SISTEME MES
sisteme MES- Acestea sunt sisteme care funcționează la nivel de atelier. Sistemele din această clasă rezolvă problemele de sincronizare, coordonează, analizează și optimizează producția de produse în cadrul oricărei producții. Sistemele MES pot fi o completare excelentă la sistemele de nivel superior - sistemele ERP.
Definiția unui sistem MES nu oferă o idee clară a scopului său; funcțiile sale sporite absorb funcțiile sistemelor automate de control al proceselor, sistemelor de expediere etc. Este necesar să se determine ce se înțelege în prezent ca sisteme MES.
Un sistem MES este un sistem de implementare a managementului producției, a cărui sarcină principală este de a conecta toate procesele de afaceri ale companiei cu procesele sale de producție și tehnologice, oferind în același timp informații prompte.
În timpul procesului de producție apar diverși factori care tind să depășească programul de producție: avarie și reparare a echipamentelor, comenzi prioritare urgente, reprelucrare a defectelor, concedii medicale pentru muncitori, lipsa livrării componentelor la timp, lipsa echipamentului tehnologic, precum și ca multe alte împrejurări neprevăzute. Mediul de producție se schimbă în fiecare minut. În ciuda acestui fapt, trebuie să știți întotdeauna cum se va schimba termenul limită de onorare a comenzii, cum cel mai bun mod pentru a planifica producția în situația actuală, aceasta necesită o nouă recalculare a programului. Într-un sistem MES, o astfel de recalculare poate fi efectuată de câte ori pe zi este necesar.
Una dintre sarcinile MES este tocmai corectarea abaterilor emergente prin reprogramare multiplă optimă bazată pe starea reală a echipamentelor și a comenzilor.
Încărcarea necorespunzătoare a mașinilor pentru prelucrarea diverselor produse duce la întârzieri constante în termenele limită de producție, muncă urgentă la întreprindere, suprasolicitarea angajaților, lipsa pieselor pentru asamblarea componentelor, supraîncărcarea mașinilor, probleme dinamice, precum și multe alte costuri de producție care împiedică producerea produselor la timp.
Sarcina MES este programarea operațională, cu ajutorul căreia încărcarea mașinilor va fi efectuată în cel mai profitabil mod. Toate produsele vor fi finalizate in termenul maxim posibil, in timp ce toate componentele vor fi garantate a fi in stoc la momentul asamblarii produselor.
În momentul asamblarii produselor sau lansării unei anumite operațiuni, de multe ori se dovedește că unele piese sau echipamente sunt epuizate, dar piese sau echipamente mai puțin necesare sunt în exces. Când utilizați sisteme MES, o astfel de situație pur și simplu nu poate apărea.
Expedierea producției vă va permite să evaluați vizual încărcătura mașinilor în timp real, să faceți rapoarte de bază și să răspundeți instantaneu la diferite situații.
Folosind date precise și actuale, MES reglează, inițiază și înregistrează operațiunile centralei pe măsură ce apar evenimente. Un set de funcții MES vă permite să gestionați operațiunile de producție din momentul în care o comandă este primită în producție și până la produsul finit. MES oferă cel mai mult Informații importante despre activitățile de producție pentru întreaga organizație și despre întregul lanț de aprovizionare prin comunicare bidirecțională.
Este folosirea operațională informațiile disting MES de sistemele ERP. În sistemele MES, modelul de producție este determinat la intersecția capacităților echipamentelor, a disponibilității materialelor și a personalului. Orice MES trebuie să răspundă la următoarele întrebări:
Ce ar trebui produs?
Când ar trebui să se producă?
Ce ar trebui folosit pentru a o produce?
Când, cum și ce a fost deja produs?
Folosind date de la nivelurile de planificare și control, Sistemele MES gestionează activitățile de producție în cursîn conformitate cu comenzile primite, cerințele de proiectare și documentația tehnologică, starea actuală a echipamentelor, urmărind în același timp obiectivele eficienta maxima si costul minim al proceselor de productie.
Răspunzând rapid la evenimentele în curs și folosind metode matematice pentru a compensa abaterile de la programul de producție, sistemele MES vă permit să optimizați producția și să o faceți mai profitabilă.
Diagrama Gantt
Există diferite abordări ale planificării timpului (gestionarea timpului). Cea mai inovatoare idee de aici este diagrama Gantt. Această diagramă este format din dungi orientate de-a lungul axei timpului. Fiecare bară reprezintă o sarcină separată în cadrul proiectului, capetele acesteia sunt momentele de început și finalizare a lucrării, lungimea ei este durata lucrării. Axa verticală este o listă de sarcini.
Primul format de diagramă a fost dezvoltat încă din 1910 de Henry L. Gant (inginer american, mecanic și specialist în management). Henry Gantt a folosit inițial informații grafice atunci când a raportat superiorilor săi. Mai târziu, au apărut diagramele Gantt care l-au făcut celebru. Mulți sunt înclinați să creadă că Gant a devenit unul dintre fondatorii unor principii fundamentale noi, mai umane de producție și management; i se atribuie și câteva idei neobișnuite despre pozitionare corecta sarcinile și motivarea efectivă a personalului.
Rezultatele implementării MES
Potrivit diverselor companii, pot fi identificate următoarele rezultate principale ale implementării MES:
1. Creșterea eficienței economice a întreprinderii;
2. Creșteți viteza de procesare a comenzilor cu până la 40-50%
3. Creșterea factorului de încărcare a mașinii cu 30-40%
4. Reducerea timpului ciclului de producție cu o medie de 45%;
5. Reducerea timpului de dezvoltare a produselor noi cu o medie de 27%;
6. Reducerea volumului defectelor cu o medie de 18%;
7. Reducerea volumului de produse nefinisate cu 25-30%;
8. Creșterea fiabilității executării comenzilor la timp cu 60%;
9. Reducerea volumului de documente pe hârtie inutile cu o medie de 56%;
10. Control sporit asupra implementării proceselor tehnologice și de producție;
11. Creșterea transparenței proceselor de afaceri privind deplasarea fluxurilor de materiale;
12. Îmbunătățirea calitativă a indicatorilor de producție.
Implementarea sistemelor MES va oferi multe alte beneficii necesare pentru a atinge eficienta maxima a productiei.
Reducerea diferitelor costuri și obținerea de beneficii maxime din capacitățile existente ale întreprinderii astăzi este posibilă doar prin automatizarea planificării și managementului producției - prin introducerea sistemelor MES.
Desigur, obținerea succesului în competiție este posibilă și prin introducerea de tehnologii avansate, mașini, unelte, procesare de mare viteză etc., dar în condiții relativ egale pentru majoritatea întreprinderilor, obținerea succesului devine posibilă doar printr-o planificare și producție competentă și operațională. management. Aici există rezerve mari pentru optimizarea producției și obținerea unui efect economic maxim.
MES este fundamental functie importanta, permițându-vă să creați uzină de producție un sistem de management cu adevărat eficient. MES devine unul dintre elementele cheie ale sistemelor la nivel de întreprindere ale întreprinderilor moderne.
Sistemele MES sunt definite ca un set de funcții software care sunt distincte de cele de planificare a resurselor întreprinderii (ERP), proiectare și programare asistată de computer (CAD/CAM) și sisteme de control al proceselor asistate de computer (ACCS).
Asociația MESA a identificat 11 funcții de bază ale MES, care sunt prezentate în Tabelul 1.
| Funcţie | Decodificarea funcției |
| 1. Monitorizarea condiției și alocarea resurselor (RAS). | Această funcționalitate a sistemelor MES asigură gestionarea resurselor de producție (mașini, unelte, metode de lucru, materiale, echipamente) și a altor obiecte, de exemplu, documente privind procedura de realizare a fiecărei operațiuni de producție. Această caracteristică oferă un istoric detaliat al resurselor și asigură configurarea corectă a echipamentelor în procesul de producție, precum și monitorizarea stării echipamentelor în timp real. |
| 2. Planificare operațională/detaliată (ODS). | Această funcție oferă o planificare operațională și detaliată a muncii bazată pe priorități, atribute, caracteristici și proprietăți ale unui anumit tip de produs și, de asemenea, calculează în detaliu și în mod optim sarcina echipamentului pentru o anumită tură. |
| H. Producția de expediere (DPU). | Asigură monitorizarea și expedierea continuă a procesului de producție, urmărirea execuției operațiunilor, angajarea echipamentelor și a oamenilor, îndeplinirea comenzilor, volumelor, loturii și controlează în timp real execuția lucrărilor în conformitate cu planul. În timp real, toate modificările care au loc sunt monitorizate și se fac ajustări la planul atelierului. |
| 4. Controlul documentelor (DOC). | Controlează conținutul și trecerea documentelor care trebuie să însoțească produsul fabricat, inclusiv instrucțiuni și standarde de lucru, metode de execuție, desene, proceduri pentru operațiuni standard, programe de prelucrare a părților, înregistrări ale loturilor de produse, mesaje despre modificări tehnice, transfer de informații de la de la schimb la schimb și, de asemenea, asigură capacitatea de a menține documentația de planificare și raportare a magazinului. Se asigură arhivarea informațiilor. |
| 5. Colectarea și stocarea datelor (DCA). | Această funcție asigură interacțiunea informațională între diferitele subsisteme de producție pentru primirea, acumularea și transmiterea datelor tehnologice și de control care circulă în mediul de producție al întreprinderii. Datele privind progresul producției pot fi introduse fie manual de către personal, fie automat la intervale specificate din sistemul automat de control al procesului sau direct din liniile de producție. |
| 6. Managementul resurselor umane (LM) | Oferă informații despre personal la o frecvență specificată, inclusiv rapoarte privind timpul și prezența la locul de muncă, monitorizarea conformității cu certificarea, precum și capacitatea de a lua în considerare și controla responsabilitățile principale, suplimentare și combinate ale personalului, cum ar fi efectuarea operațiunilor pregătitoare. , extinzând zona de lucru. |
| 7. Managementul calității produsului (QM) | Oferă date de măsurare privind calitatea produsului, inclusiv în timp real, colectate de la nivelul producției, asigurând un control adecvat al calității și concentrându-se pe punctele critice. Poate sugera acțiuni de corectare a situației la un moment dat pe baza analizei corelațiilor și a datelor statistice privind relațiile cauză-efect ale evenimentelor controlate. |
| 8. Managementul procesului de producție (PM) | Monitorizează un anumit proces de producție și efectuează automat ajustări sau oferă operatorului o soluție adecvată pentru a corecta sau îmbunătăți calitatea lucrărilor curente. |
| 9. Managementul activelor de producție (întreținere) (MM) | Sprijinirea procesului de întreținere, reparații planificate și operaționale ale echipamentelor și instrumentelor de producție și tehnologice pe parcursul întregului proces de producție. |
| 10. Urmărirea istoricului produselor (PTG) | Oferă informații despre tonul, unde și în ce ordine a fost efectuată lucrul cu acest produs. Informațiile despre stare pot include: un raport privind personalul care lucrează cu acest tip de produs, componente ale produsului, materiale de la furnizor, lot, număr de serie, condiții actuale de producție, nerespectarea standardelor stabilite, un pașaport tehnologic individual al produsului. |
| 11. Analiza performanței (PA) | Oferă rapoarte privind rezultatele reale ale operațiunilor de producție și comparații cu rezultatele anterioare și așteptate. Rapoartele furnizate pot include măsurători precum utilizarea resurselor, disponibilitatea resurselor, timpul ciclului de producție al resurselor, conformitatea cu planul, standardele și altele. |
Și astfel funcțiile implementate în sistemele MES sunt similare cu metodele de management din sistemele ERP, dar numai pe o scară de timp diferită și cu alte obiecte de control și management. MES este un sistem de execuție automatizat de producție care oferă o gamă de capabilități care completează și îmbunătățesc funcționalitatea sistemelor ERP. Folosind datele reale de proces, sistemele MES susțin toate activitățile de producție a fabricii în timp real. Răspunsurile rapide și eficiente la condițiile în schimbare, combinate cu concentrarea MES pe reducerea costurilor, ajută la gestionarea eficientă a operațiunilor și proceselor de producție. În plus, sistemele MES generează date privind indicatorii actuali de producție necesari pentru funcționarea sistemelor ERP. Astfel, un sistem MES este o legătură între sistemele ERP axate pe operațiuni financiare și economice și activitățile operaționale de producție ale unei întreprinderi la nivelul unui atelier, șantier sau linie de producție.
Sistemele de clasă MES au devenit relativ recent răspândite în țările cu economii de piață dezvoltate; în Rusia, numărul de întreprinderi care utilizează aceste sisteme este și mai mic.
Trebuie luat în considerare faptul că automatizarea nivelului de producție al atelierului într-un sistem MES necesită eforturi din partea întreprinderii, care ar trebui să vizeze atât implementarea, cât și întreținerea ulterioară a sistemului.
La implementarea unui sistem MES, munca angajaților și consultanților întreprinderii este mai mică sau comparabilă cu implementarea unui sistem ERP. În mod obiectiv, MES automatizează mai puține zone ale activităților unei întreprinderi (procese de afaceri) decât un sistem ERP. Atunci când utilizați MES, va fi probabil mai multă reorganizare necesară la nivelul atelierului decât atunci când implementați ERP. Pentru a profita de avantajul MES al unui program de producție actualizat pe tot parcursul sezonului, este necesară introducerea rapidă a datelor reale privind execuția operațiunilor, avariile echipamentelor și alte evenimente din atelier care afectează neîndeplinirea obligațiilor. plan. Dacă decideți să actualizați planul de lucru la fiecare 15 minute, aceasta înseamnă că datele reale din ultimele 15 minute trebuie introduse în sistem. În cazul ERP, o astfel de reflectare promptă a faptelor nu este necesară, deoarece replanificarea va fi efectuată după încheierea schimbului de lucru.
După cum sa menționat deja, atât MES, cât și sisteme ERP ele rezolvă aproximativ aceleași probleme doar pe scări diferite: ERP - planificarea volumului de planificare folosind perioade de timp pe termen mediu și lung; MES - planificare operațională pentru Pe termen scurt timp (minute, ore). Și aici întreprinderea se confruntă cu întrebarea ce sistem să aleagă pentru implementare. Este clar că cea mai favorabilă ar fi implementarea ambelor tipuri de sisteme, dar majoritatea întreprinderilor nu dispun de suficiente resurse financiare și umane pentru implementarea simultană a două proiecte. Prin urmare, va trebui să începeți cu unul, prin urmare, întreprinderea se confruntă în continuare cu o alegere. Vor prezenta firmele care promovează produsul software corespunzător un numar mare de argumente și criterii motivate în favoarea sistemului lor, astfel încât șeful întreprinderii trebuie să cântărească argumentele pro și contra.
În încercarea de a găsi un criteriu obiectiv de selecție, ne putem referi la rezultatele cercetării Gartner Group, care fac posibilă legarea efectului economic al implementării sistemelor ERP (în în acest caz, SAP R/3) cu dimensiunea întreprinderii la care se realizează această implementare.
În fig. Figura 16.1 prezintă o diagramă care ilustrează această relație bazată pe date statistice pentru întreprinderile industriale occidentale.
Pe baza acestor date, putem concluziona că pentru automatizarea întreprinderilor cu un volum de producție mai mic de 10 milioane de dolari pe an, introducerea unui sistem ERP nu va oferi un efect economic semnificativ. La astfel de întreprinderi, pentru a automatiza nivelul organizațional de producție, este mai întâi necesar să implementați un sistem MES (adică să alegeți cel „mai ușor” din financiar soluţie).
Pentru întreprinderile cu un volum de producție de 10 până la 100 de milioane de dolari pe an, eficiența implementării unui sistem ERP este de 10-30%.
Decizia de unde să începeți (ERP sau MES) ar trebui luată individual, însă, având în vedere dimensiunea medie a întreprinderii, costul ridicat al implementării unui sistem ERP și efectul economic mai mare al automatizării atelierelor și zonelor prin MES, este de preferat pentru a începe cu MES și apoi implementați ERP.
Pentru întreprinderile cu un volum de producție mai mare de 100 milioane USD pe an, este indicat să începeți automatizarea nivelului organizațional de producție cu un sistem ERP, după care să introduceți MES în departamentele de producție.
Un sistem de control automat integrat pentru o întreprindere industrială poate fi reprezentat ca trei niveluri de control interconectate (Fig. 16.2)
În același timp, fiecare nivel își îndeplinește funcția principală de management:
Nivelul superior al managementului întreprinderii (administrativ și economic) rezolvă probleme strategice, iar sistemul ERP corespunzător asigură managementul resurselor în întreaga întreprindere, inclusiv o parte din funcțiile de susținere a producției (planificare pe termen lung și management strategic pe o scară: anual, trimestrial, lunar);
Nivel mediu managementul (producția) rezolvă problemele managementului operațional al procesului de producție, iar sistemul automatizat corespunzător asigură utilizarea eficientă a resurselor (materii prime, energie, instalații de producție, personal), precum și executarea optimă a sarcinilor planificate (tur, zilnic). , zece zile, lunar) la șantier, la nivel de atelier, întreprinderi;
Niveluri inferioare managementul tehnologic rezolvă problemele clasice ale controlului proceselor tehnologice.
Fiecare circuit de control (ERP, MES, sistem de control al procesului) se caracterizează prin propriul nivel de intensitate al informațiilor care circulă în el, propria sa scară de timp și propriul set de funcții:
Bucla de control a nivelului (tehnologic) al sistemului de control al procesului este cea mai intensivă din punct de vedere al volumului de informații și cea mai strictă din punct de vedere al timpului de reacție, care poate fi de secunde și chiar milisecunde. La nivelul superior al stratului sistemului de control al procesului au loc acumularea și procesarea un numar mare parametrii tehnologici şi este creat baza de informatii sursă de date pentru nivelul MES.
Bucla de control la nivel MES (operațional și de producție) se bazează pe informații filtrate și procesate care provin atât din sistemul de control al procesului, cât și din alte servicii de producție (aprovizionare, suport tehnic, planificare tehnologică, producție etc.). Intensitate fluxurile de informații aici este semnificativ mai mic și este asociat cu sarcinile de optimizare a indicatorilor de producție dați (calitatea produsului, productivitatea, economia de energie, costul etc.). Timpii tipici ciclului de control sunt minute, ore, schimburi, zile. Managementul operațional al producției în această buclă de management este realizat de specialiști care au o cunoaștere mai detaliată a situației producției decât managementul de vârf (managerii ateliere de producție, secții, tehnologi șefi, ingineri energetici, mecanici etc.). În acest sens, ar trebui să crească calitatea și eficiența deciziilor luate în limitele competențelor delegate de mai sus.
Bucla de control la nivel ERP (strategic) este în acest caz eliberată de rezolvarea problemelor operaționale de producție și oferă suport pentru procesele de afaceri ale întreprinderii în ansamblu. Fluxul de informații din unitatea de producție devine minim și include informații de management și raportare agregate conform standardelor ERP cu timpi tipici de control (deceniu, lună, trimestru), precum și semnale de „alarma” care necesită intervenție imediată senior managementîntreprinderilor.
Este evident că, cu automatizarea complexă a aproape oricărei întreprinderi, este nevoie de a acoperi unul sau altul set de funcții MES cu instrumente de automatizare. Ce produse sunt folosite pentru a implementa aceasta este o altă întrebare; aici sunt posibile diferite opțiuni. În unele cazuri, pot fi utilizate sisteme MES integrate, uneori aceste funcții pot fi implementate în cadrul uneia sau altei funcționalități ERP sau este posibil să se utilizeze produse de sine stătătoare care implementează una sau alta funcție MES. O combinație a acestor opțiuni este, de asemenea, posibilă. Un set specific de produse MES pentru o anumită întreprindere, ținând cont de specificul și capacitățile acesteia, este de obicei oferit de firmele de consultanță MES și integratorii de sisteme. Una dintre opțiunile de implementare a unui proiect MES în producție este prezentată în Fig. 16.3.
Exemple de sisteme MES
Sa luam in considerare caracteristici scurte cele mai comune sisteme MES: PI System, IMS „Orbita”, Plan2 Business Solution, Simatic PCS7, T-Factory-6.
PI System (Plant Information System) de la OSI Software, SUA - universal Sistem informatic colectarea, stocarea și prezentarea datelor într-un singur format de la diferite PLC-uri, DSC-uri, sisteme SCADA, dispozitive de introducere manuală etc. PI System acceptă arhitectura client-server. Software-ul client se bazează pe sistemul de operare Win 9x/NT/2000/XP. Principalele componente ale sistemului sunt PI Server - o unitate de procesare a datelor cu un subsistem de procesare a datelor; PI System are peste 250 de interfețe pentru comunicarea cu PLC-uri, DSC, sisteme SCADA. Software-ul aplicației client PI System include:
PI DateLink - afișează datele din arhiva PI System în foi de calcul MS Excel.
PI Process Book - construirea de diagrame mnemonice cu parametri de proces, grafice, diagrame.
- PI Batch View - vizualizarea și analiza proceselor de lot.
PI ACE - analiza în timp real a performanței și eficienței procesului.
- PI ACI - crearea de diagrame mimice interactive pentru vizualizare de către orice browser Web.
- Sigma Fine - analiza functionarii aparatelor de masura.
IMS „Orbita”. Sistemul de informare și control Orbita a fost dezvoltat de PLC Systems, aparține clasei de sisteme MES și este destinat producției continue și continuu-discrete, în principal în industria minieră, metalurgică, chimică, petrol și gaze, precum și în energie termică. Inginerie. Sistemul folosește produse software de la Wonderware Corporation (InTouch, Active Factory, SuiteVoyager, InSQL, MS SQL, MS Excel) și pachetul Avantis.
Sistemul include o varietate de baze de date de cunoștințe - reglementări pentru execuția și contabilitatea operațiunilor de producție, are o structură modulară și se bazează pe conceptul de automatizare rațională pentru o întreprindere specifică cu un nivel de automatizare atins.
Sistemul Orbita este format din următoarele module funcționale:
- „ZhDZ” - sistemul de informare și expediere al atelierului de cale ferată.
Natura informațiilor: informații despre lucrările în curs de desfășurare pe căile și fluxurile de materii prime și produse.
- „Chem. analize” - subsistemul informatic al unui laborator chimic.
Natura informațiilor: informații despre parametrii chimici și fizici ai materialelor.
- „TEP” - controlul indicatorilor tehnici și economici. Natura informației: valorile actuale și planificate ale indicatorilor tehnologici și tehnico-economici.
- “Solduri” - mentinerea soldurilor pentru analiza productiei. Natura informației: dinamica dezechilibrelor și factorii care le formează.
- „WIP” - monitorizarea lucrărilor în curs. Natura informației: dinamica schimbărilor în lucrările în curs și factorii care o formează.
- „Tanks” - monitorizarea fermei de rezervoare. Natura informațiilor: informații despre lucrările în curs de desfășurare în depozite, intrările și ieșirile acestora.
- „Metrologie” - planificare, contabilitate, reparare, verificare a instrumentelor de măsurare și control. Natura informațiilor: informații despre starea dispozitivelor existente și progresul lucrărilor de reparații și calibrare.
Baza pentru procesarea și stocarea informațiilor de date în RT sunt serverele - MS SQL Server și IndustrialSQL Server.
Sistemul Plan2Business Solution de la O Technologies. Plan2Business Solution oferă prezentarea informațiilor tehnologice oricărui utilizator al sistemului în timp real. Familia Plan2Business Solution include următorul software:
Server Plan2Business;
Componenta Plan2Business Server stă la baza Soluției Plan2Business, interacționând cu sistemele Citect și FIX SCADA, bazele de date în timp real Oracle și MS SQL Server, utilizate pentru stocarea datelor de configurare și procesare. Pentru integrare cu MS Word, Excel, Access, Internet Explorer etc. Folosit tehnologii deschise ca MS ActiveX. Plan2Business Server include o serie de aplicații client care pot fi personalizate pentru a se potrivi cerințelor utilizatorului, inclusiv tendințe, alarme și date pentru încorporarea în foi de calcul.
În plus, Plan2Business Server are instrumente de redundanță încorporate cu posibilitatea de a comuta de la instrumente principale la cele de rezervă și de protecție a informațiilor.
Plan2Business Server este configurat și administrat folosind Plan2Business Server Manager.
Plan2NET, bazat pe Plan2Business Server și folosind tehnologii WEB moderne, este capabil să furnizeze informații utilizatorului oriunde în sistem. Plan2NET are un analizor de alarmă încorporat pentru monitorizarea și diagnosticarea evenimentelor de producție. Datele sunt afișate sub formă de tendințe, nomograme, diagrame sau tabele.
Plan2Pocket este conceput pentru accesul la informații tehnologice și operaționale folosind comunicații wireless bazate pe tehnologii standard moderne.
Simatic PCS7 este un sistem integrat de control al procesului de producție de la Siemens, Germania.
Caracteristici distinctive ale sistemului:
Sistem modular deschis (se folosesc interfețe DDE, OPC, ODBC, SQL);
Flexibilitatea și scalabilitatea sistemului;
Posibilitatea de redundanță a modulelor de sistem, inclusiv PLC-uri, rețele, dispozitive de intrare/ieșire și sisteme HMI;
Respectarea standardelor internaționale precum Ethernet, TCP/IP, OPC pentru schimbul de date cu nivelul de management corporativ;
Disponibilitatea unui pachet software modular BATCH flexibil pentru automatizarea proceselor de rețete discrete, interfațat cu SAP R/3.
Sistemul asigură integrarea orizontală și verticală a întreprinderii - de la nivelul senzorilor până la nivelul managementului întreprinderii.
Comunicarea în sistemul Simatic PCS7 se bazează pe standardele Simatic Net, Industrial Ethernet, Fast Ethernet și PROFIBUS. Win NT este folosit ca sistem de operare. Pentru configurarea sistemului PCS7 se folosește managerul Simatic de la STEP 7, iar limbajul SFC este folosit ca limbaj de programare conform standardului IEC 61131-3. Editorul grafic WinCC este utilizat pentru a dezvolta interfața stației operator.
Sistemul PCS7 funcționează în principal cu controlere Simatic S7-400 cu o interfață magistrală PROFIBUS-DP. PLC-ul este conectat la magistrala de sistem prin Ethernet industrial. Pentru transmisia de date de mare viteză în sistemele cu cerințe de securitate se utilizează Fast Ethernet (100 Mbit/s) cu structură inel redundantă și mediu fizic - fibră optică.
Software-ul Simatic PCS7 include interfața @aGlance și serverul @PCS7@aGlance, oferind acces la datele de proces pentru diverse aplicații în orice moment, inclusiv prin rețele Internet/Intranet.
InfoPlus.21 - sistemul de management al informațiilor în modul RT este integrat cu sistemul Simatic PCS7.
Sistemul „T-Factory-b” de la AdAstra Research Group (Rusia).
Produsul software T-Factory-b este conceput pentru a automatiza procesele de afaceri. T-Factory-b aparține clasei de sisteme MES și este conceput pentru a rezolva problemele de contabilizare a costurilor de producție, materiilor prime și energiei, contabilizarea timpului de nefuncționare a echipamentelor, calcularea costurilor de producție și alte sarcini. Avantajul sistemului este integrarea sa cu sistemul SCADA Trace Mode b, a cărui dezvoltare utilizează tehnologia de auto-building.
Dezvoltarea unui proiect de sistem automat de control al proceselor cu sistemul SCADA Trace Mode 6 servește drept bază pentru integrarea acestuia cu sistemul MES T-Factory-b. Modulele T-Factory-b asigură managementul sarcinilor de producție (funcțiile sistemului MES) și managementul resurselor umane (HRM). Modulul EAM oferă contabilitate și întreținere, obținerea și analizarea informațiilor despre defecțiunile echipamentelor și contabilizarea costurilor cu resursele de energie. Modulul HRM controlează componența personalului întreprinderii, structuri organizatoriceîntreprindere, atelier, site, vă permite să planificați în mod competent resurse de muncă pentru a îndeplini sarcini specifice.
Cel mai responsabil modul din sistem este modulul MES, care integrează toate informațiile din sistemul de control al procesului și modulele EAM și HRM. Modulul MES vă permite să calculați calendarul comenzilor și să le ajustați în timp real, să calculați și să ajustați costul de producție, să calculați resursele necesare pentru finalizarea sarcinii (materiale, financiare, de personal) și, de asemenea, asigură transferul de informații către sistemul ERP al întreprinderii.
Pentru a stoca date despre progresul proceselor tehnologice și de producție, este utilizat un SGBD SIAD6 unificat în timp real. Backupul „fierbinte” al serverelor de baze de date este furnizat pentru a proteja împotriva accesului neautorizat. Datele despre procesul tehnologic vin la T-Factory-6 din RTM Trace Mode 6 și de la nivelul superior al afacerii - de la stațiile operator, servere Web și prin canale GSM.
T-Factory-6 conține gratuit mediu instrumental pentru a dezvolta și testa un proiect complet (înainte de a cumpăra o licență cu o limită de timp pentru funcționare continuă).
În acest articol dorim să vorbim despre ce capabilități oferă sistemele Managementul operational produs de Manufacturing Execution Systems (MES) și, în special, despre dezvoltările avansate rusești ale sistemelor din această clasă.
Sunt multe sisteme, dar sunt singur: ERP sau MES?
Nu este un secret pentru nimeni că numărul de sisteme automatizate de pe piața rusă crește constant, așa că înțelegerea lor și alegerea unei întreprinderi rusești este foarte dificilă.
Eforturile de publicitate ale promotorilor ERP au stabilit cu fermitate imaginea acestei clase de sisteme în mintea managerilor IT și a directorilor de afaceri ca un panaceu pentru toate bolile. Pur și simplu, părtinirea față de ERP pe piața locală de software este evidentă. Între timp, din ce în ce mai des auzim suspine și regrete că „implementarea sistemului a fost amânată de ani de zile”, „rezultatul implementării nu este încă vizibil”, „nu am ajuns la punctul de automatizare a producției”, „încercarea de implementare a sistemului în producție nu a eliminat problemele existente” etc. și așa mai departe.
De ce nu s-au îndeplinit speranțele? Motivele sunt multe, dar cel mai important dintre ele este că baghetele magice pentru rezolvarea tuturor problemelor activităților financiare și economice ale companiilor pentru toate industriile, din păcate, nu există în natură. Fiecare clasă de sisteme, fiecare sistem rezolvă sarcinile pentru care sunt destinate.
Fără a intra în detalii, vom încerca să evidențiem o gamă specifică de probleme care pot fi rezolvate cu ajutorul sistemelor MES, dar care depășesc competența ERP-ului tradițional.
Deci, să luăm în considerare o întreprindere de producție, a cărei activitate principală este crearea și producerea de produse. Aceasta este o sursă de valoare adăugată pentru întreprindere, iar costul de producție și, prin urmare, competitivitatea sa pe piață, depinde în cele din urmă de eficiența organizării proceselor de producție. Toate celelalte procese ale întreprinderii producătoare de achiziții, marketing, financiar și contabilitate, managementul personalului și activitățile de depozitare etc. există, în mare, doar pentru că există ceva de cumpărat componente, ceva de vândut, ceva de luat în considerare, ceva de depozitat...
Sistemele ERP cu gamă largă, unele mai proaste, altele mai bune, fac față în general sarcinilor de susținere a acestor procese auxiliare. Unele sisteme avansate din această clasă includ și module de management al producției. Însăși expresia „managementul producției” este prea generală și foarte atractivă, așa că mulți oameni o cumpără, dar apoi se dovedește adesea că funcționalitatea include doar învelișul exterior al proceselor de management al producției, fără a-i afecta miezul, adică managementul. a activităţilor de producţie ca atare.
Unde se termină carcasa și începe nucleul, pentru care sistemele MES sunt proiectate să servească? Care este funcționalitatea lor și de ce este atât de atractivă pentru managerii de producție astăzi? Să încercăm să ne dăm seama.
Fără a atinge problemele de automatizare la nivel hardware, adică la nivelul așa-numitelor sisteme SCADA (controlul contoarelor, senzorilor și altor dispozitive și echipamente), MES se concentrează pe susținerea componentelor planificate și organizaționale ale procesului de producție în sine. Procesele cheie pentru acestea sunt următoarele (puteți citi mai multe despre funcțiile MES, de exemplu, la www.mesa.ru):
1. Pe baza nevoii externe de producție a produselor (pe baza comenzilor clienților, planuri de vânzări etc.), precum și a programelor de producție anterioare, luând în considerare tot felul de nuanțe și specificul producției la o anumită întreprindere, care va fi discutat mai jos, a program detaliat de producție optimizat lucrari, operatii la masini, utilaje, personal. Desigur, cu generarea automată a întregii documentații necesare desfășurării lucrării: programe de producție, comenzi de lucru, fișe de limită și de admisie, tabele și diagrame de încărcare a echipamentelor etc.
2. În timpul implementării directe a programelor de producție, expediere completă toate operațiunile și rezultatele acestora (atât pozitive, cât și negative - defecte, întârzieri etc.), fluxul de piese fabricate după operațiune, comandă, lot, serie, performanță echipament etc.
3. Când se identifică abateri de la programele planificate din cauza situației obiectiv actuale în producție, când apare o nouă nevoie externă (comenzi etc.), replanificarea operațională cu corectarea tuturor componentelor.
Vă rugăm să rețineți că astăzi în Europa de Vest Bani considerabili sunt investiți în MES: conform companiei de analiză Frost&Sullivan, piața globală de MES a ajuns la 1,2 miliarde de dolari în 2003, iar până în 2010 va crește la 2,5 miliarde. Antreprenorii occidentali știu bine unde se creează exact plusvaloarea și principalele costuri ale întreprinderea lui.
În ce fel este aceasta diferită de „managementul producției” implementat în unele sisteme ERP? Iar diferențele, ca întotdeauna, constă în detalii, care sunt fundamentale pentru buna funcționare a producției.
În primul rând, nu toate sistemele ERP sunt capabile să realizeze planificarea producției: mulți producători, deși declară cu voce tare managementul, se limitează exclusiv la funcțiile contabile. În plus, sistemele poziționate ca îndeplinesc standardele MRP, MRPII (managementul resurselor) și inclusiv funcțiile de planificare, fac acest lucru într-o formă prea generală, fără a lua în considerare toate caracteristicile necesare ale producției. Astfel, planificarea se realizează adesea la nivelul atelierelor și secțiilor, de regulă, sub formă de planuri volumetrice, deoarece caracteristicile metodei de planificare subiacente nu permit atingerea nivelului de operațiuni pe echipamente specifice și locuri de muncă specifice. Dar fiecare echipament poate avea propriul program de funcționare, propriile caracteristici privind restricțiile de încărcare, putere etc., planuri individuale de reparații și avarii neprevăzute. O astfel de planificare duce adesea la erori care sunt inacceptabile în producție: se întâmplă ca planul format să fie impracticabil la nivelul inferior din cauza suprapunerii, suprapunerii operațiunilor de producție în timp pentru unele mașini, ceea ce înseamnă că va fi inevitabil perturbat.
Printre cele mai multe caracteristici importante Planificarea pentru multe întreprinderi ar trebui să evidențieze necesitatea de a lua în considerare mașinile interschimbabile capabile să efectueze aceleași operațiuni. Eșecul de a lua în considerare această specificitate în sistemele ERP nu permite paralelizarea operațiunilor critice, ceea ce duce în cele din urmă la un program de producție suboptim. În plus, sistemele ERP nu dispecerează corect procesele de producție, mulțumindu-se doar cu înregistrarea rezultatelor sale de producție.
YSB.Enterprise.Mes: exemplu de calcul al unui program de producție
Inutil să spun că sistemele MES vă permit să ajustați sau să recalculați complet programul de producție și tot ceea ce este necesar pentru munca operațională date în timpul schimbului de lucru exact de câte ori este necesar. În același timp, reprogramarea în ERP se dovedește a fi recomandabilă nu mai mult de o dată pe zi. Și acest lucru este destul de de înțeles. Cert este că formarea programelor detaliate de producție, ținând cont de toate specificul necesar și la nivelul de detaliu necesar, este o sarcină de calcul foarte complexă atât în ceea ce privește numărul de calcule (desigur, dacă întreprinderea produce mai mult de trei tipuri de produse pe trei maşini) şi în complexitatea algoritmilor de calcul. Rezolvarea „în genunchi”, precum și „pe hârtie”, este prea laborioasă (și uneori este pur și simplu imposibil să o rezolvi în mod optim). Și pentru dezvoltatorii de sisteme este important să efectueze acest calcul în timpul previzibil pentru producție, deoarece dacă programul îngheață ore în șir, atunci de ce este necesar? Nu degeaba dezvoltarea sistemelor MES, care va fi discutată mai jos, este realizată de oameni din știința academică care și-au dedicat jumătate din viață unor ramuri ale matematicii precum cercetarea operațională și teoria programării.
În prezent sunt multe diferite produse software, ale căror descrieri declară că știu să planifice producția și să întocmească grafice de producție. Și în acest sens, aș dori să atrag atenția cititorilor asupra unui alt punct fundamental. Atunci când analizați programe, este foarte recomandabil să întrebați în conformitate cu ce criterii a fost întocmit programul de producție, deoarece fără acesta nu veți putea judeca cât de satisfăcător este pentru dvs., dacă această metodă de planificare este potrivită pentru întreprinderea dvs. specifică. . Când criteriile de planificare sunt ascunse (și asta, din păcate, se întâmplă adesea), acest lucru provoacă o anumită precauție. Dacă furnizorii se tem de comparațiile directe ale testelor, atunci merită să ne gândim dacă aceste criterii sunt implementate.
Lideri ruși în producția de MES
Mai jos vom vorbi despre trei evoluții interne progresive care au tot dreptul să poarte numele mândru de MES și despre unele diferențe intraspecifice. Acestea sunt produsele multor ani de muncă de către trei centre științifice dezvoltarea sistemelor din această clasă de la Moscova (sistem FOBOS, www.mesa.ru), Orel (sistem YSB.Enterprise.Mes, www.orel.ru/jsb) și Ufa (sistem PolyPlan).
În ciuda faptului că toate cele trei sisteme sunt proiectate pentru gestionarea operațională a producției de tip discret - în principal personalizat, la scară mică și individuală (rețineți că pentru producția de masă și în serie, planificarea este mai simplă și, prin urmare, capabilitățile ERP sunt adesea suficiente), ele implementează cele de mai sus. -capacități descrise, deși scopul sistemelor variază oarecum.
Astfel, FOBOS este utilizat în mod tradițional la întreprinderile mari și mijlocii de construcție de mașini. YSB.Enterprise.Mes provine din industria lemnului și, datorită caracteristicilor prezentate mai jos, se adresează sectorului întreprinderilor mijlocii și mici. Sistemul PolyPlan are un set mai mic de funcții MES, dar este poziționat ca un sistem de programare operațională pentru producția automată și flexibilă în inginerie mecanică.
În general, aceste sisteme sunt foarte asemănătoare din punct de vedere funcțional, iar dezvoltatorii lor sunt specialiști cu experiență în domeniul managementului producției, astfel încât, în ciuda diferențelor de poziționare, sistemele pot fi adaptate la diferitele caracteristici ale industriei de producție discretă sau redusă la discretă.
Diferențele dintre sisteme sunt următoarele. FOBOS efectuează planificarea și managementul în interiorul magazinului, primind și trimițând în mod tradițional date de intrare și ieșire către un sistem ERP, care este de obicei utilizat în inginerie mecanică la fabricile mari. De regulă, acestea sunt produse ERP grele, precum BAAN și SAP, interacțiunea cu care se realizează prin integrare, deși acum se lucrează la integrarea cu 1C:Enterprise. În combinație cu aceste sisteme, FOBOS este capabil să rezolve majoritatea problemelor unei întreprinderi mari.
Sistemul YSB.Enterprise, dimpotrivă, a funcționat în întreprinderile mijlocii și și-a extins treptat funcționalitatea „la dreapta și la stânga” a MES, inclusiv vânzări cu formarea unui portofoliu de comenzi, capabilități de gestionare a lipsurilor de depozit (nu numai de originea producției) și chiar contabilitatea cu calculul salariilor într-o varietate de moduri. În prezent, sunt în curs de dezvoltare pentru crearea unui modul de management al achizițiilor. Desigur, funcționalitatea sistemului nu a atins încă nivelul unui ERP cu drepturi depline, cu toate acestea, capabilitățile existente pot fi suficiente pentru multe întreprinderi rusești. Această politică de poziționare a fost aleasă de dezvoltatorii de sisteme datorită faptului că întreprinderile din clasa de mijloc și de jos, care au depășit deja 1C, sunt încă lipsite de prețurile de automatizare a producției cu drepturi depline pentru software-ul occidental și rusesc, inclusiv cel puțin o producție serioasă, ca să nu mai vorbim că planificarea optimă a acestuia depășește totuși nivelul de accesibilitate pentru majoritatea companiilor, care sunt nevoite să investească o parte semnificativă a fondurilor în dezvoltarea lor.
Gama extinsă de funcții YSB.Enterprise în comparație cu MES tradițional oferă posibilitatea de a lua în considerare date suplimentare atunci când gestionați producția. Astfel, includerea unui depozit vă permite să organizați determinarea priorităților la lansarea comenzilor în producție, de exemplu, dacă există o aprovizionare insuficientă cu materiale achiziționate sau nu există plata în avans pentru comandă.
Sistemul MES rus PolyPlan se concentrează și pe producția de construcții de mașini, dar, pe lângă clasa tradițională de dispozitive de service, cum ar fi centrele de lucru (DC), programarea operațională PolyPlan presupune crearea de grafice pentru sistemele de transport care transportă loturi de piese între DC-uri, dispozitive de depozit pentru primirea și emiterea de piese de loturi și echipe de service. Din cauza lipsei unei bucle de expediere operaționale explicite, PolyPlan este oarecum mai ieftin decât sistemele de mai sus.
Sistemul MES PolyPlan este ușor de adaptat pentru a controla producția neautomatizată. Axat pe inginerie mecanică, poate fi folosit și în etapa de marketing: programul permite, pe baza datelor agregate, să se determine posibilitatea de a onora un portofoliu de comenzi folosind fondurile de timp existente pentru echipamente tehnologice. Cu planificarea operațională a producției, este posibil să obțineți mai multe soluții de programare fezabile. Cu cât este mai mare adâncimea de căutare, care este setată de utilizator, cu atât timpul de calcul este mai lung, dar cu atât precizia programului este mai mare. Precizia optimizării „o singură trecere”, folosită adesea în astfel de probleme, diferă de soluția optimă cu cel mult 5-7%, dar economisește timpul de calcul cu ordine de mărime.
Evgeny Borisovich Frolov spune: Designer sef Sisteme FOBOS, doctor în științe tehnice, profesor, șef al Laboratorului de sisteme executive de producție al Institutului de proiectare și informatică tehnologică al Academiei Ruse de Științe (IKTI RAS): „Practic, dacă creați programe optime de producție folosind computere și aveți abilitatea de a le corecta rapid dacă este necesar, apoi puteți garanta creșterea vitezei de executare a comenzilor. Experiența arată că deseori este posibil să finalizați un întreg plan lunar în doar 20 de zile. Optimizarea fluxurilor de materiale vă permite să reduceți timpul de producție al produselor cu 10 zile, adică cu 30%! Și o creștere a vitezei de procesare a comenzilor de producție de 1,5 ori ne permite, de asemenea, să reducem volumul de lucru în curs cu aproximativ 25%.”
În legătură cu cifre atât de impresionante, trebuie remarcat faptul că eficiență economică Implementarea sistemelor ERP este în multe cazuri neclară și vagă, iar specialiștii se ceartă în permanență în acest sens. Dimpotrivă, pentru MES o astfel de eficiență este calculată destul de precis, și chiar și o accelerare de 10% a activităților de producție datorită optimizării, deblocării și a creșterii debitului, cuplată cu o reducere a costurilor generale, în același timp cu reducerea termenelor, este deja foarte semnificativă!
Sakhavat Yusifov, dezvoltator șef al YSB.Enterprise.Mes: „Organizarea normală și automatizarea managementului producției ne permit să trecem accentul de la departamentele de planificare și producție la departamentul de vânzări și reclamații atunci când lucrăm la comandă, așa cum ar trebui să fie în orice client- companie orientata. În același timp, rolul sistemului de colectare a informațiilor privind progresul producției și al sistemelor de urmărire a stării resurselor, stocurilor și penuriei este întărit.”
Noi proiecte MES în China: China își demonstrează succesele nu numai în spațiu...
Adesea, atunci când se gândesc la problema creșterii productivității capitalului echipamentelor tehnologice de bază, managerii producției interne sunt ghidați în principal de experiența occidentală avansată. În Rusia, noua direcție promițătoare a MES trece doar prin primele etape ale formării sale. Dar Orientul?
În prezent, cererea de dezvoltări de înaltă tehnologie pentru producție depășește oferta din cauza creșterii economice rapide a întreprinderilor chineze. Și dacă sistemele CAD/CAM s-au răspândit deja chiar și în întreprinderile mici din China și sunt utilizate intens, atunci sistemele de planificare în magazin și de control al expedierii la nivelul MES sunt practic absente, deși nevoia lor este mare. Cert este că utilizarea sistemelor occidentale care permit rezolvarea acestor probleme este adesea îngreunată de costul lor ridicat, de dificultatea de adaptare la nevoile întreprinderilor chineze și, uneori, de inconvenientul interfeței cu utilizatorul.
După cum se știe, regulile de formare și execuție a proceselor tehnologice și a documentației de inginerie în Rusia și China sunt practic aceleași; metodele de organizare a producției în ambele țări sunt axate pe monitorizarea execuției lucrărilor specificate în comenzile de lucru. Cu o metodologie similară pentru crearea de rute și tehnologii operaționale, este relativ simplu (spre deosebire de produsele software occidentale) să se efectueze planificarea operațională în interiorul magazinului, controlul expedierii și contabilizarea restanțelor interoperaționale folosind versiunea chineză a sistemului FOBOS MES.
Ca exemplu de implementare cu succes a FOBOS în RPC, se poate cita uzina pentru producția de mașini hidraulice și echipamente de schimb de căldură a companiei Shenzhou (Fushan), uzina pentru producția de matrițe mari "Lingshihao" (Guangzhou) , fabrica KONKA (Shenzhen) și o serie de alte întreprinderi.
După cum le place chinezii să spună, dacă comunismul s-a răspândit în China de la nord la sud, atunci capitalismul se mișcă de la sud la nord. Nu este o coincidență că cea mai mare parte a proiectelor MES de aici sunt desfășurate la întreprinderi din provincia Guangdong, regiunea cu cea mai intensă dezvoltare din lume, situată în sudul Chinei. Imperiul Celest demonstrează în mod clar comunității mondiale că obține un succes semnificativ nu numai în spațiu...
Al cuiva al altcuiva
De ce am decis să vorbim despre produsele autohtone MES?
În primul rând, datorită capacității lor de adaptare. Este întotdeauna mai ușor să conveniți asupra îmbunătățirilor cu dezvoltatorii autohtoni. Centrele de dezvoltare ale sistemelor occidentale nu sunt în Rusia. Modificarea semnificativă a logicii sistemului pentru a se potrivi cu specificul unei anumite întreprinderi este o sarcină foarte intensivă în muncă și nu multe companii de implementare vor face acest lucru, iar dacă o fac, costul va fi comparabil cu prețul deja considerabil al sistemelor occidentale. .
În al doilea rând, sisteme rusești semnificativ mai ieftin atât în ceea ce privește licențele software, cât și costul implementării și întreținerii acestuia. Mai ieftin, deoarece companiile occidentale plătesc fonduri creatorilor de sisteme plus costuri uriașe de marketing și, în plus, firmele reprezentative sunt adesea situate la Moscova, unde costurile de întreținere a acestora sunt mult mai mari decât în regiuni, iar prețurile pentru specialiștii în sistemele occidentale. sunt semnificativ mai mari prețurile noastre. Și asta în ciuda faptului că calificările specialiștilor ruși în general sunt semnificativ mai mari, pentru că au dezvoltat aceste sisteme de la zero, le cunosc ca dosul mâinii, spre deosebire de cei care au ajuns la piata ruseasca Sistemele occidentale, pe care implementatorii locali sunt adesea obligați să le studieze direct în timpul implementării proiectelor, deoarece multe produse nu au documentație în limba rusă etc.
Și, cel mai important, sistemele MES rusești pe care le-am descris nu sunt inferioare omologilor lor occidentali și, în multe privințe, le depășesc. Desigur, nu trebuie să vă bazați doar pe sloganul popular: „Cumpărați doar rusești”, dar, cu toate acestea, merită să aruncați o privire mai atentă asupra produselor interne, mai ales în ajunul aderării Rusiei la OMC...
Iulia Garayeva
Consultant IT pentru selectarea sistemelor la MetaSintez Corporation (Moscova).
Ravil Zagidullin
Cand. tehnologie. Științe, conferențiar, doctorand la UGATU, catedra. sisteme tehnologice automatizate (Ufa).
Song Kai Qing
Student absolvent din Guangdong universitate tehnica, China.
MES (sisteme de execuție de producție) este un „sistem de execuție a producției”. Asociația Internațională MESA oferă următoarea definiție a MES: „Un sistem format dintr-un set de software și hardware care asigură funcții de management pentru activitățile de producție: de la comanda pentru producerea unui lot de produse până la finalizarea producției”. În sensul cel mai general, sistemul MES:
Inițiază procesul de producție;
Monitorizează modul în care merge în timp real;
Reacționează la situațiile de producție în schimbare;
Generează rapoarte privind procesele de producție pe măsură ce acestea apar în timp real;
Schimbă informații despre procesele magazinului cu alte departamente de inginerie și afaceri ale întreprinderii.
Asociația MESA a identificat 11 funcții principale care determină locul sistemelor MES într-un sistem automatizat de management al întreprinderii industriale:
1. Monitorizarea condițiilor și alocarea resurselor(RAS)– asigură gestionarea resurselor de producție (mașini, unelte, metode de lucru, materiale, echipamente) și a altor obiecte, de exemplu, documente privind procedura de realizare a fiecărei operațiuni de producție. Această funcție descrie un istoric detaliat al resurselor și asigură că echipamentul este configurat corect în procesul de producție,
și, de asemenea, monitorizează starea echipamentului în timp real.
2. Operațional/ Planificare detaliată(ODS)– asigură planificarea promptă și detaliată a muncii bazată pe priorități, atribute, caracteristici și proprietăți ale unui anumit tip de produs, precum și calcule detaliate și optime ale încărcăturii echipamentelor în timpul unui anumit schimb.
3. Expedierea producției(DPU)– asigură monitorizarea și expedierea continuă a procesului de producție, urmărirea execuției operațiunilor, angajarea echipamentelor și a oamenilor, îndeplinirea comenzilor, volumelor, loturii și controlează în timp real execuția lucrărilor în conformitate cu planul. În timp real, toate modificările care au loc sunt monitorizate și se fac ajustări la planul atelierului.
4. Managementul documentelor(DOC)– controlează conținutul și trecerea documentelor care trebuie să însoțească produsul fabricat (inclusiv instrucțiuni și standarde de lucru, metode de execuție, desene, proceduri pentru operațiuni standard, programe de prelucrare a pieselor, înregistrări ale loturilor de produse, mesaje despre modificări tehnice, transfer de informații de la schimb la schimb) și oferă, de asemenea, capacitatea de a menține documentația de planificare și raportare a atelierului. Se asigură arhivarea informațiilor.
5. Colectarea și stocarea datelor(DCA)– asigură interacțiunea informațională între diverse subsisteme de producție pentru primirea, acumularea și transmiterea datelor tehnologice și de control care circulă în mediul de producție al întreprinderii. Datele privind progresul producției pot fi introduse fie manual de către personal, fie automat, la intervale specificate, direct din liniile de producție.
6. Managementul personalului(LM)– furnizează informații despre personal la o frecvență specificată, inclusiv rapoarte privind timpul și prezența la locul de muncă, monitorizarea conformității cu certificarea, precum și capacitatea de a lua în considerare și controla responsabilitățile principale, suplimentare și combinate ale personalului, cum ar fi efectuarea pregătirii; operațiuni, extinderea zonei de lucru.
7. Managementul calității produselor(QM)– furnizează date de măsurare a calității produsului, inclusiv în timp real, colectate de la nivelul producției, asigurând un control adecvat al calității și concentrându-se pe punctele critice. Poate sugera acțiuni de corectare a situației la un moment dat pe baza analizei corelațiilor și a datelor statistice privind relațiile cauză-efect ale evenimentelor controlate.
8. Managementul procesului de productie(P.M)– monitorizează un anumit proces de producție și, de asemenea, efectuează automat ajustări sau oferă operatorului o soluție adecvată pentru a corecta sau îmbunătăți calitatea lucrărilor curente.
9. Managementul activelor de productie(întreținere) (MM)– sprijină procesul de întreținere, reparații planificate și operaționale ale echipamentelor și instrumentelor de producție și tehnologice pe tot parcursul procesului de producție.
10. Urmărirea istoricului produselor(PTG)– oferă informații despre locul și în ce ordine au fost efectuate lucrările cu acest produs. Informațiile despre stare pot include: un raport privind personalul care lucrează cu acest tip de produs, componente ale produsului, materiale de la furnizor, lot, număr de serie, condiții actuale de producție, nerespectarea standardelor stabilite, un pașaport tehnologic individual al produsului.
11. Analiza performanței(PA)– furnizează rapoarte cu privire la rezultatele efective ale operațiunilor de producție și, de asemenea, se compară cu rezultatele anterioare și cele așteptate. Rapoartele furnizate pot include măsurători precum utilizarea resurselor, disponibilitatea resurselor, timpul ciclului de producție al resurselor, conformitatea cu planul, standardele și altele. În ciuda diversității aparente a funcțiilor MES, toate sunt operaționale în natură și reglementează cerințele corespunzătoare nu pentru întreprindere în ansamblu, ci pentru acea unitate a acesteia - atelierul pentru care se lucrează. Principalele funcții ale sistemelor MES enumerate mai sus sunt
Planificarea calendarului operațional (detaliat) (ODS);
Dispecerarea proceselor de productie in atelier (DPU).
Aceste două funcții definesc sistemul MES ca un sistem operațional care vizează crearea programelor de funcționare a echipamentelor și managementul operațional al proceselor de producție în atelier.
CONTROL
Ruslan Budnik, Viaceslav Kuminov
Potrivit Asociației Internaționale a Inginerilor Industriali, o astfel de producție există la peste 75% întreprinderile industriale pace. Chiar și acolo unde, s-ar părea, producția este exclusiv continuă, procesele discrete sunt prezente ca procese auxiliare. Adesea, departamentele auxiliare le folosesc, cum ar fi zonele de scule sau reparații, care sunt „gâtul de sticlă” care limitează volumul de producție al produsului principal.
Tipul discret de producție predomină în inginerie mecanică, fabricarea de instrumente, industria ușoară, în întreprinderile producătoare de mobilă, ambalaje și produse farmaceutice.
Ce este un sistem MES și cum diferă de ERP
Așa cum este definit de asociația internațională a producătorilor și furnizorilor de soluții MES (MESA International, www.mesa.org), MES (Manufacturing Execution Systems) este un sistem informatic și de calcul integrat care combină instrumente și metode pentru managementul producției în timp real.
Folosind date de la nivelurile de planificare și control, sistemele MES gestionează activitățile curente de producție în conformitate cu comenzile primite, cerințele de proiectare și documentație tehnologică, starea actuală a echipamentelor, urmărind în același timp obiectivele de eficiență maximă și cost minim al proceselor de producție.
Orez. 1. Model dinamic de producție în sistemul Preactor (Anglia)
Cum diferă sistemele MES de sistemele ERP și de ce se află ele la diferite niveluri ale structurii informaționale? Primii implementează planificarea operațională și, folosind informații precise despre procesele tehnologice, răspund la întrebarea: cum sunt produse produsele într-un anumit timp și într-o anumită cantitate, în timp ce cei din urmă se concentrează pe planificarea volumetrică, adică răspund la întrebarea: când și câte produsele ar trebui fabricate.
Dar, totuși, principala lor diferență unul față de celălalt este că sistemele MES, care funcționează exclusiv cu informații de producție, vă permit să ajustați sau să recalculați complet planul în timpul unei ture de lucru de câte ori este necesar. În sistemele ERP, datorită volumului mare de informații administrative, economice, contabile și financiare, care nu afectează direct procesul, reprogramarea poate fi efectuată nu mai mult de o dată pe zi.
Sistemele MES vă permit să optimizați producția și să o faceți mai profitabilă, răspunzând rapid la evenimentele în curs și folosind metode matematice pentru a compensa abaterile de la obiectivele planificate.
MES - o sursă unică de informații despre producție
Sistemele MES, care colectează și sintetizează datele primite de la diverse sisteme de producție și linii tehnologice, aduc organizarea tuturor activităților întreprinderii la un nivel superior, de la formarea comenzii până la expedierea produselor finite către depozite. De asemenea, implementează o conexiune în timp real între procesele de producție și procesele de afaceri și îmbunătățesc performanța financiară a companiei (fluxul de numerar), inclusiv creșterea rentabilității activelor fixe, accelerarea cifrei de afaceri, reducerea costurilor, livrările la timp, creșterea marjelor de profit și a productivității. .
Orez. 2. Analiza financiară și economică a producției în sistemul MES „Phobos” (Rusia)
În plus, aceste sisteme generează date privind indicatorii actuali (în special, cu privire la costul real de producție) necesari pentru o mai bună funcționare a sistemelor ERP.
Astfel, MES este legătura dintre sistemele ERP orientate către operațiuni financiare și economice și activitățile operaționale ale întreprinderii la nivel de atelier, șantier sau linie.
În ultimii cinci ani, compania RTSoft (www.rtsoft.ru) a integrat nivelurile sistemelor automate de control și sistemelor automate de control al proceselor prin importul de date de la nivelul tehnologic în sistemele de afaceri. Ca urmare a muncii analitice, a sondajului întreprinderilor și a studiului rezultatelor implementării proiectului, compania a deschis o direcție de afaceri " Tehnologia de informațieîn timp real”, care are ca scop elaborarea de propuneri de automatizare a proceselor tehnologice, precum sistemele de control operațional (sisteme MES), sistemele de control și contabilitate a resurselor energetice (ASKUE), sistemele de control al dispecerelor operaționale (ASODU) și sistemele de control al proceselor ( Sisteme automate de control al proceselor), sisteme software și hardware (STC).Mai mult, fiecare sistem se caracterizează prin propriul nivel de intensitate a informațiilor care circulă în el, scară de timp și set de funcții, dar toate au o sarcină comună - de a colecta, înregistra , acumulează, procesează și transmit informații la un nivel superior Oricare dintre aceste sisteme este dezvoltat pentru o anumită clasă de utilizatori, în funcție de funcțiile îndeplinite și sarcinile de rezolvat (de la manageri). senior management specialiștilor obișnuiți) și, prin urmare, le oferă exact informațiile necesare pentru rezolvarea problemelor strategice, tactice și operaționale.
Cu această abordare a interacțiunii subsistemelor întreprinderii, implementarea unui sistem MES în producție face posibilă atingerea unui anumit grad de integrare a tuturor datelor despre funcționarea acestuia pentru a rezolva problemele de management.
Provocările sistemelor MES în producția discretă
Sistemele MES în producția discretă se confruntă cu următoarele sarcini principale:
· planificarea operațională și dispecerizarea proceselor;
· analiza financiara costurile de realizare a proceselor;
· replanificarea operațională ținând cont de starea actuală reală a producției.
Să le privim mai detaliat.
Planificarea operațională și expedierea proceselor. Pentru a calcula programul de producție la întreprinderile autohtone, fie se folosesc instrumente statice, cum ar fi diagrame de rețea, tabele de hârtie, panouri de planificare, fie nu se folosesc instrumente deloc. Evenimentele care fac modificări semnificative ale programului apar atât de des și într-o asemenea cantitate încât capacitățile unui instrument static, și în special ale unei persoane, nu permit să fie luate în considerare în totalitate și să mențină programul într-o stare optimă. Ca urmare, planul operațional, dacă există unul, încetează foarte repede să mai corespundă realității și își pierde relevanța în medie după 20% din perioada planificată. Nivelul de organizare a producției scade brusc, iar profitabilitatea acestuia scade.
| Funcțiile unui sistem MES în producția discretă |
1. Monitorizarea stării și distribuirea resurselor - managementul resurselor de producție (echipamente tehnologice, materiale, personal, documentație, instrumente, metode de lucru). 2. Planificare operațională/detaliată - calculul programelor de producție pe baza priorităților, atributelor, caracteristicilor și metodelor asociate specificului produselor și tehnologiei de fabricație a acestora. 3. Dispecerare productie - gestionarea fluxului de piese fabricate pentru operatii, comenzi, loturi, serii prin comenzi de lucru. 4. Managementul documentelor - controlul continutului si trecerea documentelor care insotesc fabricarea produselor, mentinerea planificarii si raportarii documentatiei atelierului. 5. Colectarea și stocarea datelor - interacțiunea subsistemelor informaționale pentru primirea, acumularea și transmiterea datelor tehnologice și de control care circulă în mediul de producție al întreprinderii. 6. Managementul personalului – asigurarea capacității de a gestiona personalul minut cu minut. 7. Managementul calitatii produsului - analiza datelor de masurare a calitatii produsului in timp real pe baza informatiilor provenite de la nivelul productiei, asigurarea unui control corespunzator al calitatii, identificarea puncte criticeși probleme care necesită o atenție specială. 8. Managementul proceselor - monitorizarea proceselor de productie, reglaj automat sau suport interactiv pentru deciziile operatorului. 9. Managementul intretinerii si reparatiilor - management întreținere tehnică, repararea planificată și operațională a echipamentelor și instrumentelor pentru a asigura pregătirea lor operațională. 10. Urmărirea istoricului unui produs - vizualizarea informațiilor despre locul și timpul de lucru la fiecare produs. Informațiile pot include rapoarte despre performanți, rute tehnologice, componente, materiale, numere de lot și de serie, reprelucrare, condițiile actuale de producție etc. 11. Analiza performanței - Furnizarea de rapoarte detaliate cu privire la rezultatele efective ale operațiunilor de producție. Compararea indicatorilor planificați și efectivi. |
Pentru managementul intra-magazin al proceselor de producție este nevoie de un instrument care să asigure că toate evenimentele care au loc sunt înregistrate în timp real (online). Acest instrument trebuie să reflecte o imagine fiabilă a stării curente a producției și, de asemenea, să aibă capacitatea de a ajusta și calcula în mod repetat programele în timpul schimburilor de lucru.
Orez. 3. 14 criterii de calcul a programului de producție în sistemul Phobos
Pentru a rezolva problema planificării operaționale în sistemele MES, se construiește un model computerizat dinamic de producție. Se implementează continuu simulare deplasarea fluxurilor de materiale în interiorul atelierului în conformitate cu traseele tehnologice. Programul de producție este descris în mod clar de o diagramă Gantt, unde fiecare operațiune este asociată cu un segment de linie dreaptă, a cărui lungime este proporțională cu durata sa. Aceste segmente, numite linii Gantt, sunt situate vizavi de numerele de inventar ale echipamentului principal de proces în secvența corespunzătoare programului. Mecanismul de expediere a producției încorporat asigură livrarea și introducerea la timp a informațiilor despre acțiunile întreprinse, evenimentele care au loc și abaterile de la planul operațional întocmit. Programul de producție este menținut în condiții optime prin compensarea continuă a abaterilor prin metoda corectării sau recalculării complete. Ca urmare, toate procesele care au loc în atelier devin transparente, „transparența”, controlabilitatea și identificabilitatea fluxurilor de producție de materiale sunt realizate în conformitate cu cerințele standardelor internaționale (Fig. 1 și Fig. 2).
Analiza financiară a costurilor de realizare a proceselor de producție. Pentru a calcula costul real de producție, este necesar să se efectueze o analiză financiară și economică detaliată a producției. O metodă răspândită în Occident pentru analiza surselor de costuri și crearea de valoare adăugată este așa-numita analiză ABC, sau Activity Based Costing (analiza costurilor funcționale). Esența acestei metode este că cheltuielile și veniturile unei întreprinderi sunt legate de punctele activității sale. În ceea ce privește producția, aceasta înseamnă legarea costurilor și a plusvalorii create de un număr specific de inventar al echipamentelor tehnologice și al proceselor de producție implementate. Este imposibil să se efectueze o astfel de analiză cu o idee aproximativă a distribuției proceselor în timp și echipamente. Sistemele MES construiesc un model de producție dinamic precis, care oferă un calcul detaliat al costurilor curente atât în raport cu lucrări specifice, cât și în contextul comenzilor individuale executate.
În general, calcularea unui program de producție este o problemă matematică complexă. Pentru rezolvarea acestei probleme se dezvoltă un sistem de criterii de calcul și optimizare a planurilor, pe baza căruia se creează un aparat algoritmic corespunzător. Algoritmii de calcul euristic reprezintă nucleul sistemelor MES și sunt protejați de drepturi de autor.
Orez. 4. Un exemplu de planificare luând în considerare repararea echipamentelor din sistemul Phobos
Aparatul de calcul al programelor de producție utilizat în sistemele MES face posibilă luarea în considerare a interrelației tuturor elementelor planului operațional, asigurarea selecției rutelor tehnologice alternative și adaptarea managementului fluxurilor de materiale la comanda curentă. Nucleul de calcul al sistemelor MES permite la maxim folosiți puterea computerelor moderne pentru a rezolva această problemă.
Aici ar fi util să adăugăm că în ceea ce privește managementul producției, sistemele de clasă MES diferă de sistemele ERP prin aceea că în sistemele MES calculul programelor de producție se bazează pe multe criterii. În sistemele ERP/MRP, planificarea, de regulă, se realizează conform unui singur criteriu; în sistemele MES pot exista mai mult de o duzină de astfel de criterii: de exemplu, în sistemul Phobos (Rusia) există paisprezece dintre ele (Fig. .3), în sistemul Preactor (Anglia) - opt. Numărul minim posibil de criterii care distinge un sistem MES de sistemele din alte clase este de două. Diverse combinații de criterii vă permit să calculați zeci de opțiuni de plan, să le utilizați ca mijloc de modelare a proceselor de producție și să selectați cel mai eficient scenariu pentru executarea planului curent.
Replanificarea operațională ținând cont de starea actuală reală a producției. Punctul slab al majorității sistemelor automatizate de planificare (ERP, MRP) este că resursele de producție sunt estimate aproximativ sau sunt în general considerate inepuizabile. Prin împărțirea comenzilor în părți și calcularea datei de începere a producției lor, aceste sisteme, din păcate, nu țin cont de disponibilitatea resurselor la un anumit moment în timp. La urma urmei, disponibilitatea abstractă a unei resurse nu înseamnă deloc disponibilitatea acesteia de a îndeplini fiecare comandă în orice moment. Astfel, un grafic întocmit fără a ține cont de informații despre starea reală a resurselor de producție nu corespunde realității și nu poate fi îndeplinit.
Unul dintre principiile de bază care stau la baza sistemelor luate în considerare este principiul planificării resurselor finite. Esența acestui principiu este că resursele (atât de bază, cât și suplimentare) sunt întotdeauna limitate și munca este planificată numai atunci când se știe în mod sigur că resursele sunt disponibile.
Astfel, pe lângă defecțiunea neplanificată a mașinilor-unelte și influența altor influențe neașteptate care modifică volumul disponibil al resurselor de producție, atelierele au reglementări pentru efectuarea reparațiilor preventive ale echipamentelor. Folosind un sistem MES, puteți simula situația actuală, puteți juca mai multe scenarii pentru dezvoltarea acesteia și puteți realiza un program în care întreținerea preventivă a echipamentelor va avea un impact minim asupra oportunității planului (Fig. 4).
Un alt exemplu al principiului de planificare finită este sistemul de contabilizare a constrângerilor de resurse secundare în pachetul software Preactor. Acest sistem se formează în etapa de construire a unui model de producție logic. În procesul de descriere a echipamentului principal de proces, fiecare număr de inventar este asociat cu orice restricții care au sau pot avea un impact asupra disponibilității sau caracteristicilor de performanță ale acestuia. Restricțiile secundare pot include limitarea consumului de energie electrică, necesitatea ca un operator să fie prezent la anumite locuri de muncă, disponibilitatea unor echipamente specifice etc. În viitor, la planificarea și ajustarea programelor, sistemul va monitoriza disponibilitatea și volumul de utilizare. a restricţiilor secundare. În caz de exces sau lipsă de resurse, sistemul va informa mai întâi dispeceratul despre acest lucru, iar apoi va oferi să accepte sau să respingă condițiile acestei opțiuni de plan.
Rezultatele utilizării sistemelor MES
Care sunt beneficiile utilizării sistemelor de clasă MES? Experiența mondială a demonstrat eficiența ridicată a unor astfel de sisteme, rezultând o îmbunătățire semnificativă a performanței financiare a întreprinderilor. Iată doar câteva dintre ele:
· productivitatea crește cu 15%;
· factorul de încărcare a echipamentelor crește cu 45%;
· se reduce volumul lucrărilor în derulare cu 30%;
· volumele de stocuri sunt reduse cu 40%;
· Îmbunătățire cu 60% în respectarea termenelor de livrare.
Perioada de amortizare a proiectului de implementare a sistemului MES se măsoară în săptămâni, iar beneficiile sale pot fi bucurate de ani de zile.
În concluzie, aș dori să spun că introducerea unor astfel de sisteme la întreprinderile rusești face posibilă obținerea unei eficiențe mai mari a producției și, prin aceasta, a face un pas serios spre creșterea competitivității întreprinderii pe piață.
Informații suplimentare despre sistemele MES pot fi găsite pe site-ul www.mesa.ru.
