности и качестве, а также аналитические инструменты, необходимые для их улучшения.

Позвольте мне посчитать способы

MES делает все это и многое другое, но не попадает ни в одну четкую, легко определяемую категорию программного обеспечения. Фактически, поиск в Google программного обеспечения MES возвращает множество результатов «Лучшее программное обеспечение MES», некоторые из которых ведут к поставщикам, которые, вероятно, могут написать MES, но это все. При поиске будут найдены длинные списки функций MES, таких как сбор данных, планирование основного производства, отслеживание рабочей силы и т. д. — функции, которые, вероятно, уже выполняет любая система ERP. Даже тех, кто разбирается в программных системах, MES может немного сбить с толку.

Кто-то хорошо оснащенный, чтобы помочь ориентироваться в этой темной территории, Эндрю Роблинг, старший менеджер по продукту в Epicor Software Corp., Остин, штат Техас. Его не смущает ни MES, ни преимущества, которые она приносит крупным и малым компаниям.

«Правда, MES много значит для многих людей, но в основе ее лежит сбор данных непосредственно с оборудования и станков, чтобы вы могли принимать более взвешенные решения», — сказал он. «Эти данные могут быть такими же базовыми, как состояние машины или количество деталей, которые она произвела на сегодняшний день, и оттуда они могут распространяться на реальный мониторинг процесса, фиксируя такие значения, как температура и давление машины, или данные о качестве деталей для целей SPC [статистического контроля процесса]. ”

Сбор данных может быть автоматическим, отметил он, например, с интеграцией в установленный на машине ПЛК (программируемый логический контроллер), или полностью ручным с помощью сенсорных экранов в цехе и мобильных устройств. Эта гибкость может помочь объяснить, почему многие в отрасли пытаются предложить четкое определение MES и почему его возможности варьируются от поставщика к поставщику. Сомнительно это или нет, однако есть одно мнение, с которым согласны все:если вы хотите улучшить видимость внутренней работы производственного цеха и тем самым повысить эффективность производства, MES — отличный способ добиться этого.

Получите реальность (время)

Рассмотрим один из наиболее важных видов деятельности по управлению цехом — точное планирование работы. По словам Роблинга, MES позволяет сохранить колеса серийного автобуса, а не обнаруживать, что он разбился где-то вчера днем. «Магазинам нужен механизм для отображения информации о работе в режиме реального времени, чтобы люди знали, что оборудование не работает должным образом или что режущий инструмент вот-вот выйдет из строя», — сказал он.

С MES это может быть достигнуто различными способами. Это может быть приборная панель уровня управления, которая становится красной при возникновении проблемы, или дисплеи в стиле Andon (устройства визуального контроля) в цехе, которые предоставляют информацию о текущем состоянии машины, уровне производства и предупреждениях о несоответствии. Роблинг сказал, что некоторые магазины даже будут отправлять оповещения через систему громкой связи компании. «Какой бы подход ни использовался, эти системы дают людям возможность немедленно принять корректирующие меры, что, возможно, позволит избежать многочасовой неэффективной работы машины».

MES предназначен не только для уровней автомобильного производства. Роблинг согласился с тем, что MES чаще используется крупными производителями, но отметил, что даже небольшие мастерские могут получить значительные преимущества — на самом деле, они часто получают больше всего.

«Недавно мы работали с магазином в Пенсильвании, который оценил их уровень OEE [общую эффективность оборудования] где-то в середине 60-х», — сказал он. «После внедрения MES они обнаружили, что несколько случаев простоя машин, которые они регистрировали вручную каждый день, в действительности были намного выше — порядка пары сотен небольших перерывов в работе, о которых оператор не удосужился сообщить. Результат? Их OEE оказалась примерно на 15 процентов ниже, чем ожидалось. MES не только предоставил информацию об этой проблеме, но и данные, необходимые для ее решения».

А как насчет МАМА?

В исследованиях MES часто встречается родственный термин «Управление производственными операциями» (MOM). Субба Рао, директор по инновациям группы управления производственными операциями в Siemens Digital Industries Software, Плано, штат Техас, объяснил, что MES можно рассматривать как уменьшенную и менее полную версию MOM, по крайней мере, с точки зрения Siemens Digital Industries Software.

«МАМА шире», — сказал Рао. «В то время как MES больше ориентирована на сбор данных в режиме реального времени, MOM использует эти данные для управления качеством, технического обслуживания, совместной работы по замкнутому циклу над инженерной информацией для производственных цехов и координации различных процессов, необходимых для производства качественной продукции. Нам нравится называть его цифровым мозгом для производственных операций, который обеспечивает понимание и прозрачность для всех участников».

Он также пояснил, что по сравнению с пятью годами ранее, MES и его старшую сестру MOM легче внедрить, чем когда-либо, во многом благодаря Индустрии 4.0 и IIoT (промышленный Интернет вещей). Это связано с тем, что современные станки с ЧПУ, а также другие типы промышленного оборудования, как правило, переполнены датчиками, которые обнаруживают все, от осевых нагрузок до вибрации шпинделя. Эти датчики легко подключить, и они более чем готовы обмениваться данными с внешними программными системами, что позволяет выполнять все виды профилактического обслуживания, мониторинга процессов и улучшений.

Упрощенная связь — это здорово, отметил Рао, но важно то, что делается с данными. «Операторы, программисты станков, руководители производственного контроля и все остальные заинтересованные стороны хотят знать, над чем они работают прямо сейчас, как работает цех и как можно улучшить процессы для текущих и будущих инноваций в продукции», — сказал он. «Но это лишь малая часть того, что МАМА приносит на стол. Все в компании ищут лучшие способы выполнения определенных задач, будь то группа контроля качества, которая хочет проанализировать статистические тенденции, или менеджер по логистике, которому нужно подготовить материал. MOM и, в меньшей степени, MES помогают упростить координацию и координацию, необходимые для достижения действительно эффективного производства».

Оптимизированные результаты

Но подождите — что, если уровень доставки и качества в течение последних двух лет составляет 98 процентов или выше? Что, если время установки будет таким же быстрым, как и можно было ожидать, особенно, скажем, в среде с небольшим объемом и большим разнообразием? И, скажем также, что планирование цеха и «оркестровка» хорошо контролируются. Зачем опрокидывать тележку с яблоками?

Хороший вопрос. Вполне возможно, что в этом примере машинному цеху или предприятию по производству листового металла не нужны расширенные функции, обсуждаемые здесь, и что сбор данных и отслеживание заданий, которые входят в стандартную комплектацию большинства ERP-систем, — то, что многие в отрасли на самом деле называют как MES — это все, что нужно, чтобы продолжать бить на текущем уровне «хоумран».

Но рассмотрите эту информацию от ECI Software Solutions, Форт-Уэрт, штат Техас, которая предполагает, что MES выводит эффективность производства на совершенно новый уровень.

Многие ERP-системы неплохо справляются с планированием на макроуровне. Но как насчет того, чтобы в цеху изгибали лист из нержавеющей стали 20-го калибра или вырезали пазы в титане с помощью концевой фрезы 1/2 дюйма [12,7 мм] и хотели бы узнать обо всех других доступных работах, имеющих те же характеристики, чтобы использовать их одинаковые настройки и инструменты? MES предоставляет возможность оптимизировать рабочие центры на основе любых значений, которые хочет магазин, а затем передавать обновленный график обратно в систему ERP, чтобы, по мнению компании, все работало слаженно.

Согласно ECI, это то, что большинство ERP-систем не могут сделать самостоятельно, потому что у них нет необходимого взаимодействия с машинами или доступа к инженерной информации. Тем не менее, MES делает это, что приводит к гораздо большему использованию оборудования, меньшему количеству брака и более короткому времени наладки. А поскольку правильно реализованная MES собирает данные о процессе, такие как нагрузка на оборудование и результаты проверки, существуют значительные возможности улучшения процесса, которые в противном случае были бы недостижимы. Нижняя линия? MES — это хорошее место для запуска инициативы «Индустрия 4.0».

Прощай, племенное знание

Конечно, машинная оптимизация предполагает, что инженерные данные действительно доступны и что они чистые, хорошо организованные и все в одном месте. Однако во многих цехах, особенно в тех, где нет формального конструкторского отдела, эта информация разбросана по таблицам с инструментами и системам программирования или находится в головах опытных механиков и производителей листового металла, которые творят волшебство в цехе для последние 30 лет. Тогда возникает вопрос:что произойдет, когда эти ценные сотрудники уйдут на пенсию или покинут компанию?

Во многом это истинная ценность MES. Он действует как центральный репозиторий для всех документов, чертежей и инструкций, необходимых для настройки и эксплуатации производственного оборудования. Затем он отслеживает производительность этого оборудования, управляет поступающими от него данными о производстве и качестве, передает эти данные обратно в другие программные системы компании и дает людям возможность определить способы улучшения процессов и использования машин.

Короче говоря, MES делает то, что люди делали до тех пор, пока существовали кнопки, которые можно было нажимать, или рычаги, которые нужно тянуть. По данным ECI, это устраняет интуицию и чутье, на которые слишком многие магазины полагаются каждый день, превращая то, что в противном случае было бы племенным знанием, в корпоративный актив.

Большое пока-йоке

По словам Майка Харта, директора по продуктовой стратегии для производства и промышленного IoT в Plex Systems Inc., Трой, в своей основе MES — это контроль и способность защищать процессы от ошибок, и благодаря этой защите от ошибок можно избежать производственных проблем. Мих. "Речь идет о соединении точек".

По его словам, эти точки могут включать требования к инструментам и сырью для работы, а также ожидания по планированию и контролю качества. Есть то, что выполняется сейчас, что выполняется сегодня днем ​​и что выполняется на следующей неделе, и какое влияние эти действия окажут на уровень запасов. MES связывает эти часто разрозненные источники информации вместе, чтобы создать взаимосвязанную организацию. Это дает операторам легкий доступ к инструментам, необходимым для эффективной работы, а руководство получает более целостное представление о своих бизнес-системах вместе с информацией, необходимой для принятия разумных решений.

Повышенная прозрачность — это хорошо, но как MES помогает защитить процессы от ошибок? «Потому что, если вы знаете, кто выполняет определенный процесс или управляет определенной машиной, вы можете использовать эту информацию, чтобы узнать, какое обучение они прошли и имеют ли они квалификацию для выполнения этой работы», — сказал Харт. «Но даже более того, MES следит за тем, чтобы все надлежащие планы контроля были на месте и чтобы люди «проверяли галочки» в нужное время и в нужном месте. Если они этого не делают, немедленно поднимаются красные флажки — не завтра, не когда работа будет сделана, а прямо сейчас».

Переключение передач

Если MES так хороша, почему в нее не инвестировали больше магазинов? Если на то пошло, почему в отрасли так много внимания уделяется ERP, когда кажется, что реальные преимущества дает внедрение MES? Рискуя констатировать очевидное, ERP является обязательным требованием практически для любой производственной компании или, по крайней мере, для любой компании с несколькими сотрудниками и нацеленной на рост.

Проще говоря, ERP оплачивает счета. Буквально. Бухгалтерские функции, такие как кредиторская и дебиторская задолженность, налоговая отчетность и многое другое, были бы чрезвычайно сложными без программного обеспечения ERP, как и управление запасами, отгрузка и получение, управление заказами на продажу, закупки и все важные MRP. ERP-системы также могут похвастаться некоторым уровнем функциональности планирования и управления цехом, хотя большинство из них не справляется с управлением внутренней работой. Отсюда и потребность в MES.

«Мы видели, что это идет в обоих направлениях, но да, некоторые магазины предпочитают сначала следовать стратегии MES», — сказал Харт. «Это действительно зависит от того, какие болевые точки они испытывают. Если есть проблемы, например, с прослеживаемостью материала, или магазин сталкивается с проблемами качества, и они хотят пролить свет на то, что происходит там в любой момент, они обычно начинают с MES. Тем не менее, одним из ключевых преимуществ MES является потенциальная интеграция с ERP и другими производственными системами, поэтому важно держать это в поле зрения по мере продвижения вперед».

Передай привет императору

Имейте в виду, что внедрение MES сопряжено со многими из тех же соображений и потенциальных ловушек, что и ERP. «Нет смысла делать это, если ваши данные неверны, — сказал Джим Эррингтон, исполнительный вице-президент по продажам и обслуживанию Fujitsu Glovia Inc., Эль-Сегундо, Калифорния. великолепна система или насколько хороши ее инструменты, заполнение ее неверными данными приведет только к неверным ответам».

Эррингтон поделился историей о клиенте, с которым он недавно работал. Потратив месяцы на очистку своих спецификаций и маршрутизаторов, они переключились на сторону производственного планирования в своем программном обеспечении MES только для того, чтобы перегрузить критически важный рабочий центр. Проблема? Никто не заметил неточного времени хода. «Как и во многих магазинах, у них никогда не было реальной системы планирования, поэтому эти значения никогда не учитывались», — сказал Эррингтон. «Все знали, что двухтонную отливку нельзя переместить мгновенно, но в данном случае именно это они приказали системе сделать».

Он добавил, что из-за недосмотра они отстали от графика на несколько дней, и им потребовались недели, чтобы оправиться от простой ошибки. Вот почему так важно привлечь инженеров, планировщиков и специалистов по затратам к любой реализации — MES или другой — во избежание подобных ситуаций. «Многие люди говорят, что данные решают все; может быть и так, но это делает точность данных императором», — сказал Эррингтон.

Его пример планирования иллюстрирует еще один важный момент, касающийся MES. В отличие от ERP, MES — это слон, которого можно есть маленькими кусочками. Например, вполне возможно реализовать только функцию планирования, как это сделал клиент Glovia, или интегрировать MES с программным обеспечением для технического обслуживания магазина для отслеживания OEE, или использовать его для сбора производственных данных о только что установленном автоматизированном лазерном резаке, или предоставлять более точную информацию. на конвейер… список можно продолжить. Да, целостность данных и надлежащее ведение хозяйства одинаково важны, но усилия почти наверняка будут меньше, а окупаемость намного быстрее.

Вывод очевиден:низко висящие плоды изобилуют даже в самых успешных компаниях, и MES — это стремянка, необходимая для их сбора. «Это будет становиться все более очевидным по мере того, как мы переходим к Индустрии 4.0, и все больше компаний хотят собирать и анализировать данные, поступающие от их станков», — сказал Эррингтон. «MES дает нам возможность связать завод с остальной частью бизнеса, предоставляя данные в режиме реального времени, более точное планирование, более эффективное использование оборудования и улучшенный контроль над каждым аспектом производственного цеха. Для нас MES — это не то, что хочется, а необходимость, по крайней мере, для любого производителя, который хочет оставаться конкурентоспособным».