Principali funzioni del MES. Sistemi MES russi, ovvero Come restituire ottimismo alla produzione

I sistemi di esecuzione e gestione (MES) collegano tradizionalmente l'ERP (e altri sistemi aziendali) e il controllo e il monitoraggio del flusso di dati nelle fabbriche. La decodifica di MES (abbreviazione) tradotta in russo suona letteralmente come "sistema di gestione della produzione". Essenzialmente, fungono da sistemi operativi per la gestione dell'installazione. Sono stati sviluppati e vengono sviluppati nel contesto della produzione intelligente, della trasformazione industriale e della gestione end-to-end delle operazioni produttive.

I sistemi di gestione della produzione sono oggi più importanti che mai per l’esecuzione. Una configurazione di produzione digitale intelligente è basata sui dati e trasforma tutte le informazioni raccolte e aggregate in valore aziendale. Ciò può essere ottenuto, ad esempio, migliorando la gestione delle risorse, delle scorte e dei materiali, acquisendo informazioni dettagliate sui processi di produzione per migliorare il processo decisionale e gestendo la produttività e la qualità. Queste fasi vengono eseguite coordinando le attività produttive.

Misurare il valore e i benefici (quantitativi e qualitativi) derivanti dall’utilizzo di un sistema MES è oggi più importante che mai.

I sistemi di gestione della produzione non sono una nuova invenzione. Come molti sistemi informativi in ​​evoluzione, sono cambiati nel tempo con l’emergere di nuove tecnologie (come il cloud storage e l’IoT).

Fondamentalmente, il Manufacturing Execution System è una collaborazione tra la pianificazione della produzione e il modo in cui è organizzata la produzione. Se confrontiamo questo processo con il sistema nervoso, allora l'MRP può essere considerato come il cervello e il MES come il sistema nervoso.

Il MES si compone di diversi aspetti:

• fornire ai lavoratori le informazioni necessarie per avviare ed eseguire la produzione;
• fornire al management una visione d'insieme dello stato di avanzamento degli ordini di produzione;
• gestione della qualità;
• raccolta di statistiche per analizzare l’efficienza produttiva.

Cos'è il MES?

Molto spesso, un MES viene visto come un insieme di sensori o rilevatori. Dovrebbero raccogliere i dati automaticamente e inviarli da qualche parte. Questa è in realtà una semplificazione. Il concetto di Manufacturing Execution System è molto più ampio. Questo sistema sposta le informazioni tra la pianificazione della produzione e l'esecuzione in entrambe le direzioni e i sensori raccolgono solo i dati. Inoltre, i mezzi tecnici non presentano né analizzano le informazioni raccolte.

Naturalmente i sensori possono essere integrati in un sistema MES, ma non ne costituiscono la parte principale. Le informazioni possono essere raccolte in molti modi che si completano e si verificano a vicenda.

ERP e MES

Sebbene molti pacchetti software ERP per piccole e medie imprese affermino di essere perfettamente adatti al settore manifatturiero, in realtà ciò è vero solo fino a un certo punto. Possono contenere moduli generalmente utili per la maggior parte delle aziende, come la gestione dell'inventario o il CRM. Ma a meno che non siano focalizzati sulla produzione, non includono sistemi di esecuzione della produzione.

Il MES, invece, è un software di pianificazione delle risorse che si concentra fin dall'inizio sul produttore. Per questo motivo, oltre al modulo di pianificazione della produzione, di solito contiene condizioni speciali che consentono di organizzare il processo di produzione in officina. Dotato di un'interfaccia personalizzata con testo ingrandito che può essere eseguita su computer, tablet e altri dispositivi portatili, MES è un modo conveniente per i dipendenti di ricevere incarichi e segnalare i progressi. Le informazioni riportate sono immediatamente disponibili al management (indicando l'avanzamento della produzione) e i parametri di prestazione, incluso l'OEE (efficacia complessiva delle apparecchiature), possono essere visualizzati in tempo reale.

Disporre di informazioni fattuali e utilizzarle porta a una maggiore efficienza, tempi di risposta più rapidi, processi migliorati e una maggiore soddisfazione del cliente.

Cosa significa?

Sulla base di quanto sopra, una definizione completa ed esaustiva di un sistema MES è la seguente. Si tratta di sistemi computerizzati automatizzati utilizzati in produzione per tracciare e registrare la trasformazione delle materie prime in prodotti finiti. Questi strumenti raccolgono e forniscono informazioni che possono aiutare a prendere decisioni su come ottimizzare le condizioni di produzione esistenti per rendere i prodotti più efficienti. I MES operano sempre in tempo reale e ciò consente di mantenere il controllo su più parti del processo produttivo contemporaneamente (ad esempio personale, input, attrezzature e servizi di supporto).

I MES sono in grado di funzionare in più aree produttive contemporaneamente:

• pianificazione delle risorse;
• gestire l'utilizzo dei prodotti durante tutto il loro ciclo di vita;
• esecuzione dell'ordine e relativo invio;
• analisi della produzione e, di conseguenza, gestione dei tempi di fermo, consentendo di aumentare l'efficienza complessiva delle apparecchiature (OEE);
• monitoraggio dei materiali e gestione della qualità, ecc.

Ci sono tre approcci alla scelta di un sistema MES che devono essere presi in considerazione. Sembrano così. Puoi impiegare risorse interne all'interno della tua struttura, scegliere di esternalizzare a un'azienda terza con esperienza di automazione e sviluppo software oppure acquistare una soluzione comprovata, chiavi in ​​mano e a lungo termine da un'azienda specializzata in sistemi di esecuzione della produzione.

Risorse interne

Questa opzione ha una percentuale di successo estremamente bassa. Le risorse interne possono sembrare la soluzione meno costosa, ma occuperanno la maggior parte del tuo tempo e finiranno per essere piuttosto costose. Nello scenario peggiore che esiste nella pratica, l'azienda ha sviluppato il proprio sistema per più di 10 anni e ha impiegato più di cento dipendenti. Il risultato è stato un progetto che non ha funzionato del tutto e i cui strumenti erano così obsoleti che era impossibile trovare sviluppatori con le competenze decennali richieste. In questa opzione, le persone possono avere una vasta conoscenza dei requisiti hardware specifici, ma in genere non hanno l'esperienza necessaria per comprendere l'architettura, il design e l'integrazione del sistema lungimirante.

Azienda di automazione e sviluppo software

Le aziende di questa categoria possono avere persone di talento ed esperienza in un ambiente di produzione, ma nel complesso non hanno la reale capacità di eseguire e scalare una soluzione a lungo termine. Possono costruire e sviluppare una soluzione MES, ma hanno un'esperienza limitata negli strumenti di automazione degli edifici. Tutti gli esempi di sistemi MES creati secondo tale ordine, di norma, sono tentativi una tantum che non hanno una prospettiva oggettiva per garantire il pieno impatto. La conoscenza delle specificità della modifica e dell'estensione di un particolare sistema è generalmente posseduta da una o due persone, limitando la fattibilità a lungo termine della soluzione. In genere sono sviluppati e vincolati dalle capacità degli strumenti del livello di automazione. Gli svantaggi dei sistemi MES di questo livello sono che non vengono creati utilizzando un approccio avanzato di sviluppo software.

Soluzione chiavi in ​​mano da un'azienda fidata

Il miglior MES è un'architettura progettata e integrata da esperti. Pertanto, alcune delle più grandi aziende dispongono di sistemi di qualità documentati per lo sviluppo software, procedure di test rigorose, conoscenze software avanzate, un'ampia base di installazioni e una profonda conoscenza di una vasta gamma di impianti di produzione. Questi produttori, guidati da decenni di impegno nella realizzazione dei migliori prodotti nel loro campo di competenza, progettano prodotti pronti per il miglioramento continuo.

Il prezzo che un cliente paga per una soluzione di questo tipo fornisce un ritorno sull'investimento (ROI) senza rivali. Inoltre, questi produttori spesso non solo sono pienamente conformi agli standard MES, ma sono anche innovatori. Ricevendo regolarmente nuove versioni del software, il cliente beneficia sempre degli sviluppi chiave in termini di funzionalità e tecnologia. In sostanza, questa è l'unica opzione che garantirà che l'azienda riceva la migliore tecnologia e quindi offrirà il miglior rapporto qualità-prezzo a lungo termine.

Quali sono i vantaggi del MES?

La corretta implementazione di tale sistema aumenta l'efficienza dell'organizzazione produttiva. Prima dell'avvento dei sistemi informatici, il MES consisteva in tabelle e grafici scritti a mano con appunti che controllavano i livelli di inventario. Fornisce le informazioni giuste al momento giusto, indicando alla direzione dell'impianto come ottimizzare le condizioni attuali per migliorare la produzione. In sostanza, questo sistema traccia il processo produttivo dalla fase della materia prima al prodotto finito.

Oggi, il MES viene caricato sui computer della maggior parte degli stabilimenti, offrendo un'ampia esplorazione e analisi dei dati precedentemente irraggiungibili con i metodi tradizionali. Rappresenta molte qualità preziose per i produttori. Vale la pena considerare in dettaglio i principali vantaggi dei sistemi MES.

I calcoli dei costi diventano più accurati

Con MES, vari costi come manodopera, rifiuti, tempi di inattività e manutenzione vengono registrati in tempo reale direttamente dall'officina. I team di gestione, a loro volta, utilizzano questi dati per valutare modelli di business non redditizi e possono lavorare immediatamente su prezzi e nuovi progetti. Poiché anche altri sistemi utilizzano questi dati, il MES consente alla tua azienda di migliorare la produttività in tutti gli impianti di produzione.

Ridurre i livelli di rifiuti e congestione

Le funzionalità del sistema MES consentono di analizzare con precisione linee di produzione e prodotti finiti. Rileva quindi eventuali discrepanze o aberrazioni su queste linee, interrompendole immediatamente per limitare la quantità di prodotti di scarsa qualità e di materiale sprecato.

Tempi di fermo ridotti

Grazie all'utilizzo del MES diventa possibile generare pianificazioni di produzione realistiche. Le attività MES svolgono un ottimo lavoro con questa funzione monitorando la quantità e la qualità di inventario, materie prime e parti. Ciò consente di risparmiare tempo impiegato nella riconfigurazione dei programmi mentre parte della produzione funziona ininterrottamente. Grazie a ciò diventa possibile includere la pianificazione del personale in questo programma, utilizzando in modo efficace le risorse disponibili.

Riduzione dei costi

Grazie all'utilizzo del MES diventa possibile organizzare in modo logico tutte le operazioni. Questo perché la direzione aziendale riceve un resoconto dettagliato di tutti i prodotti, materiali, tempo e manodopera necessari per completare il lavoro. Questo processo in definitiva riduce i costi o libera il personale dalle linee di produzione esistenti.

Ridurre il surplus

Lo stoccaggio dell'inventario in eccesso ha un costo. Inoltre, pagare per la produzione, il trasporto, lo stoccaggio e il controllo in eccesso di questi beni può essere proibitivo. MES aggiornerà continuamente i registri di inventario, indicando nel dettaglio eventuali eccedenze. Ciò significa che tutti i reparti acquisti, spedizioni e programmazione saranno costantemente consapevoli di ciò che è disponibile in ciascuna struttura e di ciò che devono ordinare.

Chiaramente, un MES non si limita a tenere traccia del numero di prodotti che escono dalle linee di produzione. Il miglioramento dell'efficienza dell'impianto inizia con registrazioni accurate dell'avanzamento del lavoro, dei materiali utilizzati e del tempo impiegato. I sistemi MES svolgono questo compito con facilità e precisione.

Cosa si può concludere?

Sulla base di quanto sopra, MES è un sistema completo che controlla tutte le attività che si verificano nella produzione. Il suo lavoro inizia con vari ordini dei clienti e termina con l'analisi dei sistemi MRP, del programma generale e di altre fonti di pianificazione. Tutto ciò ci consente di produrre prodotti nel modo più efficiente, economico, conveniente e di alta qualità.

Perché non è possibile creare semplicemente un programma ordini da ERP?

La produzione moderna è un ambiente complesso e in continua evoluzione. La pianificazione deve tenere conto di un livello di variazione che solitamente va oltre la portata dei sistemi tradizionali: MRP, Master Scheduling, ecc. MES considera e controlla i dettagli più importanti di un determinato processo.

Le situazioni operative imprevedibili possono includere:

• guasti all'auto;
• mancanza di una giornata lavorativa pianificata;
• modifica del tempo necessario per completare il lavoro;
• tempi di pulizia e manutenzione delle attrezzature;
• variazione dei tempi di consegna;
• problemi con la qualità del prodotto;
• piani di lavoro alternativi;
• elenco delle parti rivisto;
• presenza o assenza di mezzi di trasporto;
• disponibilità di risorse di qualità;
• modifiche per ridurre al minimo il tempo di processo e le impostazioni.

Pertanto, è necessario fornire gli strumenti giusti e informazioni importanti a tutto il personale di ogni impianto di produzione per garantire che i prodotti siano realizzati nel modo più ottimale possibile. Un buon sistema di produzione opera in tempo reale, consentendo ai pianificatori di rispondere alle variazioni immediate in officina. Inoltre, il MES risponde immediatamente a tutte le modifiche, consentendoti di prendere decisioni più rapide su aspetti quali costi, degrado della qualità e ritardi nelle consegne. Questa è praticamente la base per tutto ciò che accade in officina.

Integrazione a circuito chiuso

Un'altra caratteristica critica di un MES è la capacità di integrarsi con sistemi simili. Ciò non solo eliminerà il ciclo insignificante dei dati raccolti, ma consentirà anche di apportare le modifiche necessarie per avvicinare i sistemi circostanti alla realtà. Ad esempio, le informazioni critiche provenienti dall'officina sono necessarie per aggiornare altri elementi del sistema ERP, come inventario, costi e acquisti. I tempi di installazione possono essere migliorati con nuove tecniche utilizzate in officina e devono essere inseriti nell'ERP per un uso futuro. Ciò fornirà informazioni migliori quando si consigliano i clienti sulle date di consegna previste per i nuovi ordini o fornirà informazioni sui costi consigliati quando si prendono decisioni sui prezzi. Le informazioni sullo stato delle officine rifletteranno la situazione reale, consentendoti di apportare gli adeguamenti necessari per aggiornare costantemente gli altri sistemi aziendali.

Requisiti MES di prossima generazione

La ricerca ha dimostrato che molti considerano il MES principalmente come uno strumento per affrontare il problema dell’eliminazione dell’errore umano e garantire che le statistiche siano complete.

Oltre alla visibilità globale, il MES di prossima generazione deve fornire visibilità lungo l’intera catena di fornitura. Anche il miglioramento della manutenzione predittiva rientra nell’ottimizzazione dei processi produttivi. Secondo la revisione, il software dovrebbe fornire strumenti per consentire all’industria di diventare proattiva e, in ultima analisi, di prevedere la qualità del prodotto.

Queste funzionalità non esistono attualmente nel MES o non sono facili da usare. Tuttavia, la tecnologia si sviluppa ogni giorno ed è del tutto possibile che questi desideri diventino realtà.

Cosa abbiamo attualmente? Un esame dei sistemi MES oggi esistenti ci consente di fare previsioni abbastanza positive. Gestiscono abbastanza bene tutti i compiti assegnati.

Cosa si usa oggi?

Oggi in Russia esistono tre principali sistemi di gestione della produzione (MES). Ciascuno è stato progettato per una gestione più efficiente. Tuttavia, sono progettati per la produzione su piccola scala, sebbene esistano differenze tra loro. In generale, questa valutazione può essere presentata come segue.

In Russia, il sistema FOBOS MES è il leader ovvio e viene utilizzato nelle industrie medie e non molto grandi, molto spesso nell'ingegneria. Le sue funzioni principali sono la pianificazione intra-negozio e la gestione completa. Deve essere integrato con un sistema ERP (o 1C: Enterprise), poiché è costruito per scambiare dati con altri prodotti. L'unico svantaggio è che viene implementato nelle piccole imprese.

YSB. Enterprise è progettata specificatamente per l'industria della lavorazione del legno. Inoltre, ha alcune caratteristiche per cui è applicabile solo alle piccole organizzazioni. Il sistema MES dispone di un numero limitato di funzioni necessarie e specializzate per l'organizzazione completa del lavoro. Tuttavia, è dotato di alcune opzioni aggiuntive, tra cui la contabilità e la gestione delle vendite. Lo svantaggio è il fatto che il programma ha una specializzazione ristretta.

Il sistema PolyPlan è dotato di funzionalità MES ancora più modeste. Tuttavia, si presenta sul mercato come uno strumento di pianificazione operativa destinato all'industria dell'ingegneria meccanica. È stato originariamente sviluppato per la produzione automatizzata e flessibile. Il vantaggio principale è che è il sistema MES più economico oggi, quindi è piuttosto richiesto.

Questo è successo circa un mese fa. Vasily è venuto nel nostro ufficio. È un top manager di un'azienda che produce attrezzature per palchi teatrali. Fin dall'inizio ha dichiarato che aveva bisogno di un sistema MES o di un sistema APS e che non aveva ancora deciso quale dei due. “Perché esattamente il sistema MES?” - ho chiesto.

Sto studiando la questione relativa alla risoluzione dei nostri problemi di produzione ormai da diversi mesi. Incontro con i rappresentanti di diverse aziende produttrici di sistemi MES e APS. Hanno detto che i loro sistemi risolvono i nostri problemi. Inoltre, mi hanno detto che solo tali sistemi sono in grado di risolvere i nostri problemi. Disponi anche tu di un sistema MES?

No, abbiamo un sistema ERP. Non importa, dimentica tutte queste abbreviazioni. Parliamo solo dei tuoi problemi.

- Pensi che il tuo sistema sia in grado di risolverli?

Vasily, i problemi vengono risolti dalla direzione dell'azienda. E il software aiuta solo a farlo. Ma il software da solo non risolve i problemi. Penso che alcuni dei tuoi problemi possano essere risolti senza software e altri possano essere risolti dal nostro software. Quali pensi che siano i tuoi problemi?

È semplice: non facciamo mai nulla in tempo. Questo è il nostro problema principale. E un sacco di altri. Ad esempio, molto spesso quando si assembla un'unità, si scopre improvvisamente che i componenti necessari semplicemente non ci sono. E altri componenti erano ammucchiati.

E questo problema è risolvibile utilizzando un sistema MES?

Mi hanno mostrato una presentazione. Mi è davvero piaciuto. Il fatto è che in un sistema MES puoi pianificare tutto in anticipo e se fai tutto come previsto, allora andrà tutto bene. Ci sono grafici lì, tutto è molto chiaro.

La frase chiave è "fai come previsto", non credo che tu possa farlo. Pensi che esistessero sistemi MES 50 anni fa?

Ovviamente no.

Ciò significa che prima assolutamente tutte le aziende non facevano mai nulla in tempo? E anche Ford, Toyota e migliaia di altri produttori, alcuni dei quali operano da secoli. Secondo chi vi ha presentato il sistema MES questo problema non si può risolvere in altro modo.

Non lo so, non ci ho pensato.

A proposito, hai chiesto loro come verrà integrato questo sistema in tutti gli altri processi aziendali dell'azienda? Beh, lì, non so, acquisti, vendite, magazzino, finanza, ecc.

Hmm, sì, interessante. Non abbiamo discusso di questo problema, non lo so... chiederò.

Cosa produci?

Argani. Verricelli grandi, non per auto, ma più seri.

Bene. Se tutti i componenti sono disponibili a magazzino, quanto tempo occorre per produrre un argano?

Uh, penso verso le cinque.

E se ordino un verricello da voi adesso, quando lo riceverò?

Mmm, penso che circa dieci giorni di sicuro.

Strano. Hai un ottimo rapporto tra intensità del lavoro puro e tempo totale. Qualcosa intorno alle 15. Si tratta di un ottimo rapporto per il nostro Paese. In Occidente, e soprattutto in Giappone, sono ovviamente molto più piccoli, ma in Russia possono essere centinaia. E tu ne hai quindici. Molto strano... Bene, okay, approfondiamo la questione. Quali componenti richiedono più tempo per l'acquisto?

Motore.

Quanto tempo ci vuole per acquistarlo?

Forse quaranta giorni.

Li tieni in magazzino?

Solo un secondo. Dove allora dieci giorni?

Vasily è confuso.

Non lo so, mi è sempre sembrato che dieci giorni per noi fossero decisamente sufficienti.
Qui mi risulta chiaro che il loro rapporto di controllo è in realtà “tradizionale”, qualcosa come un centinaio.

In quanto tempo posso acquistare il resto dei componenti?

Veloce. Un giorno o due.

Bene, ecco il tuo primo problema. Si chiama "motore". Perché non tieni in stock una piccola riserva di motori?

Ci abbiamo pensato. Ma non funziona. Il fatto è che vengono da noi con gli accoppiamenti. Le frizioni sono molto diverse. Esistono circa una dozzina di motori diversi e molte più frizioni. Pertanto, ci sono molte combinazioni. Dovremo tenere in stock un numero enorme di questi motori.

Puoi installare tu stesso i giunti?

Sì, non è difficile. Siamo in produzione.

Perché non lo fai?

Non lo so. È sempre stato così.

Penso che la soluzione al problema dei quaranta giorni si trovi da qualche parte qui intorno. Considera l'idea di installare tu stesso i giunti e di tenere in stock un piccolo buffer del motore. Gestisci il tuo buffer utilizzando il principio “ordina quello che spendi”. Se prendi il motore, ordinalo dal fornitore. Questo è il primo. Secondo. Non avviare mai un'attività di produzione finché l'attività precedente non è stata completata. Allora ti libererai del problema chiamato “quando facciamo qualcosa, scopriamo che mancano dei componenti”. Organizza correttamente l'ordine delle attività, esegui sempre quelle più urgenti.

Non lo so, non lo so. Parlerò con il capo, ma è entusiasta del sistema MES. Tutto è pianificato molto bene lì. Il capo vuole approvare il piano e non pensare più al rispetto delle scadenze successive.

Questo, ovviamente, è un suo diritto. E se qualcosa va storto?

Non ho capito. Cosa intendi per sbagliato?

Bene, guarda. Hai persone con qualifiche diverse, hai macchine diverse. Tutto sembrava complicato. Il sistema MES (e ancor più l'APS) tiene conto di tutto questo in fase di progettazione. COSÌ?

Sì, l'ho visto io stesso alla presentazione.

E ora una situazione semplice. Dio non voglia, ovviamente, ma immaginiamo domani, 08-00. Uno degli ingegneri chiave (meccanici) cade e si rompe una gamba mentre va al lavoro. Senza di esso uno dei prodotti che, per fortuna, è previsto per oggi, non può essere realizzato. Cosa fare?

Beh, non lo so. I sistemi MES possono riprogrammare rapidamente tutto.

Non ho dubbi. Ma non sono i sistemi MES a pianificare, bensì a gestire. Tu stesso hai detto che il capo approva il piano. Ma sfortunatamente adesso è in vacanza... Cosa farai?

Beh, non lo so per certo, non ci ho pensato. Penso che il direttore di produzione deciderà cosa deve essere prodotto adesso.

Vasily, ti ho fornito uno dei casi più semplici di influenza esterna sul tuo piano di produzione. In realtà, gli impatti di questo tipo sono molti di più e possono essere molto più complessi. E succederanno ogni giorno, purtroppo. Di conseguenza, il tuo responsabile di produzione prenderà “decisioni volitive” ogni giorno. E dopo un po’ farai progetti solo perché “hai investito un sacco di soldi e non buttarli via”.

Allora cosa suggerisci?

Hai letto l'Obiettivo 1 di Goldratt?

No, chi è?

Goldratt è un uomo straordinario che ha ideato un sistema di gestione brillante (come ogni cosa semplice). Facciamolo in questo modo. Lo leggerai e poi ci incontreremo di nuovo e parleremo e basta. Ve lo consiglio vivamente Nella mia azienda tutti i processi si basano su questa teoria. Negli ultimi due anni l’azienda ha triplicato le sue dimensioni.

Ecco un'altra domanda. Il vostro sistema è in grado di determinare la posizione dell'auto?

Signore, perché ne hai bisogno?

Vedete, il nostro capo molto spesso interferisce nel processo e chiama gli autisti quando hanno già caricato e se ne sono andati, trova quello più vicino, lo riporta indietro, scarica e carica con un ordine urgente, perché qualcuno lì ha chiamato il capo. Sì, e in produzione capita spesso che il capo intervenga e chieda di produrre qualcos'altro...

Bene, ecco un altro problema per te. Si chiama "Capo". Mi hai parlato di alcuni tuoi problemi e invece di cercare di risolverli vuoi ricoprirli con la plastilina.
Poi gli ho disegnato degli schemi di produzione molto semplici sulla lavagna, ma questo è un argomento per un post separato.
E se ne andò pensieroso.

Letteralmente pochi giorni dopo questo incontro, sono volato a Novosibirsk. Più precisamente ad Akademgorodok, o più precisamente al Tecnoparco di Akademgorodok. Tutti i processi produttivi in ​​cui sono costruiti sulla base della teoria dei vincoli di Goldratt. È uno spettacolo incredibile.

Ho i dettagli di quel viaggio

Storia dei sistemi di pianificazione

Storia antica

L'idea di pianificare il lavoro in un'impresa, sia essa una fabbrica, un impianto o il processo di costruzione di una piramide, è vecchia quanto il mondo. Non appena le persone hanno imparato a gestire i numeri in modo più o meno tollerabile, è subito nato il desiderio di soggiogare i processi di produzione con l'aiuto di questi numeri. Inoltre, le persone hanno capito da tempo che il valore estremo non è sempre il migliore, poiché nel nostro mondo è sempre contrastato da ogni tipo di restrizione. La combinatoria è sempre stata nella natura delle cose e degli eventi. E c'era sempre il desiderio di rimuovere il caos, organizzare il lavoro per tempo e fissare quest'ordine, anche se trovato empiricamente. All'inizio del XX secolo, il famoso specialista in organizzazione della produzione G. Gantt (1861-1924) formulò per primo, in relazione all'azienda Bancroft, che produce tessuti di cotone, le seguenti tre semplici regole per l'organizzazione del lavoro:

• L'ordine in cui deve essere svolto il lavoro è ora determinato in ufficio dall'impiegato invece che dall'inchiostratore.
• In ufficio viene conservato un registro esatto del metodo migliore per tingere qualsiasi tonalità, osservato dal maestro e non dipendente più dal taccuino o dalla memoria del tintore.
• Tutti i tintori e i macchinisti vengono ricompensati finanziariamente quando seguono le istruzioni o, al contrario, puniti quando non lo fanno.

E G. Gantt fissò graficamente quest'ordine di lavoro nel famoso diagramma, che ora chiamiamo con il suo nome. È stato fatto un inizio. Non resta che trovare un modo per calcolare la sequenza ottimale del lavoro che non può essere interrotta. Dopo l'introduzione di questi principi di organizzazione della produzione in una fabbrica tessile, con una significativa riduzione della giornata lavorativa del 25-30%, la produzione è aumentata e i salari sono aumentati del 20-60%. .

Nuova storia

La "nuova" storia della risoluzione dei problemi di pianificazione ottimale della produzione viene solitamente calcolata a partire dal 1939. Fu allora che la casa editrice dell'Università di Leningrado pubblicò un piccolo libro del giovane professore L.V. Kantorovich “Metodi matematici per organizzare e pianificare la produzione”. Questa monografia segnò l'inizio di metodi scientifici nella pianificazione e organizzazione della produzione basati sulla direzione allora emergente della matematica economica, che più tardi prese forma in programmazione matematica.

Il motivo della “mancanza di domanda” era la mancanza di possibilità di implementare i modelli e gli algoritmi proposti, perché Non esistevano ancora i computer e passarono ancora dieci lunghi anni prima che apparisse il primo prototipo di linguaggio di programmazione.

La comparsa dei primi computer stimolò notevolmente lo sviluppo del lavoro nel campo dell'economia matematica, dell'organizzazione e della pianificazione della produzione. Sono stati sviluppati un metodo efficace per risolvere problemi sugli interi (R. Gomori), il metodo branch and bound (A. Land, V. Doig e J. Little), il metodo di programmazione dinamica (R. Bellman), ecc di trovare l'ottimale nell'ambiente che ci circonda mondo combinatorio hanno trovato applicazione in vari ambiti dell'economia e della produzione. Una di queste aree applicate della matematica chiamata Teoria della pianificazione si è limitato a “prendere” la soluzione di un'ampia classe di problemi di pianificazione del lavoro in produzione.

Il problema della pianificazione degli interventi tecnologici sulle macchine utensili, pubblicato da S.M. Johnson nel 1954, il quale dimostrò che la schedulazione già per tre macchine appartiene alla classe dei problemi difficilmente risolvibili in tempi accettabili (la cosiddetta classe NP-compiti complessi) non scoraggiarono affatto gli specialisti di fabbrica dei primi reparti del sistema di controllo automatizzato. Se i primi benefici dell’informatizzazione potevano essere goduti solo dagli enti governativi, elaborando i modelli di bilancio multidimensionali di Leontief o elaborando piani quinquennali, allora con la riduzione dei costi della tecnologia informatica e l’avvento dei primi computer seriali, è diventato possibile risolvere problemi di pianificazione a livello aziendale e anche per workshop e singole sezioni. Un'impresa era considerata avanzata se sviluppava un proprio sistema di controllo automatizzato, se cercava di creare programmi di lavoro per il proprio parco macchine utilizzando sistemi di pianificazione operativa di propria creazione.

Lo sviluppo di nuovi rami applicati della matematica e della tecnologia informatica a prezzi accessibili della classe IBM 360/370, ES COMPUTER 1020 - 1060 hanno svolto il loro lavoro negli anni '70 e '80: sono stati il ​​catalizzatore per l'emergere dei primi sistemi di controllo automatizzati e lo hanno reso possibile, almeno con una certa approssimazione, risolvere i problemi di eliminazione del caos combinatorio “nel mondo delle macchine e delle parti”.

Storia recente

Non importa quali nuove trame di circolazione gli scrittori di fantascienza escogitino nel tempo, questa volta, funziona in modo quasi esponenziale. In soli vent’anni, l’umanità ha “superato” la legge di Moore e al posto dei mainframe e dei sistemi di controllo automatizzati autoprodotti, sono comparsi nuovi “animali” dello zoo, chiamato anche sistemi di gestione aziendale e di processo. Le principali varietà di questi sistemi, che attualmente sono responsabili dell'elaborazione dei piani di lavoro in produzione, sono i sistemi delle classi ERP, MRPII, APS e MES. Se i loro antenati, i sistemi di controllo automatizzati, si accontentassero della capacità di elaborare piani di calendario volumetrici (meno spesso - programmi di funzionamento delle apparecchiature), calcolare le prospettive finanziarie per i prossimi cinque anni con domanda stabile e calcoli sui salari, i nuovi sistemi includono di più e più nuove funzioni per automatizzare le attività delle imprese nelle condizioni di un mercato in via di sviluppo dinamico per i beni della nuova società dei consumi. Ma la funzione principale, come prima, è considerata la capacità di elaborare un piano di lavoro. È questa funzione che, in ultima analisi, consente di capire chi dovrebbe fare cosa, quando e cosa. Come avviene la pianificazione in questi sistemi e quale di essi è destinato a quali casi?

PianificazioneERP

Non ci soffermeremo in dettaglio sulla descrizione delle funzionalità ERP-sistemi non solo perché è stato scritto molto al riguardo, ma anche perché i sistemi ERP, infatti, non sono uno strumento diretto per pianificare il lavoro in un'impresa. Dopo dieci anni, consulenti e utenti hanno finalmente creduto che l'ERP sia, prima di tutto, un sistema informativo aziendale, un sistema di gestione aziendale, una sorta di sistema circolatorio e nervoso di un organismo industriale, che collega le isole logistiche di numerosi organi che svolgono determinate funzioni ( flusso documentale, approvvigionamento, fornitura, gestione delle scorte, ecc.). La natura del lavoro di pianificazione, delle operazioni tecnologiche su macchine e altre apparecchiature tecnologiche nei sistemi ERP può essere detta in una frase: la pianificazione nella maggior parte dei sistemi viene eseguita sulla base del vecchio standard MRPII senza tener conto del carico attuale di questo attrezzature e lo stato di lavorazione dei prodotti. Quelli. infatti, qualsiasi piano ERP dettagliato sarà praticamente impossibile da implementare. Qualsiasi pianificazione a livello ERP è limitata solo alla formazione di un piano mensile completo (dieci giorni). Non è possibile correggere rapidamente tali piani, motivo per cui la loro attuazione richiede una rigorosa disciplina di esecuzione in tutti i dipartimenti dell'impresa coinvolti nella catena di produzione. Quelli. possiamo parlare di organizzazione della produzione controllata da ERP come produzione con un certo margine di “stabilità” rispetto alle deviazioni emergenti dal piano volumetrico elaborato. L'intero onere ricade sugli artisti: "come desideri, ma completa l'attività pianificata entro la scadenza calcolata!" E, cosa particolarmente importante, l'ERP, avendo assegnato compiti a tutti i dipartimenti, quando sorge la necessità di adeguare i piani, non è in grado di farcela, perché qualsiasi ricalcolo fornirà la stessa immagine dell'attività generale: attività in volumi, ma non in termini dettagliati per prodotti e operazioni, richiesta per la gestione a livello di officina.

PianificazioneAP

Dal punto di vista di una pianificazione precisa del lavoro nelle imprese, sono interessanti i sistemi delle classi APS (Advanced Planning & Scheduling Systems) e MES (Manufacturing Execution Systems).

AP-I sistemi apparsi sul mercato a metà degli anni '90 sono già uno strumento diretto per pianificare il lavoro in un'impresa. Nonostante la designazione inequivocabile, molti autori e persino sviluppatori interpretano questo nome in modo diverso: "pianificazione della produzione ottimizzata", "pianificazione avanzata", "pianificazione migliorata", "pianificazione avanzata", "pianificazione ottimizzata e sincrona", "pianificazione accurata", "pianificazione operativa pianificazione” e perfino “pianificazione attenta”!

D'accordo, ci sono così tante interpretazioni che sorge la domanda: qual è esattamente il problema? Rispetto a ciò che è stato ampliato, migliorato, quanto è accurato, cosa è sincrono con cosa, cosa è ottimizzato e quanto è reattivo?

Ampliato e migliorato.

All'inizio degli anni '90, dopo le prime esperienze di implementazione dell'ERP, comprendendo i vantaggi e gli svantaggi della pianificazione secondo lo standard MRPII, le imprese si trovarono ad affrontare il problema principale: l'affidabilità della pianificazione. Affidabilità e precisione nel tempo. Le dinamiche del mercato e le tendenze del concetto JIT hanno richiesto alle imprese di consegnare in modo più accurato e puntuale e di partecipare pienamente alla gestione della catena di fornitura. Le imperfezioni nei metodi di pianificazione MRPII hanno reso necessaria una riconsiderazione dei “valori”: cosa è importante nella pianificazione? Velocità, precisione che la contraddicono e a cosa servono questi indicatori? Si è scoperto che senza risolvere il problema della gestione delle forniture, senza la capacità di prevedere le date esatte di rilascio del prodotto, l'impresa è una cosa a sé stante. Pertanto, l'obiettivo principale dei sistemi di pianificazione di nuova generazione - APS - era quello di risolvere i problemi di automazione della gestione della catena di fornitura (SCM - Supply Chain Management), e questa funzionalità APS, implementata attraverso la capacità di pianificare tutto il lavoro in tempo, tenendo conto tenendo conto dell'utilizzo della capacità, ha un duplice scopo: è implementato sia per l'impresa, che funge da oggetto dell'intera catena in un mercato di beni dinamico, sia per gli oggetti dell'impresa stessa: officine, sezioni e divisioni. Pertanto, le capacità di pianificazione in APS sono state ampliate e migliorate rispetto allo standard MRPII.

Sincronicità.

Il concetto di sincronicità deve essere inteso in APS, da un lato, come la capacità di pianificare materiali, risorse e allo stesso tempo costruire una pianificazione tenendo conto dell'effettivo carico delle attrezzature nel tempo. D'altra parte, la sincronicità si esprime anche nel fatto che i programmi sono costruiti per tutte le divisioni dell'impresa, tenendo conto delle date di consegna dei partner, e i programmi per tutte queste strutture produttive sono sempre interconnessi nel tempo, poiché sono ottenuti dal programma di lavoro generale dell'intera impresa.

Efficienza.

L'efficienza per APS è la capacità di determinare il tempo di produzione per un particolare ordine nel più breve tempo possibile. L'efficienza in termini di controllo della spedizione e il tempestivo ricalcolo dei programmi, di regola, non ha nulla a che fare con APS, poiché, se le restrizioni esterne non cambiano (violazione dei termini di consegna da parte dei partner, altri ritardi imprevisti) e non viene aggiunto un nuovo prodotto al portafoglio ordini ogni cinque minuti, quindi ricalcolare le pianificazioni non produrrà nulla. Tenendo conto dei disturbi interni provenienti da numerosi reparti (guasti delle apparecchiature, difetti nelle operazioni, ecc.) può portare ad un aumento significativo della complessità del ciclo di dispacciamento data la dimensione attuale del problema.

Precisione e ottimizzazione.

L'accuratezza e l'ottimalità delle pianificazioni generate sono prerogativa degli algoritmi di qualsiasi sistema di pianificazione.

Rispetto agli algoritmi MRPII, gli algoritmi APS, quando creano programmi, tengono conto contemporaneamente sia delle esigenze dei materiali che della capacità dell'impresa, tenendo conto del loro carico attuale e pianificato. Gli algoritmi APS tengono conto dei cambiamenti e di alcuni altri parametri dell’ambiente tecnologico, che i pessimisti per qualche motivo chiamano “limitazioni”.

Sono tanti gli epiteti meritati rivolti agli algoritmi APS, ma in alcuni casi, in un impeto di entusiasmo, si attribuiscono a questi sistemi caratteristiche che sconcertano anche gli specialisti. In particolare si dice che gli algoritmi dei sistemi APS si basano su modelli di simulazione, modelli di reti neurali, pianificazione basata su una base di conoscenza, metodi euristici attualmente di moda come algoritmi genetici, simulazioni di ricottura e persino programmazione lineare (!).

In effetti, l'algoritmo per costruire gli orari in APS è abbastanza semplice. Esistono molte operazioni per l'intera varietà di prodotti fabbricati, molte macchine e per ciascun prodotto esistono restrizioni: sui tempi di produzione, sulla disponibilità del materiale, ecc. Le restrizioni sono divise in importanti e non così importanti. Innanzitutto, al primo passaggio dell'algoritmo, viene redatto un programma che tiene conto della fattibilità di restrizioni importanti, ad esempio l'assenza di violazione dei termini di consegna. Se la pianificazione viene ricevuta, viene considerata accettabile e accettata come base per un'ulteriore "ottimizzazione" - nei passaggi successivi dell'algoritmo si tenta di tenere conto delle restanti restrizioni meno importanti. Questa non è davvero un'ottimizzazione. Questo non è altro che un processo iterativo di ottenimento accettabile programmi che tengono conto delle nuove restrizioni introdotte nella nuova iterazione, vale a dire Un'euristica molto semplice. In alcuni casi, il processo di pianificazione viene ulteriormente semplificato: prima viene pianificata una parte, poi un'altra, fino a quando non viene pianificata l'intera serie di parti. La valutazione dei programmi ottenuti rispetto all'ottimale effettivo può essere piuttosto bassa, ma va notato che se elaboriamo un programma per diverse migliaia di apparecchiature su centinaia di migliaia di operazioni per un mese o sei mesi, allora può venire a patti con questo fatto. Soprattutto se si considera che nella fase successiva i sistemi MES saranno responsabili dell’effettiva attuazione del programma di produzione. Pertanto, semplificando l'algoritmo di costruzione del programma, gli sviluppatori APS hanno reso possibile, entro i limiti della potenza di calcolo esistente, ottenere programmi accettabili e prevedere più o meno accuratamente i tempi di consegna. Allo stesso tempo, i sistemi APS non si pongono compiti più complessi come minimizzare i tempi di cambio, le operazioni di trasporto, ridurre il numero di attrezzature coinvolte, ecc. nei programmi costruiti, poiché tenere conto di questi requisiti porterà inevitabilmente ad algoritmi più pesanti e l'impossibilità di ottenere prospetti di grandi dimensioni. A questo proposito, i sistemi APS hanno un insieme estremamente limitato di criteri di pianificazione. Va notato che non è stato vano che questa possibilità esistente di ottenere orari almeno accettabili (entro mezz'ora) sia apparsa a metà degli anni '90. L'aumento della produttività dei computer riducendone i costi ha ancora una volta catalizzato il progresso nel campo della gestione della produzione.

Altre caratteristiche.

Anche se si dice che APS possa riprogrammare, in primo luogo, non tutti i sistemi APS hanno un ciclo di spedizione e, in secondo luogo, la frequenza di riprogrammazione in APS è determinata dalla frequenza dei nuovi ordini (il feedback in tempo reale per APS è considerato ridondante), in differenze rispetto ai MES, che eseguono questa operazione molto più spesso (per un compito di dimensioni molto minori, adeguando i piani delle sole singole officine), poiché reagiscono a qualsiasi cambiamento nell'andamento del processo tecnologico. I continui aggiustamenti dei piani di produzione sono un fenomeno tipico delle produzioni su piccola scala e monotipo; in letteratura vengono spesso definiti “su misura”. Si noti che per creare un ciclo di feedback più preciso con la produzione personalizzata, i fornitori di sistemi APS in alcuni casi utilizzano l'integrazione con i sistemi MES.

L'orizzonte di pianificazione in APS è raramente indicato in modo inequivocabile: turno, settimana, mese, fino a sei mesi. Ma non importa come si indovina il "valore medio" dell'orizzonte di pianificazione, per i sistemi APS viene determinato in modo estremamente semplice, in base al compito principale, la funzionalità del sistema, che è la gestione della catena di fornitura. La durata dell'orizzonte di pianificazione nei sistemi APS è sempre la differenza di tempo tra i momenti di emissione degli ordini più distanti dall'intero portafoglio di ordini dell'impresa e la data corrente, da quando appare un nuovo ordine e il corrispondente ricalcolo del intero programma, è necessario determinare non solo i termini della sua produzione, ma anche la possibilità di non violare le scadenze per gli ordini già lanciati.

Sono state quindi queste nuove opportunità, guidate dalla necessità di gestire le catene di fornitura, a costituire la ragione per cui il tasso di crescita dei sistemi APS ha iniziato a superare in modo significativo il tasso di crescita delle soluzioni nel segmento ERP. Insieme a sistemi stranieri (Berclain, Chesapeake Decision Sciences, CSC, Fygir, i2 Technologies, Manugistics, Numetrix, Optimax, Ortems, Preactor, Pritsker, Paragon Management Systems, ProMIRA, Red Pepper Software, Thru-Put Technologies, ecc.) negli ultimi Nel corso degli anni iniziarono ad apparire prodotti nazionali (infor:APS, Adexa eGPS, ecc.). I timori che APS potesse trasformarsi in nuovi ERP erano, forse, solo tra i giornalisti, poiché inizialmente era chiaro che i sistemi APS non sono responsabili della finanza, degli appalti, del flusso di documenti e di altre funzioni transazionali dell'ERP, ma i principali produttori di sistemi ERP (People Soft, SAP, Oracle, SSA Global, JD Edwards, Marcam, ecc.) hanno risposto abbastanza rapidamente ed hanno espresso il desiderio di condividere le proprie soluzioni con i prodotti APS. A poco a poco, questa collaborazione si è trasformata in una naturale esigenza di integrazione a livello del nucleo di pianificazione ERP, che può essere sostituito da un sistema APS. Tuttavia, APS può essere fornito come prodotto separato.

PianificazioneMES

Dicono che i sistemi MES siano comparsi più di 30 anni fa. Sfortunatamente, gli autori dell'articolo, la cui esperienza lavorativa totale nel campo della pianificazione e dell'automazione della produzione è di 45 anni, vent'anni fa non hanno trovato questa abbreviazione in letteratura. Comunque sia, con i sistemi MES tutto è più o meno cristallino, tranne una cosa: vengono costantemente confusi con i sistemi APS. Per capire cosa sono effettivamente i sistemi MES, diamo un’altra occhiata alla composizione regolamentata delle funzioni MES, il cui numero è esattamente undici (www.mesa.org, www.mesa.ru, www.mesforum.ru):

1. Monitoraggio delle condizioni e allocazione delle risorse (RAS).

2. Pianificazione operativa/dettagliata (ODS).

3. Dispaccio della produzione (DPU).

4. Controllo dei documenti (DOC).

5. Raccolta e archiviazione dei dati (DCA).

6. Gestione delle risorse umane (LM).

7. Gestione della Qualità del Prodotto (QM).

8. Gestione del processo produttivo (PM).

9. Gestione della manutenzione e delle riparazioni (MM).

10. Monitoraggio della cronologia del prodotto (PTG).

11. Analisi delle prestazioni (PA).

Come possiamo vedere, questa lista non include la funzione SCM, che è quella principale nei sistemi APS. Nonostante l'apparente varietà delle funzioni MES a prima vista, è necessario comprendere che tutte queste funzioni sono di natura operativa e regolano i requisiti corrispondenti non per l'impresa nel suo insieme, ma per quell'unità (negozio, sito, divisione) per la quale lavora viene effettuata la pianificazione. Allo stesso tempo, è necessario comprendere anche che funzioni come la gestione dei documenti e del personale sono la gestione dei documenti del negozio (ordini di lavoro, fogli di reporting, ecc.) e del personale del negozio. Le principali funzioni dei sistemi MES sopra elencate sono la schedulazione operativa (pianificazione dettagliata) e l'invio dei processi produttivi in ​​officina. Sono queste due funzioni che definiscono il sistema MES come un sistema operativo finalizzato alla creazione di programmi di funzionamento delle attrezzature e alla gestione operativa dei processi produttivi in ​​officina.

Il sistema MES riceve lo scopo del lavoro, che viene presentato dall'ERP nella fase di pianificazione del volume, oppure viene emesso dal sistema APS sotto forma di un programma di lavoro dell'officina accettabile per l'impresa, e in futuro non solo costruisce pianificazioni più accurate per le attrezzature, ma ne monitora anche l'implementazione online. In questo senso, l'obiettivo del sistema MES non è solo quello di soddisfare un determinato volume entro le scadenze specificate per l'esecuzione di determinati ordini, ma di soddisfarlo nel miglior modo possibile in termini di indicatori economici dell'officina. Abbiamo già detto che i sistemi APS formano alcuni programmi di lavoro iniziali di primo grado di approssimazione anche prima dell'inizio dell'attuazione dei piani di produzione. Allo stesso tempo, a causa della grande dimensione del problema, molti fattori tecnologici e organizzativi non vengono presi in considerazione. Già in fase di esecuzione, il sistema MES, dopo aver ricevuto un tale progetto preliminare, lo ottimizza secondo una serie di criteri. Allo stesso tempo, dopo aver ottimizzato e costruito un nuovo programma di lavoro per l'officina, molto spesso, a causa della compattazione del lavoro sulle attrezzature, si trovano riserve aggiuntive e diventa possibile evadere ordini aggiuntivi entro il periodo previsto. Ciò ottiene l'effetto di aumentare la produttività delle strutture produttive.

A differenza dei sistemi APS, i sistemi MES operano con dimensioni di assegnazione più piccole: fino a 200 macchine e 10.000 operazioni su un orizzonte di pianificazione, che di solito non supera i tre-dieci turni. La riduzione della dimensionalità è dovuta al fatto che il MES tiene conto di un numero molto maggiore di vincoli tecnologici. Un'altra differenza è che i sistemi MES di solito non funzionano con uno o due criteri di programmazione, ma spesso con diverse dozzine, il che consente al responsabile dell'officina di costruire un programma tenendo conto delle diverse situazioni di produzione. E solo i sistemi MES funzionano con i cosiddetti criteri vettoriali integrali per la costruzione degli orari, quando diversi criteri parziali vengono raccolti in un unico criterio. Allo stesso tempo, il dispatcher, quando redige un programma, può indicare cosa vuole vedere in un programma specifico: una riduzione della durata del calendario dell'intera attività, una riduzione della durata delle operazioni di cambio, il rilascio delle macchine con un piccolo carico, ecc. L'efficienza della programmazione e del ricalcolo è anche prerogativa del MES, poiché il ricalcolo può essere effettuato con incrementi di un minuto. Ciò non significa, ovviamente, che ogni minuto al lavoratore verranno assegnati nuovi compiti, ma significa che tutti i processi nell'officina sono controllati in modalità vero tempo e ciò consente di anticipare tutte le possibili violazioni del programma e di adottare tempestivamente le misure appropriate.

Gli algoritmi dei sistemi MES, sebbene basati, nella maggior parte dei casi, su euristiche, sono, di regola, molto più complessi e “più intelligenti” degli algoritmi APS. Innanzitutto, l’algoritmo MES trova una soluzione fattibile tenendo conto di tutti i vincoli e del criterio selezionato (parziale o integrale). Successivamente, nella fase di ottimizzazione, avviene la ricerca della pianificazione migliore. Naturalmente, anche il programma risultante non è ottimale nel pieno senso della parola, poiché la ricerca dell'ottimale in tali problemi è sempre accompagnata da costi di tempo significativi (i sistemi MES costruiscono programmi in 0,1 - 5 minuti sulla tecnologia moderna), ma la pianificazione risultante, di norma, è già molto più vicina all'ottimale rispetto alla pianificazione creata dai sistemi APS.

In alcuni casi, i sistemi MES possono creare programmi non solo per le macchine, ma anche per veicoli, squadre di assistenza e altri dispositivi di servizio. Tali caratteristiche di pianificazione come la formazione di assiemi tecnologici, la pianificazione della produzione di prodotti con la pianificazione parallela per la produzione dell'insieme richiesto di attrezzature (dispositivi, strumenti unici) vanno oltre le capacità di qualsiasi altro sistema.

Una proprietà importante dei sistemi MES è la fattibilità della pianificazione. Integrati nel ciclo di pianificazione ERP, i sistemi APS creano programmi di produzione solo quando nuovi prodotti o lavori vengono aggiunti al portafoglio ordini; è estremamente difficile modificarli in tempo reale, il che porta a seri problemi nell'utilizzo dei sistemi APS nella produzione su piccola scala . In questi casi, i sistemi MES funzionano in modo più flessibile e rapido, ricalcolando e adattando i programmi per eventuali deviazioni nei processi di produzione, il che aumenta la flessibilità e il dinamismo della produzione. Se i programmi del sistema APS sono più adatti per la produzione con un carattere di produzione su larga scala, dove, di regola, non ci sono brusche deviazioni dal programma di produzione (natura stabile della produzione), allora i sistemi MES sono indispensabili su piccola scala e produzione personalizzata. Allo stesso tempo, se per i sistemi APS un'officina con una grande quantità di informazioni tecnologiche e operative è in una certa misura una "scatola nera", allora i sistemi MES, quando eseguono le attività, si basano sul principio del calcolo e della correzione dei programmi di produzione in base a lo stato reale della produzione. Questi sistemi reagiscono in modo abbastanza sensibile alle deviazioni nei tempi di esecuzione delle operazioni tecnologiche, ai guasti imprevisti delle apparecchiature, alla comparsa di difetti durante la lavorazione dei prodotti e ad altri disturbi interni.

A differenza dei sistemi delle classi ERP e APS, i sistemi MES sono orientati al tema - per l'ingegneria meccanica, la lavorazione del legno, la stampa, ecc. Pertanto, riflettono pienamente le caratteristiche tecnologiche di specifici processi di produzione e spesso includono mezzi sviluppati per supportare la preparazione tecnologica di un particolare tipo di produzione. Molto spesso i sistemi MES hanno possibilità di integrazione con i sistemi CAD/TP/CAM. È caratteristico che, secondo i dati occidentali, l'introduzione del MES in un'impresa non solo garantisce la preparazione di programmi di produzione dettagliati, ma ha anche un effetto positivo sulla gestione della qualità e sul livello di servizio delle apparecchiature di processo.

Reinoud Visser e Jan Snoeij, Sondaggio sui prodotti MES 2003

Esistono sul mercato soluzioni sia per sistemi a carattere discreto di rilascio del prodotto, sia per produzioni a carattere continuo. I sistemi del primo tipo sono i più complessi in termini di accuratezza progettuale e fattibilità del piano, soprattutto con la produzione di tipo “custom”.

Il mercato dei sistemi MES si sta sviluppando in modo molto dinamico (sulla risorsa dell'Associazione MES - www.mesa.org, il lettore può trovare riferimenti a più di cinquanta sistemi MES). Proprio come nel caso dei sistemi APS, i principali produttori di sistemi ERP sono interessati a integrare i loro prodotti.

Rigorosa funzionalità dei sistemi, “stabilità” dei piani e dei programmi di produzione implementati

Il MES può sostituire completamente l’APS?

Per dare una risposta ragionata a questa domanda, osserviamo che l’attuazione di programmi dettagliati sincronizzati elaborati a livello APS non si riduce semplicemente alla correzione dei piani ERP su larga scala, ma al mantenimento della loro stabile esecuzione “sostenibile”: l’intero Il sistema produttivo deve avere un margine di stabilità rispetto a piccole deviazioni che si verificano nei singoli laboratori. I programmi APS sincronizzati non dovrebbero essere modificati frequentemente, soprattutto se ciò non è dovuto a fattori esterni (ritardi nella consegna delle materie prime, comparsa di nuovi ordini urgenti, ecc.). E affinché ciascuna divisione produttiva di un'impresa sia in grado di “estinguere” autonomamente le deviazioni che si presentano in essa, è necessario l'uso del MES.

Nel MES, al contrario, non si presuppone alcuna “stabilità” a priori dei programmi di produzione compilati, inoltre la loro attuazione è ovviamente di natura “instabile” (i matematici qui direbbero che un tale programma è un cosiddetto oggetto strutturalmente instabile); , perché presuppone la possibilità di tempestiva rettifica in qualsiasi momento su richiesta del mittente. Per dare una certa analogia con i mezzi di trasporto di merci alla rinfusa, ERP+APS potrebbe essere paragonato ad un buon camion stabile, e MES ad una squadra di ciclisti, ognuno dei quali aveva una borsa con il carico trasportato attaccata al bagagliaio.

Possiamo ora riformulare diversamente la domanda originale sull’intercambiabilità di MES e APS: qual è il modo migliore per trasportare merci?

Su 100 biciclette (qui bisogna pedalare, dopotutto una bicicletta instabile)

Su uno sostenibile camion?

Non affrettarti, caro lettore, con una risposta apparentemente ovvia... ricorda che i sistemi stabili, in generale, sono mal gestiti. Dobbiamo porci sempre la domanda: “Che strada stiamo seguendo? E cosa accadrà se l’autostrada finirà all’improvviso e, ad esempio, si incontrerà una zona boschiva lungo il percorso?” Non è difficile prevedere che in questo caso i ciclisti abbiano buone possibilità di trasportare almeno parte del carico fino a destinazione... ma con un camion stabile, ahimè.

Naturalmente, in realtà, non tutto è così tragico. Se la pianificazione viene effettuata per piccole imprese con non più di 200 macchine, in linea di principio MES e APS potrebbero essere considerati condizionatamente intercambiabili. Soprattutto quando si tratta di produzione “custom”. Pianificazioni e date di consegna saranno molto più precise, ma nei MES mancano alcune funzioni APS, ad esempio la pianificazione dei fabbisogni materiali, poiché i MES sono sistemi di esecuzione e il loro compito è eseguire al meglio il piano di lavoro. APS è il livello di pianificazione dettagliata dell'intera azienda, mentre MES è il livello di un'officina, di un sito o di una divisione.

È possibile dirlo? MES = AP o che un sistema è semplicemente parte di un altro (tali opinioni, ahimè, sono spesso espresse nei periodici)? La risposta è chiaramente negativa: ovviamente NO; - nonostante la somiglianza esterna nella loro funzionalità, questi sistemi non coincidono nella natura dell'attuazione dei programmi di produzione che creano, così come i sistemi stabili e instabili non coincidono nella loro dinamica. Quei pianificatori che formano piani direttivi rigorosi (ERP+APS) sono solitamente chiamati Push Planning Systems - sistemi "plan-pushing", e quelli che adeguano prontamente i piani durante la loro esecuzione sono chiamati Pull Planning Systems - sistemi "plan-pulling". Pensiamo per un momento, può una persona spostare un carico spingendolo e tirandolo contemporaneamente? Ovviamente no! Ora diventa chiaro il motivo per cui l’affermazione è vera: MES<> AP. Questi sistemi non coincidono concettualmente e non fanno parte l'uno dell'altro, e questa differenza deve essere compresa abbastanza chiaramente.

Recentemente, alla ricerca di bonus di marketing, molti sviluppatori hanno iniziato a posizionare i propri prodotti come soluzioni APS o MES. In alcuni casi si tratta di sistemi per la preparazione tecnologica della produzione, sistemi logistici di magazzino e persino normali database. Pensiamo che il lettore, avendo familiarizzato con le caratteristiche distintive di APS e MES in questo articolo, sarà facilmente in grado di capire che tipo di prodotto gli viene offerto, nonostante i trucchi del marketing.

Quindi, vediamo che per un'impresa, dal punto di vista della prevedibilità e della trasparenza delle date di rilascio del prodotto pianificate e della produzione ottimale, sono necessari i seguenti meccanismi di pianificazione:

Pianificazione di materiali e risorse secondo BOM (Bill of Material) per l'intera gamma pianificata dell'impresa;

Gestione della catena di approvvigionamento;

Pianificazione dettagliata e controllo dell'invio operativo dei programmi di funzionamento delle apparecchiature;

Ciò è possibile solo se utilizziamo insieme tutti e tre i sistemi: ERP, APS e MES.

ERP, APS, MES - sebbene sistemi completamente diversi con funzionalità diverse, progettati per scopi diversi, non solo possono andare d'accordo, ma anche completarsi a vicenda in termini di creazione di un potente sistema di pianificazione per l'impresa, che copre tutti i compiti esistenti. In molti casi, sentiamo richieste da parte dei massimalisti di aumentare la funzionalità di APS o MES al livello ERP. È possibile farlo? In linea di principio è possibile. Riunisci il team di sviluppo e dì loro: "MES (o APS) è disponibile". Dobbiamo farne un ERP!” Tutto questo può essere fatto. Come puoi nutrire un gatto delle dimensioni di un cane da guardia caucasico? Ma chi catturerà i topi e custodirà la casa? ...

"Rimani sintonizzato!"

Nella parte successiva, gli autori parleranno al lettore delle caratteristiche della pianificazione nei sistemi MES, dei tipi di criteri di pianificazione e come sceglierli, di come viene ricercata la soluzione ottimale in un ambiente multicriterio, di quale compito quali sono le priorità e come assegnarle e come vengono creati i sistemi MES.

Letteratura

1. Gestione della produzione. Ed. S. D. Ilyenkova.-M.: UNITY-DANA, 2000. - 583 p.

2. Timkovskij V.G. La matematica discreta nel mondo delle macchine utensili e dei componenti. - Scienza, M.: 1002. - 144 p.

3. Gavrilov D.A. Gestione della produzione basata sullo standard MRP II. - San Pietroburgo: Pietro, - 2003. - 352 p.

4. Bermudez J. Sistemi ottimizzati di pianificazione della produzione: una nuova moda o una svolta nella gestione della produzione e della catena di fornitura? Revisione della produzione. Ricerca sulla resistenza antimicrobica.

©2007
Dottore in scienze tecniche, professore, Università tecnologica statale di Mosca "STANKIN", Dipartimento di tecnologie dell'informazione e sistemi informatici.

Zagidullin Ravil Rustem-bekovich © 2007
Dottore in Scienze Tecniche, Professore, Ufa State Aviation Technical University (USATU), Dipartimento di Sistemi Tecnologici Automatizzati.

Fonte di informazione: Rivista “Machine Park”, n. 10, 2008.

I sistemi MES sono sistemi computerizzati utilizzati nel settore manifatturiero per tracciare e documentare la trasformazione delle materie prime in prodotti finiti. Forniscono informazioni che aiutano i decisori a capire come ottimizzare le condizioni attuali dell'impianto per migliorare la produzione del prodotto. I MES operano in tempo reale per fornire il controllo su più elementi del processo di produzione (ad esempio input, personale, macchine e servizi di supporto).

Come funziona?

I sistemi di gestione unificata MES possono funzionare in diverse aree funzionali: gestione delle definizioni dei prodotti durante tutto il loro ciclo di vita, pianificazione delle risorse, evasione e spedizione degli ordini, analisi della produzione e gestione dei tempi di fermo per l'efficacia complessiva delle apparecchiature (OEE), qualità del prodotto o tracciabilità dei materiali, ecc. d.

Un sistema di questo tipo crea un registro “integrato”, registrando dati, eventi e risultati del processo produttivo. Ciò può essere particolarmente importante nei settori regolamentati come quello alimentare e delle bevande o quello farmaceutico, dove potrebbe essere richiesta la documentazione e la verifica di processi, eventi e attività.

L'idea del MES può essere vista come un passaggio intermedio tra un sistema di pianificazione delle risorse aziendali (ERP) e un sistema di controllo e controllo dell'assemblaggio (SCADA) o un sistema di controllo dei processi.

All'inizio degli anni '90 furono creati gruppi industriali come MESA (International-Manufacturing Enterprise Solutions Association) per regolare la complessità e fornire indicazioni sull'esecuzione dei sistemi MES.

Vantaggi

Questi sistemi aiutano a creare processi di produzione senza soluzione di continuità e forniscono feedback in tempo reale sui requisiti. Inoltre, forniscono tutte le informazioni critiche in un unico posto. Altri vantaggi derivanti da un’implementazione MES di successo possono includere:

1. Ridurre la quantità di rifiuti, riciclarli e distruggerli, anche in tempi più brevi.
2. Raccolta più accurata delle informazioni sui costi (ad esempio manodopera, tempi di inattività e strumenti).
3. Aumento dei tempi di attività.
4. Implementazione del lavoro senza carta.
5. Ridurre l'inventario in eccesso eliminando l'inventario caso per caso.

Tipi di MES

È emersa un’ampia varietà di sistemi MES con l’uso diffuso dei dati raccolti per uno scopo specifico. Il loro ulteriore sviluppo nel corso degli anni '90 ha portato ad un aumento della loro funzionalità. La Manufacturing Enterprise Association (MESA) ha quindi implementato un quadro definendo 11 funzioni che limitavano la portata del MES. Nel 2000, ANSI/ISA-95 ha fuso questo modello con il Purdue Reference Model (PRM).

Con il MES esecutivo al livello 3 è stata definita una gerarchia funzionale tra ERP al livello 4 e controllo di processo ai livelli 0, 1, 2. Dalla pubblicazione della terza parte della norma nel 2005, le attività al livello 3 sono state suddivise in quattro principali attività: produzione, qualità, logistica e servizio tecnico.

Tra il 2005 e il 2013, parti aggiuntive o riviste dello standard ANSI/ISA-95 hanno ulteriormente definito la composizione hardware dei sistemi MES, coprendo il modo in cui le funzioni sono distribuite internamente e le informazioni vengono scambiate sia internamente che esternamente.

Aree funzionali

Nel corso degli anni, standard e modelli internazionali hanno ampliato la portata di questi strumenti in termini di attività. In genere, lo scopo e le funzioni dei sistemi MES includono quanto segue:

1. Gestire le definizioni dei prodotti. Ciò può comportare l’archiviazione, il controllo delle versioni e lo scambio di dati con altri sistemi come regole di prodotto, distinte base, conteggio delle risorse, punti di controllo dei processi e dati di qualità, tutti incentrati sulla determinazione del modo in cui viene realizzato il prodotto.
2. Gestione delle risorse. Ciò può includere la registrazione, la condivisione e l'analisi delle informazioni sulle risorse dedicate alla preparazione e all'esecuzione degli ordini di produzione che sono possibili e disponibili.
3. Pianificazione (processi produttivi). Queste attività definiscono il programma di produzione come un insieme di ordini di esecuzione per soddisfare i requisiti di produzione, solitamente derivati ​​dalla pianificazione delle risorse aziendali o da sistemi di pianificazione avanzati specializzati, garantendo l'uso ottimale delle risorse locali.
4. Invio degli ordini di produzione. A seconda del tipo di processi produttivi, ciò può comportare un'ulteriore distribuzione di lotti, cicli e ordini di lavoro, la loro emissione ai centri di lavoro e l'adattamento a condizioni impreviste.
5. Evasione degli ordini di produzione. Mentre l'esecuzione vera e propria viene effettuata dai sistemi di controllo del processo, un MES può eseguire controlli delle risorse e informare altri sistemi sull'avanzamento dei processi di produzione.
6. Raccolta dati di produzione. Questa funzione MES include la raccolta, l'archiviazione e lo scambio di dati di processo, stato delle apparecchiature, informazioni sui materiali e registri di produzione in uno schedario o in un database relazionale.
7. Analisi della produttività produttiva. È l'estrazione di informazioni utili dai dati grezzi raccolti sullo stato attuale della produzione. Questi includono revisioni delle prestazioni (WIP) e prestazioni storiche (come l'efficienza complessiva delle apparecchiature o qualsiasi altro indicatore simile).
8. Tracciabilità e tracciabilità della produzione. Si tratta della registrazione e del recupero delle informazioni correlate per fornire uno storico completo di vendite, ordini o attrezzature. Quest’area è particolarmente importante per le industrie legate al settore sanitario. Questa è, ad esempio, la produzione di prodotti farmaceutici.
9. Digitalizzazione di dati completi dai registri nell'interfaccia di dispositivi digitali utilizzando la funzione di blocco modifica, nonché output dei dati da SCADA a una banca dati comune.

Comunicazione con altri sistemi

Il MES Manufacturing Execution System si integra con ISA-95 (il modello predecessore di Purdue, "95") con molteplici relazioni e connessioni. L'insieme dei sistemi che operano al livello ISA-95 3 può essere chiamato sistemi di gestione delle operazioni di produzione (MOMS). Oltre al MES, di solito esiste un sistema di gestione delle informazioni di laboratorio (LIMS), un sistema di gestione del magazzino (WMS) e un sistema di gestione della manutenzione computerizzato (CMMS).

Dal punto di vista del MES i possibili flussi informativi sono:

• nel LIMS: richieste di test di qualità, campioni campione, dati statistici di processo;
• da LIMS: risultati dei test di qualità, certificati di prodotto, risultati dei test;
• nel WMS: richieste di risorse materiali, definizione dei materiali, fornitura di prodotti;
• da WMS: disponibilità dei materiali, lotti di materiali allestiti, spedizione dei prodotti;
• in CMMS: apparecchiature che lavorano con i dati, il suo scopo, richieste di servizio;
• da CMMS: avanzamento della manutenzione, capacità delle apparecchiature, programma di manutenzione.

Comunicazione con i sistemi di livello 4

Esempi di sistemi che operano a ISA-95 Livello 4 sono la gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM), la pianificazione delle risorse aziendali (ERP), la gestione delle relazioni con i clienti (CRM), la gestione delle risorse umane (HRM) e il sistema di esecuzione dei processi (PDES).

Dal punto di vista dei sistemi MES, esempi di possibili flussi informativi sono:

• al PLM: risultati dei test di produzione;
• dal PLM: definizione del prodotto, conti delle transazioni (percorsi), istruzioni di lavoro elettroniche, impostazioni delle apparecchiature;
• all'ERP: risultati delle attività produttive, materiali prodotti e consumati;
• da ERP: pianificazione della produzione, fabbisogni d'ordine;
• nel CRM: tracciamento delle informazioni;
• da CRM: reclami sul prodotto;
• alla gestione delle risorse umane: efficienza del personale;
• da HRM: competenze del personale, disponibilità del personale;
• al PDES: risultati dei test;
• da PDES: Definizione del flusso di produzione, Definizione degli esperimenti (DoE).

In molti casi, i sistemi Middleware Enterprise Application Integration (EAI) vengono utilizzati per scambiare messaggi tra il MES e il Livello 4. Una definizione di dati comune, B2MML, è stata definita nello standard ISA-95 per collegare il MES ai sistemi di Livello 4 di cui sopra.

Comunicazione con sistemi di livello 0, 1, 2

I sistemi che operano al livello ISA-95 2 sono il controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA), i controllori logici programmabili (PLC), i sistemi di controllo distribuito (DCS) e i sistemi di automazione batch. I flussi di informazioni tra MES e questi sistemi di controllo di processo sono più o meno gli stessi:

• al PLC: istruzioni di funzionamento, ricette, impostazioni;
• da PLC: valori di processo, allarmi, setpoint regolati, risultati di produzione.

La maggior parte dei sistemi MES includono la connettività come parte del prodotto offerto. La comunicazione diretta dei dati delle apparecchiature dell'impianto viene stabilita mediante sincronizzazione con. Spesso i dati vengono prima raccolti e diagnosticati per il controllo in tempo reale in un sistema di controllo distribuito (DCS) o di controllo di supervisione e acquisizione dati (SCADA). In questo caso, i MES sono collegati a questi sistemi Layer 2 per scambiare dati tra i vari impianti.

Lo standard industriale per la connessione agli elementi di produzione è OLE for Process Control (OPC). Ma ora lo standard del settore ha iniziato a passare a OPC-UA. I moderni sistemi compatibili con OPC-UA non funzionano necessariamente solo su Microsoft Windows, ma sono progettati per funzionare su GNU/Linux o altri sistemi embedded. Ciò riduce il costo dei sistemi SCADA e li rende più aperti con una forte sicurezza.

Le aziende manifatturiere utilizzano i sistemi MES sul mercato per tracciare le materie prime attraverso il percorso di fabbrica fino allo stato finale. Se utilizzato correttamente, questo sistema può ridurre gli sprechi, fornire una riflessione più accurata sui costi, aumentare i tempi di attività e ridurre la necessità di inventario. Ci sono alcuni fatti fondamentali che tutti dovrebbero conoscere sui sistemi di esecuzione della produzione.

Gestiscono le definizioni dei prodotti

Qualsiasi manager esperto sa che anche il minimo cambiamento nel materiale può cambiare completamente lo stato finale del prodotto. Una carenza o un eccesso possono portare a gravi alterazioni della qualità del prodotto. Tutto ciò può comportare costi aggiuntivi.

La funzionalità principale dei sistemi MES ti consente di monitorare attivamente i componenti che compongono il tuo prodotto. Ti danno la possibilità di impostare parametri rigorosi per le tue apparecchiature di produzione, riducendo così gli sprechi e risparmiando denaro.

Stimano adeguatamente le risorse di produzione (con qualche aiuto)

Come accennato in precedenza, i sistemi di classi MES possono determinare l'esatta quantità di materiale necessario per creare un prodotto, consentendo una chiara definizione del prodotto e mantenendo l'integrità del prodotto. In più, avrai sempre un'idea di quali sono le tue risorse produttive. Questa categoria comprende tutto, dal tenere traccia dei materiali fisici alla conoscenza del numero di macchine da sottoporre a manutenzione o alla disponibilità di manodopera necessaria per completare un lavoro. Il MES combinato con un sistema APS (Advanced Planning and Scheduling) ha la capacità di prevedere realisticamente le date di completamento del prodotto per il 100% di tutte le risorse che hai in distribuzione.

Possono essere integrati con altri sistemi produttivi

Da soli, i sistemi di esecuzione della produzione hanno spesso la capacità di programmare i processi di produzione, ma a livello di “capacità infinita” e quindi possono operare tecnicamente come software di pianificazione autonomo. Tuttavia, tendono a funzionare meglio se utilizzati insieme ad altri software di elaborazione della produzione come APS, in modo che anche i vincoli finali possano essere presi in considerazione per una pianificazione più accurata e ottimizzata.

APS definisce un programma di produzione come un insieme di ordini di lavoro per soddisfare i requisiti di produzione, solitamente derivati ​​dalla pianificazione delle risorse aziendali (ERP), che a sua volta aiuta nell'utilizzo primario delle risorse.

Forniscono analisi dell'efficienza produttiva

Una volta che un prodotto ha iniziato a entrare in produzione, il MES può generare report in base al suo stato attuale. Utilizzando questo sistema è possibile tenere traccia dei lavori in corso, di vari indicatori storici e di tutti gli altri dati sulle prestazioni.

Tracciamento dei dati di produzione

Quando un prodotto lascia finalmente la linea di produzione, il MES tiene traccia di tutti i dati che lo riguardano e li memorizza per un utilizzo futuro. Inoltre, il sistema non solo fornirà un registro digitale organizzato dei dati di prodotto, ma potrà anche aggregare queste informazioni per report futuri. Indipendentemente dagli obiettivi interni o esterni, disporrai di dati attuali e aggiornati sulla velocità dei tuoi processi di produzione, che alla fine ti aiuteranno a generare maggiori profitti.

Se combinato con MES, può essere incredibilmente utile per qualsiasi manager che desideri aumentare i tempi e la velocità di produzione. Un'adeguata gestione delle risorse, pianificazione della produzione e tracciabilità del prodotto consentiranno a qualsiasi azienda di aumentare la produzione e ridurre gli sprechi in modo abile e calcolato.

MES e APS - insieme o separatamente?

Prima di esaminare i sistemi MES, è importante capire come interagiscono con altri strumenti simili. Pertanto, APS (Advanced Planning & Scheduling) è una categoria di software a sé stante, come ERP o MES. L'APS copre la pianificazione strategica, tattica e operativa. L'ultimo caso d'uso operativo è spesso visto come il nucleo dell'APS. Qui la pianificazione è lo sviluppo quotidiano dell'obiettivo finale. L'essenza di ciò è sviluppare possibili piani per ridurre al minimo l'eccesso di inventario e ridurre i tempi di consegna degli ordini. Ci sono molti fornitori di sistemi APS che puoi trovare al giorno d'oggi.

D'altra parte, il sistema MES esegue comandi e controlli. Il software MES è disponibile sia senza funzioni di pianificazione che con funzionalità limitate. In ogni caso, le capacità non sono così estese come nel puro software APS. Nell'annuale MES Product Review, la quota di funzionalità FCS con il software MES è in aumento. Poiché si tratta di un software transazionale, è piuttosto difficile implementare tutte le funzioni di pianificazione estese in questo contesto. La pianificazione e la previsione richiedono la modellazione di vari scenari e non dovrebbero influenzare automaticamente le prestazioni delle attività.

Grazie alla stretta integrazione dei sistemi MES e APS (in un circuito chiuso), tutte le ricche funzionalità di APS vengono utilizzate senza alcuna restrizione. Se questo sistema supporta la pianificazione multisito e la potente Internet, l'intera catena di fornitura può essere pianificata, eseguita e controllata in tempo reale, a livello globale senza restrizioni geografiche. Ad esempio, quando si avvia un'operazione (fase di lavoro) in Cina, uno scheduler negli Stati Uniti può vedere l'avanzamento dell'ordine in tempo reale. Il venditore può anche accedere all'applicazione MES/APS online e visualizzare quando il prodotto verrà spedito al cliente senza telefonate o e-mail.

MES e MOM: qual è la differenza?

La terminologia può creare confusione nel settore del software, soprattutto se hai appena iniziato a conoscerla. Sfortunatamente, questa osservazione è vera per il software nell’industria e nella produzione. Nel corso degli anni sono stati utilizzati molti sistemi diversi, ma solo 2 acronimi creano confusione:

• MES - sistema di esecuzione della produzione.
• MOM - gestione delle operazioni di produzione.

Per comprendere la differenza tra loro, è necessario condurre un'analisi comparativa dei sistemi MES (tabella PDF) e MOM. Puoi evidenziare somiglianze e differenze durante la descrizione.

Come affermato in precedenza, il MES è stato utilizzato per la prima volta dalla resistenza antimicrobica negli anni ’90, sostituendo il sistema Computer Computing Manufacturing (CIM) adottato per la prima volta alla fine degli anni ’80. Ciò è avvenuto prima che venissero stabiliti molti standard di settore (come ISA-95) e sicuramente molto prima che l’ERP si affermasse come la principale dorsale IT per la maggior parte delle aziende manifatturiere globali.

Molti dei primi sistemi MES furono appositamente costruiti per essere a circuito chiuso. Per questo motivo, non avevano la flessibilità necessaria per adattarsi alle mutevoli esigenze aziendali. Ciò ha comportato che molte delle prime implementazioni avessero tempi di calcolo molto lunghi e spesso creassero un processo di implementazione che sembrava non avere fine. Per questi motivi, quando introdotto nella produzione, il MES inizialmente si guadagnò la reputazione di strumento costoso e rischioso che spesso non riusciva a raggiungere gli obiettivi iniziali di ROI.

Allo stesso tempo, si continuava a lavorare molto nel campo dell'automazione industriale e sono emersi numerosi standard a livello di pacchetto (come ISA-88 e ISA-95). Hanno definito il termine Manufacturing Operations Management (MOM). In questo sistema sono state definite attività dettagliate e processi aziendali, tra cui produzione, qualità, servizio e inventario.

Sviluppo della MOM

Le nuove condizioni di mercato hanno portato gli sviluppatori a voler cambiare marchio e separarsi dai prodotti del passato, vale a dire MES. Molti di loro hanno adottato il termine MOM e hanno definito le loro proposte una nuova soluzione. Hanno offerto la flessibilità e la scalabilità necessarie per rendere il sistema una vera applicazione aziendale, tra cui:

• architettura basata su una piattaforma personalizzabile ed estensibile;
• integrazione standardizzata con ERP;
• integrazione basata su standard con l'automazione industriale;
• modello di dati di produzione standardizzato;
• ampie opportunità: modellazione, visualizzazione, ottimizzazione, aggiornamento e coordinamento dei processi aziendali di produzione in tutto il mondo;
• gestione degli eventi: la capacità di raccogliere, riassumere, analizzare e rispondere agli eventi di produzione in tempo reale.

Nonostante questa tendenza, gli sviluppi precedenti non sono stati dimenticati. I principali fornitori MES non hanno abbandonato il loro prodotto. Invece, hanno riprogettato i loro sistemi e hanno fornito loro funzionalità che rivaleggiavano con quelle di MOM.

Allora qual è la differenza?

Oggi l’acronimo MOM si riferisce solitamente ai processi aziendali piuttosto che al software. La designazione della soluzione MOM viene spesso utilizzata per differenziarla dalle soluzioni MES precedenti e presenta le funzionalità sopra elencate.

Il MES è ancora utilizzato nella maggior parte dei casi. A volte può avere capacità simili a MOM, ma, a differenza di esso, si sviluppa a un ritmo più rapido.

Esempi di MES

In Russia oggi, tre di questi sistemi sono leader. Tutti sono progettati per una migliore gestione della produzione, ma sono progettati per la produzione su piccola scala. Allo stesso tempo, ci sono differenze tra loro.

Il sistema FOBOS MES viene utilizzato nelle industrie di costruzione di macchine di medie e relativamente grandi dimensioni. Le sue funzioni principali sono la gestione e la pianificazione intra-negozio. Deve essere integrato con il sistema ERP (o “1C: Enterprise”) e reindirizza ad esso tutti i dati ricevuti.

YSB.Enterprise è stata creata per l'industria della lavorazione del legno. Inoltre presenta alcune caratteristiche che lo rendono più adatto alle piccole imprese (quelle dove 1C da solo non è più sufficiente). Il sistema MES ha troppo poche funzioni specifiche e necessarie per un funzionamento a tutti gli effetti, ma allo stesso tempo contiene opzioni aggiuntive, tra cui la gestione delle vendite e della contabilità.

PolyPlan dispone di un insieme ancora più ridotto di funzioni MES, ma allo stesso tempo si presenta come uno strumento per la pianificazione operativa nel campo dell'ingegneria meccanica (per una produzione flessibile e automatizzata). Il costo di questo tipo di sistema MES è il più basso.

MES(Manufacturing Execution System) – sistema esecutivo della produzione. I MES sono sistemi software specializzati progettati per risolvere problemi di pianificazione operativa e gestione della produzione. I sistemi di questa classe sono progettati per risolvere problemi di sincronizzazione, coordinare, analizzare e ottimizzare l'output del prodotto all'interno di una determinata produzione.

L'utilizzo del MES come software industriale speciale può aumentare significativamente la produttività del capitale delle apparecchiature tecnologiche e, di conseguenza, aumentare il profitto dell'impresa anche in assenza di ulteriori investimenti nella produzione. I sistemi MES sono complessi industriali o strumenti software che operano nell'ambiente di officine o imprese manifatturiere.

Principali funzioni del MES:

L'anello di congiunzione tra il management crea il cosiddetto livello MES (MES = Manufacturing Execution System).

• Monitorare lo stato e la distribuzione delle risorse.
• Efficienza e dettaglio della pianificazione.
• Dispacciamento della produzione.
• Gestione dei documenti.
• Raccogliere e archiviare dati.
• Gestire il personale.
• Gestire la qualità del prodotto.
• Gestire i processi produttivi.
• Gestire manutenzioni e riparazioni.
• Tieni traccia della cronologia del prodotto.
• Analizzare le prestazioni.

Differenze tra sistemi MES ed ERP

In cosa differiscono i sistemi MES dai sistemi ERP e perché si trovano a livelli diversi della struttura informativa? I sistemi ERP sono focalizzati sulla pianificazione dell'evasione degli ordini, ad es. rispondi alla domanda: quando e quanto dovrebbe essere prodotto? I sistemi MES si concentrano sulla domanda: come vengono effettivamente realizzati i prodotti? E operano con informazioni più accurate sui processi produttivi.

La struttura informativa e di controllo di un'impresa manifatturiera

La differenza principale tra MES ed ERP è che i sistemi MES, operando esclusivamente con le informazioni di produzione, consentono di adeguare o ricalcolare completamente il programma di produzione durante un turno di lavoro tutte le volte necessarie. Nei sistemi ERP, a causa dell'elevato volume di informazioni amministrative, economiche, contabili e finanziarie, che non influiscono direttamente sul processo produttivo, la ripianificazione può essere effettuata non più di una volta al giorno.

Rispondendo rapidamente agli eventi in corso e utilizzando metodi matematici per compensare le deviazioni dal programma di produzione, i sistemi MES consentono di ottimizzare la produzione e renderla più redditizia.

I sistemi MES, raccogliendo e riepilogando i dati ricevuti dai vari sistemi di produzione e linee tecnologiche (il livello inferiore della piramide), portano l'organizzazione di tutte le attività produttive ad un livello superiore, dalla formazione di un ordine di produzione alla spedizione dei prodotti finiti a magazzini.

I sistemi MES implementano la comunicazione in tempo reale tra i processi produttivi e i processi aziendali dell'impresa e migliorano le prestazioni finanziarie dell'impresa (flusso di cassa), compreso l'aumento del rendimento delle immobilizzazioni, l'accelerazione del turnover di cassa, la riduzione dei costi, la puntualità delle consegne, l'aumento margini di profitto e produttività.

I sistemi MES generano dati sugli attuali indicatori di produzione, compreso il costo reale di produzione, necessari per un migliore funzionamento dei sistemi ERP.

Pertanto, il MES è il collegamento tra i sistemi ERP focalizzati sulle operazioni finanziarie ed economiche e le attività di produzione operativa di un'impresa a livello di officina, sito o linea di produzione.

Nucleo di integrazione aziendale

Le funzioni eseguite dai sistemi MES possono essere integrate con altri sistemi di gestione aziendale, come Supply Chain Planning (SCM), Sales and Service Management (SSM), Enterprise Resource Planning (ERP), Automated Process Control Systems (APCS), che forniranno monitoraggio tempestivo e completo dei processi produttivi critici.

Lascia il tuo commento!