Główne funkcje MES. Rosyjskie systemy MES, czyli Jak przywrócić optymizm produkcji

Systemy wykonawcze i zarządzające (MES) tradycyjnie łączą ERP (i inne systemy biznesowe) z kontrolą i monitorowaniem przepływu danych w fabrykach. Dekodowanie MES (skrót) przetłumaczone na język rosyjski dosłownie brzmi jak „system zarządzania produkcją”. Zasadniczo działają one jako systemy operacyjne do zarządzania instalacją. Zostały one opracowane i są rozwijane w kontekście inteligentnej produkcji, transformacji przemysłowej i kompleksowego zarządzania operacjami produkcyjnymi.

Systemy zarządzania produkcją mają dziś większe znaczenie dla realizacji zadań niż kiedykolwiek wcześniej. Cyfrowa inteligentna konfiguracja produkcyjna opiera się na danych i przekształca wszystkie zebrane i zagregowane informacje w wartość biznesową. Można to osiągnąć na przykład poprzez usprawnienie zarządzania aktywami, zapasami i materiałami, uzyskanie wglądu w procesy produkcyjne w celu lepszego podejmowania decyzji oraz zarządzanie wydajnością i jakością. Etapy te realizowane są poprzez koordynację działań produkcyjnych.

Pomiar wartości i korzyści (ilościowych i jakościowych) wynikających ze stosowania systemu MES jest dziś ważniejszy niż kiedykolwiek.

Systemy zarządzania produkcją nie są nowym wynalazkiem. Podobnie jak wiele rozwijających się systemów informatycznych, zmieniły się one z biegiem czasu wraz z pojawieniem się nowych technologii (takich jak przechowywanie w chmurze i IoT).

U podstaw Systemu Realizacji Produkcji leży współpraca pomiędzy planowaniem produkcji a sposobem organizacji produkcji. Jeśli porównamy ten proces z układem nerwowym, wówczas MRP można uznać za mózg, a MES za układ nerwowy.

MES składa się z kilku aspektów:

• zapewnienie pracownikom informacji niezbędnych do rozpoczęcia i realizacji produkcji;
• zapewnienie kierownictwu przeglądu postępu zleceń produkcyjnych;
• zarządzanie jakością;
• gromadzenie statystyk w celu analizy efektywności produkcji.

Co to jest MES?

Dość często MES jest postrzegany jako zestaw czujników lub detektorów. Powinni automatycznie zbierać dane i gdzieś je przesyłać. To właściwie uproszczenie. Pojęcie Systemu Realizacji Produkcji jest znacznie szersze. System ten przenosi informacje pomiędzy planowaniem produkcji a realizacją w obu kierunkach, a czujniki zbierają jedynie dane. Ponadto środki techniczne nie prezentują ani nie analizują zebranych informacji.

Oczywiście czujniki można zintegrować z systemem MES, jednak nie są one jego główną częścią. Informacje można zbierać na wiele sposobów, które się uzupełniają i weryfikują.

ERP i MES

Choć wiele pakietów oprogramowania ERP dla małych i średnich firm twierdzi, że w pełni nadają się do zastosowań produkcyjnych, jest to prawdą tylko do pewnego stopnia. Mogą zawierać moduły, które są ogólnie przydatne dla większości firm, takie jak zarządzanie zapasami lub CRM. Ale jeśli nie skupiają się na produkcji, nie obejmują systemów realizacji produkcji.

Natomiast MES to oprogramowanie do planowania zasobów, które od samego początku skupia się na producencie. Z tego powodu, oprócz modułu planowania produkcji, zawiera zwykle specjalne warunki, które pozwalają zorganizować proces produkcyjny na hali produkcyjnej. Wyposażony w niestandardowy interfejs z powiększonym tekstem, który można uruchomić na komputerach, tabletach i innych urządzeniach przenośnych, MES to wygodny sposób dla pracowników na otrzymywanie zadań i raportowanie postępów. Zgłoszone informacje są natychmiast dostępne dla kierownictwa (wskazujące postęp produkcji), a wskaźniki wydajności, w tym OEE (ogólna efektywność sprzętu), można zobaczyć w czasie rzeczywistym.

Posiadanie rzeczowych informacji i ich wykorzystanie prowadzi do większej wydajności, szybszego czasu reakcji, usprawnienia procesów i zwiększenia zadowolenia klientów.

Co to znaczy?

W oparciu o powyższe pełna i wszechstronna definicja systemu MES jest następująca. Są to zautomatyzowane, skomputeryzowane systemy wykorzystywane w produkcji do śledzenia i rejestrowania przemian surowców w gotowe produkty. Narzędzia te gromadzą i dostarczają informacji, które mogą pomóc w podejmowaniu decyzji dotyczących optymalizacji istniejących warunków produkcji w celu zwiększenia wydajności produktów. MES zawsze działają w czasie rzeczywistym, co pozwala zachować kontrolę nad kilkoma częściami procesu produkcyjnego jednocześnie (np. personelem, nakładami, sprzętem i usługami wsparcia).

MES są w stanie funkcjonować w kilku obszarach produkcyjnych jednocześnie:

• planowanie zasobów;
• zarządzanie wykorzystaniem produktów w całym ich cyklu życia;
• realizacja zamówienia i związana z tym wysyłka;
• analiza produkcji i w związku z tym zarządzanie przestojami, pozwalające na zwiększenie ogólnej wydajności sprzętu (OEE);
• śledzenie materiałów i zarządzanie jakością itp.

Istnieją trzy podejścia do wyboru systemu MES, które należy wziąć pod uwagę. Wyglądają tak. Możesz zatrudnić zasoby wewnętrzne w swoim zakładzie, zlecić to firmie zewnętrznej posiadającej doświadczenie w automatyzacji i tworzeniu oprogramowania lub zakupić sprawdzone, gotowe, długoterminowe rozwiązanie od firmy specjalizującej się w systemach realizacji produkcji.

Zasoby wewnętrzne

Ta opcja ma wyjątkowo niski wskaźnik powodzenia. Własne zasoby mogą wydawać się najtańszym rozwiązaniem, ale zajmą większość Twojego czasu i okażą się dość drogie. W najgorszym przypadku, jaki istnieje w praktyce, firma rozwijała własny system przez ponad 10 lat i zatrudniała ponad stu pracowników. W rezultacie powstał projekt, który nie do końca działał, a narzędzia były tak przestarzałe, że niemożliwe było znalezienie programistów z wymaganym zestawem umiejętności przez 10 lat. W przypadku tej opcji ludzie mogą posiadać bogatą wiedzę na temat konkretnych wymagań sprzętowych, ale zazwyczaj nie mają doświadczenia niezbędnego do zrozumienia architektury, projektu i integracji systemu myślącego przyszłościowo.

Firma zajmująca się automatyzacją i tworzeniem oprogramowania

Firmy w tej kategorii mogą mieć utalentowanych ludzi i doświadczenie w środowisku produkcyjnym, ale ogólnie brakuje im realnej zdolności do wykonania i skalowania długoterminowego rozwiązania. Potrafią budować i rozwijać rozwiązanie MES, ale mają ograniczone doświadczenie w narzędziach automatyki budynkowej. Wszystkie przykłady systemów MES tworzone według takiego zamówienia to z reguły jednorazowe próby, które nie mają obiektywnej perspektywy, aby zapewnić pełny efekt. Znajomość specyfiki zmiany i rozbudowy konkretnego systemu jest zwykle ograniczona do jednej lub dwóch osób, co ogranicza długoterminową wykonalność rozwiązania. Zazwyczaj są one opracowywane i ograniczane przez możliwości narzędzi warstwy automatyzacji. Wadą systemów MES tego poziomu jest to, że nie są tworzone przy użyciu zaawansowanego podejścia do tworzenia oprogramowania.

Rozwiązanie pod klucz od zaufanej firmy

Najlepszy MES to architektura zaprojektowana i zintegrowana przez ekspertów. Dlatego niektóre z największych firm posiadają udokumentowane systemy jakości tworzenia oprogramowania, rygorystyczne procedury testowania, zaawansowaną wiedzę o oprogramowaniu, szeroką bazę instalacyjną i głębokie zrozumienie szeregu zakładów produkcyjnych. Producenci ci, napędzani dziesięcioleciami zaangażowania w wytwarzanie najlepszych produktów w swojej dziedzinie, projektują produkty gotowe do ciągłego doskonalenia.

Cena, jaką klient płaci za takie rozwiązanie, zapewnia bezkonkurencyjny zwrot z inwestycji (ROI). W dodatku ci producenci często są nie tylko w pełni zgodni ze standardami MES, ale też innowatorami. Otrzymując regularnie nowe wersje oprogramowania, klient zawsze korzysta z kluczowych osiągnięć w zakresie funkcji i technologii. Zasadniczo jest to jedyna opcja, która zapewni firmie otrzymanie najlepszej technologii, a co za tym idzie, w dłuższej perspektywie zapewni najlepszy stosunek jakości do ceny.

Jakie są zalety MES-a?

Właściwe wdrożenie takiego systemu zwiększa efektywność organizacji produkcyjnej. Przed pojawieniem się systemów komputerowych MES składał się z odręcznych wykresów i wykresów ze schowkami sprawdzającymi stan zapasów. Dostarcza właściwych informacji we właściwym czasie, wskazując kierownictwu zakładu, w jaki sposób zoptymalizować bieżące warunki w celu poprawy wydajności. Zasadniczo system ten śledzi proces produkcyjny od fazy surowca do gotowego produktu.

Obecnie system MES jest instalowany na komputerach w większości fabryk, oferując szeroką eksplorację i analizę danych, nieosiągalną wcześniej tradycyjnymi metodami. Reprezentuje wiele cennych cech dla producentów. Warto szczegółowo rozważyć główne zalety systemów MES.

Kalkulacje kosztów stają się dokładniejsze

Dzięki MES różne koszty, takie jak robocizna, odpady, przestoje i konserwacja, są rejestrowane w czasie rzeczywistym bezpośrednio z hali produkcyjnej. Zespoły zarządzające z kolei wykorzystują te dane do oceny nierentownych modeli biznesowych i mogą od razu pracować nad cenami i nowymi projektami. Ponieważ inne systemy również korzystają z tych danych, MES umożliwia Twojej firmie poprawę produktywności we wszystkich zakładach produkcyjnych.

Zmniejsz poziom odpadów i zatorów

Funkcje systemu MES pozwalają na dokładną analizę linii produkcyjnych i wyrobów gotowych. Dlatego wykrywa wszelkie rozbieżności lub aberracje na tych liniach i natychmiast je zatrzymuje, aby ograniczyć ilość produktów niskiej jakości i marnowanego materiału.

Krótszy czas przestojów

Dzięki zastosowaniu MES możliwe staje się generowanie realistycznych harmonogramów produkcji. Zadania MES doskonale spełniają tę funkcję, śledząc ilość i jakość zapasów, surowców i części. Oszczędza to czas spędzony na ponownej konfiguracji harmonogramów, podczas gdy część produkcji przebiega w sposób ciągły. Dzięki temu możliwe staje się uwzględnienie w tym programie planowania personalnego, efektywnie wykorzystując dostępne zasoby.

Redukcja kosztów

Dzięki zastosowaniu MES możliwe staje się logiczne zorganizowanie wszystkich operacji. Dzieje się tak dlatego, że kierownictwo firmy otrzymuje szczegółowe zestawienie wszystkich produktów, materiałów, czasu i pracy wymaganych do wykonania zadania. Proces ten ostatecznie zmniejsza koszty lub uwalnia personel od istniejących linii produkcyjnych.

Zmniejszenie nadwyżki

Przechowywanie nadmiernych zapasów wiąże się z kosztami. Ponadto płacenie za nadwyżkę produkcji, transportu, przechowywania i kontroli tych towarów może być zbyt drogie. MES będzie na bieżąco aktualizować zapisy inwentarza, szczegółowo wskazując wszelkie nadwyżki. Oznacza to, że wszystkie działy zakupów, wysyłki i planowania będą stale świadome tego, co jest dostępne w każdym obiekcie i co należy zamówić.

Jest oczywiste, że MES nie tylko śledzi liczbę produktów schodzących z linii produkcyjnych. Poprawa wydajności zakładu zaczyna się od dokładnych zapisów postępu pracy, użytych materiałów i poświęconego czasu. Systemy MES wykonują to zadanie z łatwością i precyzją.

Co można stwierdzić?

W oparciu o powyższe MES jest kompleksowym systemem sterującym wszystkimi czynnościami zachodzącymi na produkcji. Jej praca zaczyna się od różnych zamówień od klientów, a kończy na analizie systemów MRP, harmonogramu głównego i innych źródeł planowania. Wszystko to pozwala nam wytwarzać produkty w najbardziej wydajny, niedrogi, celowy i wysokiej jakości sposób.

Dlaczego nie można po prostu utworzyć harmonogramu zamówień z poziomu ERP?

Współczesna produkcja to złożone, stale zmieniające się środowisko. Planowanie musi uwzględniać poziom zmienności, który zwykle wykracza poza możliwości tradycyjnych systemów - MRP, Master Scheduling itp. MES uwzględnia i kontroluje najważniejsze szczegóły danego procesu.

Nieprzewidywalne sytuacje operacyjne mogą obejmować:

• awarie samochodów;
• brak zaplanowanego dnia pracy;
• zmiana czasu potrzebnego na wykonanie pracy;
• czas czyszczenia i konserwacji sprzętu;
• zmiana terminów dostaw;
• problemy z jakością produktu;
• alternatywne plany pracy;
• poprawiona lista części;
• obecność lub brak transportu;
• dostępność zasobów wysokiej jakości;
• zmiany minimalizujące czas procesu, ustawienia.

Dlatego konieczne jest zapewnienie odpowiednich narzędzi i ważnych informacji całemu personelowi w każdym zakładzie produkcyjnym, aby zapewnić możliwie optymalną produkcję produktów. Dobry system produkcyjny działa w czasie rzeczywistym, umożliwiając planistom natychmiastową reakcję na odchylenia w hali produkcyjnej. MES natychmiast reaguje również na wszystkie zmiany, umożliwiając szybsze podejmowanie decyzji w takich kwestiach, jak koszty, pogorszenie jakości i opóźnienia w dostawach. Jest to praktycznie podstawa wszystkiego, co dzieje się w hali produkcyjnej.

Integracja w zamkniętej pętli

Kolejną krytyczną cechą MES jest możliwość integracji z podobnymi systemami. Wyeliminuje to nie tylko bezsensowny cykl zbieranych danych, ale także umożliwi dokonanie niezbędnych korekt w celu przybliżenia otaczających systemów do rzeczywistości. Na przykład krytyczne informacje z hali produkcyjnej są potrzebne do aktualizacji innych elementów systemu ERP, takich jak zapasy, kalkulacja kosztów i zakupy. Czas instalacji można skrócić dzięki nowym technikom stosowanym w hali produkcyjnej i należy je wprowadzić do systemu ERP w celu wykorzystania w przyszłości. Zapewni to lepsze informacje podczas doradzania klientom w zakresie przewidywanych terminów dostaw nowych zamówień lub zapewni wgląd w zalecane koszty przy podejmowaniu decyzji cenowych. Informacje o stanie warsztatów będą odzwierciedlały sytuację rzeczywistą, co pozwoli na dokonanie niezbędnych korekt w celu ciągłej aktualizacji innych systemów biznesowych.

Wymagania MES nowej generacji

Badania wykazały, że wiele osób postrzega MES przede wszystkim jako narzędzie rozwiązujące problem eliminacji błędów ludzkich i zapewnienia kompletności statystyk.

Oprócz globalnej widoczności, MES nowej generacji musi zapewniać widoczność w całym łańcuchu dostaw. Poprawa konserwacji predykcyjnej jest również częścią optymalizacji procesów produkcyjnych. Z przeglądu wynika, że ​​oprogramowanie powinno zapewniać narzędzia umożliwiające branży zachowanie proaktywności i ostatecznie przewidywanie jakości produktu.

Możliwości te albo obecnie nie istnieją w MES, albo nie są przyjazne dla użytkownika. Jednak technologia rozwija się każdego dnia i jest całkiem możliwe, że te życzenia staną się rzeczywistością.

Co mamy obecnie? Przegląd istniejących obecnie systemów MES pozwala na sformułowanie dość pozytywnych prognoz. Ze wszystkimi powierzonymi zadaniami radzą sobie całkiem nieźle.

Co jest dziś używane?

Obecnie w Rosji istnieją trzy wiodące systemy zarządzania produkcją (MES). Każdy z nich został zaprojektowany z myślą o bardziej efektywnym zarządzaniu. Są jednak przeznaczone do produkcji na małą skalę, chociaż istnieją między nimi różnice. Ogólnie ocenę tę można przedstawić w następujący sposób.

W Rosji zdecydowanym liderem jest system FOBOS MES, który znajduje zastosowanie w średnich i niezbyt dużych gałęziach przemysłu, najczęściej w inżynierii. Jego głównymi funkcjami jest planowanie wewnątrzsklepowe i kompleksowe zarządzanie. Musi być zintegrowany z systemem ERP (lub 1C: Enterprise), ponieważ jest zbudowany do wymiany danych z innymi produktami. Jedyną wadą jest to, że jest wdrażany w małych przedsiębiorstwach.

YSB. Enterprise został zaprojektowany specjalnie dla przemysłu drzewnego. Ponadto ma pewne funkcje, dzięki którym ma zastosowanie tylko w małych organizacjach. System MES posiada niewielką liczbę niezbędnych i wyspecjalizowanych funkcji dla pełnej organizacji pracy. Posiada jednak kilka dodatkowych opcji, m.in. zarządzanie księgowością i sprzedażą. Wadą jest to, że program ma wąską specjalizację.

System PolyPlan wyposażony jest w jeszcze skromniejszą funkcjonalność MES. Jednak na rynku jest prezentowany jako narzędzie do planowania operacyjnego przeznaczone dla branży budowy maszyn. Pierwotnie został opracowany do zautomatyzowanej i elastycznej produkcji. Główną zaletą jest to, że jest to obecnie najtańszy system MES, więc cieszy się dużym zainteresowaniem.

To było jakiś miesiąc temu. Wasilij przyszedł do naszego biura. Jest dyrektorem naczelnym firmy produkującej sprzęt dla scen teatralnych. Od razu stwierdził, że potrzebuje systemu MES, czy APS i że jeszcze nie do końca zdecydował, który. „Dlaczego właśnie system MES?” - zapytałem.

Od kilku miesięcy studiuję temat związany z rozwiązaniem naszych problemów produkcyjnych. Spotkałem się z przedstawicielami kilku firm produkujących systemy MES i APS. Powiedzieli, że ich systemy rozwiązują nasze problemy. Co więcej, powiedzieli mi, że tylko takie systemy są w stanie rozwiązać nasze problemy. Czy Ty również posiadasz system MES?

Nie, mamy system ERP. To nie ma znaczenia, zapomnij o tych wszystkich skrótach. Porozmawiajmy po prostu o twoich problemach.

- Czy uważasz, że Twój system jest w stanie je rozwiązać?

Wasilij, problemy rozwiązuje kierownictwo firmy. A oprogramowanie tylko pomaga to zrobić. Jednak samo oprogramowanie nie rozwiązuje problemów. Myślę, że część Twoich problemów można rozwiązać bez oprogramowania, a część z nich można rozwiązać za pomocą naszego oprogramowania. Jak myślisz, jakie są Twoje problemy?

To proste: nigdy nie robimy niczego na czas. To jest nasz główny problem. I masa innych. Na przykład bardzo często podczas montażu urządzenia nagle okazuje się, że niezbędnych do niego komponentów po prostu nie ma. I inne elementy zostały ułożone w stos.

I ten problem da się rozwiązać za pomocą systemu MES?

Pokazali mi prezentację. Bardzo mi się to podobało. Fakt jest taki, że w systemie MES można wszystko zaplanować z wyprzedzeniem i jeśli zrobisz wszystko zgodnie z planem, to wszystko będzie dobrze. Są tam wykresy, wszystko jest bardzo jasne.

Kluczowym zwrotem jest „zrób zgodnie z planem”. Nie sądzę, że możesz to zrobić. Czy myślisz, że 50 lat temu istniały systemy MES?

Oczywiście, że nie.

Czy to oznacza, że ​​wcześniej absolutnie wszystkie firmy nigdy nie robiły niczego na czas? I Ford, i Toyota, i tysiące innych producentów, z których niektórzy działają od wieków. Zdaniem osób, które przedstawiły Państwu system MES, tego problemu nie da się rozwiązać inaczej.

Nie wiem, nie myślałem o tym.

Swoją drogą, czy pytałeś ich, jak ten system będzie zintegrowany ze wszystkimi innymi procesami biznesowymi firmy? No nie wiem, zakupy, sprzedaż, magazyn, finanse itp.

Hmm, tak, interesujące. Nie omawialiśmy tego problemu, nie wiem... Zapytam.

Co produkujesz?

Wciągarki. Duże wyciągarki, nie do samochodów, ale te poważniejsze.

Cienki. Jeśli wszystkie komponenty są w magazynie, ile czasu zajmuje wyprodukowanie jednej wciągarki?

Uh, myślę o piątej.

A jeśli zamówię u Was wyciągarkę już teraz, kiedy ją otrzymam?

Mmm, myślę, że na pewno około dziesięciu dni.

Dziwny. Masz bardzo dobry stosunek czystej intensywności pracy do całkowitego czasu. Coś koło 15. To doskonały wynik jak na nasz kraj. Na Zachodzie, a zwłaszcza w Japonii, jest to oczywiście znacznie mniejsze, ale w Rosji mogą to być setki. A ty masz piętnaście. Bardzo dziwne... No dobrze, przyjrzyjmy się temu bliżej. Zakup jakich komponentów zajmuje najwięcej czasu?

Silnik.

Ile czasu zajmuje jego zakup?

Może czterdzieści dni.

Czy trzymasz je w magazynie?

Tylko sekundę. Gdzie zatem dziesięć dni?

Wasilij jest zdezorientowany.

Nie wiem, zawsze wydawało mi się, że dziesięć dni nam zdecydowanie wystarczy.
Tutaj staje się dla mnie jasne, że ich współczynnik kontroli jest właściwie „tradycyjny”, około stu.

Jak szybko mogę kupić resztę komponentów?

Szybko. Dzień lub dwa.

Cóż, oto twój pierwszy problem. Nazywa się to „silnikiem”. Dlaczego nie trzymacie w magazynie małego bufora silników?

Pomyśleliśmy o tym. Ale to nie działa. Faktem jest, że przychodzą do nas ze sprzęgłami. Sprzęgła są bardzo różne. Istnieje kilkanaście różnych silników i znacznie więcej sprzęgieł. Dlatego istnieje wiele kombinacji. Będziemy musieli utrzymywać w magazynie ogromną liczbę tych silników.

Czy można samodzielnie zamontować złącza?

Tak, to nie jest trudne. Jesteśmy w trakcie produkcji.

Dlaczego tego nie zrobisz?

Nie wiem. Zawsze tak było.

Myślę, że rozwiązanie problemu czterdziestu dni leży gdzieś tutaj. Rozważ samodzielny montaż sprzęgieł i przechowuj w magazynie mały bufor silnika. Zarządzaj swoim buforem, stosując zasadę „zamawiaj, ile wydajesz”. Jeśli bierzesz silnik, zamów go u dostawcy. To jest pierwsze. Drugi. Nigdy nie rozpoczynaj zadania produkcyjnego, jeśli poprzednie zadanie nie zostało ukończone. Pozbędziesz się wtedy problemu zwanego „kiedy coś zrobimy, okazuje się, że brakuje komponentów”. Uporządkuj prawidłowo kolejność zadań, wykonuj zawsze te najpilniejsze.

Nie wiem – nie wiem. Porozmawiam z szefem, ale jest zachwycony systemem MES. Wszystko jest tam bardzo dobrze zaplanowane. Szef chce zatwierdzić plan i nie myśleć później o niedotrzymaniu terminów.

To oczywiście jego prawo. A co jeśli coś pójdzie nie tak?

Nie zrozumiałem. Co masz na myśli mówiąc źle?

Cóż, spójrz. Masz ludzi o różnych kwalifikacjach, masz różne maszyny. Wszystko wydawało się skomplikowane. System MES (a tym bardziej APS) uwzględnia to wszystko podczas planowania. Więc?

Tak, sam to widziałem na prezentacji.

A teraz prosta sytuacja. Nie daj Boże, oczywiście, ale wyobraźmy sobie jutro o 08:00. W drodze do pracy jeden z kluczowych inżynierów (mechaników) upada i złamie nogę. Bez tego jeden z produktów, który szczęśliwie jest na dzisiaj w planie, nie mógłby powstać. Co robić?

Cóż, nie wiem. Systemy MES potrafią szybko wszystko przełożyć na inny termin.

Nie mam wątpliwości. Ale to nie systemy MES planują, ale zarządzanie. Sam powiedziałeś, że szef zatwierdza plan. Ale niestety jest teraz na wakacjach... Co zrobisz?

No cóż, nie wiem na pewno, nie zastanawiałem się nad tym. Myślę, że kierownik produkcji zadecyduje, co należy teraz wyprodukować.

Wasilij, podałem Ci jeden z najprostszych przypadków wpływu zewnętrznego na Twój plan produkcji. W rzeczywistości takich skutków jest znacznie więcej i mogą być znacznie bardziej złożone. I będą się zdarzać, niestety, codziennie. W efekcie Twój kierownik produkcji będzie codziennie podejmował „decyzje wolicjonalne”. A po pewnym czasie będziesz snuć plany tylko dlatego, że „utopiłeś dużo pieniędzy i nie wyrzucisz ich”.

Co więc sugerujesz?

Czy czytałeś Cel 1 Goldratta?

Nie, kto to jest?

Goldratt to niesamowity człowiek, który wymyślił genialny (jak wszystko proste) system zarządzania. Zróbmy to w ten sposób. Przeczytasz to, a potem znów się spotkamy i po prostu porozmawiamy. Gorąco Ci to polecam. W mojej firmie wszystkie procesy opierają się na tej teorii. W ciągu ostatnich dwóch lat wielkość firmy potroiła się.

Oto kolejne pytanie. Czy Twój system jest w stanie określić położenie pojazdu?

Panie, dlaczego tego potrzebujesz?

Widzisz, nasz szef bardzo często ingeruje w ten proces i dzwoni do kierowców, gdy już załadowali i odjechali, znajduje najbliższego, przywozi go z powrotem, rozładowuje i ładuje z pilnym zleceniem, bo ktoś tam dzwonił do szefa. A na produkcji często zdarza się, że szef interweniuje i żąda wyprodukowania czegoś innego...

Cóż, mamy dla ciebie kolejny problem. Nazywa się „Szefem”. Opowiedziałeś mi o niektórych swoich problemach i zamiast próbować je rozwiązać, chcesz je zakryć plasteliną.
Następnie narysowałem mu na tablicy bardzo proste schematy produkcyjne, ale to już temat na osobny wpis.
I odszedł zamyślony.

Dosłownie kilka dni po tym spotkaniu poleciałem do Nowosybirska. Dokładniej do Akademgorodok, a dokładniej do Technoparku Akademgorodok. Wszystkie procesy produkcyjne, w których budowane są w oparciu o teorię ograniczeń Goldratta. To niesamowity widok.

Mam szczegóły tej podróży

Historia systemów planowania

Historia starożytna

Idea planowania pracy w przedsiębiorstwie, czy to w fabryce, zakładzie, czy w procesie budowy piramidy, jest stara jak świat. Gdy tylko ludzie nauczyli się mniej lub bardziej tolerować liczby, natychmiast pojawiła się chęć ujarzmienia procesów produkcyjnych za pomocą tych liczb. Poza tym ludzie od dawna rozumieją, że wartość ekstremalna nie zawsze jest najlepsza, ponieważ w naszym świecie zawsze sprzeciwiają się temu wszelkiego rodzaju ograniczenia. Kombinatoryka zawsze była obecna w naturze rzeczy i zdarzeń. I zawsze była chęć usunięcia chaosu, zorganizowania pracy w czasie i ustalenia tego porządku, choćby stwierdzonego empirycznie. Na początku XX wieku słynny specjalista ds. organizacji produkcji G. Gantt (1861-1924) po raz pierwszy sformułował w odniesieniu do firmy Bancroft produkującej tkaniny bawełniane następujące trzy proste zasady organizacji pracy:

• Kolejność wykonywania pracy jest teraz ustalana w biurze przez pracownika umysłowego, a nie przez piszącego.
• Dokładny zapis najlepszej metody barwienia dowolnego odcienia jest przechowywany w biurze, obserwowany przez mistrza i nie jest już zależny od notatnika ani pamięci farbiarza.
• Wszyscy farbiarze i mechanicy są nagradzani finansowo, jeśli postępują zgodnie z instrukcjami, lub odwrotnie, karani, jeśli tego nie robią.

A G. Gantt ustalił graficznie tę kolejność pracy na słynnym schemacie, który teraz nazywamy jego imieniem. Początek został zrobiony. Pozostaje tylko znaleźć sposób na obliczenie optymalnej sekwencji pracy, której nie można zakłócić. Po wprowadzeniu tych zasad organizacji produkcji w fabryce tekstylnej, przy znacznym skróceniu dnia pracy o 25-30%, wzrosła produkcja wyrobów, a płace wzrosły o 20-60%. .

Nowa historia

„Nową” historię rozwiązywania problemów optymalnego planowania w produkcji oblicza się zwykle od 1939 r. To wtedy Wydawnictwo Uniwersytetu Leningradzkiego opublikowało niewielką książkę młodego profesora L.V. Kantorowicza „Matematyczne metody organizacji i planowania produkcji”. Monografia ta zapoczątkowała naukowe metody planowania i organizacji produkcji w oparciu o rodzący się wówczas kierunek matematyki ekonomicznej, który później ukształtował się w programowanie matematyczne.

Przyczyną „braku popytu” był brak możliwości wdrożenia proponowanych modeli i algorytmów, gdyż Nie było jeszcze komputerów, a do pojawienia się pierwszego prototypu języka programowania minęło jeszcze dziesięć długich lat.

Pojawienie się pierwszych komputerów znacząco pobudziło rozwój prac z zakresu ekonomii matematycznej, organizacji i planowania produkcji. Opracowano skuteczną metodę rozwiązywania problemów całkowitych (R. Gomori), metodę rozgałęzień i wiązań (A. Land, V. Doig i J. Little), metodę programowania dynamicznego (R. Bellman) itp. Wszystkie te metody zostały opracowane znalezienia optymalnego w otaczającym nas świecie kombinatorycznym, znalazły zastosowanie w różnych obszarach ekonomii i produkcji. Jednym z takich stosowanych obszarów matematyki jest tzw Teoria planowania właśnie „zajęli się” rozwiązywaniem dużej klasy problemów planowania pracy w produkcji.

Problem planowania operacji technologicznych na obrabiarkach, wyd. S.M. Johnsona w 1954 roku, które wykazały, że planowanie już dla trzech maszyn należy do klasy problemów trudnych do rozwiązania w akceptowalnym czasie (tzw. NP-skomplikowane zadania) wcale nie zniechęciły fabrycznych specjalistów z pierwszych działów zautomatyzowanego systemu sterowania. Jeśli pierwsze korzyści z komputeryzacji mogły czerpać jedynie agencje rządowe, szlifując wielowymiarowe modele bilansu Leontiefa lub sporządzając plany pięcioletnie, to wraz z obniżeniem kosztów technologii komputerowej i pojawieniem się pierwszych komputerów seryjnych możliwe stało się rozwiązywać problemy planistyczne na poziomie przedsiębiorstwa, a nawet warsztatów i poszczególnych sekcji. Za zaawansowane uznano przedsiębiorstwo, które opracowało własny zautomatyzowany system sterowania, jeśli próbowało tworzyć harmonogramy pracy dla swojego parku maszynowego, korzystając z własnych systemów planowania operacyjnego.

Rozwój nowych stosowanych gałęzi matematyki i niedrogiej technologii komputerowej klasy IBM 360/370, ES COMPUTER 1020 - 1060 spełniły swoje zadanie w latach 70-80 - były katalizatorem pojawienia się pierwszych zautomatyzowanych systemów sterowania i sprawiły, że możliwe, przynajmniej w pewnym przybliżeniu, rozwiązanie problemów pozbycia się chaosu kombinatoryki „w świecie maszyn i części”.

Najnowsza historia

Bez względu na to, jakie nowe wątki w obiegu wymyślą pisarze science fiction, tym razem przebiega ono niemal wykładniczo. W ciągu zaledwie dwudziestu lat ludzkość „wyprzedziła” prawo Moore’a i zamiast komputerów typu mainframe i samodzielnie wyhodowanych zautomatyzowanych systemów sterowania pojawiły się nowe „zwierzęta” w ogrodzie zoologicznym, zwanym także systemy zarządzania przedsiębiorstwem i procesami. Głównymi odmianami tych systemów, które obecnie odpowiadają za sporządzanie planów pracy na produkcji, są systemy klasy ERP, MRPII, APS i MES. Jeśli ich przodkowie - systemy zautomatyzowanych systemów sterowania zadowalali się możliwością sporządzania wolumetrycznych planów kalendarzowych (rzadziej - harmonogramów pracy urządzeń), obliczania perspektyw finansowych na najbliższe pięć lat przy stabilnych obliczeniach popytu i płac, to nowe systemy obejmują więcej i więcej nowych funkcji automatyzacji działań przedsiębiorstw w warunkach dynamicznie rozwijającego się rynku dóbr najnowszego społeczeństwa konsumpcyjnego. Ale główną funkcją, podobnie jak poprzednio, jest możliwość sporządzenia planu pracy. To właśnie ta funkcja ostatecznie pozwala zrozumieć, kto, co, kiedy i co powinien zrobić. Jak w tych systemach przebiega planowanie i który z nich jest przeznaczony dla jakich przypadków?

Planowanie wERP

Nie będziemy szczegółowo omawiać opisu funkcjonalności ERP-systems nie tylko dlatego, że dużo o tym napisano, ale także dlatego, że systemy ERP tak naprawdę nie są bezpośrednim narzędziem do planowania pracy w przedsiębiorstwie. Po dziesięciu latach konsultanci i użytkownicy wreszcie uwierzyli, że ERP to przede wszystkim korporacyjny system informacyjny, system zarządzania przedsiębiorstwem, rodzaj układu krwionośnego i nerwowego organizmu przemysłowego, łączący wyspy logistyczne wielu narządów pełniących określone funkcje ( obieg dokumentów, zaopatrzenie, dostawy, zarządzanie zapasami itp.). Charakter prac planistycznych, operacji technologicznych na maszynach i innych elementach wyposażenia technologicznego w systemach ERP można ująć jednym zdaniem – planowanie w większości systemów odbywa się w oparciu o stary standard MRPII bez uwzględnienia aktualnego obciążenia tego sprzętu i stanu przetworzenia produktów. Te. w rzeczywistości każdy szczegółowy plan ERP będzie praktycznie niemożliwy do wdrożenia. Wszelkie planowanie na poziomie ERP ogranicza się jedynie do stworzenia kompleksowego planu miesięcznego (dziesięciodniowego). Nie da się szybko skorygować takich planów, dlatego ich realizacja wymaga ścisłej dyscypliny wykonawczej we wszystkich działach przedsiębiorstwa uczestniczących w łańcuchu produkcyjnym. Te. o organizacji produkcji kontrolowanej przez ERP możemy mówić jako o produkcji z pewnym marginesem „stabilności” w stosunku do pojawiających się odchyleń od sporządzonego planu wolumetrycznego. Cały ciężar spada na wykonawców: „jak chcesz, ale wykonaj zaplanowane zadanie w wyznaczonym terminie!” I co szczególnie ważne, ERP, rozdając zadania wszystkim działom, gdy pojawia się potrzeba dostosowania planów, nie jest w stanie sobie z tym poradzić, ponieważ wszelkie przeliczenia dadzą ten sam obraz ogólnego zadania - zadania w ilościach, ale nie w ujęciu szczegółowym dotyczącym produktów i operacji, co jest wymagane do zarządzania na poziomie warsztatu.

Planowanie wAPS

Z punktu widzenia precyzyjnego planowania pracy w przedsiębiorstwach interesujące są systemy klasy APS (Advanced Planning & Scheduling Systems) i MES (Manufacturing Execution Systems).

APS-systemy, które pojawiły się na rynku w połowie lat 90-tych, są już bezpośrednim narzędziem planowania pracy w przedsiębiorstwie. Pomimo jednoznacznego oznaczenia wielu autorów, a nawet deweloperów różnie interpretuje tę nazwę: „zoptymalizowane planowanie produkcji”, „zaawansowane planowanie”, „ulepszone planowanie”, „zaawansowane planowanie”, „zoptymalizowane i synchroniczne planowanie”, „dokładne planowanie”, „operacyjne planowanie”, a nawet „staranne planowanie”!

Zgadzam się, istnieje tak wiele interpretacji, że pojawia się pytanie - o co dokładnie chodzi? W porównaniu z tym, co jest rozszerzone, ulepszone, jak dokładne, co jest z czym zsynchronizowane, co jest zoptymalizowane i jak responsywne?

Rozbudowany i ulepszony.

Na początku lat 90-tych, po pierwszych doświadczeniach z wdrażaniem ERP, zrozumieniu zalet i wad planowania według standardu MRPII, przedsiębiorstwa stanęły przed głównym problemem - niezawodnością planowania. Niezawodność i dokładność w czasie. Dynamika rynku i trendy koncepcji JIT wymagały od przedsiębiorstw dokładniejszej terminowości dostaw i pełnego uczestnictwa w zarządzaniu łańcuchem dostaw. Niedoskonałości metod planowania MRPII spowodowały konieczność ponownego rozważenia „wartości” – co jest ważne w planowaniu? Szybkość, dokładność, która temu zaprzecza i do czego służą te wskaźniki? Okazało się, że bez rozwiązania problemu zarządzania dostawami, bez możliwości przewidzenia dokładnych dat wypuszczenia produktu na rynek, przedsiębiorstwo jest rzeczą samą w sobie. Dlatego też głównym celem systemów planowania nowej generacji – APS – było rozwiązanie problemów automatyzacji zarządzania łańcuchem dostaw (SCM – Supply Chain Management), a ta funkcjonalność APS, realizowana poprzez możliwość planowania całości prac w czasie, z uwzględnieniem z uwzględnieniem wykorzystania mocy produkcyjnych, ma dwojaki cel – jest realizowany zarówno dla przedsiębiorstwa będącego obiektem całego łańcucha na dynamicznym rynku towarów, jak i dla obiektów samego przedsiębiorstwa – warsztatów, sekcji i oddziałów. Tym samym możliwości planowania w APS zostały rozszerzone i ulepszone w stosunku do standardu MRPII.

Synchroniczność.

Pojęcie synchroniczności należy w APS rozumieć z jednej strony jako umiejętność planowania materiałów, zasobów i jednocześnie budowania harmonogramu uwzględniającego rzeczywiste obciążenie sprzętu w czasie. Z drugiej strony synchroniczność wyraża się także w tym, że harmonogramy budowane są dla wszystkich oddziałów przedsiębiorstwa z uwzględnieniem terminów dostaw partnerów, a harmonogramy dla wszystkich tych struktur produkcyjnych są zawsze powiązane w czasie, gdyż są uzyskiwane z ogólnego harmonogramu pracy całego przedsiębiorstwa.

Efektywność.

Efektywność dla APS to umiejętność określenia czasu produkcji dla danego zamówienia w możliwie najkrótszym czasie. Wydajność w zakresie kontroli wysyłek i szybkiego przeliczania harmonogramów z reguły nie ma nic wspólnego z APS, ponieważ jeśli zewnętrzne ograniczenia nie ulegną zmianie (naruszenie terminów dostaw przez partnerów, inne nieprzewidziane opóźnienia) i nie zostanie dodany nowy produkt do portfela zleceń co pięć minut, wówczas przeliczanie harmonogramów nic nie da. Uwzględnienie zakłóceń wewnętrznych z wielu działów (awarie sprzętu, wady operacyjne itp.) może prowadzić do znacznego wzrostu złożoności pętli dyspozytorskiej, biorąc pod uwagę istniejący wymiar problemu.

Precyzja i optymalizacja.

Dokładność i optymalność generowanych harmonogramów jest prerogatywą algorytmów każdego systemu planowania.

W porównaniu do algorytmów MRPII, algorytmy APS podczas tworzenia harmonogramów uwzględniają jednocześnie zarówno potrzeby materiałowe, jak i możliwości przedsiębiorstwa, biorąc pod uwagę ich bieżące i planowane obciążenie. Algorytmy APS uwzględniają przezbrojenia i inne parametry środowiska technologicznego, które z jakiegoś powodu pesymiści nazywają „ograniczeniami”.

Nie brakuje zasłużonych epitetów adresowanych do algorytmów APS, jednak w wielu przypadkach w przypływie entuzjazmu przypisuje się tym systemom funkcje, które wprawiają w zakłopotanie nawet specjalistów. W szczególności mówi się, że algorytmy systemów APS opierają się na modelach symulacyjnych, modelach sieci neuronowych, planowaniu w oparciu o bazę wiedzy, modnych obecnie metodach heurystycznych, takich jak algorytmy genetyczne, symulacje wyżarzania, a nawet programowanie liniowe (!).

W rzeczywistości algorytm konstruowania harmonogramów w APS jest dość prosty. Istnieje wiele operacji dla całej gamy wytwarzanych produktów, wiele maszyn, a dla każdego produktu obowiązują ograniczenia - dotyczące czasu produkcji, dostępności materiału itp. Ograniczenia dzielimy na ważne i mniej ważne. Najpierw przy pierwszym przebiegu algorytmu sporządzany jest harmonogram uwzględniający wykonalność ważnych ograniczeń, na przykład brak naruszenia terminów dostaw. Jeżeli harmonogram zostanie otrzymany, uznaje się go za akceptowalny i przyjęty jako podstawa do dalszej „optymalizacji” – w kolejnych przebiegach algorytmu podejmowana jest próba uwzględnienia pozostałych, mniej istotnych ograniczeń. To naprawdę nie jest optymalizacja. To nic innego jak iteracyjny proces uzyskiwania do przyjęcia harmonogramy uwzględniające nowe ograniczenia wprowadzone w nowej iteracji, tj. Bardzo prosta heurystyka. W niektórych przypadkach proces planowania jest jeszcze bardziej uproszczony – najpierw planowana jest jedna część, potem druga, aż do zaplanowania całego zestawu części. Ocena uzyskanych harmonogramów w stosunku do rzeczywistego optymalnego może być dość niska, jednak należy zauważyć, że jeśli ułożymy harmonogram na kilka tysięcy sztuk sprzętu z setek tysięcy operacji na miesiąc lub sześć miesięcy, to można pogodzić się z tym faktem. Zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę, że w kolejnym etapie za faktyczną realizację harmonogramu produkcji odpowiadać będą systemy MES. Tym samym upraszczając algorytm konstruowania harmonogramów, twórcy APS umożliwili, w granicach istniejącej mocy obliczeniowej, uzyskanie akceptowalnych harmonogramów i mniej lub bardziej dokładne przewidywanie czasów dostaw. Jednocześnie systemy APS nie stawiają sobie w konstruowanych harmonogramach bardziej skomplikowanych zadań, takich jak minimalizacja czasów przezbrojeń, operacji transportowych, zmniejszenie liczby zaangażowanych urządzeń itp., gdyż uwzględnienie tych wymagań nieuchronnie doprowadzi do powstania cięższych algorytmów i brak możliwości uzyskania zestawień dla dużych wymiarów. Pod tym względem systemy APS mają niezwykle ograniczony zestaw kryteriów planowania. Należy zauważyć, że nie na próżno ta istniejąca możliwość uzyskania przynajmniej akceptowalnych harmonogramów (w ciągu pół godziny) pojawiła się w połowie lat 90-tych. Zwiększenie produktywności komputerów przy jednoczesnej redukcji ich kosztów po raz kolejny stało się katalizatorem postępu w dziedzinie zarządzania produkcją.

Inne funkcje.

Chociaż mówi się, że APS może przełożyć, to po pierwsze nie wszystkie systemy APS mają pętlę wysyłkową, a po drugie, częstotliwość przesunięć w APS jest uzależniona od częstotliwości nowych zamówień (informacja zwrotna dla APS w czasie rzeczywistym jest uważana za zbędną), w różnią się od MES, które wykonują tę operację znacznie częściej (dla zadania o znacznie mniejszym rozmiarze, dostosowując plany tylko poszczególnych warsztatów), ponieważ reagują na każdą zmianę postępu procesu technologicznego. Ciągłe dostosowywanie planów produkcyjnych jest zjawiskiem typowym dla produkcji małoseryjnej i jednorodzajowej; w literaturze często nazywane są „szytymi na miarę”. Należy pamiętać, że aby stworzyć bardziej precyzyjną pętlę sprzężenia zwrotnego przy produkcji na zamówienie, dostawcy systemów APS w niektórych przypadkach korzystają z integracji z systemami MES.

Horyzont planowania w APS rzadko jest wskazany jednoznacznie – zmiana, tydzień, miesiąc, do sześciu miesięcy. Jednak niezależnie od tego, jak odgadnąć „średnią wartość” horyzontu planowania, w przypadku systemów APS określa się ją niezwykle prosto, w oparciu o główne zadanie, funkcjonalność systemu, jakim jest zarządzanie łańcuchem dostaw. Długość horyzontu planowania w systemach APS to zawsze różnica czasu pomiędzy momentami wydania najodleglejszych zleceń z całego portfela zleceń przedsiębiorstwa a datą bieżącą, od kiedy pojawia się nowe zlecenie i odpowiadające mu przeliczenie całego harmonogramu, konieczne jest określenie nie tylko warunków jego produkcji, ale także możliwości nienaruszania terminów dla już uruchomionych zamówień.

Zatem to właśnie te nowe możliwości, napędzane koniecznością zarządzania łańcuchami dostaw, sprawiły, że dynamika wzrostu systemów APS zaczęła znacząco przewyższać dynamikę rozwiązań w segmencie ERP. Wraz z systemami zagranicznymi (Berclain, Chesapeake Decision Sciences, CSC, Fygir, i2 Technologies, Manugistics, Numetrix, Optimax, Ortems, Preactor, Pritsker, Paragon Management Systems, ProMIRA, Red Pepper Software, Thru-Put Technologies itp.) w ostatnich lata Z biegiem lat zaczęły pojawiać się produkty krajowe (infor:APS, Adexa eGPS itp.). Obawy, że APS przerodzi się w nowe ERP były być może tylko wśród dziennikarzy, gdyż początkowo było jasne, że systemy APS nie odpowiadają za finanse, zakupy, obieg dokumentów i inne funkcje transakcyjne ERP, ale wiodący producenci systemów ERP (People Soft, SAP, Oracle, SSA Global, JD Edwards, Marcam, itp.) zareagowały dość szybko i wyraziły chęć podzielenia się swoimi rozwiązaniami z produktami APS. Stopniowo współpraca ta przerodziła się w naturalną potrzebę integracji na poziomie rdzenia planistycznego ERP, który można zastąpić systemem APS. Jednakże APS może być dostarczony jako oddzielny produkt.

Planowanie wMES

Mówią, że systemy MES pojawiły się ponad 30 lat temu. Niestety autorzy artykułu, których łączny staż pracy w obszarze planowania i automatyzacji produkcji wynosi 45 lat, nie spotkali się z tym skrótem w literaturze dwadzieścia lat temu. Tak czy inaczej, w przypadku systemów MES wszystko jest mniej więcej jasne, z wyjątkiem jednej rzeczy – są one ciągle mylone z systemami APS. Aby zrozumieć, czym właściwie są systemy MES, przyjrzyjmy się jeszcze raz uregulowanemu składowi funkcji MES, którego jest dokładnie jedenaście (www.mesa.org, www.mesa.ru, www.mesforum.ru):

1. Monitorowanie stanu i alokacja zasobów (RAS).

2. Planowanie operacyjne/szczegółowe (ODS).

3. Wysyłka produkcji (DPU).

4. Kontrola dokumentów (DOC).

5. Gromadzenie i przechowywanie danych (DCA).

6. Zarządzanie zasobami ludzkimi (LM).

7. Zarządzanie jakością produktu (QM).

8. Zarządzanie procesem produkcyjnym (PM).

9. Zarządzanie konserwacją i naprawami (MM).

10. Śledzenie historii produktu (PTG).

11. Analiza wydajności (PA).

Jak widać, na tej liście nie ma funkcji SCM, która jest główną funkcją w systemach APS. Pomimo pozornej różnorodności funkcji MES, na pierwszy rzut oka należy zrozumieć, że wszystkie te funkcje mają charakter operacyjny i regulują odpowiednie wymagania nie dla przedsiębiorstwa jako całości, ale dla tej jednostki (sklepu, lokalizacji, oddziału), dla której pracuje się planowanie jest realizowane. Jednocześnie musisz zrozumieć, że funkcje takie jak zarządzanie dokumentami i personelem to zarządzanie dokumentacją warsztatową (zlecenia pracy, arkusze raportowe itp.) i personelem warsztatu. Do głównych funkcji wymienionych powyżej systemów MES należy harmonogramowanie operacyjne (planowanie szczegółowe) oraz organizacja procesów produkcyjnych w warsztacie. To właśnie te dwie funkcje definiują system MES jako system operacyjny mający na celu tworzenie harmonogramów pracy urządzeń i operacyjne zarządzanie procesami produkcyjnymi w warsztacie.

System MES otrzymuje ilość pracy, która albo jest prezentowana przez ERP na etapie planowania wolumenu, albo jest wydawana przez system APS w formie akceptowalnego dla przedsiębiorstwa harmonogramu pracy warsztatowej, a w przyszłości nie tylko buduje więcej dokładne harmonogramy dla sprzętu, ale także monitoruje ich realizację online. W tym sensie celem systemu MES jest nie tylko zrealizowanie zadanego wolumenu w określonych terminach realizacji poszczególnych zamówień, ale jak najlepsze jego zrealizowanie pod względem wskaźników ekonomicznych warsztatu. Mówiliśmy już, że systemy APS tworzą pewne wstępne harmonogramy pracy pierwszego stopnia przybliżenia jeszcze przed rozpoczęciem realizacji planów produkcyjnych. Jednocześnie ze względu na duży wymiar problemu nie bierze się pod uwagę wielu czynników technologicznych i organizacyjnych. Już na etapie realizacji system MES po otrzymaniu takiego wstępnego planu optymalizuje go według szeregu kryteriów. Jednocześnie po optymalizacji i skonstruowaniu nowego harmonogramu pracy warsztatu bardzo często w wyniku zagęszczenia pracy sprzętu powstają dodatkowe rezerwy i możliwa staje się realizacja dodatkowych zamówień w zaplanowanym terminie. Pozwala to uzyskać efekt zwiększenia przepustowości struktur produkcyjnych.

W przeciwieństwie do systemów APS, systemy MES działają przy mniejszych zadaniach – do 200 maszyn i 10 000 operacji w horyzoncie planowania, który zwykle wynosi nie więcej niż trzy do dziesięciu zmian. Redukcja wymiarowości wynika z faktu, że MES uwzględnia znacznie większą liczbę ograniczeń technologicznych. Kolejną różnicą jest to, że systemy MES z reguły nie działają w oparciu o jedno czy dwa kryteria harmonogramowania, ale często ich kilkadziesiąt, co pozwala kierownikowi sklepu na zbudowanie harmonogramu uwzględniającego różne sytuacje produkcyjne. I dopiero systemy MES operują tzw. wektorowymi, integralnymi kryteriami konstruowania harmonogramów, gdy kilka kryteriów cząstkowych zostaje zebranych w jedno kryterium. Jednocześnie dyspozytor, sporządzając harmonogram, może wskazać, co chce widzieć w konkretnym harmonogramie - skrócenie kalendarzowego czasu trwania całego zadania, skrócenie czasu trwania operacji przezbrojeniowych, zwolnienie maszyn z małym obciążeniem itp. Wydajność planowania i przeliczania jest również zaletą MES, ponieważ przeliczanie można przeprowadzać w odstępach jednominutowych. Nie oznacza to oczywiście, że co minutę pracownik będzie dostawał nowe zadania, ale oznacza, że ​​wszystkie procesy w warsztacie kontrolowane są w trybie prawdziwy czas co pozwala z wyprzedzeniem przewidzieć wszystkie możliwe naruszenia harmonogramu i podjąć odpowiednie działania w odpowiednim czasie.

Algorytmy systemów MES, choć w większości przypadków opierają się na heurystyce, są z reguły znacznie bardziej złożone i „inteligentniejsze” niż algorytmy APS. Najpierw algorytm MES znajduje wykonalne rozwiązanie, biorąc pod uwagę wszystkie ograniczenia i wybrane kryterium (częściowe lub całkowe). Następnie na etapie optymalizacji następuje poszukiwanie najlepszego harmonogramu. Oczywiście otrzymany harmonogram również nie jest optymalny w pełnym tego słowa znaczeniu, ponieważ poszukiwaniu optymalnego w takich problemach zawsze towarzyszą znaczne koszty czasu (systemy MES budują harmonogramy w 0,1 - 5 minut na nowoczesnej technologii), ale otrzymane harmonogramy z reguły są już znacznie bliższe optymalnemu niż harmonogramy budowane przez systemy APS.

W niektórych przypadkach systemy MES mogą tworzyć harmonogramy nie tylko dla maszyn, ale także pojazdów, ekip serwisowych i innych urządzeń serwisowych. Takie funkcje planowania, jak tworzenie zespołów technologicznych, planowanie produkcji produktów z równoległym planowaniem produkcji wymaganego zestawu sprzętu (urządzeń, unikalnych narzędzi) wykraczają poza możliwości jakichkolwiek innych systemów.

Ważną właściwością systemów MES jest wykonalność harmonogramu. Wbudowane w pętlę planowania ERP systemy APS tworzą harmonogramy produkcji dopiero w momencie dodania nowych produktów lub prac do portfela zamówień, niezwykle trudno jest je korygować w czasie rzeczywistym, co powoduje poważne problemy w wykorzystaniu systemów APS w produkcji na małą skalę . W takich przypadkach systemy MES działają bardziej elastycznie i szybciej, przeliczając i dopasowując harmonogramy pod kątem ewentualnych odchyleń w procesach produkcyjnych, co zwiększa elastyczność i dynamikę produkcji. Jeśli harmonogramy systemu APS są bardziej odpowiednie dla produkcji o charakterze wielkoseryjnym, gdzie z reguły nie ma ostrych odstępstw od programu produkcyjnego (stabilny charakter produkcji), to systemy MES są niezbędne w małych i dużych przedsiębiorstwach. produkcja na zamówienie. Jednocześnie, jeśli dla systemów APS warsztat z dużą ilością informacji technologicznych i eksploatacyjnych jest w pewnym stopniu „czarną skrzynką”, to systemy MES podczas realizacji zadań opierają się na zasadzie wyliczania i korygowania harmonogramów produkcji w oparciu o rzeczywisty stan produkcji. Systemy te reagują dość wrażliwie na odchylenia w czasie realizacji operacji technologicznych, na nieoczekiwane awarie sprzętu, na pojawienie się defektów podczas przetwarzania produktów i inne zakłócenia wewnętrzne.

W odróżnieniu od systemów klasy ERP i APS, systemy MES są zorientowane tematycznie – dla budowy maszyn, obróbki drewna, poligrafii itp. Dlatego też w pełni odzwierciedlają cechy technologiczne konkretnych procesów produkcyjnych i często zawierają rozwinięte środki wspomagające przygotowanie technologiczne konkretnego rodzaj produkcji. Bardzo często systemy MES posiadają możliwości integracji z systemami CAD/TP/CAM. Charakterystyczne jest, że według zachodnich danych wprowadzenie MES w przedsiębiorstwie nie tylko zapewnia przygotowanie szczegółowych harmonogramów produkcji, ale także pozytywnie wpływa na zarządzanie jakością i poziom obsługi urządzeń procesowych.

Reinoud Visser i Jan Snoeij, Badanie produktów MES 2003

Na rynku dostępne są rozwiązania zarówno dla systemów o dyskretnym charakterze wydawania produktu, jak i dla produkcji o charakterze ciągłym. Systemy pierwszego typu są najbardziej złożone pod względem dokładności planowania i wykonalności planu, szczególnie w przypadku produkcji „na zamówienie”.

Rynek systemów MES rozwija się bardzo dynamicznie (w zasobach Stowarzyszenia MES – www.mesa.org czytelnik może znaleźć odniesienia do ponad pięćdziesięciu systemów MES). Podobnie jak w przypadku systemów APS, czołowi producenci systemów ERP są zainteresowani integracją swoich produktów.

Ścisła funkcjonalność systemów, „stabilność” realizowanych planów i harmonogramów produkcji

Czy MES może całkowicie zastąpić APS?

Aby udzielić uzasadnionej odpowiedzi na to pytanie, zauważamy, że wdrożenie zsynchronizowanych szczegółowych harmonogramów sporządzanych na poziomie APS sprowadza się nie tylko do korekty wielkoskalowych planów ERP, ale do utrzymania ich stabilnej „zrównoważonej” realizacji: cały system produkcyjny musi posiadać margines stabilności w stosunku do małych odchyleń występujących w poszczególnych warsztatach. Zsynchronizowane harmonogramy APS nie powinny być często korygowane, szczególnie jeśli nie jest to spowodowane czynnikami zewnętrznymi (opóźnienia w dostawach surowców, pojawienie się nowych pilnych zamówień itp.). Aby każdy dział produkcyjny przedsiębiorstwa mógł samodzielnie „wygasić” powstające w nim odchylenia, wymagane jest zastosowanie MES.

W MES natomiast nie zakłada się a priori „stabilności” opracowanych harmonogramów produkcji; ponadto ich realizacja ma oczywiście charakter „niestabilny” (tutaj matematycy powiedzieliby, że taki harmonogram jest tzw. obiektem niestabilnym strukturalnie). , gdyż zakłada możliwość niezwłocznej korekty w dowolnym momencie na żądanie dyspozytora. Dla pewnej analogii ze środkami transportu ładunków masowych, ERP+APS można porównać do dobrej stabilnej ciężarówki, a MES do ekipy rowerzystów, z których każdy miał przyczepioną do bagażnika torbę z przewożonym ładunkiem.

Możemy teraz inaczej sformułować pierwotne pytanie dotyczące wymienności MES i APS: jaki jest najlepszy sposób transportu ładunku?

Na 100 rowerach (tu trzeba pedałować – w końcu rower nietrwały)

Na jednym zrównoważony ciężarówka?

Nie spiesz się, drogi czytelniku, z pozornie oczywistą odpowiedzią... pamiętaj, że stabilne systemy, ogólnie rzecz biorąc, są źle zarządzane. Zawsze musimy zadać sobie pytanie: „Jaką drogą podążamy? A co się stanie, gdy autostrada nagle się skończy i po drodze natkniemy się np. na obszar leśny?” Nietrudno przewidzieć, że w tym przypadku rowerzyści mają duże szanse na przewiezienie choć części ładunku do celu… ale niestety stabilną ciężarówką.

Oczywiście w rzeczywistości nie wszystko jest tak tragiczne. Jeżeli planowanie jest przeprowadzane dla małych przedsiębiorstw posiadających nie więcej niż 200 maszyn, wówczas w zasadzie MES i APS można uznać za warunkowo wymienne. Zwłaszcza jeśli chodzi o produkcję „na zamówienie”. Harmonogramy i terminy dostaw będą znacznie dokładniejsze, ale w MES brakuje niektórych funkcji APS, np. planowania zapotrzebowania materiałowego, gdyż MES to systemy wykonawcze, a ich zadaniem jest jak najlepsze wykonanie planu pracy. APS to poziom szczegółowego planowania całego przedsiębiorstwa, a MES to poziom warsztatu, oddziału lub oddziału.

Czy można tak powiedzieć MES = APS czy też, że jeden system jest po prostu częścią innego (takie opinie, niestety, często pojawiają się w periodykach)? Odpowiedź jest wyraźnie negatywna: oczywiście, NIE; - pomimo zewnętrznego podobieństwa w funkcjonalności, systemy te nie pokrywają się w charakterze realizacji tworzonych przez siebie harmonogramów produkcji, tak jak systemy stabilne i niestabilne nie pokrywają się w swojej dynamice. Planiści tworzący plany ścisłej dyrektywy (ERP+APS) są zwykle nazywani systemami planowania push – systemami „przepychania planów”, a ci, którzy szybko dostosowują plany w trakcie ich realizacji, nazywają się systemami planowania ciągnącego – systemami „wyciągania planów”. Zastanówmy się przez chwilę, czy jedna osoba może przenosić ładunek, jednocześnie go pchając i ciągnąc? Oczywiście, że nie! Teraz staje się jasne, dlaczego stwierdzenie jest prawdziwe: MES<> APS. Systemy te nie pokrywają się koncepcyjnie i nie stanowią części siebie, a różnicę tę należy rozumieć dość jasno.

Ostatnio w pogoni za bonusami marketingowymi wielu programistów zaczęło pozycjonować swoje produkty jako rozwiązania APS lub MES. W niektórych przypadkach są to systemy technologicznego przygotowania produkcji, systemy logistyki magazynowej, a nawet zwykłe bazy danych. Sądzimy, że czytelnik zapoznawszy się w tym artykule z charakterystycznymi cechami APS i MES, bez problemu będzie w stanie zorientować się, jaki rodzaj produktu jest mu oferowany, pomimo chwytów marketingowych.

Widzimy więc, że dla przedsiębiorstwa z punktu widzenia przewidywalności i przejrzystości planowanych terminów wypuszczenia produktów na rynek oraz optymalnej produkcji niezbędne są następujące mechanizmy planowania:

Planowanie materiałów i zasobów według BOM (Bill of Material) dla całego planowanego asortymentu przedsiębiorstwa;

Zarządzanie łańcuchem dostaw;

Szczegółowe planowanie i operacyjna kontrola wysyłek harmonogramów pracy sprzętu;

Jest to możliwe tylko wtedy, gdy wykorzystamy wszystkie trzy systemy – ERP, APS i MES razem.

ERP, APS, MES – choć zupełnie różne systemy, o różnej funkcjonalności, przeznaczone do różnych celów, potrafią nie tylko dobrze ze sobą współpracować, ale także uzupełniać się w zakresie tworzenia potężnego systemu planowania w przedsiębiorstwie, obejmującego wszystkie istniejące zadania. W wielu przypadkach słyszymy od maksymalistów nawoływania do zwiększenia funkcjonalności APS lub MES do poziomu ERP. Czy jest to możliwe? W zasadzie jest to możliwe. Zbierz zespół programistów i powiedz im: „MES (lub APS) jest dostępny”. Musimy zrobić z tego ERP!” Wszystko to można zrobić. Jak nakarmić kota wielkości kaukaskiego psa stróżującego? Ale kto wtedy będzie łapał myszy i strzegł domu? ...

"Czekać na dalsze informacje!"

W dalszej części autorzy opowiedzą czytelnikowi o cechach planowania w systemach MES, o rodzajach kryteriów planowania i sposobie ich wyboru, o tym, w jaki sposób poszukuje się optymalnego rozwiązania w środowisku wielokryterialnym, jakie zadania są priorytety i sposób ich wyznaczania oraz o tym, jak powstają systemy MES.

Literatura

1. Zarządzanie produkcją. wyd. S. D. Ilyenkova.-M.: UNITY-DANA, 2000. - 583 s.

2. Timkowski V.G. Matematyka dyskretna w świecie obrabiarek i części. - Nauka, M.: 1002. - 144 s.

3. Gavrilov D.A. Zarządzanie produkcją w oparciu o standard MRP II. - St. Petersburg: Piotr, - 2003. - 352 s.

4. Bermudez J. Zoptymalizowane systemy planowania produkcji: nowa moda czy przełom w zarządzaniu produkcją i łańcuchem dostaw? Przegląd produkcji. Badania AMR.

© 2007
Doktor nauk technicznych, profesor Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Technologicznego „STANKIN”, Wydział Technologii Informacyjnych i Systemów Obliczeniowych.

Zagidullin Ravil Rustem-bekovich © 2007
Doktor nauk technicznych, profesor, Państwowy Uniwersytet Techniczny Lotnictwa w Ufa (USATU), Katedra Zautomatyzowanych Systemów Technologicznych.

Źródło informacji: Magazyn „Park Maszynowy”, nr 10, 2008.

Systemy MES to skomputeryzowane systemy stosowane w produkcji do śledzenia i dokumentowania przemiany surowców w gotowe produkty. Dostarczają informacji, które pomagają decydentom zrozumieć, w jaki sposób można zoptymalizować obecne warunki w zakładzie w celu poprawy wydajności produktu. MES działają w czasie rzeczywistym, zapewniając kontrolę nad wieloma elementami procesu produkcyjnego (np. nakładami, personelem, maszynami i usługami wsparcia).

Jak to działa?

Zunifikowane systemy zarządzania MES mogą działać w kilku obszarach funkcjonalnych: zarządzanie definicjami produktów w całym ich cyklu życia, planowanie zasobów, realizacja i wysyłka zamówień, analiza produkcji i zarządzanie przestojami w celu zapewnienia ogólnej wydajności sprzętu (OEE), jakości produktu lub śledzenia materiałów itp.

System taki tworzy „wbudowany” zapis, rejestrujący dane, zdarzenia i wyniki procesu produkcyjnego. Może to być szczególnie ważne w branżach regulowanych, takich jak żywność i napoje lub farmaceutyka, gdzie może być wymagana dokumentacja i weryfikacja procesów, wydarzeń i działań.

Ideę MES można postrzegać jako krok pośredni pomiędzy systemem planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP), a systemem sterowania i kontroli montażu (SCADA) lub systemem kontroli procesu.

Na początku lat 90. utworzono grupy branżowe, takie jak MESA (International-Manufacturing Enterprise Solutions Association), aby regulować złożoność i zapewniać wytyczne dotyczące realizacji systemów MES.

Zalety

Systemy te pomagają tworzyć płynne procesy produkcyjne i zapewniają informacje zwrotne dotyczące wymagań w czasie rzeczywistym. Dodatkowo dostarczają wszystkich niezbędnych informacji w jednym miejscu. Inne korzyści wynikające z udanego wdrożenia MES mogą obejmować:

1. Zmniejszenie ilości odpadów, ich recykling i niszczenie, także w krótszym czasie.
2. Dokładniejsze gromadzenie informacji o kosztach (np. robocizny, przestojów i narzędzi).
3. Wydłużony czas pracy.
4. Wdrożenie pracy bez dokumentów papierowych.
5. Zmniejszaj nadmierne zapasy, eliminując je indywidualnie.

Rodzaje MES-ów

Wraz z powszechnym wykorzystaniem zebranych danych w określonym celu pojawiło się wiele różnych systemów MES. Ich dalszy rozwój w latach 90-tych doprowadził do wzrostu ich funkcjonalności. Stowarzyszenie Manufacturing Enterprise Association (MESA) wdrożyło następnie ramy, definiując 11 funkcji, które ograniczały zakres MES. W 2000 roku ANSI/ISA-95 połączył ten model z modelem referencyjnym Purdue (PRM).

Zdefiniowano hierarchię funkcjonalną z wykonawczym MES na poziomie 3 pomiędzy ERP na poziomie 4 a sterowaniem procesami na poziomach 0, 1, 2. Od opublikowania trzeciej części standardu w 2005 roku działania na poziomie 3 zostały podzielone na cztery główne Działalność: produkcja, jakość, logistyka i obsługa techniczna.

W latach 2005–2013 dodatkowe lub poprawione części normy ANSI/ISA-95 dokładniej zdefiniowały skład sprzętowy systemów MES, obejmując sposób wewnętrznej dystrybucji funkcji i wymiany informacji zarówno wewnętrznie, jak i zewnętrznie.

Obszary funkcjonalne

Na przestrzeni lat międzynarodowe standardy i modele rozszerzyły zakres tych narzędzi pod względem ich działania. Zazwyczaj cel i funkcje systemów MES obejmują:

1. Zarządzaj definicjami produktów. Może to obejmować przechowywanie, wersjonowanie i wymianę danych z innymi systemami, takimi jak reguły produktu, zestawienia komponentów, zliczanie zasobów, punkty kontrolne procesu i dane dotyczące jakości, a wszystkie one skupiają się na określeniu sposobu wytwarzania produktu.
2. Zarządzanie zasobami. Może to obejmować rejestrowanie, udostępnianie i analizowanie informacji o możliwych i dostępnych zasobach przeznaczonych na przygotowanie i realizację zleceń produkcyjnych.
3. Planowanie (procesy produkcyjne). Działania te definiują harmonogram produkcji jako zbiór zleceń wykonawczych mających na celu spełnienie wymagań produkcyjnych, wywodzących się zwykle z planowania zasobów przedsiębiorstwa lub wyspecjalizowanych zaawansowanych systemów planowania, zapewniających optymalne wykorzystanie lokalnych zasobów.
4. Wysyłka zleceń produkcyjnych. W zależności od rodzaju procesów produkcyjnych może to obejmować dalszą dystrybucję partii, serii i zleceń, wydawanie ich do stanowisk pracy i dostosowywanie się do nieoczekiwanych warunków.
5. Realizacja zleceń produkcyjnych. Podczas gdy faktyczną realizację realizują systemy kontroli procesów, MES może sprawdzać zasoby i informować inne systemy o postępie procesów produkcyjnych.
6. Zbieranie danych produkcyjnych. Ta funkcja MES obejmuje gromadzenie, przechowywanie i wymianę danych procesowych, stanu sprzętu, informacji o materiałach i dzienników produkcji w szafce na dokumenty lub w relacyjnej bazie danych.
7. Analiza produktywności produkcji. Jest to ekstrakcja użytecznych informacji z zebranych surowych danych na temat aktualnego stanu produkcji. Obejmują one przeglądy wydajności (WIP) i wyniki historyczne (takie jak ogólna wydajność sprzętu lub inny podobny wskaźnik).
8. Śledzenie i śledzenie produkcji. Jest to rejestracja i wyszukiwanie powiązanych informacji w celu przedstawienia pełnej historii sprzedaży, zamówień czy sprzętu. Obszar ten jest szczególnie ważny dla branż związanych z sektorem ochrony zdrowia. Jest to na przykład produkcja farmaceutyków.
9. Digitalizacja kompletnych danych z logów do interfejsu urządzeń cyfrowych z wykorzystaniem funkcji blokady edycji, a także wyprowadzenie danych z SCADA do wspólnego banku danych.

Komunikacja z innymi systemami

System realizacji produkcji MES integruje się z ISA-95 (poprzednikiem modelu Purdue, „95”) z wieloma relacjami i połączeniami. Zbiór systemów działających na poziomie 3 ISA-95 można nazwać systemami zarządzania operacjami produkcyjnymi (MOMS). Oprócz MES zwykle istnieje laboratoryjny system zarządzania informacjami (LIMS), system zarządzania magazynem (WMS) i skomputeryzowany system zarządzania konserwacją (CMMS).

Z punktu widzenia MES możliwe przepływy informacji to:

• w LIMS: wnioski o badanie jakości, próbki próbek, dane statystyczne dotyczące procesu;
• z LIMS: wyniki testów jakości, certyfikaty produktów, wyniki testów;
• w WMS: zapytania o zasoby materiałowe, definicja materiałów, dostawa produktów;
• z WMS: dostępność materiałów, etapowe partie materiałów, wysyłka produktów;
• w CMMS: sprzęt pracujący z danymi, jego przeznaczenie, zgłoszenia serwisowe;
• z CMMS: postęp konserwacji, możliwości sprzętu, harmonogram konserwacji.

Komunikacja z systemami poziomu 4

Przykładami systemów działających na poziomie ISA-95 Level 4 są zarządzanie cyklem życia produktu (PLM), planowanie zasobów przedsiębiorstwa (ERP), zarządzanie relacjami z klientami (CRM), zarządzanie zasobami ludzkimi (HRM) i system realizacji procesów (PDES).

Z punktu widzenia systemów MES przykładami możliwych przepływów informacji są:

• do PLM: wyniki testów produkcyjnych;
• z PLM: definicja produktu, rachunki transakcyjne (trasy), elektroniczne instrukcje pracy, ustawienia sprzętu;
• do ERP: wyniki działalności produkcyjnej, wyprodukowane i zużyte materiały;
• z ERP: planowanie produkcji, wymagania zamówień;
• w CRM: śledzenie informacji;
• z CRM: reklamacje dotyczące produktu;
• do HRM: efektywność personelu;
• z HRM: umiejętności personelu, dostępność personelu;
• do PDES: wyniki badań;
• z PDES: Definicja przepływu produkcji, Definicja eksperymentów (DoE).

W wielu przypadkach systemy Middleware Enterprise Application Integration (EAI) są wykorzystywane do wymiany komunikatów pomiędzy systemem MES a poziomem 4. W standardzie ISA-95 zdefiniowano wspólną definicję danych, B2MML, w celu połączenia MES z powyższymi systemami poziomu 4.

Komunikacja z systemami poziomu 0, 1, 2

Systemy działające na poziomie ISA-95 Poziom 2 to sterowanie nadzorcze i gromadzenie danych (SCADA), programowalne sterowniki logiczne (PLC), rozproszone systemy sterowania (DCS) i systemy automatyzacji wsadowej. Przepływ informacji pomiędzy MES i tymi systemami sterowania procesami jest w przybliżeniu taki sam:

• do PLC: instrukcje pracy, receptury, ustawienia;
• ze sterownika PLC: wartości procesowe, alarmy, ustawione wartości zadane, wyniki produkcji.

Większość systemów MES obejmuje łączność jako część oferowanego produktu. Bezpośrednia komunikacja danych wyposażenia zakładu odbywa się poprzez synchronizację. Często dane są najpierw gromadzone i diagnozowane w celu sterowania w czasie rzeczywistym w rozproszonym systemie sterowania (DCS) lub nadzoru i gromadzenia danych (SCADA). W tym przypadku systemy MES są podłączone do systemów warstwy 2 w celu wymiany danych pomiędzy halami produkcyjnymi.

Standardem branżowym dotyczącym łączenia elementów produkcyjnych jest OLE for Process Control (OPC). Ale teraz standard branżowy zaczął przenosić się na OPC-UA. Nowoczesne systemy kompatybilne z OPC-UA niekoniecznie działają tylko w systemie Microsoft Windows, ale są zaprojektowane do pracy w systemie GNU/Linux lub innych systemach wbudowanych. Zmniejsza to koszty systemów SCADA i sprawia, że ​​są one bardziej otwarte i zapewniają silne bezpieczeństwo.

Firmy produkcyjne wykorzystują dostępne na rynku systemy MES do śledzenia surowców przez ścieżkę fabryczną do stanu końcowego. Przy prawidłowym użyciu system ten może zmniejszyć ilość odpadów, zapewnić dokładniejsze odzwierciedlenie kosztów, wydłużyć czas pracy i zmniejszyć zapotrzebowanie na pewne zapasy. Jest kilka podstawowych faktów, które każdy powinien znać na temat systemów realizacji produkcji.

Zarządzają definicjami produktów

Każdy doświadczony menadżer wie, że nawet najmniejsza zmiana materiału może całkowicie zmienić końcowy stan produktu. Niedobór lub nadmiar może prowadzić do poważnych zmian w jakości produktu. Wszystko to może wiązać się z dodatkowymi kosztami.

Podstawowa funkcjonalność systemów MES pozwala na aktywne monitorowanie komponentów składających się na Twój produkt. Dają Ci możliwość ustawienia rygorystycznych parametrów sprzętu produkcyjnego, co ostatecznie zmniejsza ilość odpadów i oszczędza pieniądze.

Odpowiednio szacują zasoby produkcyjne (z pewną pomocą)

Jak wspomniano powyżej, systemy klasy MES potrafią określić dokładną ilość materiału potrzebną do wytworzenia produktu, pozwalając na jasne zdefiniowanie produktu i zachowanie jego integralności. Ponadto zawsze będziesz mieć pojęcie o tym, jakie są Twoje zasoby produkcyjne. Ta kategoria obejmuje wszystko, od śledzenia materiałów fizycznych po wiedzę o liczbie maszyn do serwisowania lub dostępności siły roboczej potrzebnej do wykonania zadania. MES w połączeniu z systemem APS (Advanced Planning and Scheduling) jest w stanie realistycznie przewidzieć terminy realizacji produktów dla 100% wszystkich zasobów znajdujących się w dystrybucji.

Można je zintegrować z innymi systemami produkcyjnymi

Same systemy realizacji produkcji często mają możliwość planowania procesów produkcyjnych, ale na poziomie „nieskończonej wydajności” i dlatego z technicznego punktu widzenia mogą działać jako samodzielne oprogramowanie do planowania. Jednak zwykle działają lepiej, gdy są używane w połączeniu z innym oprogramowaniem do przetwarzania produkcji, takim jak APS, dzięki czemu można uwzględnić również ostateczne ograniczenia w celu dokładniejszego i zoptymalizowanego planowania.

APS definiuje harmonogram produkcji jako zbiór zleceń mających na celu spełnienie wymagań produkcyjnych, zwykle wywodzący się z planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP), co z kolei pomaga w pierwotnym wykorzystaniu zasobów.

Zapewniają analizę efektywności produkcji

Gdy produkt zacznie trafiać do produkcji, MES może generować raporty na podstawie jego bieżącego stanu. Za pomocą tego systemu można śledzić prace w toku, różne wskaźniki historyczne i wszystkie inne dane dotyczące wydajności.

Śledzenie danych produkcyjnych

Kiedy produkt ostatecznie opuszcza linię produkcyjną, MES śledzi wszystkie dane na jego temat i przechowuje je do wykorzystania w przyszłości. Co więcej, system nie tylko zapewni Ci zorganizowany cyfrowy rejestr danych produktów, ale może także zagregować te informacje na potrzeby przyszłych raportów. Niezależnie od celów wewnętrznych czy zewnętrznych, będziesz mieć aktualne, aktualne dane na temat szybkości procesów produkcyjnych, co docelowo pomoże Ci wygenerować większe zyski.

W połączeniu z systemem MES może być niezwykle przydatny dla każdego menedżera, który chce wydłużyć czas i przyspieszyć produkcję. Odpowiednie zarządzanie zasobami, planowanie produkcji i śledzenie produktów pozwolą każdej firmie zwiększyć produkcję i zmniejszyć ilość odpadów zarówno w sposób umiejętny, jak i wyrachowany.

MES i APS – razem czy osobno?

Przed dokonaniem przeglądu systemów MES ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób współdziałają one z innymi podobnymi narzędziami. Zatem APS (Advanced Planning & Scheduling) jest odrębną kategorią oprogramowania, taką jak ERP czy MES. APS obejmuje planowanie strategiczne, taktyczne i operacyjne. Ostatni, operacyjny przypadek użycia jest często postrzegany jako rdzeń APS. Planowanie oznacza tu codzienne osiąganie celu końcowego. Istotą tego jest opracowanie możliwych planów minimalizacji nadwyżek magazynowych i skrócenia czasu realizacji zamówień. Obecnie można znaleźć wielu dostawców systemów APS.

Natomiast system MES realizuje polecenia i kontrole. Oprogramowanie MES dostępne jest zarówno bez funkcji planowania, jak i z ograniczoną funkcjonalnością. W każdym razie możliwości nie są tak rozbudowane, jak w czystym oprogramowaniu APS. W corocznym Przeglądzie Produktów MES wzrasta udział funkcjonalności FCS w oprogramowaniu MES. Ponieważ jest to oprogramowanie transakcyjne, dość trudno jest wdrożyć w tym kontekście wszystkie rozbudowane funkcje planowania. Planowanie i prognozowanie wymaga modelowania różnych scenariuszy i nie powinno automatycznie wpływać na wykonanie zadania.

Dzięki ścisłej integracji systemów MES i APS (w pętli zamkniętej) cała bogata funkcjonalność APS jest wykorzystywana bez żadnych ograniczeń. Jeśli system ten obsługuje planowanie wielooddziałowe i wydajny Internet, cały łańcuch dostaw można planować, realizować i kontrolować w czasie rzeczywistym - globalnie, bez ograniczeń geograficznych. Na przykład rozpoczynając operację (fazę pracy) w Chinach, osoba planująca w USA może zobaczyć postęp zamówienia w czasie rzeczywistym. Sprzedawca może także zalogować się do aplikacji MES/APS online i sprawdzić, kiedy produkt zostanie wysłany do klienta, bez konieczności wykonywania rozmów telefonicznych i wysyłania e-maili.

MES i MAMA: jaka jest różnica?

Terminologia w branży oprogramowania może być myląca, zwłaszcza jeśli dopiero zaczynasz się jej uczyć. Niestety, ta obserwacja dotyczy oprogramowania w przemyśle i produkcji. Na przestrzeni lat stosowano wiele różnych systemów, ale tylko 2 akronimy powodują zamieszanie:

• MES - system realizacji produkcji.
• MOM - zarządzanie operacjami produkcyjnymi.

Aby zrozumieć różnicę między nimi, należy przeprowadzić analizę porównawczą systemów MES (tabela PDF) i MOM. Podczas opisu możesz podkreślić ich podobieństwa i różnice.

Jak wspomniano powyżej, system MES został po raz pierwszy zastosowany przez firmę AMR w latach 90. XX wieku, wypierając system produkcji komputerów komputerowych (CIM), przyjęty po raz pierwszy pod koniec lat 80. XX wieku. Miało to miejsce przed ustanowieniem wielu standardów branżowych (takich jak ISA-95), a na pewno na długo przed tym, jak system ERP stał się głównym szkieletem IT większości światowych firm produkcyjnych.

Wiele wczesnych systemów MES zostało celowo zbudowanych jako pętla zamknięta. Z tego powodu brakowało im elastyczności potrzebnej do dostosowania się do zmieniających się potrzeb biznesowych. Skutkowało to tym, że wiele wczesnych wdrożeń miało bardzo długi czas obliczeń i często tworzyło proces wdrażania, który wydawał się nie mieć końca. Z tych powodów po wprowadzeniu do produkcji MES początkowo zyskał reputację drogiego i ryzykownego narzędzia, które często nie osiągało początkowych celów w zakresie zwrotu z inwestycji.

Jednocześnie w automatyce przemysłowej w dalszym ciągu włożono wiele pracy i pojawiło się wiele standardów na poziomie pakietów (takich jak ISA-88 i ISA-95). Zdefiniowali termin Zarządzanie operacjami produkcyjnymi (MOM). W systemie tym zdefiniowano szczegółowe działania i procesy biznesowe, obejmujące produkcję, jakość, obsługę i zapasy.

Rozwój MAMA

Nowe warunki rynkowe spowodowały, że deweloperzy chcą dokonać rebrandingu i oddzielić się od produktów z przeszłości, czyli MES. Wiele z nich przyjęło termin MOM i określiło swoje propozycje jako nowe rozwiązanie. Oferowali elastyczność i skalowalność niezbędną do uczynienia systemu prawdziwą aplikacją korporacyjną, w tym:

• architektura oparta na konfigurowalnej i rozszerzalnej platformie;
• standaryzowana integracja z ERP;
• oparta na standardach integracja z automatyką przemysłową;
• ustandaryzowany model danych produkcyjnych;
• szerokie możliwości - modelowanie, wizualizacja, optymalizacja, aktualizacja i koordynacja procesów biznesowych produkcyjnych na całym świecie;
• zarządzanie zdarzeniami - możliwość gromadzenia, podsumowywania, analizowania i reagowania na zdarzenia produkcyjne w czasie rzeczywistym.

Pomimo tej tendencji nie zapomniano o wcześniejszych osiągnięciach. Wiodący dostawcy rozwiązań MES nie porzucili swoich produktów. Zamiast tego przeprojektowali swoje systemy i zapewnili im możliwości dorównujące możliwościom MOM.

Jaka jest więc różnica?

Obecnie akronim MOM zwykle odnosi się do procesów biznesowych, a nie oprogramowania. Oznaczenie MOM Solution jest najczęściej stosowane w celu odróżnienia go od starszych rozwiązań MES i posiada wymienione powyżej możliwości.

W większości przypadków MES jest nadal używany. Czasami może mieć podobne możliwości do MOM, ale w przeciwieństwie do niej rozwija się w szybszym tempie.

Przykłady MES

W dzisiejszej Rosji wiodące są trzy takie systemy. Wszystkie są przeznaczone do lepszego zarządzania produkcją, ale są przeznaczone do produkcji na małą skalę. Jednocześnie istnieją między nimi różnice.

System FOBOS MES znajduje zastosowanie w średnich i stosunkowo dużych gałęziach przemysłu maszynowego. Jego głównymi funkcjami jest zarządzanie i planowanie wewnątrz sklepu. Musi być zintegrowany z systemem ERP (lub „1C: Enterprise”) i przekierowuje do niego wszystkie otrzymywane dane.

YSB.Enterprise powstało z myślą o branży przetwórstwa drewna. Ponadto ma pewne funkcje, które czynią go bardziej odpowiednim dla małych przedsiębiorstw (tych, w których sam 1C już nie wystarczy). System MES ma zbyt mało specyficznych i niezbędnych funkcji do pełnego działania, ale jednocześnie zawiera dodatkowe opcje, w tym zarządzanie sprzedażą i księgowością.

PolyPlan posiada jeszcze mniejszy zestaw funkcji MES, ale jednocześnie jest prezentowany jako narzędzie do planowania operacyjnego w obszarze inżynierii mechanicznej (dla elastycznej i zautomatyzowanej produkcji). Koszt tego typu systemu MES jest najniższy.

MES(Manufacturing Execution System) – system zarządzania produkcją. MES to specjalistyczne systemy oprogramowania, które przeznaczone są do rozwiązywania problemów planowania operacyjnego i zarządzania produkcją. Systemy tej klasy przeznaczone są do rozwiązywania problemów synchronizacji, koordynowania, analizowania i optymalizacji produkcji wyrobów w ramach określonej produkcji.

Zastosowanie MES jako specjalnego oprogramowania przemysłowego może znacznie zwiększyć produktywność kapitału urządzeń technologicznych, a w rezultacie zwiększyć zysk przedsiębiorstwa nawet w przypadku braku dodatkowych inwestycji w produkcję. Systemy MES to kompleksy przemysłowe lub narzędzia programowe, które działają w środowisku warsztatów lub przedsiębiorstw produkcyjnych.

Główne funkcje MES-a:

Łącznik pomiędzy zarządem tworzy tzw. poziom MES (MES = Manufacturing Execution System).

• Monitoruj stan i dystrybucję zasobów.
• Efektywność i szczegółowość planowania.
• Wysyłka produkcji.
• Zarządzanie dokumentami.
• Zbieraj i przechowuj dane.
• Zarządzaj personelem.
• Zarządzaj jakością produktu.
• Zarządzaj procesami produkcyjnymi.
• Zarządzaj konserwacją i naprawami.
• Śledź historię produktu.
• Analizuj wydajność.

Różnice pomiędzy systemami MES i ERP

Czym systemy MES różnią się od systemów ERP i dlaczego znajdują się na różnych poziomach struktury informacyjnej? Systemy ERP skupiają się na planowaniu realizacji zamówień, tj. odpowiedz na pytanie: kiedy i ile należy wyprodukować? Systemy MES skupiają się na pytaniu: jak faktycznie powstają produkty? Działają w oparciu o dokładniejsze informacje o procesach produkcyjnych.

Struktura informacyjno-kontrolna przedsiębiorstwa produkcyjnego

Główna różnica pomiędzy MES a ERP polega na tym, że systemy MES, operując wyłącznie informacjami produkcyjnymi, pozwalają na dostosowanie lub całkowite przeliczenie harmonogramu produkcji w trakcie zmiany roboczej tyle razy, ile jest to konieczne. W systemach ERP, ze względu na dużą ilość informacji administracyjnych, ekonomicznych, księgowych i finansowych, która nie ma bezpośredniego wpływu na proces produkcyjny, przesunięć harmonogramu można dokonać nie częściej niż raz dziennie.

Dzięki szybkiej reakcji na zachodzące zdarzenia oraz wykorzystaniu metod matematycznych do kompensacji odchyleń od harmonogramu produkcji, systemy MES pozwalają na optymalizację produkcji i zwiększenie jej rentowności.

Systemy MES, gromadząc i podsumowując dane otrzymane z różnych systemów produkcyjnych i linii technologicznych (niższy poziom piramidy), przenoszą organizację wszelkich działań produkcyjnych na wyższy poziom, od utworzenia zlecenia produkcyjnego po wysyłkę gotowych produktów do magazyny.

Systemy MES wdrażają komunikację w czasie rzeczywistym pomiędzy procesami produkcyjnymi a procesami biznesowymi przedsiębiorstwa oraz poprawiają wyniki finansowe przedsiębiorstwa (przepływy pieniężne), w tym zwiększają rentowność środków trwałych, przyspieszają obrót gotówkowy, obniżają koszty, terminowość dostaw, zwiększają marże zysku i produktywność.

Systemy MES generują dane o bieżących wskaźnikach produkcji, w tym o rzeczywistym koszcie produkcji, niezbędne do lepszego funkcjonowania systemów ERP.

Tym samym MES stanowi łącznik pomiędzy systemami ERP skupionymi na operacjach finansowo-ekonomicznych, a operacyjną działalnością produkcyjną przedsiębiorstwa na poziomie warsztatu, zakładu czy linii produkcyjnej.

Rdzeń integracji przedsiębiorstwa

Funkcje realizowane przez systemy MES można zintegrować z innymi systemami zarządzania przedsiębiorstwem, takimi jak planowanie łańcucha dostaw (SCM), zarządzanie sprzedażą i usługami (SSM), planowanie zasobów przedsiębiorstwa (ERP), systemy automatycznego sterowania procesami (APS), co zapewni terminowe i kompleksowe monitorowanie krytycznych procesów produkcyjnych.

Zostaw swój komentarz!