What is Manufacturing Execution System (MES)?

Материал из Seo Wiki — Поисковая Оптимизация и Программирование

У этого термина существуют и другие значения, см. MES (значения).

MES (сокр. от англ. Manufacturing Execution System) — производственная исполнительная система. Системы такого класса решают задачи синхронизации, координируют, анализируют и оптимизируют выпуск продукции в рамках какого-либо производства.

Как соотносятся между собой MES-ERP системы? Какой путь выбрать российскому промышленному предприятию: писать систему самим или обратиться к поставщику готовых решений? Чем интересен подход ГК «Изолятор», рассказываем в этом материале.

По результатам аналитики российского рынка промышленных услуг BSL наблюдает 3 ключевых тренда автоматизации производства. Это развитие облачного направления, замещение иностранных решений отечественными аналогами, более динамичная реализация проектов. К внутренним барьерам, останавливающим российские предприятия от внедрения систем, можно отнести отсутствие понимания масштабности проекта внедрения MES & ERP-систем, отсутствие понятного заказчика такого проекта на предприятии и отсутствие мотивации изменять процессы.

Работа пищевого производства сегодня – это игра на выживание в динамичной и высококонкурентной среде.

Кстати, мы создали телеграм-чат с экспертами цифровизации пищевой отрасли, чтобы вам всегда оставаться в курсе событий. Вступайте: https://t. me/standart1c

Предприятие получается одновременно зажато с разных сторон. С одной стороны, конечный потребитель со сформированными вкусовыми предпочтениями и высоким запросом на качество, которому надо соответствовать. Либо с низкой покупательской способностью – в этом случае необходимо обеспечивать гигиенический уровень качества за определенную цену.

С другой стороны – торговые сети, которые давят по ценам и вынуждают бороться за место на полке, участвуя в промо-акциях с большими объемами и ценой, практически равной себестоимости, (а порой даже ниже) . Сюда же относится и уровень клиентского сервиса, которые не просто ставит производителей в рамки, но и грозит штрафами в случаи его нарушения.

Кроме того, у пищевого предприятия есть задача обеспечения пищевой безопасности, за выполнением которой следят (и периодически подкручивают гайки) внешние регуляторы.

1. Конкуренция за конечного потребителя

2. Жизнь по правилам-условиям федеральных / региональных сетей

3. А еще – требования пищевой безопасности, подкручиваемые регуляторами

Все это толкает производителей на активную борьбу за эффективность и поиск все новых и новых инструментов для ее повышения.

Свой доклад построю в разрезе трех задач-вызовов, которые стоят перед производителями продуктов питания:

Ответы на эти вызовы – в организации процессов оперативного управления. Далее разберем, какие именно инструменты цифровизации материального потока могут помочь бизнесу с решением этих задач.

Положения работы MES

Положения работы MES- включают в себя:

Стандарты MES

Международная ассоциация производителей и пользователей систем управления производством (MESA International) определила в 1994 году модель MESA-11, а в 2004 году модель c-MES, которые дополняют модели и стандарты управления производством и производственной деятельностью, сформировавшиеся за последние десятилетия:

Инструменты МЕС-системы для производителей продуктов питания

Теперь поговорим о том, какие инструменты автоматизации/цифровизации управления материальным потоком на производстве позволяют предприятию отвечать на вызовы высококонкурентной среды.

Задача 1. Снижение себестоимости продукции

Оперативный учет движения (списания, выпусков) на мобильных рабочих местах в цехе

MES – это не программа, установленная на компьютере в кабинете, куда вносят данные в конце смены или раз в 2 дня. Это система, которая стоит прямо на производстве.

Мобильные рабочие места адаптированы под сенсорную работу. В очень простом и понятном интерфейсе можно зафиксировать, например, приемку сырья, движение на таре, выработку готовой продукции.

MES собирает информацию прямо в процессе производства и интегрируется со SCADA и с АСУТП-системой. Таким образом мы имеем цеховой учет, максимально привязанный к технологическому процессу как с точки зрения детализации, так и с точки зрения оперативности сбора и обработки данных.

Попередельный/поэтапный контроль расхода/потерь и анализ выходов

Здесь мы можем посмотреть не только списание сырья и выход готовой продукции – детализация позволяет по каждому этапу анализировать, попадают результаты производства в наши целевые коридоры (по нормам, по выходам и может быть по планам) или нет.

Дальше мы можем провалиться в каждую строчку и посмотреть разбивку по партиям – какие факторы привели к отклонению по норме выходов на конкретном переделе. А также посмотреть расшифровку – за счет чего произошли изменения.

В молочном производстве потери и выхода, (особенно на жидкой части молочного производства) , не меряется в натуральных единицах. Они меряются в сохранности полезных компонентов в виде жира, белка и прочих сухих. За счет детализированного учета мы имеем возможность строить баланс не только по цеху, но и по каждому переделу.

Также система предоставляет инструменты для достаточно наглядного и понятного факторного анализа выходов. Есть возможность развернуть варки конкретного сыра за определенный период и посмотреть, на сколько на этом интервале полезные вещества сохранились и передались в твердый продукт. На сколько качественно удалось передать жиро-белок из молока в продукцию в процессе варки. Ну и, соответственно, какие факторы качественно на это повлияли.

Контроль брака, анализ и устранение причин

С помощью этого инструмента в удобном интерфейсе на любом участке производства можно зафиксировать факт возникновения брака, причины его возникновения и провести факторный анализ.

Процессы и инструменты прозрачной работы с браком направлены на его сокращение, как одного из видов потерь. И как следствие – снижение затрат и себестоимости производства.

Детальный, достоверный и оперативный внутрицеховой учет дает производственникам и финансистам понимание, в каких точках производственного процесса возникают отклонения и потери, с которыми нужно точечно работать, сокращая потери и себестоимость производства продукции.

Задача 2. Стандартизация/повышение качества продукции

Контроль рецептурного набора сырья

Автоматизированный оцифрованный контроль рецептуры – это инструмент, который позволяет обеспечить соблюдение рецептуры, заложенной технологом, даже на промышленном объеме.

Рабочему показывается рецептура и с помощью весов, которые подключены к инструменту, он производит наборку комплекта по каждому ингредиенту. Если вес какого-то ингредиента не попадает в «коридор здоровья», система не дает напечатать этикетку и использовать этот комплект дальше. То есть его надо или скорректировать, или сделать отбраковку. Таким образом не допускается нарушение качества продукции из-за отклонения от рецептуры.

Контроль времени/параметров обработки

На производственных операциях, которые связаны с временем/температурой обработки, есть возможность настраивать дополнительные мониторы, которые подсказывают мастерам, что выполнение операции завершено или подходит к завершению. С одной стороны, мы тем самым обеспечиваем соответствие продукта технологическим параметрам. С другой – имеем возможность не допустить лишней усушки/потери по выходам на этом переделе.

Также есть инструментарий для контроля технологических параметров и контроля параметров среды (например, температуры в помещении) . Эти инструменты позволяют сократить нарушение качества продукции из-за отклонений в технологии или условий производства.

Анализы/замеры и карантинный контроль

У любого пищевого предприятия есть лаборатория, которая делает микробиологический анализ продукции. С помощью MES вся эта информация сводится в единой информационной базе, связывается с движением материального потока и дает возможность управления производством через цифру.

Партии, по которым не зафиксирован результат лабораторного анализа, не могут быть использованы дальше на следующем участке. Партии, по которым в результате анализа выявлены какие-то отклонения фиксируются как карантинные до момента разбирательства, и их использование также становится невозможным.

Таким образом мы получаем оцифрованный контроль исключения возможности использования партий сырья или полуфабрикатов с отклонениями по качеству и не допустить нарушение качества конечной продукции.

Задача 3. Обеспечение пищевой безопасности

Партионная идентификация партий на складах и в незавершенном производстве

Базовый инструмент для обеспечения пищевой безопасности – это обеспечение партионного учета. Пищевая безопасность строится на партионной прослеживаемости. Причем здесь мы говорим не только про партии сырья и партии готовой продукции. Необходимо видеть все незавершенное производство в нарезке на партии.

MES-система решает эту задачу за счет инструментов и подходов, которые позволяют обеспечить идентификацию партий. Это происходит за счет этикеток/меток, которые вешаются на рамах, либо, если речь идет про жидкое сырье, происходит определенное логическое разделение партий приемного молока, которые смешались в одном танке. Задача производственной логистики является для пищевой безопасности фундаментальной. Без нее прослеживаемость построить нельзя.

Поддержка/контроль ротации партий по срокам годности

Сырье, ингредиенты, полуфибрикаты в пищевой отрасли – все имеет срок годности, который необходимо контролировать для обеспечения пищевой безопасности, а также использовать в правильной последовательности.

За счет партионной идентификации и встраивания MES-системы в технологический процесс на определенных этапах мы получаем возможность блокировать использование конкретной партии, если у нас есть партия более раннего окончания срока годности.

Прослеживаемость сырья в продукции (и наоборот)

Венец в части обеспечения пищевой безопасности – это инструменты прослеживаемости сырья в продукции (и наоборот) .

Также, по опыту наших клиентов, такие отчеты очень здорово помогаю получать хорошие баллы по аудитам от сетей и от Россельхознадзора.

Чем еще MES помогает бизнесу?

Разумеется, на том, что я описал сегодня, польза от MES-системы не заканчивается. Есть еще функции, и инструменты, которые не связаны с тремя разобранными задачами. Останавливаться на них не буду, только перечислю:

1. Диспетчеризация согласованной работы участков производства для выполнения заявки на производство

2. Отраслевые логистические решения (хранение-созревание сыров, адресные-ячеистые склады сырья)

3. Достоверный учет факта по объему/количеству материальных затрат

4. Учет-расчет сдельной ЗП

5. Взаимодействие с ГИСами (Меркурий, Честный знак)

О соотнесении систем MES — ERP

MES системы фокусируются на вопросе: как производится продукция. ERP-системы фокусируются на планировании выполнения заказов, т.е. отвечают на вопрос: когда и сколько продукции должно быть произведено.

В структуре управления предприятием выделяют три уровня: стратегический, тактический, оперативный. Каждый из них предназначен для решения разных видов задач. Соответственно одно отличие MES и ERP заключается в их уровне управления информацией.

ERP-система закрывает стратегические задачи, связанные с организацией работы всех структур предприятия. Это решение, предназначенное для управления бизнес-процессами, которое объединяет финансы, цепочки поставок, операции, отчетность, производство, кадровые ресурсы. В ПО этого класса реализуется объемное планирование, которое предполагает определение количества и сроков производства продукции.

MES-система – это инструмент, предназначенный для оперативного планирования, оптимизации и контроля производственных процессов, происходящих внутри цеха. На этом уровне приоритетное значение имеет точность и выполнимость планов, а также высокая степень детализации каждого этапа изготовления изделия.

Второе различие между MES-системами и ERP-системами заключается в функциях, которые в них заложены. В функции ERP входит составление планов производства и реализации продукции; управление запасами и закупками; планирование производственных мощностей; бухгалтерский учет и финансы; учет кадров и рабочего времени.

Функционал MES касается операционных задач. Ниже перечислены некоторые из них:

Функции MES-11

По состоянию на 2004 г. функции, относящиеся к составлению производственных расписаний (ODS), управлению ТО и ремонтами (MM), а также цеховому документообороту (DOC), были исключены из базовой модели MESA-11. Разработка новой модели Collaborative Manufacturing Execution System (c-MES) была вызвана тем фактом, что при управлении производством и цепочками поставок надёжный обмен информацией между несколькими системами необходим гораздо чаще, чем обмен между несколькими уровнями одной системы. В предыдущем поколении MES основное внимание уделялось обеспечению информацией пользователей из числа оперативного персонала, таких как диспетчеры, операторы или менеджеры. Для совместного использования информации с другими была разработана модель c-MES. Она дает возможность получить полную картину происходящего, необходимую для принятия решений. В частности, при управлении цепочками поставок и принятии решений c-MES предоставляет информацию о возможностях производства («что»), производительности («сколько»), расписании («когда») и качестве («доступный уровень»).
Кроме того за прошедшее время (с 1994 по 2004 гг.) появились информационные системы, реализующие исключенный функционал:

Существует мнение, что APS работает только в сочетании с ERP системой, в то время как MES этим ограничением не связана. На самом деле на рынке присутствуют системы APS которые могут быть использован для расчета и оперативной коррекции внутрицеховых производственных расписаний даже в тех случаях, когда на предприятии отсутствует ERP.

Функции c-MES

en:Manufacturing execution system
fi:Tuotannonohjaus
fr:Manufacturing execution system
it:Manufacturing Execution System
ja:製造実行システム
nl:Manufacturing execution system
sl:MES
sv:Manufacturing Execution System

Место MES в ИТ-архитектуре

MES (от англ. manufacturing execution system) — система управления производственными процессами. Включает в себя инструменты управления материальным потоком в технологическом цикле производства – от приемки сырья до выпуска продукции.

Пирамида ИТ-архитектуры состоит из 3-х уровней. Верхний – это ERP-система, направленная на сбор информации для принятия решений на уровне финансовых показателей. Нижний – программное обеспечение, через которое происходит управление технологическим оборудованием. MES является связующим звеном между ними.

Это система, инструментарий которой позволяет решать задачи управления производством на цеховом уровне. (Те задачи, перечень которых я привел выше. Которые неизбежно спускаются в производство и ложатся на плечи производственного персонала – начальников, мастеров и операторов) .

На схеме видим, что MES-система обеспечивает данными финансовый учет, взаимодействует с системой управления торговлей и может интегрироваться со SCADA и АСУТП-системами. Еще одна из ее задач – это взаимодействие с ГИСами (дополнительными видами регуляторного ПО, которые актуальны для пищевых предприятий) .

Об опыте разработки MES системы с ГК «Изолятор»

В России пока редки кейсы, когда производственная компания инициирует самостоятельную автоматизацию промышленных процессов для эффективного управления производством на in-house ПО. В этом контексте интересен кейс ГК «Изолятор», мультипродуктовой промышленной группы компаний. Летом 2021 г. компаний решила пойти по пути разработки ПО и внедрения кастомного ПО управления производственными процессами — MES системы. Генподрядчиком по разработке была выбрана компания BSL.

Инновационно в ПО автоматическое распределение заказов и задач по обработке деталей. Многие системы дают инструмент, но им управляет специалист планового отдела, однако в новой MES-системе алгоритм планирования будет распределять нагрузку и информировать о невозможности планирования и предлагать варианты.

Модули и функционал включают в себя авторизацию, администрирование, планирование и диспетчирование; производство, автоматизацию документооборота отделов закупок и технического контроля.

Ключевые задачи проекта заключаются в оптимизации производства и рабочего времени, в частности за счет перехода к позаказному производству и внедрению ЭДО. Ожидаемая эффективность — сокращение издержек предприятия, отсутствие задержек в поставках. KPI работы системы — выполнение заявок в срок с должным качеством.

Проект имеет значительное влияние на развитие производственной культуры предприятия ГК «Изолятор». В результате внедрения планируется значительно увеличить точность планирования закупок материалов и производственных процессов. Соответственно увеличится эффективность всей производственной системы предприятия. Результатом этих изменений также можно будет считать вовлечение и обучение сотрудников.

Осенью 2022 г. ГК «Изолятор» и BSL вышли на финишную прямую разработки ПО для внедрения в тестовом режиме на малых производствах. Внедрение на малых производствах запланировано на 1й квартал 2023 года. Проект стал лауреатом премии Tagline 2022 и получил золото в номинации «Лучшая технология / платформа» в категории «Интернет-бизнес / цифровые сервисы», а также несколько серебряных наград и бронзу.

В завершении

Сегодня я рассказал об основных задачах-вызовах производителей продуктов питания и о том, как MES-система помогает их решить.

Но теория, это, как известно, мало. Поэтому предлагаю Вам ознакомиться с тем, что говорят о внедрении MES ваши коллеги по цеху – те, кто уже прошел это путь вместе и ощутил не понаслышке знает о результатах.