Система управления производством

Системы управления производством ( MES ) — это компьютеризированные системы, используемые на производстве для отслеживания и документирования превращения сырья в готовую продукцию. MES предоставляет информацию, которая помогает лицам, принимающим производственные решения, понять, как можно оптимизировать текущие условия на заводе для повышения производительности. ^[1] MES работает как система мониторинга в реальном времени, позволяющая контролировать множество элементов производственного процесса (например, ресурсы, персонал, машины и вспомогательные службы).

MES может работать в нескольких функциональных областях, например, управление определениями продуктов на протяжении всего жизненного цикла продукта ресурсов , планирование , выполнение и отправка заказов, анализ производства и управление простоями для общей эффективности оборудования (OEE), качество продукции или отслеживание материалов. . ^[2] MES создает исполнительную документацию, фиксируя данные, процессы и результаты производственного процесса. Это может быть особенно важно в регулируемых отраслях, таких как производство продуктов питания и напитков или фармацевтика, где может потребоваться документация и подтверждение процессов, событий и действий.

Идею MES можно рассматривать как промежуточный шаг между, с одной стороны, системой планирования ресурсов предприятия (ERP) и системой диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) или системой управления процессами с другой; хотя исторически точные границы менялись. Отраслевые группы, такие как MESA International ( Ассоциация решений для производственных предприятий ), были созданы в начале 1990-х годов для решения проблем и консультирования по вопросам внедрения MES-систем.

Системы управления производством, известные как MES, представляют собой программы, созданные для контроля и улучшения производственных операций. Они играют важную роль в повышении эффективности, быстром решении проблем на производственных линиях и обеспечении прозрачности путем сбора и анализа данных в реальном времени.

Системы MES эффективно управляют производственными ресурсами, такими как материалы, рабочая сила, оборудование и процессы. Их функции включают отслеживание производства, управление качеством, обработку заказов на работу, контроль запасов, анализ данных и составление отчетов. Эти возможности позволяют предприятиям оптимизировать свои производственные процессы.

Эти системы часто интегрируются с системами ERP, чтобы согласовать бизнес-операции компании с ее производственной деятельностью. Такая интеграция способствует обмену информацией между отделами, повышая эффективность и производительность. Такие организации, как MESA International, предоставляют рекомендации по внедрению и развитию систем MES, помогая компаниям ориентироваться в тонкостях производственных операций. ^[3]

Преимущества

«Системы управления производством [помогают] создавать безупречные производственные процессы и обеспечивать обратную связь об изменениях требований в режиме реального времени», ^[4] и предоставлять информацию из одного источника. ^[5] Другие преимущества от успешного внедрения MES могут включать:

Сокращение отходов, повторной обработки и брака, включая сокращение времени наладки.
Более точный сбор информации о затратах (например, трудозатраты, отходы, время простоя и инструменты)
Увеличение времени безотказной работы
Внедрение безбумажного документооборота
Отслеживание производственных операций
Уменьшает время простоя и облегчает поиск неисправностей
Сокращение запасов за счет исключения запасов на всякий случай. ^[6]

МЫ

Возникло большое разнообразие систем, использующих собранные данные для определенной цели. Дальнейшее развитие этих систем в 1990-е годы привело к дублированию функциональных возможностей. Затем Международная ассоциация решений для производственных предприятий (MESA) ввела некоторую структуру, определив 11 функций, определяющих сферу действия MES. В 2000 году стандарт ANSI/ISA-95 объединил эту модель с эталонной моделью Purdue (PRM). ^[7]

Была определена функциональная иерархия, в которой MES располагалась на уровне 3 между ERP на уровне 4 и управлением процессами на уровнях 0, 1, 2. С публикацией третьей части стандарта в 2005 году действия на уровне 3 были разделены на четыре Основные операции: производство, качество, логистика и техническое обслуживание.

В период с 2005 по 2013 год дополнительные или пересмотренные части стандарта ANSI/ISA-95 более подробно определяли архитектуру MES, охватывая, как внутри распределять функциональные возможности и какой информацией обмениваться как внутри, так и снаружи. ^{[ нужна ссылка ]}

Функциональные области

За прошедшие годы международные стандарты и модели уточнили сферу применения таких систем с точки зрения деятельности. ^{[ нужна ссылка ]}. Обычно они включают в себя:.

Управление определениями продуктов. Это может включать хранение, контроль версий и обмен с другими системами основных данных, таких как правила производства продукции, спецификация материалов, спецификация ресурсов, заданные значения процесса и данные рецептов, все из которых направлены на определение того, как производить продукт. Управление определениями продукта может быть частью управления жизненным циклом продукта .
Управление ресурсами. Это может включать регистрацию, обмен и анализ информации о ресурсах с целью подготовки и выполнения производственных заказов с использованием ресурсов нужных возможностей и доступности.
Планирование (производственных процессов) . Эти действия определяют производственный график как набор рабочих заданий для удовлетворения производственных требований, обычно получаемых от планирования ресурсов предприятия (ERP) или специализированных расширенных систем планирования и планирования , что обеспечивает оптимальное использование местных ресурсов.
Отправка производственных заказов. В зависимости от типа производственных процессов это может включать дальнейшее распределение партий, запусков и заказов на работу, их выдачу рабочим центрам и адаптацию к непредвиденным условиям.
Выполнение производственных заказов. Хотя фактическое исполнение осуществляется системами управления процессами , MES может выполнять проверки ресурсов и информировать другие системы о ходе производственных процессов.
Сбор производственных данных. Сюда входит сбор, хранение и обмен данными процесса, состоянием оборудования, информацией о партиях материалов и производственными журналами либо в архиве данных, либо в реляционной базе данных.
Анализ эффективности производства. Создавайте полезную информацию из необработанных собранных данных о текущем состоянии производства, например, обзоры незавершенного производства (НЗП), а также о производственных показателях за прошедший период, таких как общая эффективность оборудования или любой другой показатель производительности .
производства Отслеживание . Регистрация и поиск соответствующей информации для представления полной истории партий, заказов или оборудования (особенно важно в производстве, связанном со здравоохранением, например, фармацевтике ).

Связь с другими системами

MES интегрируется с ISA-95 (предыдущая эталонная модель Purdue, «95» ) посредством множества взаимосвязей.

Связь с другими системами уровня 3

Совокупность систем, действующих на уровне ISA-95 Level 3, можно назвать системами управления производственными операциями (MOMS). Помимо MES, обычно существуют система управления лабораторной информацией (LIMS), система управления складом (WMS) и компьютеризированная система управления техническим обслуживанием (CMMS). С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:

В LIMS: запросы на испытания качества, партии образцов, статистические данные процесса.
От LIMS: результаты испытаний качества, сертификаты продукции, ход испытаний
В WMS: запросы на материальные ресурсы, определения материалов, поставки продукции.
Из WMS: наличие материалов, поэтапные партии материалов, отгрузка продукции.
В CMMS: данные о работе оборудования, назначения оборудования, запросы на техническое обслуживание.
От КСУП: ход технического обслуживания, возможности оборудования, график технического обслуживания.

Связь с системами уровня 4

Примерами систем, действующих на уровне 4 ISA-95, являются управление жизненным циклом продукта (PLM), планирование ресурсов предприятия (ERP), управление взаимоотношениями с клиентами (CRM), управление человеческими ресурсами (HRM) и система выполнения разработки процессов (PDES). С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:

К PLM: результаты производственных испытаний
Из PLM: определения продуктов, ведомости операций (маршрутизации), электронные рабочие инструкции, настройки оборудования.
К ERP: результаты деятельности производства, произведенный и потребленный материал
Из ERP: планирование производства , требования к заказу
В CRM: информация об отслеживании и отслеживании продуктов
Из CRM: жалобы на продукт
К HRM: эффективность работы персонала
От HRM: навыки персонала, наличие кадров
К PDES: результаты производственных испытаний и выполнения
Из PDES: определения производственного процесса, определения планирования экспериментов (DoE).

Во многих случаях (EAI) промежуточного программного обеспечения системы интеграции корпоративных приложений используются для обмена сообщениями о транзакциях между MES и системами уровня 4. Общее определение данных, B2MML, было определено в стандарте ISA-95 для связи систем MES с этими системами уровня 4.

Связь с системами уровней 0, 1, 2

К системам, действующим на уровне ISA-95 Level 2, относятся диспетчерское управление и сбор данных (SCADA), программируемые логические контроллеры (PLC), распределенные системы управления (DCS) и системы автоматизации зданий (BAS). Информационные потоки между MES и этими системами управления процессами примерно одинаковы:

Для ПЛК: рабочие инструкции, рецепты, заданные значения.
Из ПЛК: значения процесса, сигналы тревоги, настроенные заданные значения, производственные результаты.

Большинство MES-систем включают возможности подключения в свой ассортимент продуктов. Прямая передача данных оборудования завода осуществляется путем подключения к ПЛК. Зачастую данные на производстве сначала собираются и диагностируются для управления в реальном времени в системе DCS или SCADA. В этом случае системы MES подключаются к этим системам уровня 2 для обмена данными на заводе.

До недавнего времени отраслевым стандартом для подключения на производстве был OLE для управления процессами (OPC), но теперь он переходит на унифицированную архитектуру OPC (OPC-UA); это означает, что системы, совместимые с OPC-UA, не обязательно будут работать только в среде Microsoft Windows , но также смогут работать в Linux или других встроенных системах, что снижает стоимость систем SCADA и делает их более открытыми с надежной безопасностью.

См. также

Ссылки

^ Макклеллан, Майкл (1997). Применение систем управления производством . Бока-Ратон, Флорида: Сент-Люси/APICS. ISBN 1574441353 .
^ NetSuite.com (08 февраля 2023 г.). «ERP против MES-систем» . Oracle NetSuite . Проверено 26 мая 2023 г.
^ https://promanagecloud.com/manufacturing-execution-system-mes/
^ Мейер, Хейко; Фукс, Франц; Тиль, Клаус (2009). Системы управления производством: оптимальное проектирование, планирование и развертывание . Нью-Йорк: МакГроу Хилл. ISBN 9780071623834 .
^ Винхайс, Джозеф А. (сентябрь 1998 г.). «Системы управления производством: универсальный источник информации» . Качественный дайджест . QCI International . Проверено 7 марта 2013 г.
^ Бланшар, Дэйв (12 марта 2009 г.). «Пять преимуществ MES» . Промышленная неделя . Проверено 7 марта 2013 г.
^ Иоганн Эдер, Шахрам Дустдар (2006) Семинары по управлению бизнес-процессами . стр. 239

Дальнейшее чтение

Шолтен, Бьянка (2009). Руководство по MES для руководителей: зачем и как выбирать, внедрять и поддерживать систему управления производством . Research Triangle Park, Северная Каролина: Международное общество автоматизации. ISBN 9781936007035 .
Интеграция системы управления предприятием. Часть 1: Модели и терминология . Research Triangle Park, Северная Каролина, США: Международное общество автоматизации. 2000. ISBN 1556177275 .
Интеграция системы управления предприятием. Часть 3. Модели деятельности управления производственными операциями . Research Triangle Park, Северная Каролина, США: Международное общество автоматизации. 2005. ISBN 1556179553 .
Эталонная модель для компьютерно-интегрированного производства (CIM), Исследовательский фонд Purdue, 1989 г.

[1] Макклеллан, Майкл (1997). Применение систем управления производством . Бока-Ратон, Флорида: Сент-Люси/APICS. ISBN 1574441353 .

[2] NetSuite.com (08 февраля 2023 г.). «ERP против MES-систем» . Oracle NetSuite . Проверено 26 мая 2023 г.

[3] ttps://promanagecloud.com/manufacturing-execution-system-mes/

[4] Мейер, Хейко; Фукс, Франц; Тиль, Клаус (2009). Системы управления производством: оптимальное проектирование, планирование и развертывание . Нью-Йорк: МакГроу Хилл. ISBN 9780071623834 .

[5] Винхайс, Джозеф А. (сентябрь 1998 г.). «Системы управления производством: универсальный источник информации» . Качественный дайджест . QCI International . Проверено 7 марта 2013 г.

[6] Бланшар, Дэйв (12 марта 2009 г.). «Пять преимуществ MES» . Промышленная неделя . Проверено 7 марта 2013 г.

[7] Иоганн Эдер, Шахрам Дустдар (2006) Семинары по управлению бизнес-процессами . стр. 239

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]