Wyślij zapytanie Dołącz do Sii

Wykonując pracę analityka biznesowego, miałem do czynienia z różnymi projektami w wielu branżach. Brałem udział w projektach wdrożenia systemów ERP (Enterprise Resources Planning), WMS (Warehouse Management Software), DMS (Document Management System) oraz MES (Manufacturing Execution System). Wspomniane gałęzie to przemysł spożywczy, chemiczny, farmaceutyczny i medyczny.

Wszystkie projekty łączył jeden wspólny mianownik jakim jest produkcja (no… może oprócz branży medycznej, gdzie wdrożenie polegało na wsparciu w zarządzaniu dokumentami w administracji). Systemy ERP są na tyle rozbudowane, że posiadają wspomniane narzędzia jako zintegrowane moduły i często też są rozwiązaniem „pudełkowym”, czyli do sprzedaży bez możliwości rozbudowy.

W związku z tym, dużo firm decydując się na rozbudowę narzędzi wspomagających zarządzanie przedsiębiorstwem, podejmuje decyzję o rozwiązaniu od dostawców niezależnych, którzy tworzą dedykowane oprogramowanie. O ile same systemy ERP, WMS i DMS są pożądane przez firmy i chętnie są wdrażane, tak systemy MES często zastępowane są tradycyjnymi arkuszami Excel, a także kartkami papieru na liniach produkcyjnych.

Z moich obserwacji wynika, że systemy te nie są doceniane przez rynek, a jeżeli już, to przez firmy mające świadomość korzyści płynących z ich wdrożenia. Wiąże się to często z kosztami implementacji takiego systemu, który – chcąc nie chcąc – musi być podłączony do systemu automatyki na różnym poziomie zaawansowania, co generuje dodatkowe koszty inwestycji.

Firmy, które chcą:

  • poprawić wydajność zakładu,
  • podwyższyć dostępność maszyn,
  • zmniejszyć ilość ich przestojów,
  • zwiększyć efektywność pracy,

mając do dyspozycji park maszynowy w stanie bieżącym, często po głębszej zrefleksji decydują się na wdrożenie takiego projektu. W dobie Przemysłu 4.0, a nawet w obecnie głoszonej wersji 5.0, postaram się przedstawić, dlaczego w mojej ocenie warto zainwestować w systemy MES.

Czym jest ten MES?

System MES to inaczej System Realizacji Produkcji. Jest to system informatyczny, połączony z elementami automatyki, który służy do ciągłego monitorowania procesów produkcyjnych i pozyskiwania informacji o ich stanie oraz jakości. Dane o realizowanej produkcji są zbierane i dostarczane użytkownikowi w czasie rzeczywistym, dzięki czemu możliwa jest natychmiastowa reakcja na wszelkie niepożądane zjawiska, takie jak nieplanowany przestój, awaria czy spadek wydajności. Dane te są organizowane kontekstowo i przekazywane na urządzenia końcowe (takie jak np. panele HMI, przeglądarki internetowe czy komputery przemysłowe) w postaci raportów i analiz.

W przeciwieństwie do systemu ERP, którego rozdzielczość oscyluje wokół zmiany produkcyjnej, system MES zbiera dane z o wiele większą dokładnością.

Bardzo istotne jest to, że systemy MES stanowią warstwę pośrednią, synchronizującą warstwy:

  • produkcyjną (automatyka, sterowanie, oczujnikowanie i wszystko inne, co się znajduje na produkcji),
  • biznesową, w której znajdują się systemy ERP, a także systemy wyższego rzędu, czyli systemy do planowania, harmonogramowania, dla kadr, do rozliczania produkcji, fakturowania itp.

Norma ISA 95

Systemy MES zostały opisane przez normę ISA 95. Jej podstawowe założenia dotyczą tworzenia interfejsów zapewniających łączność z systemami sterowania oraz zapewnienia dobrej komunikacji pomiędzy wymienionymi wcześniej warstwami przedsiębiorstwa produkcyjnego.

Jakie funkcje ma system MES?

Czas na wylistowanie głównych funkcji, które są kluczowe dla tej klasy systemu:

  • śledzenie i wizualizacja produkcji w toku w czasie rzeczywistym,
  • monitorowanie rzeczywistego czasu i wydajności pracy maszyn oraz ludzi:
    • bieżące wyliczanie i aktualizowanie wskaźnika OEE (Overall Equipment Effectiveness)oraz OLE (Overall Labor Effectiveness),
    • monitorowanie tempa produkcji i zarządzanie nim,
    • informacja o czasie pozostałym do ukończenia realizowanych oraz zaplanowanych zleceń produkcyjnych,
  • zarządzanie maszynami i mocami produkcyjnymi:
    • śledzenie przestojów (planowanych i nieplanowanych): rejestracja przyczyn, czasu,
    • monitoring bieżącej dostępności maszyn,
    • wizualizacja „widma pracy maszyn”,
    • informacja o całkowitej dostępnej mocy produkcyjnej i jej wykorzystaniu,
  • harmonogramowanie zleceń produkcyjnych i kontrola wykonania na poziomie operacyjnym,
  • aktualizacja stanów magazynowych: materiałów, półproduktów, produktów finalnych,
  • zbieranie informacji o wadach i jakości produkowanych części,
  • zbieranie danych z procesu technologicznego,
  • możliwość wymiany danych ze sterownikami i systemami wizualizacji,
  • natychmiastowe powiadamianie o zatrzymaniach występujących w czasie produkcji,
  • generowanie automatycznych raportów, szczegółowa analiza zgromadzonych informacji:
    • wyliczanie najważniejszych wskaźników produkcyjnych, w tym OEE, dostępności maszyn, czasu przestojów, awaryjności, itd.,
    • analizy i raporty o zrealizowanych zleceniach produkcyjnych,
    • raporty zużycia mediów i materiałów eksploatacyjnych,
    • elektroniczne przetwarzanie i zarządzanie informacjami oraz dokumentacją,
  • podsumowania i rozliczenia kosztów pośrednich i kosztów bezpośrednich produkcji,
  • śledzenie przepływu wyrobów, genealogia produkcji,
  • planowanie przeglądów i remontów,
  • automatyczna rejestracja produkcji,
  • zarządzanie produkcją i zleceniami:
    • zarządzanie zleceniami produkcyjnymi, automatyczna rejestracja zleceń,
    • planowanie kolejności wykonywania zleceń,
    • wsparcie zarządzania zamówieniami produkcyjnymi,
    • monitorowanie zużycia i przepływów mediów produkcyjnych,
  • wsparcie kontroli jakości:
    • informacja o produktach wadliwych i odstępstwach produktowych,
    • analiza poziomu odrzutów produkcyjnych.

Skrócona definicja pracy systemów MES

Systemy MES mogą funkcjonować w trybie automatycznym, półautomatycznym lub manualnym.

  1. Systemy o wysokiej automatyzacji – mają zastosowanie w branży automotive, gdzie maszyny dostarczają komplet informacji, a system MES jedynie sprawdza podstawową logikę biznesową i – w większości przypadków – rejestruje produkcję z procesów zautomatyzowanych, nadając im dodatkowe konteksty np. zlecenia produkcyjnego czy operatora.
  2. System półautomatyczny – to np. rejestrowanie przestoju. Maszyna wysyła do systemu informacje, że zmienił się jej stan (zatrzymała się) i przedstawia rzeczywisty czas zatrzymania, a operator doprecyzowuje, dlaczego doszło do zatrzymania. Innym przykładem jest sytuacja, w której maszyna automatycznie zlicza elementy dobre i wadliwe, ale to operator określa przyczyny błędów czy klasy jakościowe wyrobów.
  3. Systemy manualne – w nich to operator raportuje, kiedy i jak zmienił się stan maszyny. Ręcznie uruchamia zlecenia i rejestruje produkty, co ma zastosowanie zwłaszcza w produkcjach o długich czasach cyklu. Drugim scenariuszem jest wykonywanie prac ręcznie – nie ma wówczas fizycznej i technologicznej możliwości, żeby odczytać dane automatycznie. Sytuacja taka dotyczy np. pakowania produktów w kartony zbiorcze lub też instalacji małego, „kruchego” elementu.

W zależności od tego, jaka informacja została zaraportowana (przez maszynę lub operatora), system uruchamia konkretny ciąg zdarzeniowy. Jeśli np. zarejestrowano informację o zmianie statusu maszyny, system może równocześnie przekazać tę informację do Działu Utrzymania Ruchu i podać do systemu planowania. Jeżeli jest to zatrzymanie maszyny, to trzeba zmienić harmonogram pracy. Jeśli operator daje sygnał, że zaczyna zlecenie, to system automatycznie sprawdza czy są spełnione wszystkie warunki do tego zlecenia.

System MES nie powinien działać w oderwaniu od otoczenia, w którym funkcjonuje. Zachowanie jednego źródła jest kluczowe, aby zachować spójność danych i informacji. W związku z tym, projektom MES zawsze powinny towarzyszyć zadania związane z integracją z systemem ERP, jak wspomniałem na początku artykułu, ale także z systemami wspomagającymi takimi jak WMS, CMMS, APS i każdym innym narzędziem wykorzystywanym przez organizację i mającym realny wpływ na proces produkcyjny i zarządzanie nim.

Korzyści z wdrożenia systemu MES

Wdrożenie zaawansowanego systemu MES przynosi korzyści krótko- i długoterminowe. Jeśli implementacja systemu staje się elementem szerzej zakrojonych zmian realizowanych w duchu Lean lub Kaizen, efekty mogą być spektakularne.

Do najczęściej wymienianych pozytywnych efektów, które można zaobserwować w krótkim czasie, czyli perspektywie 12 miesięcy, należy eliminacja marnotrawstwa oraz poprawa efektywności i jakości produkcji. Skraca się czas nieplanowanych przestojów, a dane z produkcji dostępne są od ręki. Nowe kontrakty zdobyte dzięki uwolnieniu mocy produkcyjnych, poprawa obsługi klienta czy szybsze wprowadzanie nowych produktów na rynek to realne korzyści, które odnotowują firmy produkcyjne w ciągu pierwszych 2 lat od wprowadzenia zaawansowanego systemu zarządzania produkcją.

W krótkim okresie czasu: wzrost efektywności produkcjiW dłuższym okresie czasu: optymalizacja produkcji
skrócenie cyklu produkcyjnego,

skrócenie lead time,

obniżenie kosztów pracy,

zmniejszenie kosztów wprowadzania danych,

redukcja kosztów papieru i drukowania,

zmniejszenie produkcji w toku,

większe wykorzystanie parku maszynowego.
poprawa jakości produktów,

zwiększenie zadowolenia klientów,

skrócenie czasu wprowadzenia nowych produktów na rynek.
Tab. 1 Korzyści wdrożenia systemu MES w firmie produkcyjnej

Czy wdrożyć system MES? Za i przeciw

Stojąc przed takim wyborem, warto zastanowić się, co jest kluczowe przy podejmowaniu decyzji o wdrożeniu systemów MES. Za decyzją powinna stać odpowiednia motywacja.

Jeżeli system zostanie dołożony do nieuporządkowanej i zawierającej błędy warstwy procesowej, to doprowadzi to do tego, że z błędów procesowych powstaną błędy systemowe, jeszcze trudniejsze do opanowania.

Aby wdrożenie systemu MES zakończyło się sukcesem, należy działać równolegle w poniższych trzech obszarach. Motywatorem musi być potrzeba, którą można przekuć w cel biznesowy.

Ta sama potrzeba obserwowana z trzech poziomów będzie wyglądać zupełnie inaczej, np.:

  • operator chce wiedzieć, jakie zadania ma do wykonania, na kiedy ma je wykonać oraz jak ma to zrobić,
  • dyrektor operacyjny potrzebuje informacji, ile mocy produkcyjnych ma przedsiębiorstwo i jaka jest rzeczywista dostępność parku maszynowego, aby mógł zaplanować liczbę produktów, które produkcja jest w stanie wyprodukować podczas danej zmiany,
  • zarząd interesuje, jaką wartość firma jest w stanie wyprodukować, a także o ile zwiększy swój obrót dzięki wyeliminowaniu niedoskonałości procesu.
Ryc. 1 Operator na linii produkcyjnej
Ryc. 1 Operator na linii produkcyjnej

Zachowanie równowagi i dbałość o komunikację pomiędzy tymi 3 sektorami buduje prawidłowy przepływ informacji w firmie.

Przystępując do wdrożenia systemu, trzeba sobie zdawać sprawę, że zazwyczaj wpływa on na sposób działania wielu działów przedsiębiorstwa, począwszy od działu produkcji, działu utrzymania ruchu oraz jakości, przez dział logistyki, planowania, IT i zarząd, skończywszy na dziale sprzedaży i marketingu.

Błędy popełnione podczas wdrożeniu albo zły wybór samego systemu lub jego funkcjonalności będzie wpływał na działanie firmy przez długie lata. Dlatego decyzja o systemie i samo wdrożenie musi być przeprowadzone bardzo starannie i dokładnie.

Systemy MES a Przemysł 4.0 i 5.0 oraz inne trendy

Podobnie jak większość systemów informatycznych, również systemy klasy MES bardzo szybko ewoluują. Trendem, który obecnie determinuje rozwój systemów, jest idea Przemysłu 4.0 oraz, ogłoszonego z początkiem roku 2021, Przemysłu 5.0, który jest rozwinięciem wcześniejszej wersji o nadanie priorytetów społecznych i środowiskowych Unii Europejskiej w dziedzinie innowacji technologicznych.

Jak wiadomo, pod pojęciami tymi kryje się integracja „inteligentnych” maszyn i systemów oraz automatyzacja procesów produkcyjnych mająca na celu zwiększenie wydajności wytwarzania, jej uelastycznienie oraz wprowadzenie opłacalności produkcji jednostkowej.

Dlatego systemy MES wykorzystują najnowsze technologie, takie jak IoT (Internet of Things) , którego zadaniem jest dostarczenie jak najszerszej, cyfrowej informacji zwrotnej – nie tylko o procesach i operacjach produkcyjnych, ale również o produktach, które zostały już sprzedane klientom.

Kolejnym trendem, wpływającym na funkcjonalność systemów MES, jest implementacja technologii uczenia maszynowego. Uczenie maszynowe przez analizę historycznych i bieżących danych pozwala systemowi MES przewidzieć, kiedy mogą wystąpić problemy na linii produkcyjnej lub może zdarzyć się awaria. Co więcej, nowoczesne maszyny już obecnie udostępniają informacje o statusie urządzeń, dzięki czemu znacznie łatwiej wychwycić nadchodzące problemy.

Widać też trend związany z automatyzacją systemów MES i ich głębszą integrację z systemami planowania produkcji m.in.: narzędziami klasy PLM (Product Lifecycle Management) do zarządzania życiem produktów, a także narzędziami wykorzystywanymi w projektowaniu. Dzięki temu informacje o kolejnych etapach tworzenia produktu są wizualizowane w czasie rzeczywistym i pozwalają na odpowiednie zaplanowanie oraz harmonogramowanie produkcji na pojedyncze, zindywidualizowane zamówienia.

Dość często można zauważyć, że systemy MES opracowane są już środowisku chmurowym. Zapewnia ono:

  • znacznie lepsze możliwości analityki biznesowej w czasie rzeczywistym,
  • lepszą analizę dużych zbiorów danych,
  • dostępność z każdego miejsca na świecie,
  • wsparcie dla zaawansowanego przywracania systemu po awarii.

Implementowany w chmurze system jest narzędziem nie tylko dla dużych korporacji, ale również dla małych i średnich firm, które nie mają rozbudowanej infrastruktury IT. Oczywiście, wchodzą tu w grę usługi oferowane przez dostawców chmurowych, ale dzięki chmurze publicznej lub hybrydowej mają oni szansę na korzystanie z najnowszych, najbardziej zaawansowanych rozwiązań, na które do niedawna stać było tylko największe przedsiębiorstwa na świecie.

Podsumowanie

System komunikacji i informowania obszaru produkcji MES stanowi doskonałe rozwiązanie niezależnie od dziedziny produkcji. Sprawdzi się dobrze zarówno w branży spożywczej, jak i motoryzacyjnej. Może być z powodzeniem stosowany w mikro oraz makro przedsiębiorstwach.

Tym, co będzie różnić platformy systemowe stosowane w różnych branżach, jest stopień ich zaawansowania. Dlatego już na etapie planowania działania przedsiębiorstwa należy rozważyć przyszłe potrzeby zakładu. Na przykład system zarządzania produkcją dla branży spożywczej musi być rozbudowany pod kątem daty przydatności do spożycia konkretnych produktów. Na tej podstawie opracowany jest maksymalny czas każdego z etapów wytwarzania, a także termin zużycia materiałów produkcyjnych.

Jednym z głównych zadań stawianych przed systemem do zarządzania produkcją jest ograniczenie kosztów oraz maksymalizacja wydajności maszyn i zasobów ludzkich. Dobrze dobrany system rozdziela kolejne etapy produkcji, co pozwala na wyszukiwanie wąskich gardeł, czyli problematycznych punktów produkcji, hamujących efektywność procesu.

Niwelowanie usterek, poprawa jakości pracy zwiększająca normy pracowników – wszystko to wpływa na redukcję kosztów operacyjnych i zwiększenie przychodów przedsiębiorstwa, pozwalających na dalszy rozwój i ekspansję firmy na rynku.

Podczas wyboru systemu zarządzania produkcją należy zwrócić szczególną uwagę na kompatybilność z różnymi urządzeniami oraz możliwość wprowadzania kolejnych zmiennych i poszerzania zakresu działania platformy. System MES powinien być opracowany na lata, a jego wydajność i niezawodność nie może być uzależniona od wymagań sprzętowych.

5/5 ( głosy: 5)
Ocena:
5/5 ( głosy: 5)
Autor
Avatar
Łukasz Łukasiński

Po udanym przebranżowieniu do IT od ponad 5 lat pełni rolę analityka i w jakimś stopniu PM-a. W pracy ceni sobie współdziałanie oraz wymianę doświadczeń kompetencyjnych w zespole jako podstawę do wypracowania najlepszej ścieżki projektowej. Zaangażowany uczestnik różnych form aktywności fizycznej: rowery, baseny, sauny, szlaki górskie, morsowanie, siłownia. Zainteresowany psychologią i rozwojem osobistym, dla którego praca nad własną świadomością jest ciekawym i cennym doświadczeniem 😊

Zostaw komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Może Cię również zainteresować

Pokaż więcej artykułów

Bądź na bieżąco

Zasubskrybuj naszego bloga i otrzymuj informacje o najnowszych wpisach.

Otrzymaj ofertę

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat oferty Sii, skontaktuj się z nami.

Wyślij zapytanie Wyślij zapytanie

Natalia Competency Center Director

Get an offer

Dołącz do Sii

Znajdź idealną pracę – zapoznaj się z naszą ofertą rekrutacyjną i aplikuj.

Aplikuj Aplikuj

Paweł Process Owner

Join Sii

ZATWIERDŹ

This content is available only in one language version.
You will be redirected to home page.

Are you sure you want to leave this page?