SISTEMAS MES
sistemas MES- Son sistemas que operan a nivel de taller. Los sistemas de esta clase resuelven problemas de sincronización, coordinan, analizan y optimizan la producción del producto dentro de cualquier producción. Los sistemas MES pueden ser una excelente adición a los sistemas de nivel superior: los sistemas ERP.
La definición de un sistema MES no da una idea clara de su finalidad, sus funciones aumentadas absorben las funciones de los sistemas automatizados de control de procesos, sistemas de despacho, etc. Es necesario determinar qué se entiende actualmente por sistemas MES.
Un sistema MES es un sistema para implementar la gestión de la producción, cuya tarea principal es conectar todos los procesos de negocio de una empresa con sus procesos productivos y tecnológicos, proporcionando información de forma oportuna.
Durante el proceso de producción surgen diversos factores que tienden a ir más allá del cronograma de producción: averías y reparaciones de equipos, pedidos prioritarios urgentes, reelaboración de defectos, bajas por enfermedad de los trabajadores, falta de entrega de componentes a tiempo, falta de equipos tecnológicos, también como muchas otras circunstancias imprevistas. El entorno de producción cambia cada minuto. A pesar de esto, siempre debes saber cómo cambiará el plazo de cumplimiento del pedido, cómo la mejor manera Para planificar la producción en la situación actual, esto requiere un nuevo cálculo del cronograma. En un sistema MES, dicho recálculo se puede realizar tantas veces al día como sea necesario.
Una de las tareas del MES es precisamente corregir las desviaciones que surjan mediante reprogramaciones múltiples óptimas basadas en el estado real de los equipos y los pedidos.
La carga inadecuada de las máquinas para procesar diversos productos provoca constantes retrasos en los plazos de producción, trabajo urgente en la empresa, exceso de trabajo de los empleados, escasez de piezas para el montaje de componentes, sobrecarga de las máquinas, problemas dinámicos, así como muchos otros costos de producción que impiden la producción de productos a tiempo.
La tarea del MES es la programación operativa, con cuya ayuda la carga de las máquinas se realizará de la manera más rentable. Todos los productos se completarán en el máximo tiempo posible, mientras que se garantizará que todos los componentes estén en stock en el momento del montaje de los productos.
Al momento de ensamblar productos o iniciar una determinada operación, muchas veces resulta que algunas piezas o equipos están agotados, pero sobran piezas o equipos menos necesarios. Cuando se utilizan sistemas MES, esta situación simplemente no puede surgir.
El despacho de producción le permitirá evaluar visualmente la carga en las máquinas en tiempo real, generar informes básicos y responder instantáneamente a diversas situaciones.
Utilizando datos precisos y actuales, el MES regula, inicia y registra las operaciones de la planta a medida que ocurren los eventos. Un conjunto de funciones MES le permite gestionar las operaciones de producción desde el momento en que se recibe un pedido en producción hasta el producto terminado. MES proporciona la mayor información importante sobre las actividades de producción para toda la organización y sobre toda la cadena de suministro a través de una comunicación bidireccional.
es el uso Operacional La información distingue a MES de los sistemas ERP. En los sistemas MES, el modelo de producción se determina en la intersección de las capacidades del equipo, la disponibilidad de materiales y el personal. Cualquier MES debe responder a las siguientes preguntas:
¿Qué se debe producir?
¿Cuándo se debe producir qué?
¿Qué se debe utilizar para producirlo?
¿Cuándo, cómo y qué se ha producido ya?
Utilizando datos de los niveles de planificación y control, Los sistemas MES gestionan las actividades de producción en curso. de acuerdo con los pedidos entrantes, los requisitos de diseño y documentación tecnológica, el estado actual del equipo, mientras se persiguen los objetivos Máxima eficiencia y mínimo coste de los procesos productivos.
Al responder rápidamente a los eventos en curso y utilizar métodos matemáticos para compensar las desviaciones del programa de producción, los sistemas MES le permiten optimizar la producción y hacerla más rentable.
Gráfico de gantt
Existen diferentes enfoques para la planificación del tiempo (gestión del tiempo). La idea más innovadora aquí es el diagrama de Gantt. este diagrama consta de franjas orientadas a lo largo del eje del tiempo. Cada barra representa una tarea separada dentro del proyecto, sus finales son los momentos de inicio y finalización del trabajo, su longitud es la duración del trabajo. El eje vertical es una lista de tareas.
El primer formato de gráfico fue desarrollado en 1910 por Henry L. Gant (ingeniero, mecánico y especialista en gestión estadounidense). Henry Gantt inicialmente utilizó información gráfica cuando informaba a sus superiores. Posteriormente aparecieron los diagramas de Gantt que lo hicieron famoso. Muchos se inclinan a creer que Gant se convirtió en uno de los fundadores de principios de producción y gestión fundamentalmente nuevos y más humanos; También se le atribuyen algunas ideas inusuales sobre posicionamiento correcto tareas y motivación efectiva del personal.
Resultados de la implementación del MES
Según diversas empresas, se pueden identificar los siguientes resultados principales de la implementación del MES:
1. Incrementar la eficiencia económica de la empresa;
2. Aumentar la velocidad de procesamiento de pedidos hasta un 40-50%
3. Aumento del factor de carga de la máquina en un 30-40%
4. Reducción del tiempo del ciclo de producción en un promedio del 45%;
5. Reducir el tiempo para desarrollar nuevos productos en un promedio del 27%;
6. Reducir el volumen de defectos en un promedio del 18%;
7. Reducir el volumen de productos sin terminar entre un 25% y un 30%;
8. Aumento de la confiabilidad de la ejecución de órdenes a tiempo en un 60%;
9. Reducir el volumen de documentación en papel innecesaria en una media del 56%;
10. Mayor control sobre la implementación de procesos tecnológicos y productivos;
11. Incrementar la transparencia de los procesos comerciales con respecto al movimiento de flujos de materiales;
12. Mejora cualitativa de los indicadores de producción.
La implementación de sistemas MES proporcionará muchos otros beneficios necesarios para lograr la máxima eficiencia de producción.
Reducir diversos costos y obtener el máximo beneficio de las capacidades existentes de la empresa en la actualidad solo es posible automatizando la planificación y la gestión de la producción, mediante la introducción de sistemas MES.
Por supuesto, también es posible lograr el éxito en la competencia mediante la introducción de tecnologías avanzadas, máquinas, herramientas, procesamiento de alta velocidad, etc., pero en condiciones relativamente iguales para la mayoría de las empresas, lograr el éxito sólo es posible mediante una planificación y producción competentes y operativas. gestión. Aquí es donde existen grandes reservas para optimizar la producción y lograr el máximo efecto económico.
MES es fundamental función importante, permitiéndole crear planta manufacturera un sistema de gestión verdaderamente eficaz. MES se está convirtiendo en uno de los elementos clave de los sistemas empresariales de las empresas modernas.
Los sistemas MES se definen como un conjunto de funciones de software distintas de las de planificación de recursos empresariales (ERP), diseño y programación asistidos por computadora (CAD/CAM) y sistemas de control de procesos asistidos por computadora (ACCS).
La Asociación MESA ha identificado 11 funciones centrales de MES, que se presentan en la Tabla 1.
| Función | Decodificación de funciones |
| 1. Monitoreo de condición y asignación de recursos (RAS). | Esta funcionalidad de los sistemas MES proporciona gestión de recursos de producción (máquinas, herramientas, métodos de trabajo, materiales, equipos) y otros objetos, por ejemplo, documentos sobre el procedimiento para realizar cada operación de producción. Esta característica proporciona un historial detallado de los recursos y garantiza que el equipo esté configurado correctamente en el proceso de producción, además de monitorear el estado del equipo en tiempo real. |
| 2. Planificación Operativa/Detallada (ODS). | Esta función proporciona una planificación del trabajo operativa y detallada basada en prioridades, atributos, características y propiedades de un tipo específico de producto, y también calcula en detalle y de manera óptima la carga del equipo para un turno específico. |
| H. Despacho de producción (DPU). | Proporciona seguimiento y despacho continuo del proceso de producción, rastreando la ejecución de operaciones, el empleo de equipos y personas, el cumplimiento de pedidos, volúmenes, lotes y controla en tiempo real la ejecución del trabajo de acuerdo con el plan. En tiempo real se monitorean todos los cambios que ocurren y se realizan ajustes al plan del taller. |
| 4. Control de documentos (DOC). | Controla el contenido y paso de los documentos que deben acompañar al producto fabricado, incluidas instrucciones y estándares de trabajo, métodos de ejecución, dibujos, procedimientos para operaciones estándar, programas de procesamiento de piezas, registros de lotes de productos, mensajes sobre cambios técnicos, transferencia de información de turno a turno, y también garantiza la capacidad de mantener la documentación del taller de planificación e informes. Se proporciona el archivo de información. |
| 5. Recopilación y Almacenamiento de Datos (DCA). | Esta función proporciona interacción de información entre varios subsistemas de producción para recibir, acumular y transmitir datos tecnológicos y de control que circulan en el entorno de producción de la empresa. Los datos sobre el progreso de la producción pueden ser ingresados manualmente por el personal o automáticamente a intervalos específicos desde el sistema de control de procesos automatizado o directamente desde las líneas de producción. |
| 6. Gestión de Recursos Humanos (LM) | Proporciona información sobre el personal con una frecuencia específica, incluidos informes sobre tiempos y asistencia al lugar de trabajo, control del cumplimiento de la certificación, así como la capacidad de tener en cuenta y controlar las responsabilidades principales, adicionales y combinadas del personal, como la realización de operaciones preparatorias. , ampliando el área de trabajo. |
| 7. Gestión de la calidad del producto (QM) | Proporciona datos de medición de la calidad del producto, incluso en tiempo real, recopilados desde el nivel de producción, garantizando un control de calidad adecuado y centrándose en los puntos críticos. Puede sugerir acciones para corregir la situación en un momento determinado a partir del análisis de correlaciones y datos estadísticos sobre las relaciones causa-efecto de eventos controlados. |
| 8. Gestión del proceso de producción (PM) | Supervisa un proceso de producción determinado y automáticamente realiza ajustes u ofrece una solución adecuada al operador para corregir o mejorar la calidad del trabajo actual. |
| 9. Gestión de activos productivos (mantenimiento) (MM) | Apoyar el proceso de mantenimiento, reparaciones planificadas y operativas de equipos y herramientas productivas y tecnológicas durante todo el proceso productivo. |
| 10. Seguimiento del historial del producto (PTG) | Proporciona información sobre el tono, dónde y en qué orden se realizó el trabajo con este producto. La información sobre el estado puede incluir: informe sobre el personal que trabaja con este tipo de producto, componentes del producto, materiales del proveedor, lote, número de serie, condiciones de producción actuales, incumplimiento de los estándares establecidos, pasaporte tecnológico individual del producto. |
| 11. Análisis de desempeño (PA) | Proporciona informes sobre los resultados reales de las operaciones de fabricación y comparaciones con resultados anteriores y esperados. Los informes proporcionados pueden incluir mediciones tales como utilización de recursos, disponibilidad de recursos, tiempo del ciclo de recursos de producción, cumplimiento del plan, estándares y otros. |
Por eso, las funciones implementadas en los sistemas MES son similares a los métodos de gestión en los sistemas ERP, pero solo en una escala de tiempo diferente y con otros objetos de control y gestión. MES es un sistema de ejecución automatizada de nivel de producción que proporciona una gama de capacidades que complementan y mejoran la funcionalidad de los sistemas ERP. Utilizando datos de proceso reales, los sistemas MES respaldan todas las actividades de producción de la planta en tiempo real. Las respuestas rápidas y eficaces a las condiciones cambiantes, combinadas con el enfoque de MES en la reducción de costos, ayudan a gestionar eficazmente las operaciones y los procesos de fabricación. Además, los sistemas MES generan datos sobre los indicadores de producción actuales necesarios para el funcionamiento de los sistemas ERP. Por tanto, un sistema MES es un vínculo entre los sistemas ERP centrados en operaciones financieras y económicas y las actividades operativas de producción de una empresa a nivel de taller, sitio o línea de producción.
Los sistemas de clase MES se han generalizado relativamente recientemente en países con economías de mercado desarrolladas; en Rusia, el número de empresas que utilizan estos sistemas es aún menor.
Hay que tener en cuenta que la automatización del nivel de producción del taller en un sistema MES requiere esfuerzos por parte de la empresa, que deben estar dirigidos tanto a la implementación como al mantenimiento posterior del sistema.
Al implementar un sistema MES, el trabajo de los empleados y consultores de la empresa es menor o comparable al de la implementación de un sistema ERP. Objetivamente, MES automatiza menos áreas de las actividades de una empresa (procesos de negocio) que un sistema ERP. Cuando se utiliza MES, es probable que se requiera más reorganización a nivel de planta que cuando se implementa ERP. Para aprovechar la ventaja MES de un cronograma de producción actualizado durante toda la temporada, es necesario ingresar rápidamente datos reales sobre la ejecución de operaciones, averías de equipos y otros eventos en el taller que inciden en el incumplimiento de los plan. Si decide actualizar el plan de trabajo cada 15 minutos, esto significa que se deben ingresar en el sistema los datos reales de los últimos 15 minutos. En el caso de ERP, esta rápida reflexión de los hechos no es necesaria, ya que la replanificación se llevará a cabo una vez finalizado el turno de trabajo.
Como ya se mencionó, tanto MES como sistemas ERP resuelven aproximadamente los mismos problemas sólo que en diferentes escalas: ERP: planificación de programación de volúmenes utilizando períodos de tiempo a mediano y largo plazo; MES - planificación operativa para Corto plazo tiempo (minutos, horas). Y aquí la empresa se enfrenta a la cuestión de qué sistema elegir para su implementación. Está claro que lo más favorable sería la implementación de ambos tipos de sistemas, pero la mayoría de las empresas no cuentan con suficientes recursos financieros y humanos para la implementación simultánea de dos proyectos. Por lo tanto, tendrá que comenzar con uno, por lo que la empresa aún tiene que elegir. Las empresas que promocionen el producto de software correspondiente presentarán un gran número de argumentos y criterios razonados a favor de su sistema, por lo que el director de la empresa debe sopesar los pros y los contras.
Como intento de encontrar un criterio objetivo de selección, podemos referirnos a los resultados de la investigación del Grupo Gartner, que permiten vincular el efecto económico de la implementación de sistemas ERP (en en este caso SAP R/3) con la escala de la empresa en la que se realiza esta implementación.
En la Fig. La figura 16.1 muestra un diagrama que ilustra esta relación basado en datos estadísticos de empresas industriales occidentales.
Con base en estos datos, podemos concluir que para la automatización de empresas con un volumen de producción de menos de 10 millones de dólares al año, la introducción de un sistema ERP no proporcionará un efecto económico significativo. En tales empresas, para automatizar el nivel organizacional de producción, primero es necesario implementar un sistema MES (es decir, elegir el "más fácil" en financialmente solución).
Para empresas con un volumen de producción de 10 a 100 millones de dólares al año, la eficiencia de implementar un sistema ERP es del 10 al 30%.
La decisión de por dónde empezar (ERP o MES) debe tomarse individualmente, sin embargo, dado el tamaño promedio de la empresa, el alto costo de implementar un sistema ERP y el mayor efecto económico de la automatización de talleres y áreas a través de MES, es preferible comenzar con MES y luego implementar ERP.
Para empresas con un volumen de producción de más de 100 millones de dólares al año, es aconsejable comenzar a automatizar el nivel organizativo de producción con un sistema ERP y luego introducir MES en los departamentos de producción.
Un sistema de control automatizado integrado para una empresa industrial se puede representar como tres niveles de control interconectados (Fig. 16.2)
Al mismo tiempo, cada nivel realiza su principal función de gestión:
El nivel superior de gestión empresarial (administrativa y económica) resuelve problemas estratégicos, y el sistema ERP correspondiente garantiza la gestión de recursos en toda la empresa en su conjunto, incluidas algunas de las funciones de apoyo a la producción (planificación a largo plazo y gestión estratégica en una escala: anual, trimestral, mensual);
Nivel promedio La gestión (producción) resuelve los problemas de gestión operativa del proceso de producción, y el correspondiente sistema automatizado asegura el uso eficiente de los recursos (materias primas, energía, instalaciones de producción, personal), así como la ejecución óptima de las tareas planificadas (turno, diario). , diez días, mensualmente) en el sitio, nivel de taller, empresas;
Niveles bajos La gestión tecnológica resuelve problemas clásicos de control de procesos tecnológicos.
Cada circuito de control (ERP, MES, sistema de control de procesos) se caracteriza por su propio nivel de intensidad de la información que circula en él, su propia escala de tiempo y su propio conjunto de funciones:
El bucle de control del nivel (tecnológico) del sistema de control de procesos es el más intensivo en términos de volumen de información y el más estricto en términos de tiempo de reacción, que puede ser de segundos e incluso milisegundos. En el nivel superior de la capa del sistema de control de procesos, se produce la acumulación y el procesamiento. gran número parámetros tecnológicos y se crea base de información datos de origen para el nivel MES.
El bucle de control a nivel MES (operativo y de producción) se basa en información filtrada y procesada procedente tanto del sistema de control de procesos como de otros servicios de producción (suministro, soporte técnico, tecnológico, planificación de la producción, etc.). Intensidad flujos de información aquí es significativamente menor y está asociado a las tareas de optimización de determinados indicadores de producción (calidad del producto, productividad, ahorro energético, coste, etc.). Los tiempos típicos del ciclo de control son minutos, horas, turnos, días. La gestión operativa de la producción en este circuito de gestión la llevan a cabo especialistas que tienen un conocimiento más detallado de la situación de producción que la alta dirección (gerentes talleres de producción, secciones, jefes de tecnología, ingenieros energéticos, mecánicos, etc.). En este sentido, debería aumentar la calidad y eficiencia de las decisiones tomadas dentro de los límites de los poderes delegados desde arriba.
En este caso, el circuito de control de nivel ERP (estratégico) está libre de resolver problemas operativos de producción y brinda soporte a los procesos comerciales de la empresa en su conjunto. El flujo de información desde la unidad de producción se vuelve mínimo e incluye información agregada de gestión y generación de informes según estándares ERP con tiempos de control típicos (década, mes, trimestre), así como señales de “alarma” que requieren intervención inmediata. Gerencia senior empresas.
Es obvio que con la automatización compleja de casi cualquier empresa existe la necesidad de cubrir uno u otro conjunto de funciones MES con herramientas de automatización. Otra cuestión es qué productos se utilizan para implementar esto, aquí son posibles diferentes opciones. En algunos casos, se pueden utilizar sistemas MES integrados, a veces estas funciones se pueden implementar en el marco de una u otra funcionalidad ERP, o es posible utilizar productos independientes que implementen una u otra función MES. También es posible una combinación de estas opciones. Las empresas consultoras e integradores de sistemas MES suelen ofrecer un conjunto específico de productos MES para una empresa determinada, teniendo en cuenta sus características y capacidades. Una de las opciones para implementar un proyecto MES en producción se muestra en la Fig. 16.3.
Ejemplos de sistemas MES
Consideremos breves características los sistemas MES más comunes: PI System, IMS “Orbita”, Plan2 Business Solution, Simatic PCS7, T-Factory-6.
PI System (Sistema de información de plantas) de OSI Software, EE. UU. - universal Sistema de informacion recopilar, almacenar y presentar datos en un único formato desde varios PLC, DSC, sistemas SCADA, dispositivos de entrada manual, etc. PI System admite la arquitectura cliente-servidor. El software del cliente se basa en el sistema operativo Win 9x/NT/2000/XP. Los componentes principales del sistema son PI Server, una unidad de procesamiento de datos con un subsistema de procesamiento de datos; PI System tiene más de 250 interfaces para comunicación con sistemas PLC, DSC y SCADA. El software de aplicación cliente de PI System incluye:
PI DateLink: muestra datos del archivo de PI System en hojas de cálculo de MS Excel.
PI Process Book: construcción de diagramas mnemotécnicos con parámetros de proceso, gráficos, diagramas.
- PI Batch View: visualización y análisis de procesos por lotes.
PI ACE: análisis en tiempo real del rendimiento y la eficiencia del proceso.
- PI ACI: creación de diagramas mímicos interactivos para visualizarlos en cualquier navegador web.
- Sigma Fine: análisis del funcionamiento de dispositivos de medición.
SIV "Órbita". El sistema de información y control Orbita fue desarrollado por PLC Systems, pertenece a la clase de sistemas MES y está destinado a la producción continua y continua-discreta, principalmente en las industrias minera, metalúrgica, química, de petróleo y gas, así como en la energía térmica. ingeniería. El sistema utiliza productos de software de Wonderware Corporation (InTouch, Active Factory, SuiteVoyager, InSQL, MS SQL, MS Excel) y el paquete Avantis.
El sistema incluye una variedad de bases de datos de conocimientos: regulaciones para la ejecución y contabilidad de las operaciones de producción, tiene una estructura modular y se basa en el concepto de automatización racional para una empresa específica con un nivel de automatización alcanzado.
El sistema Orbita consta de los siguientes módulos funcionales:
- "ZhDZ" - sistema de información y despacho del taller ferroviario.
Naturaleza de la información: información sobre trabajos en curso sobre las vías y flujos de materias primas y productos.
- “Química. análisis" - subsistema de información de un laboratorio químico.
Naturaleza de la información: información sobre los parámetros químicos y físicos de los materiales.
- “TEP” - control de indicadores técnicos y económicos. Naturaleza de la información: valores actuales y previstos de indicadores tecnológicos y técnico-económicos.
- “Saldos”: mantenimiento de saldos para el análisis de producción. Naturaleza de la información: dinámica de los desequilibrios y factores que los forman.
- “WIP” - seguimiento del trabajo en curso. Naturaleza de la información: dinámica de cambios en el trabajo en curso y los factores que lo forman.
- “Tanques” - seguimiento del parque de tanques. Naturaleza de la información: información sobre los trabajos en curso en los almacenes, sus entradas y salidas.
- “Metrología”: planificación, contabilidad, reparación, verificación de instrumentos de medición y control. Naturaleza de la información: información sobre el estado de los dispositivos existentes y el progreso de los trabajos de reparación y calibración.
La base para procesar y almacenar información de datos en RT son los servidores: MS SQL Server e IndustrialSQL Server.
Sistema de solución Plan2Business de O Technologies. Plan2Business Solution proporciona la presentación de información tecnológica a cualquier usuario del sistema en tiempo real. La familia de soluciones Plan2Business incluye el siguiente software:
Servidor Plan2Business;
El componente Plan2Business Server es la base de la solución Plan2Business, interactuando con los sistemas Citect y FIX SCADA, bases de datos Oracle en tiempo real y MS SQL Server, utilizados para almacenar datos de configuración y proceso. Para integración con MS Word, Excel, Access, Internet Explorer, etc. Usado tecnologías abiertas como MS ActiveX. Plan2Business Server incluye una serie de aplicaciones cliente que se pueden personalizar para satisfacer los requisitos del usuario, incluidas tendencias, alarmas y datos para incrustar en hojas de cálculo.
Además, Plan2Business Server tiene herramientas de redundancia integradas con la capacidad de cambiar de herramientas primarias a herramientas de respaldo y protección de la información.
Plan2Business Server se configura y administra mediante Plan2Business Server Manager.
Plan2NET, basado en Plan2Business Server y utilizando tecnologías WEB modernas, es capaz de entregar información al usuario en cualquier parte del sistema. Plan2NET tiene un analizador de alarmas incorporado para monitorear y diagnosticar eventos de producción. Los datos se muestran en forma de tendencias, nomogramas, gráficos o tablas.
Plan2Pocket está diseñado para acceder a información tecnológica y operativa mediante comunicaciones inalámbricas basadas en tecnologías estándar modernas.
Simatic PCS7 es un sistema integrado de control de procesos de producción de Siemens, Alemania.
Características distintivas del sistema:
Sistema modular abierto (se utilizan interfaces DDE, OPC, ODBC, SQL);
Flexibilidad y escalabilidad del sistema;
Posibilidad de redundancia de módulos del sistema, incluidos PLC, redes, dispositivos de entrada/salida y sistemas HMI;
Cumplimiento de estándares internacionales como Ethernet, TCP/IP, OPC para el intercambio de datos con el nivel gerencial corporativo;
Disponibilidad de un paquete de software modular BATCH flexible para la automatización de procesos de recetas discretas, interconectado con SAP R/3.
El sistema garantiza la integración horizontal y vertical de la empresa, desde el nivel de sensores hasta el nivel de gestión empresarial.
La comunicación en el sistema Simatic PCS7 se basa en los estándares Simatic Net, Industrial Ethernet, Fast Ethernet y PROFIBUS. Win NT se utiliza como sistema operativo. Para configurar el sistema PCS7 se utiliza el administrador Simatic de STEP 7 y como lenguaje de programación se utiliza el lenguaje SFC según el estándar IEC 61131-3. Para desarrollar la interfaz del puesto de operador se utiliza el editor gráfico WinCC.
El sistema PCS7 funciona principalmente con controladores Simatic S7-400 con interfaz de bus PROFIBUS-DP. El PLC está conectado al bus del sistema a través de Industrial Ethernet. Para la transmisión de datos de alta velocidad en sistemas con requisitos de seguridad se utiliza Fast Ethernet (100 Mbit/s) con una estructura de anillo redundante y un medio físico: fibra óptica.
El software Simatic PCS7 incluye la interfaz @aGlance y el servidor @PCS7@aGlance, que proporciona acceso a los datos de proceso para diversas aplicaciones en cualquier momento, incluso a través de redes Internet/Intranet.
InfoPlus.21: el sistema de gestión de información en modo RT está integrado con el sistema Simatic PCS7.
Sistema “T-Factory-b” de AdAstra Research Group (Rusia).
El producto de software T-Factory-b está diseñado para automatizar procesos comerciales. T-Factory-b pertenece a la clase de sistemas MES y está diseñado para resolver los problemas de contabilizar los costos de producción, materias primas y energía, contabilizar el tiempo de inactividad de los equipos, calcular los costos de producción y otras tareas. La ventaja del sistema es su integración con el sistema SCADA Trace Mode b, cuyo desarrollo utiliza tecnología de construcción automática.
El desarrollo de un proyecto de sistema automatizado de control de procesos con el sistema SCADA Trace Mode 6 sirve de base para su integración con el sistema MES T-Factory-b. Los módulos T-Factory-b proporcionan gestión de tareas de producción (funciones del sistema MES) y gestión de recursos humanos (HRM). El módulo EAM proporciona contabilidad y mantenimiento, obteniendo y analizando información sobre fallas de equipos y contabilizando los costos de recursos energéticos. El módulo HRM controla la composición del personal de la empresa, Estructuras organizacionales empresa, taller, sitio, le permite planificar de manera competente recursos laborales para realizar tareas específicas.
El módulo más responsable del sistema es el módulo MES, que integra toda la información del sistema de control de procesos y los módulos EAM y HRM. El módulo MES le permite calcular el tiempo de los pedidos y ajustarlos en tiempo real, calcular y ajustar el costo de producción, calcular los recursos necesarios para completar la tarea (materiales, financieros, personal) y también asegura la transferencia de información a el sistema ERP de la empresa.
Para almacenar datos sobre el progreso de los procesos tecnológicos y productivos, se utiliza un DBMS unificado en tiempo real SIAD6. Se proporciona una copia de seguridad "en caliente" de los servidores de bases de datos para protegerlos contra el acceso no autorizado. Los datos sobre el proceso tecnológico llegan a T-Factory-6 desde RTM Trace Mode 6 y desde el nivel empresarial superior: desde estaciones de operador, servidores web y a través de canales GSM.
T-Factory-6 contiene gratis ambiente instrumental desarrollar y probar un proyecto con todas las funciones (antes de comprar una licencia con un límite de tiempo para funcionamiento continuo).
En este artículo queremos hablar de qué capacidades aportan los sistemas gestión operativa producido por Manufacturing Execution Systems (MES), y sobre los desarrollos rusos avanzados de sistemas de esta clase en particular.
Hay muchos sistemas, pero yo estoy solo: ¿ERP o MES?
No es ningún secreto que la cantidad de sistemas automatizados en el mercado ruso aumenta constantemente, por lo que comprenderlos y tomar una decisión para una empresa rusa es muy difícil.
Los esfuerzos publicitarios de los promotores de ERP han establecido firmemente la imagen de esta clase de sistemas en la mente de los gerentes de TI y ejecutivos de negocios como una panacea para todos los males. En pocas palabras, la tendencia hacia ERP en el mercado nacional de software es obvia. Mientras tanto, cada vez escuchamos más suspiros y lamentos de que “la implementación del sistema se ha retrasado durante años”, “el resultado de la implementación aún no es visible”, “no hemos llegado al punto de automatización de la producción”, “el intento de implementar el sistema en producción no eliminó los problemas existentes " etc. etcétera.
¿Por qué no se cumplieron las esperanzas? Hay muchas razones, pero la más importante de ellas es que las varitas mágicas para resolver todos los problemas de las actividades económicas y financieras de las empresas de todos los sectores, lamentablemente, no existen en la naturaleza. Cada clase de sistemas, cada sistema resuelve las tareas para las que está destinado.
Sin entrar en detalles, intentaremos resaltar una gama específica de problemas que se pueden resolver utilizando sistemas MES, pero que están más allá de la competencia del ERP tradicional.
Entonces, consideremos una empresa manufacturera, cuya actividad principal es la creación y producción de productos. Esta es una fuente de valor agregado para la empresa, y el costo de producción y, por lo tanto, su competitividad en el mercado depende, en última instancia, de la eficiencia de la organización de los procesos de producción. Todos los demás procesos en la empresa manufacturera: adquisiciones, marketing, finanzas y contabilidad, gestión de personal y actividades de almacén, etc. Existen, en general, sólo porque hay algo para lo que comprar componentes, algo que vender, algo que tener en cuenta, algo que almacenar...
Los diversos sistemas ERP, algunos peores y otros mejores, generalmente se encargan de las tareas de soporte de estos procesos auxiliares. Algunos sistemas avanzados de esta clase también incluyen módulos de gestión de producción. La propia frase "gestión de la producción" es demasiado general y muy atractiva, por lo que mucha gente la acepta, pero a menudo resulta que la funcionalidad incluye solo la capa exterior de los procesos de gestión de la producción, sin afectar su núcleo, es decir, la gestión. de las actividades productivas como tales.
¿Dónde termina el caparazón y comienza el núcleo? ¿Para qué están diseñados los sistemas MES? ¿Cuál es su funcionalidad y por qué resulta tan atractiva para los responsables de producción actuales? Intentemos resolverlo.
Sin tocar las cuestiones de automatización a nivel de hardware, es decir, a nivel de los llamados sistemas SCADA (control de contadores, sensores y otros dispositivos y equipos), los MES se concentran en apoyar los componentes planificados y organizativos del propio proceso de producción. Los procesos clave para ellos son los siguientes (puede leer más sobre las funciones MES, por ejemplo, en www.mesa.ru):
1. Basado en la necesidad externa de producción de productos (basado en pedidos de clientes, planes de ventas, etc.), así como programas de producción previos, teniendo en cuenta todo tipo de matices y características específicas de la producción en una empresa en particular, que será discutido a continuación, un cronograma de producción optimizado detallado Trabajos, operaciones de máquinas, equipos, personal. Por supuesto, con la generación automática de toda la documentación necesaria para realizar el trabajo: programas de producción, órdenes de trabajo, tarjetas de límites y admisión, tablas y diagramas de carga de equipos, etc.
2. Durante la implementación directa de programas de producción, despacho completo todas las operaciones y sus resultados (tanto positivos como negativos: defectos, retrasos, etc.), el flujo de piezas fabricadas por operación, pedido, lote, serie, rendimiento del equipo, etc.
3. Cuando se identifiquen desviaciones de los programas planificados debido a la situación objetivamente actual de la producción, cuando aparezca una nueva necesidad externa (pedidos, etc.), replanificación operativa con corrección de todos los componentes.
Tenga en cuenta que hoy en Europa Oriental Se está invirtiendo mucho dinero en MES: según la empresa de análisis Frost&Sullivan, el mercado mundial de MES alcanzó los 1.200 millones de dólares en 2003 y crecerá hasta los 2.500 millones en 2010. Los empresarios occidentales saben bien dónde se crea exactamente la plusvalía y los principales costes de su empresa.
¿En qué se diferencia esto de la “gestión de producción” implementada en algunos sistemas ERP? Y las diferencias, como siempre, residen en los detalles, que son fundamentales para el buen funcionamiento de la producción.
En primer lugar, no todos los sistemas ERP son capaces de planificar la producción: muchos fabricantes, aunque declaran en voz alta su gestión, se limitan exclusivamente a funciones contables. Además, los sistemas que cumplen con los estándares MRP, MRPII (gestión de recursos) e incluyen funciones de planificación, lo hacen de forma demasiado general, sin tener en cuenta todas las características necesarias de la producción. Por lo tanto, la planificación se lleva a cabo a menudo a nivel de talleres y secciones, por regla general, en forma de planos volumétricos, ya que las características del método de planificación subyacente no permiten alcanzar el nivel de operaciones en equipos específicos y lugares de trabajo específicos. Pero cada equipo puede tener su propio calendario de funcionamiento, sus propias características en cuanto a restricciones de carga, potencia, etc., planes de reparación individuales y averías imprevistas. Esta planificación a menudo conduce a errores inaceptables en la producción: sucede que el plan formado es impracticable en el nivel inferior debido a la superposición, la superposición de las operaciones de producción en el tiempo para algunas máquinas, lo que significa que inevitablemente se interrumpirá.
Entre los mas características importantes La planificación de muchas empresas debería resaltar la necesidad de tener en cuenta máquinas intercambiables capaces de realizar las mismas operaciones. No tener en cuenta esta especificidad en los sistemas ERP no permite la paralelización de operaciones críticas, lo que en última instancia conduce a un cronograma de producción subóptimo. Además, los sistemas ERP no gestionan adecuadamente los procesos de producción y se contentan únicamente con registrar los resultados de la producción.
YSB.Enterprise.Mes: ejemplo de cálculo de un cronograma de producción
No hace falta decir que los sistemas MES le permiten ajustar o recalcular completamente el cronograma de producción y todo lo necesario para trabajo operativo datos durante el turno de trabajo exactamente tantas veces como sea necesario. Al mismo tiempo, resulta aconsejable reprogramar en ERP no más de una vez al día. Y esto es bastante comprensible. El hecho es que la formación de cronogramas de producción detallados, teniendo en cuenta todos los detalles necesarios y con el nivel de detalle requerido, es una tarea computacional muy compleja tanto en términos del número de cálculos (por supuesto, si la empresa produce más de tres tipos de productos en tres máquinas) y en la complejidad de los algoritmos computacionales. Resolverlo "de rodillas", así como "en papel", requiere demasiado trabajo (y a veces es simplemente imposible resolverlo de manera óptima). Y para los desarrolladores de sistemas es importante realizar este cálculo dentro del tiempo previsible para la producción, porque si el programa se congela durante horas, ¿para qué es necesario? No en vano, el desarrollo de los sistemas MES, que se analizará a continuación, lo llevan a cabo personas de la ciencia académica que han dedicado la mitad de su vida a ramas de las matemáticas como la investigación de operaciones y la teoría de la programación.
Actualmente existen muchos diferentes productos de software, cuyas descripciones declaran que saben planificar la producción y elaborar cronogramas de producción. Y en este sentido, me gustaría llamar la atención de los lectores sobre un punto fundamental más. Al analizar los programas, es muy recomendable preguntar de acuerdo con qué criterios se elaboró el cronograma de producción, porque sin esto no podrá juzgar qué tan satisfactorio es para usted, si este método de planificación es adecuado para su empresa específica. . Cuando los criterios de planificación están ocultos (y esto, lamentablemente, sucede a menudo), provoca cierta cautela. Si los proveedores temen las comparaciones de pruebas directas, entonces vale la pena considerar si estos criterios se implementan.
Líderes rusos en la producción de MES
A continuación hablaremos de tres desarrollos nacionales progresistas que tienen todo el derecho a llevar el orgulloso nombre de MES, y de algunas diferencias intraespecíficas. Estos son el producto de muchos años de trabajo de tres centros científicos desarrollo de sistemas de esta clase de Moscú (sistema FOBOS, www.mesa.ru), Orel (sistema YSB.Enterprise.Mes, www.orel.ru/jsb) y Ufa (sistema PolyPlan).
A pesar de que los tres sistemas están diseñados para la gestión operativa de la producción de tipo discreto, principalmente personalizada, a pequeña escala e individual (tenga en cuenta que para la producción en masa y en serie la planificación es más sencilla y, por lo tanto, las capacidades de ERP suelen ser suficientes), implementan lo anterior. -Capacidades descritas, aunque el propósito de los sistemas varía algo.
Por tanto, FOBOS se utiliza tradicionalmente en empresas de construcción de maquinaria grandes y medianas. YSB.Enterprise.Mes tiene su origen en la industria de la madera y, por las características que se detallan a continuación, está dirigido al sector de la mediana y pequeña empresa. El sistema PolyPlan tiene un conjunto más pequeño de funciones MES, pero se posiciona como un sistema de programación operativa para una producción automatizada y flexible en ingeniería mecánica.
En general, estos sistemas son funcionalmente muy similares y sus desarrolladores son especialistas experimentados en el campo de la gestión de la producción, de modo que, a pesar de las diferencias en el posicionamiento, los sistemas pueden adaptarse a las distintas características de la industria de producción discreta o reducida a discreta.
Las diferencias entre los sistemas son las siguientes. FOBOS lleva a cabo la planificación y gestión dentro del taller, tradicionalmente recibiendo y enviando datos de entrada y salida a un sistema ERP, que normalmente se utiliza en ingeniería mecánica en grandes fábricas. Por regla general, se trata de productos ERP pesados, como BAAN y SAP, cuya interacción se realiza mediante integración, aunque ahora se está trabajando en la integración con 1C:Enterprise. En combinación con estos sistemas, FOBOS es capaz de resolver la mayoría de los problemas de una gran empresa.
El sistema YSB.Enterprise, por el contrario, funcionó en empresas medianas y amplió gradualmente su funcionalidad "a derecha e izquierda" del MES, incluidas las ventas con la formación de una cartera de pedidos, capacidades para gestionar la escasez de almacenes (no solo de origen de producción) e incluso contabilidad con cálculo de nómina de diversas formas. Actualmente, se están desarrollando desarrollos para crear un módulo de gestión de adquisiciones. Por supuesto, la funcionalidad del sistema aún no ha alcanzado el nivel de un ERP completo; sin embargo, las capacidades existentes pueden ser suficientes para muchas empresas rusas. Esta política de posicionamiento fue elegida por los desarrolladores del sistema debido al hecho de que las empresas de clase media y baja, que ya han superado a 1C, todavía se ven privadas de precios de automatización de producción completos para el software occidental y ruso, incluida al menos una producción seria. por no hablar de su óptima planificación, todavía supera el nivel de accesibilidad para la mayoría de las empresas, que se ven obligadas a invertir una parte importante de los fondos en su desarrollo.
La gama ampliada de funciones de YSB.Enterprise en comparación con el MES tradicional ofrece la posibilidad de tener en cuenta datos adicionales al gestionar la producción. Así, la inclusión de un almacén permite organizar la determinación de prioridades a la hora de lanzar pedidos a producción, por ejemplo, si no hay suficiente suministro de materiales adquiridos o no hay pago por adelantado del pedido.
El sistema MES ruso PolyPlan también se centra en la producción de maquinaria, pero, además de la clase tradicional de dispositivos de servicio como los centros de trabajo (DC), la programación operativa de PolyPlan implica la creación de cronogramas para los sistemas de transporte que transportan lotes de piezas entre Centros de distribución, dispositivos de almacén para recibir y emitir lotes de piezas y equipos de servicio. Debido a la falta de un circuito de despacho operativo explícito, PolyPlan es algo más económico que los sistemas anteriores.
El sistema MES PolyPlan se adapta fácilmente para controlar la producción no automatizada. Centrado en la ingeniería mecánica, también se puede utilizar en la fase de marketing: el programa permite, basándose en datos agregados, determinar la posibilidad de cumplir una cartera de pedidos utilizando el tiempo disponible para equipos tecnológicos. Con la planificación operativa de la producción, es posible obtener varias soluciones de programación factibles. Cuanto mayor sea la profundidad de búsqueda establecida por el usuario, mayor será el tiempo de cálculo, pero mayor será la precisión del cronograma. La precisión de la optimización de "un paso", que se utiliza a menudo en este tipo de problemas, difiere de la solución óptima en no más del 5-7%, pero ahorra tiempo de cálculo en órdenes de magnitud.
Evgeny Borisovich Frolov dice: jefe de diseño Sistemas FOBOS, Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor, Jefe del Laboratorio de Sistemas de Producción Ejecutiva del Instituto de Diseño e Informática Tecnológica de la Academia de Ciencias de Rusia (IKTI RAS): “Básicamente, si crea programas de producción óptimos utilizando computadoras y tiene la capacidad de corregirlos rápidamente si es necesario, entonces puede garantizar un aumento en la velocidad de ejecución de la orden. La experiencia demuestra que a menudo es posible completar un plan mensual completo en sólo 20 días. La optimización de los flujos de materiales le permite reducir el tiempo de producción de productos en 10 días, es decir, ¡en un 30%! Y un aumento de 1,5 veces en la velocidad de procesamiento de las órdenes de producción también nos permite reducir el volumen de trabajo en curso en aproximadamente un 25%”.
En relación con cifras tan impresionantes, cabe señalar que eficiencia económica La implementación de sistemas ERP es en muchos casos confusa y vaga, y los especialistas discuten constantemente al respecto. Por el contrario, para MES dicha eficiencia se calcula con bastante precisión, e incluso una aceleración del 10% de las actividades de producción debido a la optimización, la eliminación de cuellos de botella y el aumento del rendimiento, junto con una reducción de los costos generales y la reducción de los plazos, ya es muy significativo.
Sakhavat Yusifov, desarrollador jefe de YSB.Enterprise.Mes: “La organización normal y la automatización de la gestión de producción nos permiten trasladar el énfasis de los departamentos de planificación y producción al departamento de ventas y quejas cuando trabajamos por pedido, como debería ser en cualquier cliente. empresa orientada. Al mismo tiempo, se fortalece el papel del sistema de recopilación de información sobre el progreso de la producción y de los sistemas de seguimiento del estado de los recursos, las existencias y la escasez”.
Nuevos proyectos MES en China: China demuestra sus éxitos no sólo en el espacio...
A menudo, cuando piensan en el problema de aumentar la productividad del capital del equipo tecnológico básico, los administradores de la producción nacional se guían principalmente por la experiencia occidental avanzada. En Rusia, la nueva y prometedora dirección del MES apenas está pasando por las primeras etapas de su formación. ¿Qué pasa con Oriente?
Actualmente, la demanda de desarrollos de alta tecnología para la producción supera la oferta debido al rápido crecimiento económico de las empresas chinas. Y si los sistemas CAD/CAM ya se han generalizado incluso en las pequeñas empresas de China y se utilizan de forma intensiva, entonces los sistemas de planificación y control de despacho en el taller a nivel MES están prácticamente ausentes, aunque la necesidad de ellos es grande. El hecho es que el uso de sistemas occidentales que permiten resolver estos problemas a menudo se ve obstaculizado por su alto costo, la dificultad de adaptarse a las necesidades de las empresas chinas y, en ocasiones, las molestias de la interfaz de usuario.
Como se sabe, las reglas para la formación y ejecución de procesos tecnológicos y documentación de ingeniería en Rusia y China son básicamente las mismas; los métodos de organización de la producción en ambos países se centran en monitorear la ejecución del trabajo especificado en las órdenes de trabajo. Con una metodología similar para crear tecnologías operativas y de rutas, es relativamente sencillo (a diferencia de los productos de software occidentales) llevar a cabo la planificación operativa dentro del taller, el control de despacho y la contabilidad de los retrasos interoperativos utilizando la versión china del sistema FOBOS MES.
Como ejemplo de la implementación exitosa de FOBOS en la República Popular China, se puede citar la planta para la producción de máquinas hidráulicas y equipos de intercambio de calor de la empresa Shenzhou (Fushan), la planta para la producción de matrices grandes "Lingshihao" (Guangzhou). , la planta de KONKA (Shenzhen) y varias otras empresas.
Como les gusta decir a los chinos, si el comunismo se extendió en China de norte a sur, entonces el capitalismo se está moviendo de sur a norte. No es casualidad que la mayor parte de los proyectos MES aquí se lleven a cabo en empresas de la provincia de Guangdong, la región de mayor desarrollo del mundo, ubicada en el sur de China. El Imperio Celestial está demostrando claramente a la comunidad mundial que está logrando éxitos significativos no sólo en el espacio...
lo propio de otro
¿Por qué decidimos hablar de productos MES nacionales?
En primer lugar, por su adaptabilidad. Siempre es más fácil acordar mejoras con los desarrolladores nacionales. Los centros de desarrollo de los sistemas occidentales no se encuentran en Rusia. Modificar significativamente la lógica del sistema para adaptarlo a las características específicas de una empresa en particular es una tarea que requiere mucha mano de obra y no muchas empresas implementadoras lo harán, y si lo hacen, el costo será comparable al ya considerable precio de los sistemas occidentales. .
En segundo lugar, Sistemas rusos significativamente más económico tanto en términos de licencias de software como de costo de implementación y mantenimiento. Más barato, ya que las empresas occidentales pagan fondos a los creadores de los sistemas, además de enormes costos de marketing, y además, las empresas representativas a menudo están ubicadas en Moscú, donde los costos de mantenimiento son mucho más altos que en las regiones, y los precios para los especialistas en sistemas occidentales. son significativamente más altos Nuestros precios. Y esto a pesar de que las calificaciones de los especialistas rusos en general son mucho más altas, porque desarrollaron estos sistemas desde cero, los conocen como la palma de su mano, a diferencia de los que vinieron a mercado ruso Sistemas occidentales, que los implementadores locales a menudo se ven obligados a estudiar directamente durante la implementación de proyectos, ya que muchos productos no tienen documentación en ruso, etc.
Y lo más importante es que los sistemas MES rusos que describimos no son inferiores a sus homólogos occidentales y, en muchos aspectos, los superan. Por supuesto, no es necesario confiar únicamente en el eslogan popular: "Compre sólo ruso", pero, sin embargo, vale la pena examinar más de cerca los productos nacionales, especialmente en vísperas de la adhesión de Rusia a la OMC...
Yulia Garayeva
Consultor informático para la selección de sistemas en MetaSintez Corporation (Moscú).
Ravil Zagidullin
Candó. tecnología. Ciencias, profesor asociado, estudiante de doctorado de la UGATU, departamento. sistemas tecnológicos automatizados (Ufa).
Canción Kai Qing
Estudiante de posgrado de Guangdong Universidad Tecnica, Porcelana.
MES (sistemas de ejecución de fabricación) es un "sistema de ejecución de producción". La Asociación Internacional MESA ofrece la siguiente definición de MES: "Un sistema que consta de un conjunto de software y hardware que proporciona funciones de gestión para las actividades de producción: desde el pedido para la producción de un lote de productos hasta la finalización de la producción". En el sentido más general, el sistema MES:
Inicia el proceso de producción;
Monitorea cómo va en tiempo real;
Reacciona a situaciones de producción cambiantes;
Genera informes sobre los procesos de producción a medida que ocurren en tiempo real;
Intercambia información sobre los procesos del taller con otros departamentos comerciales y de ingeniería de la empresa.
La Asociación MESA ha identificado 11 funciones principales que determinan el lugar de los sistemas MES en un sistema automatizado de gestión empresarial industrial:
1. Monitoreo de condición y asignación de recursos.(RAS)– asegura la gestión de los recursos de producción (máquinas, herramientas, métodos de trabajo, materiales, equipos) y otros objetos, por ejemplo, documentos sobre el procedimiento para realizar cada operación de producción. Esta función describe un historial detallado de los recursos y garantiza que el equipo esté configurado correctamente en el proceso de producción.
y además monitorea el estado de los equipos en tiempo real.
2. Operacional/ Planificación detallada(ODS)– garantiza una planificación del trabajo rápida y detallada basada en prioridades, atributos, características y propiedades de un tipo específico de producto, así como cálculos detallados y óptimos de la carga del equipo durante un turno específico.
3. Despacho de producción(DPU)– proporciona seguimiento y despacho continuo del proceso de producción, rastreando la ejecución de las operaciones, el empleo de equipos y personas, el cumplimiento de pedidos, volúmenes, lotes y controla en tiempo real la ejecución del trabajo de acuerdo con el plan. En tiempo real se monitorean todos los cambios que ocurren y se realizan ajustes al plan del taller.
4. Gestión de documentos(DOC)– controla el contenido y el paso de los documentos que deben acompañar al producto fabricado (incluidas instrucciones y estándares de trabajo, métodos de ejecución, dibujos, procedimientos para operaciones estándar, programas de procesamiento de piezas, registros de lotes de productos, mensajes sobre cambios técnicos, transferencia de información de turno a turno), y también proporciona la capacidad de mantener la documentación del taller de planificación e informes. Se proporciona el archivo de información.
5. Recopilación y almacenamiento de datos.(DCA)– proporciona interacción de información entre varios subsistemas de producción para recibir, acumular y transmitir datos tecnológicos y de control que circulan en el entorno de producción de la empresa. Los datos del progreso de la producción pueden ser ingresados manualmente por el personal o automáticamente en intervalos específicos directamente desde las líneas de producción.
6. Gestión de personal(LM)– proporciona información sobre el personal con una frecuencia específica, incluidos informes sobre el tiempo y la presencia en el lugar de trabajo, monitoreando el cumplimiento de la certificación, así como la capacidad de tener en cuenta y controlar las responsabilidades principales, adicionales y combinadas del personal, como la realización de tareas preparatorias. operaciones, ampliando el área de trabajo.
7. Gestión de calidad del producto(QM)– proporciona datos de medición de la calidad del producto, incluso en tiempo real, recopilados desde el nivel de producción, garantizando un control de calidad adecuado y centrándose en los puntos críticos. Puede sugerir acciones para corregir la situación en un momento determinado a partir del análisis de correlaciones y datos estadísticos sobre las relaciones causa-efecto de eventos controlados.
8. Gestión del proceso de producción.(PM)– monitorea un proceso de producción determinado, y también realiza ajustes automáticamente u ofrece una solución adecuada al operador para corregir o mejorar la calidad del trabajo actual.
9. Gestión de activos de producción.(mantenimiento) (MM)– apoya el proceso de mantenimiento, reparaciones planificadas y operativas de equipos y herramientas de producción y tecnológicos durante todo el proceso de producción.
10. Seguimiento del historial del producto(PTG)– proporciona información sobre dónde y en qué orden se realizó el trabajo con este producto. La información sobre el estado puede incluir: informe sobre el personal que trabaja con este tipo de producto, componentes del producto, materiales del proveedor, lote, número de serie, condiciones de producción actuales, incumplimiento de los estándares establecidos, pasaporte tecnológico individual del producto.
11. Análisis de rendimiento(PENSILVANIA)– proporciona informes sobre los resultados reales de las operaciones de producción y también los compara con los resultados anteriores y esperados. Los informes proporcionados pueden incluir mediciones tales como utilización de recursos, disponibilidad de recursos, tiempo del ciclo de recursos de producción, cumplimiento del plan, estándares y otros. A pesar de la aparente diversidad de funciones MES, todas ellas son de naturaleza operativa y regulan los requisitos correspondientes no para la empresa en su conjunto, sino para esa unidad de ella: el taller para el que se planifica el trabajo. Las funciones principales de los sistemas MES enumeradas anteriormente son
Planificación (detallada) del calendario operativo (ODS);
Despacho de procesos productivos en taller (DPU).
Son estas dos funciones las que definen el sistema MES como un sistema operativo destinado a crear cronogramas de operación de equipos y gestión operativa de los procesos de producción en el taller.
CONTROL
Ruslan Budnik, Viacheslav Kuminov
Según la Asociación Internacional de Ingenieros Industriales, dicha producción existe en más del 75% empresas industriales paz. Incluso cuando la producción parece ser exclusivamente continua, existen procesos discretos como procesos auxiliares. A menudo son los departamentos auxiliares que los utilizan, como las áreas de herramientas o reparación, los que constituyen el “cuello de botella” que limita el volumen de producción del producto principal.
El tipo de producción discreta prevalece en la ingeniería mecánica, la fabricación de instrumentos, la industria ligera, en las empresas que producen muebles, embalajes y productos farmacéuticos.
¿Qué es un sistema MES y en qué se diferencia del ERP?
Según lo define la asociación internacional de fabricantes y proveedores de soluciones MES (MESA International, www.mesa.org), MES (Manufacturing Execution Systems) es un sistema integrado de información e informática que combina herramientas y métodos para la gestión de la producción en tiempo real.
Utilizando datos de los niveles de planificación y control, los sistemas MES gestionan las actividades de producción actuales de acuerdo con los pedidos entrantes, los requisitos de diseño y documentación tecnológica, el estado actual de los equipos, mientras persiguen los objetivos de máxima eficiencia y mínimo costo de los procesos de producción.
Arroz. 1. Modelo de producción dinámica en el sistema Preactor (Inglaterra)
¿En qué se diferencian los sistemas MES de los sistemas ERP y por qué se encuentran en diferentes niveles de la estructura de la información? Los primeros implementan la planificación operativa y, utilizando información precisa sobre los procesos tecnológicos, responden a la pregunta: cómo se producen los productos en un tiempo determinado y en una cantidad determinada, mientras que los segundos se centran en la planificación volumétrica, es decir, responden a la pregunta: cuándo y cuántos. Los productos deben ser fabricados.
Pero aún así, su principal diferencia entre sí es que los sistemas MES, que funcionan exclusivamente con información de producción, permiten ajustar o recalcular completamente el plan durante un turno de trabajo tantas veces como sea necesario. En los sistemas ERP, debido al gran volumen de información administrativa, económica, contable y financiera, que no afecta directamente el proceso, la reprogramación no se puede realizar más de una vez al día.
Los sistemas MES le permiten optimizar la producción y hacerla más rentable respondiendo rápidamente a eventos en curso y utilizando métodos matemáticos para compensar las desviaciones de los objetivos planificados.
MES: una única fuente de información de producción
Los sistemas MES, que recopilan y resumen los datos recibidos de varios sistemas de producción y líneas tecnológicas, llevan la organización de todas las actividades empresariales a un nivel superior, desde la formación de pedidos hasta el envío de productos terminados a los almacenes. También implementan una conexión en tiempo real entre los procesos de producción y los procesos comerciales y mejoran el desempeño financiero de la empresa (flujo de caja), incluido el aumento del rendimiento de los activos fijos, la aceleración de la rotación de efectivo, la reducción de costos, las entregas a tiempo, el aumento de los márgenes de beneficio y la productividad. .
Arroz. 2. Análisis financiero y económico de la producción en el sistema MES "Phobos" (Rusia)
Además, estos sistemas generan datos sobre los indicadores actuales (en particular, sobre el costo real de producción) necesarios para un mejor funcionamiento de los sistemas ERP.
Por lo tanto, MES es el vínculo entre los sistemas ERP orientados a las operaciones económicas y financieras y las actividades operativas de la empresa a nivel de taller, sitio o línea.
Durante los últimos cinco años, la empresa RTSoft (www.rtsoft.ru) ha estado integrando los niveles de sistemas de control automatizados y sistemas de control de procesos automatizados mediante la importación de datos del nivel tecnológico a los sistemas comerciales. Como resultado del trabajo analítico, la encuesta a las empresas y el estudio de los resultados de la implementación del proyecto, la empresa abrió una dirección comercial " Tecnologías de la información tiempo real”, que tiene como objetivo desarrollar propuestas para la automatización de procesos tecnológicos, tales como sistemas de control operativo (sistemas MES), sistemas de control y contabilidad de recursos energéticos (ASKUE), sistemas de control de despacho operativo (ASODU) y sistemas de control de procesos ( Sistemas automatizados de control de procesos), sistemas de software y hardware (STC). Además, cada sistema se caracteriza por su propio nivel de intensidad de la información que circula en él, escala de tiempo y conjunto de funciones, pero todos tienen una tarea común: recopilar, registrar , acumular, procesar y transmitir información a un nivel superior. Cualquiera de estos sistemas se desarrolla para una clase específica de usuarios, dependiendo de las funciones realizadas y las tareas a resolver (desde los gerentes Gerencia senior a especialistas ordinarios), y por lo tanto les proporciona exactamente la información necesaria para resolver problemas estratégicos, tácticos y operativos.
Con este enfoque de la interacción de los subsistemas empresariales, la implementación de un sistema MES en producción permite lograr un determinado grado de integración de todos los datos sobre su funcionamiento para resolver problemas de gestión.
Desafíos de los sistemas MES en la fabricación discreta
Los sistemas MES en la fabricación discreta se enfrentan a las siguientes tareas principales:
· planificación operativa y despacho de procesos;
· el análisis financiero costos de realización de procesos;
· replanificación operativa teniendo en cuenta el estado actual real de la producción.
Veámoslos con más detalle.
Planificación operativa y despacho de procesos. Para calcular el cronograma de producción en las empresas nacionales, se utilizan herramientas estáticas, como diagramas de red, tablas de papel, tableros de planificación, o no se utiliza ninguna herramienta. Los eventos que provocan cambios significativos en el cronograma ocurren con tanta frecuencia y en tal cantidad que las capacidades de una herramienta estática, y especialmente de una persona, no permiten tenerlos en cuenta en su totalidad y mantener el cronograma en un estado óptimo. Como resultado, el plan operativo, si lo hay, deja muy rápidamente de corresponder a la realidad y pierde su relevancia en promedio después del 20% del período planificado. El nivel de organización de la producción cae drásticamente y su rentabilidad disminuye.
| Funciones de un sistema MES en fabricación discreta |
1. Monitoreo de condición y distribución de recursos - gestión de recursos de producción (equipos tecnológicos, materiales, personal, documentación, herramientas, métodos de trabajo). 2. Planificación operativa/detallada: cálculo de programas de producción basados en prioridades, atributos, características y métodos asociados con las características específicas de los productos y su tecnología de fabricación. 3. Despacho de producción: gestionar el flujo de piezas fabricadas para operaciones, pedidos, lotes, series a través de órdenes de trabajo. 4. Gestión de documentos: control del contenido y paso de los documentos que acompañan a la fabricación de productos, manteniendo la planificación y presentación de informes de la documentación del taller. 5. Recopilación y almacenamiento de datos: interacción de subsistemas de información para recibir, acumular y transmitir datos tecnológicos y de control que circulan en el entorno productivo de la empresa. 6. Gestión de personal: garantizar la capacidad de gestionar el personal minuto a minuto. 7. Gestión de la calidad del producto: análisis de los datos de medición de la calidad del producto en tiempo real basado en información proveniente del nivel de producción, asegurando un control de calidad adecuado, identificando puntos críticos y problemas que requieren atención especial. 8. Gestión de procesos: seguimiento de los procesos de producción, ajuste automático o soporte interactivo para las decisiones del operador. 9. Gestión de mantenimiento y reparación - gestión mantenimiento técnico Reparación planificada y operativa de equipos y herramientas para garantizar su disponibilidad operativa. 10. Seguimiento del historial de un producto: visualización de información sobre el lugar y tiempo de trabajo de cada producto. La información puede incluir informes sobre artistas, rutas tecnológicas, componentes, materiales, números de lote y de serie, retrabajos, condiciones de producción actuales, etc. 11. Análisis de desempeño: proporcionar informes detallados sobre los resultados reales de las operaciones de fabricación. Comparación de indicadores planificados y reales. |
Para la gestión de los procesos de producción dentro de la tienda, se necesita una herramienta que garantice que todos los eventos que tienen lugar queden registrados en tiempo real (en línea). Esta herramienta debe reflejar una imagen confiable del estado actual de la producción y también tener la capacidad de ajustar y calcular repetidamente los horarios durante los turnos de trabajo.
Arroz. 3. 14 criterios para calcular el cronograma de producción en el sistema Phobos
Para resolver el problema de la planificación operativa en los sistemas MES, se construye un modelo informático dinámico de producción. Implementa continuo simulación movimiento de flujos de material dentro del taller de acuerdo con rutas tecnológicas. El cronograma de producción se describe claramente mediante un diagrama de Gantt, donde cada operación está asociada a un segmento de línea recta, cuya longitud es proporcional a su duración. Estos segmentos, llamados líneas de Gantt, están ubicados frente a los números de inventario del equipo de proceso principal en la secuencia correspondiente al cronograma. El mecanismo de despacho de producción incorporado garantiza la entrega y entrada oportuna de información sobre las acciones tomadas, los eventos que ocurren y las desviaciones del plan operativo elaborado. El programa de producción se mantiene en condiciones óptimas mediante la compensación continua de las desviaciones mediante el método de corrección o el recálculo completo. Como resultado, todos los procesos que ocurren en el taller se vuelven transparentes, la "transparencia", la controlabilidad y la identificabilidad de los flujos de producción de materiales se logran de acuerdo con los requisitos de los estándares internacionales (Fig. 1 y Fig. 2).
Análisis financiero de los costos de realización de los procesos productivos. Para calcular el costo real de producción, es necesario realizar un análisis financiero y económico detallado de la producción. Un método muy extendido en Occidente para analizar las fuentes de costes y crear valor añadido es el llamado análisis ABC o Activity Based Costing (análisis de costes funcionales). La esencia de este método es que los gastos e ingresos de una empresa están vinculados a los puntos de su actividad. En relación con la producción, esto significa vincular los costos y el plusvalor creado a cantidades específicas de inventario de equipos tecnológicos y procesos de producción implementados. Es imposible realizar dicho análisis con una idea aproximada de la distribución de procesos en tiempo y equipos. Los sistemas MES construyen un modelo de producción dinámico preciso que proporciona un cálculo detallado de los costos actuales tanto en relación con trabajos específicos como en el contexto de órdenes individuales que se ejecutan.
En general, calcular un cronograma de producción es un problema matemático complejo. Para solucionar este problema, se está desarrollando un sistema de criterios para calcular y optimizar planes, a partir del cual se crea un aparato algorítmico adecuado. Los algoritmos de cálculo heurístico son el núcleo de los sistemas MES y están protegidos por derechos de autor.
Arroz. 4. Un ejemplo de planificación teniendo en cuenta la reparación de equipos en el sistema Phobos.
El aparato de cálculo de programas de producción utilizado en los sistemas MES permite tener en cuenta la interrelación de todos los elementos del plan operativo, asegurar la selección de rutas tecnológicas alternativas y adaptar la gestión de los flujos de materiales al orden actual. El núcleo informático de los sistemas MES permite Al máximo Utilice el poder de las computadoras modernas para resolver este problema.
Aquí sería útil agregar que en términos de gestión de producción, los sistemas de clase MES se diferencian de los sistemas ERP en que en los sistemas MES el cálculo de los programas de producción se basa en muchos criterios. En los sistemas ERP/MRP, la planificación, por regla general, se lleva a cabo según un criterio; en los sistemas MES puede haber más de una docena de criterios de este tipo: por ejemplo, en el sistema Phobos (Rusia) hay catorce (Fig. . 3), en el sistema Preactor (Inglaterra): ocho. El número mínimo posible de criterios que distingue un sistema MES de sistemas de otras clases es dos. Varias combinaciones de criterios le permiten calcular docenas de opciones de planes, utilizarlas como medio para modelar procesos de producción y seleccionar el escenario más eficaz para ejecutar el plan actual.
Replanificación operativa teniendo en cuenta el estado real actual de la producción. La debilidad de la mayoría de los sistemas de planificación automatizados (ERP, MRP) es que los recursos de producción se estiman de forma aproximada o, en general, se consideran inagotables. Al dividir los pedidos en piezas y calcular la fecha de inicio de su producción, estos sistemas, lamentablemente, no tienen en cuenta la disponibilidad de recursos en un momento determinado. Después de todo, la disponibilidad abstracta de un recurso no significa en absoluto su disponibilidad para cumplir con cada pedido en cada momento. Por tanto, un cronograma elaborado sin tener en cuenta información sobre el estado real de los recursos de producción no se corresponde con la realidad y no se puede cumplir.
Uno de los principios básicos que subyacen a los sistemas considerados es el principio de planificación de recursos finitos. La esencia de este principio es que los recursos (tanto básicos como adicionales) siempre son limitados y el trabajo se planifica sólo cuando se sabe de manera confiable que hay recursos disponibles.
Así, además de las averías no planificadas de las máquinas herramienta y la influencia de otras influencias inesperadas que cambian el volumen de recursos de producción disponibles, los talleres cuentan con normativas para la realización de reparaciones preventivas de equipos. Utilizando un sistema MES, se puede simular la situación actual, representar varios escenarios para su desarrollo y lograr un cronograma en el que el mantenimiento preventivo de los equipos tendrá un impacto mínimo en la puntualidad del plan (Fig. 4).
Otro ejemplo del principio de planificación finita es el sistema para contabilizar las limitaciones de recursos secundarios en el paquete de software Preactor. Este sistema se forma en la etapa de construcción de un modelo de producción lógico. En el proceso de descripción del equipo de proceso principal, cada número de inventario está asociado con cualquier restricción que tenga o pueda tener un impacto en su disponibilidad o características de desempeño. Las restricciones secundarias pueden incluir un límite en el consumo de electricidad, la necesidad de que un operador esté presente en ciertos lugares de trabajo, la disponibilidad de equipos específicos, etc. En el futuro, al planificar y ajustar los horarios, el sistema monitoreará la disponibilidad y el volumen de uso. de restricciones secundarias. En caso de exceso o escasez de recursos, el sistema primero informará al despachador sobre esto y luego ofrecerá aceptar o rechazar las condiciones de esta opción del plan.
Resultados del uso de sistemas MES.
¿Cuáles son los beneficios de utilizar sistemas de clase MES? La experiencia mundial ha demostrado la alta eficiencia de tales sistemas, lo que resulta en una mejora significativa en el desempeño financiero de las empresas. Aquí hay sólo algunos de ellos:
· la productividad aumenta en un 15%;
· el factor de carga del equipo aumenta en un 45%;
· el volumen de trabajo en curso se reduce en un 30%;
· los volúmenes de inventarios se reducen en un 40%;
· Mejora del 60% en el cumplimiento de plazos de entrega.
El período de recuperación de la inversión del proyecto de implementación del sistema MES se mide en semanas y sus beneficios pueden disfrutarse durante años.
En conclusión, quisiera decir que la introducción de tales sistemas en las empresas rusas permite lograr una mayor eficiencia de producción y, con ello, dar un paso serio hacia el aumento de la competitividad de la empresa en el mercado.
Puede encontrar información adicional sobre los sistemas MES en el sitio web www.mesa.ru.
