SYSTÉMY MES
MES systémy- Ide o systémy, ktoré fungujú na úrovni dielní. Systémy tejto triedy riešia problémy synchronizácie, koordinujú, analyzujú a optimalizujú výstup produktov v rámci akejkoľvek výroby. MES systémy môžu byť výborným doplnkom k systémom najvyššej úrovne – ERP systémom.
Definícia systému MES nedáva jasnú predstavu o jeho účele, jeho zvýšené funkcie absorbujú funkcie automatizovaných systémov riadenia procesov, dispečerských systémov atď. Je potrebné určiť, čo sa v súčasnosti chápe ako systémy MES.
MES systém je systém na implementáciu riadenia výroby, ktorého hlavnou úlohou je prepojiť všetky obchodné procesy spoločnosti s jej výrobnými a technologickými procesmi a zároveň promptne poskytovať informácie.
Počas výrobného procesu vznikajú rôzne faktory, ktoré majú tendenciu ísť nad rámec výrobného plánu: porucha a opravy zariadení, urgentné prednostné objednávky, prerábanie chýb, práceneschopnosť pracovníkov, nedodanie komponentov načas, nedostatok technologického vybavenia, atď. ako mnohé iné nepredvídané okolnosti. Prostredie výroby sa mení každú minútu. Napriek tomu musíte vždy vedieť, ako sa zmení termín vybavenia objednávky, ako najlepšia cesta na plánovanie výroby v súčasnej situácii si to vyžaduje nový prepočet harmonogramu. V systéme MES môže byť takýto prepočet vykonaný toľkokrát za deň, koľkokrát je potrebné.
Jednou z úloh MES je práve korekcia vznikajúcich odchýlok prostredníctvom optimálneho viacnásobného preplánovania na základe skutočného stavu zariadení a objednávok.
Nesprávne nakladanie strojov na spracovanie rôznych produktov vedie k neustálemu meškaniu termínov výroby, urgentnej práci v podniku, preťažovaniu zamestnancov, nedostatku dielov na montáž komponentov, preťaženiu strojov, dynamickým problémom, ako aj mnohým ďalším výrobným nákladom, ktoré bránia výroba produktov načas.
Úlohou MES je prevádzkové plánovanie, pomocou ktorého bude nakladanie strojov prebiehať najziskovejším spôsobom. Všetky produkty budú dokončené v maximálnom možnom čase, pričom všetky komponenty budú zaručene skladom v čase montáže produktov.
V čase montáže produktov alebo spustenia konkrétnej prevádzky sa často ukáže, že niektoré diely alebo zariadenia nie sú na sklade, ale menej potrebné diely alebo zariadenia sú prebytočné. Pri použití MES systémov takáto situácia jednoducho nemôže nastať.
Výrobný dispečing vám umožní vizuálne posúdiť zaťaženie strojov v reálnom čase, robiť základné reporty a okamžite reagovať na rôzne situácie.
Pomocou presných aktuálnych údajov MES reguluje, iniciuje a zaznamenáva operácie závodu, keď nastanú udalosti. Sada funkcií MES vám umožňuje riadiť výrobné operácie od prijatia objednávky do výroby až po hotový výrobok. MES poskytuje najviac dôležitá informácia o výrobných činnostiach pre celú organizáciu a o celom dodávateľskom reťazci prostredníctvom obojsmernej komunikácie.
Ide o využitie operatívne informácie odlišujú MES od ERP systémov. V systémoch MES je výrobný model určený na priesečníku schopností zariadenia, dostupnosti materiálov a personálu. Každý MES musí odpovedať na nasledujúce otázky:
Čo by sa malo vyrábať?
Kedy by sa malo čo vyrábať?
Čo by sa malo použiť na jeho výrobu?
Kedy, ako a čo už bolo vyrobené?
Pomocou údajov z plánovacej a kontrolnej úrovne, Systémy MES riadia prebiehajúce výrobné činnosti v súlade s došlými objednávkami, požiadavkami projektovej a technologickej dokumentácie, aktuálnym stavom zariadení pri sledovaní cieľov maximálnu efektivitu a minimálne náklady na výrobné procesy.
Vďaka rýchlej reakcii na prebiehajúce udalosti a využívaniu matematických metód na kompenzáciu odchýlok od výrobného plánu vám systémy MES umožňujú optimalizovať výrobu a zvýšiť jej ziskovosť.
Ganttov diagram
Existujú rôzne prístupy k plánovaniu času (time management). Najinovatívnejšou myšlienkou je Ganttov diagram. Tento diagram pozostáva z pruhov orientovaných pozdĺž časovej osi. Každá lišta predstavuje samostatnú úlohu v rámci projektu, jej konce sú momenty začiatku a dokončenia práce, jej dĺžka je trvanie práce. Vertikálna os je zoznam úloh.
Prvý formát grafu vyvinul v roku 1910 Henry L. Gant (americký inžinier, mechanik a špecialista na manažment). Henry Gantt spočiatku pri podávaní správ svojim nadriadeným používal grafické informácie. Neskôr sa objavili Ganttove tabuľky, ktoré ho preslávili. Mnohí sa prikláňajú k názoru, že Gant sa stal jedným zo zakladateľov zásadne nových, humánnejších princípov výroby a riadenia; pripisuje sa mu aj niekoľko nezvyčajných nápadov na správne umiestnenieúloh a efektívnej motivácie personálu.
Výsledky implementácie MES
Podľa rôznych spoločností možno identifikovať tieto hlavné výsledky implementácie MES:
1. Zvyšovanie ekonomickej efektívnosti podniku;
2. Zvýšte rýchlosť spracovania objednávky až o 40-50%
3. Zvýšenie koeficientu zaťaženia stroja o 30-40%
4. Skrátenie doby výrobného cyklu v priemere o 45 %;
5. skrátenie času na vývoj nových produktov v priemere o 27 %;
6. Zníženie objemu defektov v priemere o 18 %;
7. Zníženie objemu nedokončených výrobkov o 25-30%;
8. Zvýšená spoľahlivosť vykonania objednávky načas o 60%;
9. Zníženie objemu nepotrebnej papierovej dokumentácie v priemere o 56 %;
10. Zvýšená kontrola nad realizáciou technologických a výrobných procesov;
11. zvýšenie transparentnosti obchodných procesov týkajúcich sa pohybu materiálových tokov;
12. Kvalitatívne zlepšenie produkčných ukazovateľov.
Implementácia MES systémov poskytne mnoho ďalších výhod potrebných na dosiahnutie maximálnej efektívnosti výroby.
Znížiť rôzne náklady a získať maximálny úžitok z existujúcich možností podniku je dnes možné len automatizáciou plánovania a riadenia výroby – zavedením systémov MES.
Samozrejme, dosiahnutie úspechu v konkurencii je možné aj prostredníctvom zavádzania pokročilých technológií, strojov, nástrojov, vysokorýchlostného spracovania atď., ale za relatívne rovnakých podmienok pre väčšinu podnikov je dosiahnutie úspechu možné len prostredníctvom kompetentného a operatívneho plánovania a výroby. zvládanie. Práve tu sú veľké rezervy na optimalizáciu výroby a dosiahnutie maximálneho ekonomického efektu.
MES je základ dôležitá funkcia, ktorý vám umožní vytvárať výrobný závod skutočne efektívny systém riadenia. MES sa stáva jedným z kľúčových prvkov celopodnikových systémov moderných podnikov.
Systémy MES sú definované ako súbor softvérových funkcií, ktoré sa líšia od funkcií plánovania podnikových zdrojov (ERP), počítačom podporovaného návrhu a programovania (CAD/CAM) a počítačom podporovaných systémov riadenia procesov (ACCS).
Združenie MESA identifikovalo 11 základných funkcií MES, ktoré sú uvedené v tabuľke 1.
| Funkcia | Dekódovanie funkcií |
| 1. Monitorovanie stavu a prideľovanie zdrojov (RAS). | Táto funkcionalita systémov MES zabezpečuje riadenie výrobných zdrojov (strojov, nástrojov, pracovných metód, materiálov, zariadení) a iných objektov, napríklad dokumentov o postupe pri vykonávaní každej výrobnej operácie. Táto funkcia poskytuje podrobnú históriu zdrojov a zaisťuje správnu konfiguráciu zariadenia vo výrobnom procese, ako aj monitoruje stav zariadenia v reálnom čase. |
| 2. Operatívne/podrobné plánovanie (ODS). | Táto funkcia poskytuje operatívne a podrobné plánovanie práce na základe priorít, atribútov, charakteristík a vlastností konkrétneho typu produktu a tiež detailne a optimálne vypočítava zaťaženie zariadení na konkrétnu zmenu. |
| H. Dispečerská výroba (DPU). | Zabezpečuje priebežné sledovanie a expedíciu výrobného procesu, sledovanie vykonávania operácií, zamestnanosť techniky a ľudí, plnenie objednávok, objemov, sérií a v reálnom čase kontroluje vykonávanie prác v súlade s plánom. V reálnom čase sa sledujú všetky zmeny, ktoré nastanú a upravujú sa plán dielní. |
| 4. Kontrola dokumentov (DOC). | Kontroluje obsah a prechod dokumentov, ktoré musia sprevádzať vyrábaný výrobok, vrátane návodov a noriem práce, spôsobov vyhotovenia, výkresov, postupov štandardných operácií, programov spracovania dielov, evidencie šarží výrobkov, správ o technických zmenách, prenosu informácií z posun na zmenu a tiež zaisťuje schopnosť udržiavať plánovanie a vykazovanie dielenskej dokumentácie. Zabezpečuje sa archivácia informácií. |
| 5. Zber a ukladanie údajov (DCA). | Táto funkcia zabezpečuje informačnú interakciu medzi rôznymi výrobnými subsystémami na príjem, akumuláciu a prenos technologických a riadiacich dát obiehajúcich vo výrobnom prostredí podniku. Údaje o postupe výroby je možné zadávať buď manuálne personálom alebo automaticky v určených intervaloch z automatizovaného systému riadenia procesov alebo priamo z výrobných liniek. |
| 6. Riadenie ľudských zdrojov (LM) | Poskytuje informácie o zamestnancoch v určenej frekvencii, vrátane správ o čase a dochádzke na pracovisku, sledovanie dodržiavania certifikácie, ako aj schopnosť brať do úvahy a kontrolovať hlavné, doplnkové a kombinované povinnosti personálu, ako je vykonávanie prípravných operácií , čím sa rozšíri pracovná plocha. |
| 7. Manažment kvality produktu (QM) | Poskytuje merané údaje o kvalite produktu, a to aj v reálnom čase, zhromaždené z výrobnej úrovne, čím zabezpečuje správnu kontrolu kvality a zameriava sa na kritické body. Dokáže navrhnúť opatrenia na nápravu situácie v danom bode na základe analýzy korelácií a štatistických údajov o vzťahoch príčin a následkov kontrolovaných udalostí. |
| 8. Riadenie výrobného procesu (PM) | Monitoruje daný výrobný proces a automaticky vykonáva úpravy alebo ponúka operátorovi vhodné riešenie na opravu alebo zlepšenie kvality súčasnej práce. |
| 9. Riadenie výrobných aktív (údržba) (MM) | Podpora procesu údržby, plánovaných a prevádzkových opráv výrobných a technologických zariadení a nástrojov počas celého výrobného procesu. |
| 10. Sledovanie histórie produktu (PTG) | Poskytuje informácie o tóne, kde a v akom poradí bola práca s týmto produktom vykonaná. Informácie o stave môžu obsahovať: správu o pracovníkoch pracujúcich s týmto typom výrobku, komponenty výrobku, materiály od dodávateľa, šaržu, sériové číslo, aktuálne výrobné podmienky, nedodržanie stanovených noriem, individuálny technologický pas výrobku. |
| 11. Analýza výkonnosti (PA) | Poskytuje správy o skutočných výsledkoch výrobných operácií a porovnania s predchádzajúcimi a očakávanými výsledkami. Poskytnuté správy môžu zahŕňať merania, ako je využitie zdrojov, dostupnosť zdrojov, čas cyklu výrobných zdrojov, súlad s plánom, štandardy a iné. |
A tak funkcie implementované v systémoch MES sú podobné metódam riadenia v systémoch ERP, len v inom časovom meradle a s inými objektmi riadenia a riadenia. MES je automatizovaný exekučný systém na výrobnej úrovni, ktorý poskytuje celý rad schopností, ktoré dopĺňajú a zlepšujú funkčnosť systémov ERP. S využitím aktuálnych procesných dát podporujú MES systémy všetky aktivity rastlinnej výroby v reálnom čase. Rýchle a efektívne reakcie na meniace sa podmienky v kombinácii so zameraním MES na znižovanie nákladov pomáhajú efektívne riadiť výrobné operácie a procesy. Okrem toho MES systémy generujú údaje o aktuálnych výrobných ukazovateľoch, ktoré sú potrebné pre fungovanie ERP systémov. MES systém je teda prepojením medzi ERP systémami zameranými na finančné a ekonomické operácie a operatívnou výrobnou činnosťou podniku na úrovni dielne, miesta alebo výrobnej linky.
Systémy triedy MES sa v krajinách s rozvinutým trhovým hospodárstvom rozšírili pomerne nedávno, v Rusku je počet podnikov využívajúcich tieto systémy ešte menší.
Je potrebné vziať do úvahy, že automatizácia dielenskej úrovne výroby v systéme MES vyžaduje úsilie podniku, ktoré by malo byť zamerané na implementáciu a ďalšiu údržbu systému.
Pri implementácii MES systému je práca zamestnancov a konzultantov podniku menšia alebo porovnateľná s implementáciou ERP systému. Objektívne MES automatizuje menej oblastí podnikových aktivít (obchodných procesov) ako ERP systém. Pri použití MES bude pravdepodobne potrebná väčšia reorganizácia na úrovni dielne ako pri implementácii ERP. Pre využitie výhody MES aktuálneho výrobného plánu počas celej sezóny je potrebné rýchlo zadávať aktuálne údaje o vykonávaní operácií, poruchách zariadení a iných udalostiach v dielni, ktoré ovplyvňujú neplnenie plánovať. Ak sa rozhodnete aktualizovať pracovný plán každých 15 minút, znamená to, že do systému musíte zadať skutočné údaje za posledných 15 minút. V prípade ERP takéto rýchle reflektovanie skutočností nie je potrebné, keďže preplánovanie sa vykoná až po skončení pracovnej zmeny.
Ako už bolo spomenuté, ako MES, tak aj ERP systémy riešia približne rovnaké problémy len v rôznych mierkach: ERP - objemovo-plánovacie plánovanie s využitím strednodobých a dlhodobých časových úsekov; MES - operatívne plánovanie pre krátkodobýčas (minúty, hodiny). A tu stojí podnik pred otázkou, ktorý systém zvoliť na implementáciu. Je zrejmé, že najvýhodnejšia by bola implementácia oboch typov systémov, avšak väčšina podnikov nemá dostatok finančných a ľudských zdrojov na súčasnú realizáciu dvoch projektov. Preto budete musieť začať s jedným, preto je podnik stále postavený pred výber. Prezentovať sa budú firmy propagujúce príslušný softvérový produkt veľké množstvo odôvodnené argumenty a kritériá v prospech ich systému, takže vedúci podniku musí zvážiť klady a zápory.
Ako pokus o nájdenie objektívneho kritéria výberu môžeme poukázať na výsledky výskumu Gartner Group, ktoré umožňujú prepojiť ekonomický efekt implementácie ERP systémov (v r. v tomto prípade SAP R/3) s rozsahom podniku, v ktorom sa táto implementácia vykonáva.
Na obr. Obrázok 16.1 ukazuje diagram ilustrujúci tento vzťah založený na štatistických údajoch pre západné priemyselné podniky.
Na základe týchto údajov môžeme konštatovať, že pre automatizáciu podnikov s objemom výroby nižším ako 10 miliónov dolárov ročne zavedenie ERP systému neprinesie významný ekonomický efekt. V takýchto podnikoch je na automatizáciu organizačnej úrovne výroby najprv potrebné zaviesť systém MES (t. j. vybrať ten „ľahší“ v finančne Riešenie).
Pre podniky s objemom výroby od 10 do 100 miliónov dolárov ročne je účinnosť implementácie systému ERP 10-30%.
Rozhodnutie o tom, kde začať (ERP alebo MES), by sa malo urobiť individuálne, avšak vzhľadom na priemernú veľkosť podniku, vysoké náklady na implementáciu systému ERP a väčší ekonomický efekt automatizácie dielní a oblastí prostredníctvom MES je vhodnejšie začať s MES a potom implementovať ERP.
Pre podniky s objemom výroby viac ako 100 miliónov USD ročne je vhodné začať automatizovať organizačnú úroveň výroby pomocou ERP systému a následne zaviesť MES vo výrobných oddeleniach.
Integrovaný automatizovaný riadiaci systém pre priemyselný podnik možno znázorniť ako tri vzájomne prepojené úrovne riadenia (obr. 16.2)
Každá úroveň zároveň vykonáva svoju hlavnú riadiacu funkciu:
Vyššia úroveň podnikového manažmentu (administratívna a ekonomická) rieši strategické problémy a zodpovedajúci ERP systém zabezpečuje riadenie zdrojov v celom podniku ako celku, vrátane časti funkcií podpory výroby (dlhodobé plánovanie a strategický manažment na stupnici: ročná, štvrťročná, mesačná);
Priemerná úroveň manažment (výroba) rieši problémy operatívneho riadenia výrobného procesu a zodpovedajúci automatizovaný systém zabezpečuje efektívne využitie zdrojov (suroviny, energie, výrobné priestory, personál), ako aj optimálnu realizáciu plánovaných úloh (zmeny, denné , desaťdňové, mesačné) na mieste, úroveň dielní, podniky;
Nižšie úrovne technologický manažment rieši klasické problémy riadenia technologických procesov.
Každý riadiaci obvod (ERP, MES, procesný riadiaci systém) sa vyznačuje vlastnou úrovňou intenzity informácií, ktoré v ňom cirkulujú, vlastným časovým rozsahom a vlastným súborom funkcií:
Riadiaca slučka systémovej (technologickej) úrovne riadenia procesov je najintenzívnejšia z hľadiska objemu informácií a najprísnejšia z hľadiska reakčného času, ktorý môže byť sekúnd až milisekúnd. Na hornej úrovni vrstvy systému riadenia procesov dochádza k akumulácii a spracovaniu veľké číslo technologických parametrov a je vytvorený informačnú základňu zdrojové údaje pre úroveň MES.
Riadiaca slučka úrovne MES (prevádzková a výrobná) je založená na filtrovaných a spracovaných informáciách pochádzajúcich tak zo systému riadenia procesov, ako aj z iných výrobných služieb (zásobovanie, technická podpora, technologické, plánovanie výroby atď.). Intenzita informačné toky tu je výrazne nižšia a je spojená s úlohami optimalizácie daných výrobných ukazovateľov (kvalita produktu, produktivita, úspora energie, náklady atď.). Typické časy kontrolných cyklov sú minúty, hodiny, smeny, dni. Operatívne riadenie výroby v tejto riadiacej slučke vykonávajú špecialisti, ktorí majú podrobnejšie znalosti o situácii vo výrobe ako vrcholový manažment (manažéri výrobné dielne, sekcie, hlavní technológovia, energetici, mechanici a pod.). V tomto smere by sa mala zvýšiť kvalita a efektívnosť rozhodnutí v rámci právomocí delegovaných zhora.
Riadiaca slučka ERP (strategickej) úrovne je v tomto prípade oslobodená od riešenia prevádzkových výrobných problémov a poskytuje podporu pre obchodné procesy podniku ako celku. Tok informácií z výrobnej jednotky sa stáva minimálnym a zahŕňa agregované informácie o riadení a reportovaní podľa štandardov ERP s typickými kontrolnými časmi (desaťročie, mesiac, štvrťrok), ako aj „alarmové“ signály vyžadujúce okamžitý zásah. vrcholový manažment podnikov.
Je zrejmé, že pri komplexnej automatizácii takmer každého podniku je potrebné pokryť jednu alebo druhú sadu funkcií MES automatizačnými nástrojmi. Aké produkty sa používajú na implementáciu je iná otázka, sú tu možné rôzne možnosti. V niektorých prípadoch je možné použiť integrované systémy MES, niekedy je možné tieto funkcie implementovať v rámci jednej alebo druhej funkcionality ERP alebo je možné použiť samostatné produkty, ktoré implementujú jednu alebo druhú funkciu MES. Je možná aj kombinácia týchto možností. Špecifický súbor produktov MES pre daný podnik s prihliadnutím na jeho špecifiká a možnosti zvyčajne ponúkajú MES poradenské firmy a systémoví integrátori. Jedna z možností implementácie projektu MES vo výrobe je znázornená na obr. 16.3.
Príklady systémov MES
Uvažujme stručná charakteristika najbežnejšie MES systémy: PI System, IMS “Orbita”, Plan2 Business Solution, Simatic PCS7, T-Factory-6.
PI System (Plant Information System) od OSI Software, USA - univerzálny Informačný systém zber, ukladanie a prezentácia dát v jedinom formáte z rôznych PLC, DSC, SCADA systémov, zariadení s manuálnym vstupom atď. PI System podporuje architektúru klient-server. Klientsky softvér je založený na OS Win 9x/NT/2000/XP. Hlavnými komponentmi systému sú PI Server - jednotka na spracovanie dát so subsystémom na spracovanie dát, PI Systém má viac ako 250 rozhraní pre komunikáciu s PLC, DSC, SCADA systémami. Klientsky aplikačný softvér PI System zahŕňa:
PI DateLink - zobrazuje údaje z archívu PI System do tabuliek MS Excel.
PI Process Book - konštrukcia mnemotechnických diagramov s procesnými parametrami, grafmi, diagramami.
- PI Batch View - zobrazenie a analýza dávkových procesov.
PI ACE - analýza výkonnosti a efektívnosti procesov v reálnom čase.
- PI ACI - vytváranie interaktívnych mimických diagramov na prezeranie v akomkoľvek webovom prehliadači.
- Sigma Fine - analýza činnosti meracích zariadení.
IMS "Orbita". Informačný a riadiaci systém Orbita bol vyvinutý spoločnosťou PLC Systems, patrí do triedy systémov MES a je určený pre kontinuálnu a kontinuálne diskrétnu výrobu najmä v ťažobnom, hutníckom, chemickom, ropnom a plynárenskom priemysle, ako aj v tepelnej energetike. strojárstvo. Systém využíva softvérové produkty od Wonderware Corporation (InTouch, Active Factory, SuiteVoyager, InSQL, MS SQL, MS Excel) a balík Avantis.
Systém obsahuje rôzne znalostné databázy - predpisy pre vykonávanie a účtovanie výrobných operácií, má modulárnu štruktúru a je založený na koncepte racionálnej automatizácie pre konkrétny podnik s dosiahnutou úrovňou automatizácie.
Systém Orbita pozostáva z nasledujúcich funkčných modulov:
- "ZhDZ" - informačný a expedičný systém železničnej dielne.
Povaha informácií: informácie o prebiehajúcej výrobe na tratiach a tokoch surovín a produktov.
- "Chem. analýzy“ - informačný subsystém chemického laboratória.
Povaha informácií: informácie o chemických a fyzikálnych parametroch materiálov.
- „TEP“ - kontrola technických a ekonomických ukazovateľov. Charakter informácie: aktuálne a plánované hodnoty technologických a technicko-ekonomických ukazovateľov.
- „Zostatky“ - udržiavanie zostatkov pre analýzu výroby. Povaha informácií: dynamika nerovnováh a faktory, ktoré ich tvoria.
- „WIP“ - sledovanie prebiehajúcej práce. Povaha informácií: dynamika zmien v rozpracovanosti a faktory, ktoré ju tvoria.
- „Nádrže“ - monitorovanie tankovej farmy. Charakter informácií: informácie o nedokončenej výrobe v skladoch, ich vstupoch a výstupoch.
- „Metrológia“ - plánovanie, účtovníctvo, opravy, overovanie meracích a kontrolných prístrojov. Povaha informácií: informácie o stave existujúcich zariadení a postupe opráv a kalibračných prác.
Základom pre spracovanie a ukladanie dátových informácií v RT sú servery - MS SQL Server a IndustrialSQL Server.
Systém Plan2Business Solution od O Technologies. Plan2Business Solution poskytuje prezentáciu technologických informácií každému používateľovi systému v reálnom čase. Rodina riešení Plan2Business zahŕňa nasledujúci softvér:
Server Plan2Business;
Komponent Plan2Business Server je základom riešenia Plan2Business, ktorý interaguje so SCADA systémami Citect a FIX, databázami Oracle real-time a MS SQL Server, ktoré sa používajú na ukladanie konfiguračných a procesných údajov. Pre integráciu s MS Word, Excel, Access, Internet Explorer atď otvorené technológie ako MS ActiveX. Plan2Business Server obsahuje množstvo klientskych aplikácií, ktoré je možné prispôsobiť tak, aby vyhovovali požiadavkám používateľov, vrátane trendov, alarmov a údajov na vkladanie do tabuliek.
Plan2Business Server má navyše vstavané nástroje na redundanciu s možnosťou prepínania z primárnych na zálohovacie nástroje a nástroje na ochranu informácií.
Plan2Business Server je konfigurovaný a spravovaný pomocou Plan2Business Server Manager.
Plan2NET, založený na Plan2Business Server a využívajúci moderné WEB technológie, dokáže doručiť informácie užívateľovi kdekoľvek v systéme. Plan2NET má zabudovaný analyzátor alarmov na monitorovanie a diagnostiku výrobných udalostí. Údaje sa zobrazujú vo forme trendov, nomogramov, grafov alebo tabuliek.
Plan2Pocket je určený pre prístup k technologickým a prevádzkovým informáciám pomocou bezdrôtovej komunikácie založenej na moderných štandardných technológiách.
Simatic PCS7 je integrovaný systém riadenia výrobného procesu od spoločnosti Siemens, Nemecko.
Charakteristické črty systému:
Otvorený modulárny systém (používajú sa rozhrania DDE, OPC, ODBC, SQL);
Flexibilita a škálovateľnosť systému;
Možnosť redundancie systémových modulov vrátane PLC, sietí, vstupno/výstupných zariadení a HMI systémov;
Súlad s medzinárodnými štandardmi, ako sú Ethernet, TCP/IP, OPC pre výmenu údajov s úrovňou podnikového manažmentu;
Dostupnosť modulárneho softvérového balíka BATCH flexibilného pre automatizáciu procesov diskrétnych receptúr, prepojeného so SAP R/3.
Systém zabezpečuje horizontálnu a vertikálnu integráciu podniku - od úrovne senzorov až po úroveň riadenia podniku.
Komunikácia v systéme Simatic PCS7 je založená na štandardoch Simatic Net, Industrial Ethernet, Fast Ethernet a PROFIBUS. Ako OS sa používa Win NT. Na konfiguráciu systému PCS7 sa používa manažér Simatic od STEP 7 a ako programovací jazyk je použitý jazyk SFC podľa normy IEC 61131-3. Na vývoj rozhrania operátorskej stanice sa používa grafický editor WinCC.
Systém PCS7 pracuje predovšetkým s regulátormi Simatic S7-400 s rozhraním zbernice PROFIBUS-DP. PLC je pripojené k systémovej zbernici cez priemyselný Ethernet. Pre vysokorýchlostný prenos dát v systémoch s bezpečnostnými požiadavkami sa používa Fast Ethernet (100 Mbit/s) s redundantnou kruhovou štruktúrou a fyzickým médiom - optickým vláknom.
Softvér Simatic PCS7 obsahuje rozhranie @aGlance a server @PCS7@aGlance, ktoré poskytujú kedykoľvek prístup k procesným dátam pre rôzne aplikácie, a to aj prostredníctvom siete Internet/Intranet.
InfoPlus.21 - systém správy informácií v režime RT je integrovaný so systémom Simatic PCS7.
Systém „T-Factory-b“ od AdAstra Research Group (Rusko).
Softvérový produkt T-Factory-b je určený na automatizáciu obchodných procesov. T-Factory-b patrí do triedy systémov MES a je určený na riešenie problémov účtovania výrobných nákladov, surovín a energie, účtovania prestojov zariadení, výpočtu výrobných nákladov a ďalších úloh. Výhodou systému je jeho integrácia so SCADA systémom Trace Mode b, ktorého vývoj využíva technológiu auto-buildingu.
Vývoj projektu automatizovaného systému riadenia procesov so SCADA systémom Trace Mode 6 slúži ako základ pre jeho integráciu so systémom T-Factory-b MES. Moduly T-Factory-b zabezpečujú riadenie výrobných úloh (funkcie MES systému) a riadenie ľudských zdrojov (HRM). Modul EAM poskytuje účtovníctvo a údržbu, získavanie a analýzu informácií o poruchách zariadení a účtovanie nákladov na energetické zdroje. Modul HRM kontroluje personálne zloženie podniku, organizačné štruktúry podnik, dielňa, lokalita, umožňuje kompetentne plánovať pracovné zdroje vykonávať konkrétne úlohy.
Najzodpovednejším modulom v systéme je modul MES, ktorý integruje všetky informácie zo systému riadenia procesov a modulov EAM a HRM. Modul MES umožňuje kalkulovať načasovanie objednávok a upravovať ich v reálnom čase, kalkulovať a upravovať výrobné náklady, kalkulovať zdroje potrebné na splnenie úlohy (materiálové, finančné, personálne) a tiež zabezpečuje prenos informácií do podnikový ERP systém.
Na uchovávanie údajov o pokroku technologických a výrobných procesov slúži jednotný real-time DBMS SIAD6. Na ochranu pred neoprávneným prístupom sa poskytuje „horúca“ záloha databázových serverov. Údaje o technologickom procese prichádzajú do T-Factory-6 z RTM Trace Mode 6 az vyššej obchodnej úrovne - z operátorských staníc, webových serverov a cez GSM kanály.
T-Factory-6 obsahuje zadarmo inštrumentálne prostredie na vývoj a testovanie plnohodnotného projektu (pred zakúpením licencie s časovým obmedzením nepretržitej prevádzky).
V tomto článku chceme hovoriť o tom, aké možnosti systémy poskytujú operatívne riadenie vyrobené spoločnosťou Manufacturing Execution Systems (MES), a najmä o pokročilom ruskom vývoji systémov tejto triedy.
Existuje veľa systémov, ale som sám: ERP alebo MES?
Nie je žiadnym tajomstvom, že počet automatizovaných systémov na ruskom trhu neustále rastie, takže ich pochopenie a výber pre ruský podnik je veľmi ťažký.
Reklamné úsilie propagátorov ERP pevne upevnilo obraz tejto triedy systémov v mysliach IT manažérov a obchodných manažérov ako všeliek na všetky neduhy. Jednoducho povedané, zaujatosť voči ERP na domácom softvérovom trhu je zrejmá. Medzitým čoraz častejšie počujeme povzdychy a výčitky, že „implementácia systému sa celé roky oneskoruje“, „výsledok implementácie ešte nie je viditeľný“, „nedosiahli sme bod automatizácie výroby“, „pokus o implementáciu systému do výroby neodstránil existujúce problémy“ atď. a tak ďalej.
Prečo sa nenaplnili nádeje? Dôvodov je veľa, no najdôležitejší z nich je ten, že čarovné prútiky na riešenie všetkých problémov finančnej a ekonomickej činnosti firiem pre všetky odvetvia, žiaľ, v prírode neexistujú. Každá trieda systémov, každý systém rieši úlohy, na ktoré sú určené.
Bez toho, aby sme zachádzali do detailov, sa pokúsime poukázať na špecifickú škálu problémov, ktoré je možné vyriešiť pomocou systémov MES, ale sú mimo kompetencie tradičného ERP.
Uvažujme teda o výrobnom podniku, ktorého hlavnou činnosťou je tvorba a výroba produktov. Tá je pre podnik zdrojom pridanej hodnoty a od efektívnosti organizácie výrobných procesov v konečnom dôsledku závisia výrobné náklady, a teda aj jeho konkurencieschopnosť na trhu. Všetky ostatné procesy vo výrobnom podniku obstarávacie, marketingové, finančné a účtovnícke, personálne a skladové činnosti atď. vo všeobecnosti existujú len preto, že je za čo kupovať komponenty, čo predávať, čo brať do úvahy, čo skladovať...
Rozsiahle ERP systémy, niektoré horšie, iné lepšie, vo všeobecnosti zvládajú úlohy podpory týchto pomocných procesov. Niektoré pokročilé systémy tejto triedy obsahujú aj moduly riadenia výroby. Samotná fráza „riadenie výroby“ je príliš všeobecná a veľmi atraktívna, takže sa do nej mnohí zakúpia, ale potom sa často ukáže, že funkcionalita zahŕňa iba vonkajší obal procesov riadenia výroby bez toho, aby ovplyvnila jeho jadro, teda riadenie. výrobných činností ako takých.
Kde končí obal a začína jadro, na ktoré systémy MES sú navrhnuté? Aká je ich funkčnosť a prečo je dnes taká atraktívna pre výrobných manažérov? Skúsme na to prísť.
Bez toho, aby sme sa dotýkali problematiky automatizácie na úrovni hardvéru, teda na úrovni takzvaných SCADA systémov (riadenie meračov, snímačov a iných zariadení a zariadení), MES sa sústreďuje na podporu plánovaných a organizačných zložiek samotného výrobného procesu. Kľúčové procesy pre nich sú nasledujúce (viac o funkciách MES si môžete prečítať napríklad na www.mesa.ru):
1. Na základe vonkajšej potreby výroby produktov (na základe objednávok zákazníkov, plánov predaja a pod.), ako aj predchádzajúcich výrobných programov, s prihliadnutím na všetky druhy nuancií a špecifík výroby v konkrétnom podniku, ktorý bude diskutované nižšie, a podrobný optimalizovaný plán výroby práce, operácie pre stroje, zariadenia, personál. Samozrejmosťou je automatické generovanie všetkej dokumentácie potrebnej na vykonanie prác: výrobné programy, pracovné príkazy, limitné a odberné karty, tabuľky a schémy zaťaženia zariadení atď.
2. Pri priamej realizácii výrobných programov, úplná expedícia všetky operácie a ich výsledky (pozitívne aj negatívne - závady, meškania a pod.), tok vyrobených dielov podľa prevádzky, objednávky, šarže, série, výkonu zariadenia atď.
3. Pri zistení odchýlok od plánovaných programov v dôsledku objektívne aktuálnej situácie vo výrobe, keď sa objaví nová externá potreba (objednávky a pod.), operatívne preplánovanie s korekciou všetkých komponentov.
Upozorňujeme, že dnes v západná Európa Do MES sa investujú značné peniaze: podľa analytickej spoločnosti Frost&Sullivan dosiahol globálny trh MES v roku 2003 hodnotu 1,2 miliardy dolárov a do roku 2010 vzrastie na 2,5 miliardy Západní podnikatelia dobre vedia, kde presne vzniká nadhodnota a aké sú hlavné náklady jeho podnik.
Ako sa to líši od „riadenia výroby“ implementovaného v niektorých ERP systémoch? A rozdiely ako vždy spočívajú v detailoch, ktoré sú pre správny chod výroby zásadné.
Po prvé, nie všetky systémy ERP sú schopné vykonávať plánovanie výroby: mnohí výrobcovia, hoci nahlas deklarujú manažment, sa obmedzujú výlučne na účtovné funkcie. Okrem toho systémy, ktoré spĺňajú štandardy MRP, MRPII (riadenie zdrojov) a zahŕňajú plánovacie funkcie, to robia príliš všeobecne, bez zohľadnenia všetkých nevyhnutných vlastností výroby. Plánovanie sa teda často vykonáva na úrovni dielní a sekcií spravidla vo forme objemových plánov, pretože vlastnosti základnej metódy plánovania neumožňujú dosiahnuť úroveň operácií na konkrétnych zariadeniach a konkrétnych pracoviskách. Každý kus zariadenia však môže mať svoj vlastný prevádzkový plán, svoje vlastné charakteristiky týkajúce sa obmedzení zaťaženia, výkonu atď., individuálne plány opráv a nepredvídané poruchy. Takéto plánovanie často vedie k chybám, ktoré sú vo výrobe neakceptovateľné: stáva sa, že vytvorený plán je na nižšej úrovni neuskutočniteľný z dôvodu prekrývania, prekrývania výrobných operácií u niektorých strojov v čase, čo znamená, že bude nevyhnutne narušený.
Medzi najviac dôležité vlastnosti Plánovanie pre mnohé podniky by malo zdôrazniť potrebu brať do úvahy vymeniteľné stroje schopné vykonávať rovnaké operácie. Neschopnosť zohľadniť túto špecifickosť v systémoch ERP neumožňuje paralelizáciu kritických operácií, čo v konečnom dôsledku vedie k suboptimálnemu výrobnému plánu. Okrem toho ERP systémy správne neexpedujú výrobné procesy, uspokoja sa len so záznamom ich výstupných výsledkov.
YSB.Enterprise.Mes: príklad výpočtu výrobného plánu
Netreba dodávať, že MES systémy umožňujú upraviť alebo úplne prepočítať harmonogram výroby a všetko potrebné k tomu operatívne práceúdajov počas pracovnej zmeny presne toľkokrát, koľkokrát je potrebné. Zároveň sa ukazuje, že zmena plánu v ERP nie je vhodná viac ako raz denne. A to je celkom pochopiteľné. Faktom je, že zostavenie podrobných výrobných harmonogramov, berúc do úvahy všetky potrebné špecifiká a na požadovanej úrovni detailov, je veľmi zložitá výpočtová úloha tak z hľadiska počtu výpočtov (samozrejme, ak podnik vyrába viac ako tri typy produktov na troch strojoch) a zložitosť výpočtových algoritmov. Riešiť to „na kolene“ aj „na papieri“ je príliš prácne (a niekedy sa to jednoducho optimálne vyriešiť nedá). A pre vývojárov systému je dôležité vykonať tento výpočet v predvídateľnom čase výroby, pretože ak program zamrzne na hodiny, prečo je to potrebné? Nie nadarmo sa na vývoji systémov MES, o ktorých bude reč nižšie, vedú ľudia z akademickej vedy, ktorí zasvätili polovicu svojho života takým odvetviam matematiky, ako je operačný výskum a teória plánovania.
V súčasnosti existuje veľa rôznych softvérové produkty, ktorých popisy deklarujú, že vedia plánovať výrobu a zostavovať výrobné harmonogramy. A v tejto súvislosti by som rád upriamil pozornosť čitateľov ešte na jeden zásadný bod. Pri analýze programov je veľmi vhodné opýtať sa, podľa akých kritérií bol zostavený plán výroby, pretože bez toho nebudete môcť posúdiť, nakoľko je pre vás uspokojivý, či je tento spôsob plánovania vhodný pre váš konkrétny podnik. . Keď sú kritériá plánovania skryté (a to sa, bohužiaľ, často stáva), spôsobuje to určitú opatrnosť. Ak sa dodávatelia obávajú priameho porovnávania testov, potom stojí za zváženie, či sú tieto kritériá vôbec implementované.
Ruskí lídri vo výrobe MES
Nižšie si povieme o troch progresívnych domácich trendoch, ktoré majú plné právo niesť hrdé meno MES, ao niektorých vnútrodruhových rozdieloch. Toto sú produkty dlhoročnej práce troch vedeckých centier vývoj systémov tejto triedy z Moskvy (systém FOBOS, www.mesa.ru), Orla (systém YSB.Enterprise.Mes, www.orel.ru/jsb) a Ufa (systém PolyPlan).
Napriek tomu, že všetky tri systémy sú určené na operatívne riadenie výroby diskrétneho typu – hlavne zákazkovej, malosériovej a individuálnej (všimnite si, že pre hromadnú a sériovú výrobu je plánovanie jednoduchšie, a preto často postačujú možnosti ERP), implementujú vyššie uvedené -popísané schopnosti, hoci účel systémov sa trochu líši.
FOBOS sa teda tradične používa vo veľkých a stredných strojárskych podnikoch. YSB.Enterprise.Mes pochádza z drevárskeho priemyslu a vzhľadom na vlastnosti uvedené nižšie je zameraný na sektor stredných a malých podnikov. Systém PolyPlan má menšiu sadu funkcií MES, ale je umiestnený ako systém prevádzkového plánovania pre automatizovanú a flexibilnú výrobu v strojárstve.
Vo všeobecnosti sú tieto systémy funkčne veľmi podobné a ich vývojári sú skúsení špecialisti v oblasti riadenia výroby, takže aj napriek rozdielom v umiestnení je možné systémy prispôsobiť rôznym priemyselným charakteristikám diskrétnej výroby alebo zredukovať na diskrétnu výrobu.
Rozdiely medzi systémami sú nasledovné. FOBOS vykonáva vnútropodnikové plánovanie a riadenie, pričom tradične prijíma a odosiela vstupné a výstupné dáta do ERP systému, ktorý sa zvyčajne používa v strojárstve vo veľkých továrňach. Spravidla ide o ťažké produkty ERP, ako sú BAAN a SAP, ktorých interakcia sa uskutočňuje prostredníctvom integrácie, aj keď sa teraz pracuje na integrácii s 1C: Enterprise. V kombinácii s týmito systémami je FOBOS schopný vyriešiť väčšinu problémov veľkého podniku.
Systém YSB.Enterprise naopak fungoval v stredných podnikoch a postupne rozširoval svoju funkcionalitu „napravo aj naľavo“ od MES, vrátane predaja s tvorbou portfólia objednávok, možností riadenia skladových nedostatkov (nielen pôvod výroby) a dokonca aj účtovníctvo s výpočtom miezd rôznymi spôsobmi. V súčasnosti prebieha vývoj na vytvorenie modulu riadenia obstarávania. Funkcionalita systému samozrejme ešte nedosiahla úroveň plnohodnotného ERP, existujúce možnosti však môžu mnohým ruským podnikom stačiť. Túto politiku určovania polohy zvolili vývojári systému vzhľadom na skutočnosť, že podniky strednej triedy a nižšieho stupňa, ktoré už prerástli 1C, sú stále zbavené plnohodnotných cien automatizácie výroby západného a ruského softvéru, vrátane aspoň nejakej serióznej výroby, nehovoriac o optimálnom jeho plánovaní stále presahuje úroveň dostupnosti pre väčšinu spoločností, ktoré sú nútené investovať značnú časť prostriedkov do svojho rozvoja.
Rozšírený rozsah funkcií YSB.Enterprise v porovnaní s tradičným MES poskytuje možnosť zohľadňovať dodatočné údaje pri riadení výroby. Zahrnutie skladu vám teda umožňuje organizovať určovanie priorít pri spúšťaní zákaziek do výroby, napríklad ak nie je dostatočná dodávka nakúpeného materiálu alebo nie je zaplatená záloha na zákazku.
Ruský MES systém PolyPlan je zameraný aj na strojársku výrobu, ale okrem tradičnej triedy servisných zariadení, ako sú pracovné centrá (DC), PolyPlan prevádzkové plánovanie zahŕňa vytváranie harmonogramov pre dopravné systémy, ktoré prepravujú dávky dielov medzi DC, skladové zariadenia na príjem a výdaj sériových dielov a servisné tímy. Kvôli absencii explicitnej prevádzkovej dispečerskej slučky je PolyPlan o niečo lacnejší ako vyššie uvedené systémy.
Systém MES PolyPlan je ľahko prispôsobený na riadenie neautomatizovanej výroby. Zameraný na strojárstvo sa dá využiť aj v štádiu marketingu: program umožňuje na základe agregovaných údajov určiť možnosť plnenia portfólia zákaziek s využitím existujúcich časových prostriedkov na technologické vybavenie. Operatívnym plánovaním výroby je možné získať niekoľko realizovateľných riešení plánovania. Čím väčšia je hĺbka vyhľadávania, ktorú si užívateľ nastaví, tým dlhší je čas výpočtu, ale tým vyššia je presnosť rozvrhu. Presnosť „jednopriechodovej“ optimalizácie, ktorá sa pri takýchto problémoch často používa, sa nelíši od optimálneho riešenia o viac ako 5 – 7 %, ale šetrí čas výpočtu rádovo.
Evgeny Borisovič Frolov hovorí: hlavný dizajnér Systémy FOBOS, doktor technických vied, profesor, vedúci Laboratória výkonných výrobných systémov Ústavu dizajnu a technologickej informatiky Ruskej akadémie vied (IKTI RAS): „V zásade, ak vytvoríte optimálne výrobné harmonogramy pomocou počítačov a máte schopnosť ich v prípade potreby rýchlo opraviť, potom môžete zaručiť zvýšenie rýchlosti vykonania objednávky. Skúsenosti ukazujú, že často je možné dokončiť celý mesačný plán len za 20 dní. Optimalizácia materiálových tokov umožňuje skrátiť čas výroby výrobkov o 10 dní, teda o 30 %! A 1,5-násobné zvýšenie rýchlosti spracovania výrobných objednávok nám tiež umožňuje znížiť objem rozpracovanej výroby približne o 25 %.
V súvislosti s takými pôsobivými postavami treba poznamenať, že ekonomická efektívnosť Implementácia ERP systémov je v mnohých prípadoch hmlistá a vágna a špecialisti sa o tom neustále hádajú. Naopak, pre MES je takáto efektivita vypočítaná pomerne presne a už aj 10% zrýchlenie výrobných činností v dôsledku optimalizácie, debottleneckingu a zvýšenej priepustnosti, spojené so znížením režijných nákladov pri skrátení termínov, je už veľmi významné!
Sakhavat Yusifov, hlavný vývojár YSB.Enterprise.Mes: „Bežná organizácia a automatizácia riadenia výroby nám umožňuje presunúť dôraz z plánovacích a výrobných oddelení na oddelenie predaja a sťažností pri práci na objednávke, ako by to malo byť v každom zákazníckom- orientovaná spoločnosť. Zároveň sa posilňuje úloha systému zberu informácií o postupe výroby a systémov sledovania stavu zdrojov, zásob a nedostatkov.“
Nové projekty MES v Číne: Čína demonštruje svoje úspechy nielen vo vesmíre...
Často sa manažéri domácej výroby pri uvažovaní o probléme zvyšovania kapitálovej produktivity základných technologických zariadení riadia najmä vyspelými západnými skúsenosťami. V Rusku nový sľubný smer MES prechádza len prvými fázami svojho formovania. A čo východ?
V súčasnosti dopyt po high-tech vývoji pre výrobu prevyšuje ponuku v dôsledku rýchleho hospodárskeho rastu čínskych podnikov. A ak sa CAD/CAM systémy už rozšírili aj v malých podnikoch v Číne a sú intenzívne využívané, tak in-shop plánovanie a systémy riadenia expedície na úrovni MES prakticky chýbajú, hoci ich potreba je veľká. Faktom je, že používanie západných systémov, ktoré umožňujú riešenie týchto problémov, je často brzdené ich vysokými nákladmi, ťažkosťami s prispôsobením sa potrebám čínskych podnikov a niekedy aj nepríjemnosťou používateľského rozhrania.
Ako je známe, pravidlá tvorby a vykonávania technologických procesov a inžinierskej dokumentácie v Rusku a Číne sú v podstate rovnaké, metódy organizácie výroby v oboch krajinách sú zamerané na sledovanie vykonávania prác špecifikovaných v pracovných príkazoch. S podobnou metodikou tvorby trasových a prevádzkových technológií je relatívne jednoduché (na rozdiel od západných softvérových produktov) realizovať vnútropredajňové prevádzkové plánovanie, dispečerské riadenie a účtovanie medzioperačných nevybavených vecí pomocou čínskej verzie systému FOBOS MES.
Ako príklad úspešnej implementácie FOBOS v ČĽR možno uviesť závod na výrobu hydraulických strojov a zariadení na výmenu tepla spoločnosti Shenzhou (Fushan), závod na výrobu veľkých lisovníc „Lingshihao“ (Guangzhou) , závod KONKA (Shenzhen) a množstvo ďalších podnikov.
Ako Číňania radi hovoria, ak sa komunizmus šíril v Číne zo severu na juh, potom sa kapitalizmus presúva z juhu na sever. Nie je náhoda, že väčšina projektov MES sa tu realizuje v podnikoch v provincii Guangdong, najintenzívnejšie sa rozvíjajúcom regióne na svete, ktorý sa nachádza v južnej Číne. Nebeská ríša jasne demonštruje svetovému spoločenstvu, že dosahuje významné úspechy nielen vo vesmíre...
Náš niekoho iného
Prečo sme sa rozhodli hovoriť o domácich produktoch MES?
Po prvé, kvôli ich prispôsobivosti. S domácimi vývojármi je vždy jednoduchšie dohodnúť sa na vylepšeniach. Vývojové centrá západných systémov nie sú v Rusku. Výrazne upraviť logiku systému tak, aby vyhovovala špecifikám konkrétneho podniku, je veľmi pracná úloha a nie veľa implementujúcich spoločností to urobí, a ak áno, náklady budú porovnateľné s už aj tak značnou cenou západných systémov. .
po druhé, ruské systémy výrazne lacnejšie ako z hľadiska softvérových licencií, tak aj nákladov na jeho implementáciu a údržbu. Lacnejšie, pretože západné spoločnosti platia prostriedky tvorcom systémov plus obrovské marketingové náklady a okrem toho sa reprezentatívne firmy často nachádzajú v Moskve, kde sú náklady na ich údržbu oveľa vyššie ako v regiónoch a ceny pre špecialistov na západné systémy sú výrazne vyššie Naše ceny. A to aj napriek tomu, že kvalifikácia ruských špecialistov vo všeobecnosti je podstatne vyššia, pretože tieto systémy vyvinuli od nuly, poznajú ich ako vlastnú dlaň, na rozdiel od tých, ktorí prišli do ruský trh Západné systémy, ktoré sú miestni implementátori často nútení študovať priamo pri realizácii projektov, keďže mnohé produkty nemajú dokumentáciu v ruštine atď.
A čo je najdôležitejšie, ruské systémy MES, ktoré sme opísali, nie sú horšie ako ich západné analógy av mnohých ohľadoch ich prevyšujú. Samozrejme, nemusíte sa spoliehať iba na populárny slogan: „Kupujte iba ruský“, ale napriek tomu stojí za to bližšie sa pozrieť na domáce produkty, najmä v predvečer vstupu Ruska do WTO...
Julia Garajevová
IT konzultant pre výber systémov v MetaSintez Corporation (Moskva).
Ravil Zagidullin
Cand. tech. vedy, docent, doktorand na UGATU, odd. automatizované technologické systémy (Ufa).
Pieseň Kai Qing
Postgraduálny študent z Guangdongu technická univerzita, Čína.
MES (manufacturing production systems) je „systém vykonávania výroby“. Medzinárodná asociácia MESA ponúka nasledujúcu definíciu MES: „Systém pozostávajúci zo súboru softvéru a hardvéru, ktorý poskytuje riadiace funkcie pre výrobné činnosti: od objednávky na výrobu série produktov až po dokončenie výroby.“ V najvšeobecnejšom zmysle systém MES:
Iniciuje výrobný proces;
Monitoruje, ako to ide v reálnom čase;
Reaguje na meniace sa výrobné situácie;
Generuje správy o výrobných procesoch tak, ako sa vyskytujú v reálnom čase;
Vymieňa si informácie o obchodných procesoch s ostatnými inžinierskymi a obchodnými oddeleniami podniku.
Združenie MESA identifikovalo 11 hlavných funkcií, ktoré určujú miesto systémov MES v automatizovanom systéme riadenia priemyselných podnikov:
1. Monitorovanie stavu a prideľovanie zdrojov(RAS)– zabezpečuje riadenie výrobných zdrojov (strojov, nástrojov, pracovných metód, materiálov, zariadení) a iných predmetov, napríklad doklady o postupe pri vykonávaní každej výrobnej operácie. Táto funkcia popisuje podrobnú históriu zdrojov a zabezpečuje, že zariadenie je správne nakonfigurované vo výrobnom procese,
a tiež monitoruje stav zariadení v reálnom čase.
2. Operatívne/ Podrobné plánovanie(ODS)– zabezpečuje rýchle a podrobné plánovanie práce na základe priorít, atribútov, charakteristík a vlastností konkrétneho typu produktu, ako aj podrobné a optimálne výpočty zaťaženia zariadení počas konkrétnej zmeny.
3. Výrobný dispečing(DPU)– zabezpečuje priebežné sledovanie a expedíciu výrobného procesu, sledovanie vykonávania operácií, zamestnávanie zariadení a ľudí, plnenie objednávok, objemov, sérií a v reálnom čase kontroluje vykonávanie prác v súlade s plánom. V reálnom čase sa sledujú všetky zmeny, ktoré nastanú a upravujú sa plán dielní.
4. Správa dokumentov(DOC)– kontroluje obsah a pasáž dokumentov, ktoré musia sprevádzať vyrábaný produkt (vrátane návodov a noriem práce, spôsobov vyhotovenia, výkresov, postupov štandardných operácií, programov spracovania dielov, evidencie šarží produktov, správ o technických zmenách, prenosu informácií zo zmeny na zmenu) a tiež poskytuje možnosť udržiavať plánovanie a vykazovanie dielenskej dokumentácie. Zabezpečuje sa archivácia informácií.
5. Zber a ukladanie údajov(DCA)– zabezpečuje informačnú interakciu medzi rôznymi výrobnými subsystémami na príjem, akumuláciu a prenos technologických a riadiacich dát obiehajúcich vo výrobnom prostredí podniku. Údaje o postupe výroby je možné zadávať buď manuálne personálom alebo automaticky v určených intervaloch priamo z výrobných liniek.
6. Personálny manažment(LM)– poskytuje informácie o zamestnancoch v stanovenej frekvencii, vrátane správ o čase a prítomnosti na pracovisku, monitorovanie dodržiavania certifikácie, ako aj schopnosť brať do úvahy a kontrolovať hlavné, doplnkové a kombinované povinnosti personálu, ako napríklad vykonávanie príprav operácie, rozšírenie pracovnej plochy.
7. Manažment kvality produktov(QM)– poskytuje merané údaje o kvalite produktu, a to aj v reálnom čase, zozbierané z výrobnej úrovne, čím sa zabezpečí správna kontrola kvality a zameranie sa na kritické body. Dokáže navrhnúť opatrenia na nápravu situácie v danom bode na základe analýzy korelácií a štatistických údajov o vzťahoch príčin a následkov kontrolovaných udalostí.
8. Riadenie výrobného procesu(POPOLUDNIE)– monitoruje daný výrobný proces a taktiež automaticky vykonáva úpravy alebo ponúka operátorovi vhodné riešenie na opravu alebo zlepšenie kvality súčasnej práce.
9. Riadenie výrobných aktív(údržbu) (MM)– podporuje proces údržby, plánovaných a prevádzkových opráv výrobných a technologických zariadení a nástrojov počas celého výrobného procesu.
10. Sledovanie histórie produktu(PTG)– poskytuje informácie o tom, kde a v akom poradí bola práca s týmto produktom vykonaná. Informácie o stave môžu obsahovať: správu o pracovníkoch pracujúcich s týmto typom výrobku, komponenty výrobku, materiály od dodávateľa, šaržu, sériové číslo, aktuálne výrobné podmienky, nedodržanie stanovených noriem, individuálny technologický pas výrobku.
11. Analýza výkonnosti(PA)– poskytuje správy o skutočných výsledkoch výrobných operácií a tiež porovnáva s predchádzajúcimi a očakávanými výsledkami. Poskytnuté správy môžu zahŕňať merania, ako je využitie zdrojov, dostupnosť zdrojov, čas cyklu výrobných zdrojov, súlad s plánom, štandardy a iné. Napriek zjavnej rôznorodosti funkcií MES sú všetky svojou povahou prevádzkové a upravujú zodpovedajúce požiadavky nie pre podnik ako celok, ale pre jeho jednotku – dielňu, pre ktorú sa plánuje práca. Hlavné funkcie systémov MES uvedené vyššie sú
Operačný kalendár (podrobné) plánovanie (ODS);
Dispečing výrobných procesov v dielni (DPU).
Práve tieto dve funkcie definujú systém MES ako operačný systém zameraný na vytváranie prevádzkových plánov zariadení a operatívne riadenie výrobných procesov v dielni.
KONTROLA
Ruslan Budnik, Vjačeslav Kuminov
Podľa Medzinárodnej asociácie priemyselných inžinierov takáto produkcia existuje na viac ako 75 % priemyselné podniky mier. Dokonca aj tam, kde by sa zdalo, že výroba je výlučne kontinuálna, sú prítomné diskrétne procesy ako pomocné. Často sú to práve pomocné oddelenia, ktoré ich používajú, ako napríklad nástrojové alebo opravárenské priestory, ktoré sú „úzkym miestom“, ktoré obmedzuje objem výroby hlavného produktu.
Diskrétny typ výroby prevláda v strojárstve, nástrojárstve, ľahkom priemysle, v podnikoch vyrábajúcich nábytok, obaly a liečivá.
Čo je to MES systém a ako sa líši od ERP
Podľa definície medzinárodného združenia výrobcov a dodávateľov riešení MES (MESA International, www.mesa.org) je MES (Manufacturing Execution Systems) integrovaný informačný a výpočtový systém, ktorý kombinuje nástroje a metódy na riadenie výroby v reálnom čase.
Systémy MES pomocou údajov z plánovacej a riadiacej úrovne riadia aktuálne výrobné činnosti v súlade s došlými zákazkami, požiadavkami projektovej a technologickej dokumentácie, aktuálnym stavom zariadení, pričom sledujú ciele maximálnej efektívnosti a minimálnych nákladov výrobných procesov.
Ryža. 1. Dynamický produkčný model v systéme Preactor (Anglicko)
Ako sa systémy MES líšia od systémov ERP a prečo sú na rôznych úrovniach informačnej štruktúry? Prvé realizujú operatívne plánovanie a pomocou presných informácií o technologických procesoch odpovedajú na otázku: ako sa produkty vyrábajú v danom čase a v danom množstve, druhé sa zameriavajú na objemové plánovanie, t.j. odpovedajú na otázku: kedy a koľko produkty by sa mali vyrábať.
Ich hlavným rozdielom je však to, že systémy MES, ktoré pracujú výlučne s výrobnými informáciami, vám umožňujú upraviť alebo úplne prepočítať plán počas pracovnej zmeny toľkokrát, koľkokrát je to potrebné. V ERP systémoch je možné kvôli veľkému objemu administratívnych, ekonomických, účtovných a finančných informácií, ktoré priamo neovplyvňujú proces, preplánovanie vykonať maximálne raz za deň.
Systémy MES vám umožňujú optimalizovať výrobu a zvýšiť jej ziskovosť rýchlou reakciou na prebiehajúce udalosti a použitím matematických metód na kompenzáciu odchýlok od plánovaných cieľov.
MES - jediný zdroj informácií o výrobe
Systémy MES, zbierajúce a sumarizujúce dáta získané z rôznych výrobných systémov a technologických liniek, posúvajú organizáciu všetkých činností podniku na vyššiu úroveň, od vytvorenia objednávky až po expedíciu hotových výrobkov do skladov. Implementujú tiež prepojenie výrobných procesov a obchodných procesov v reálnom čase a zlepšujú finančnú výkonnosť spoločnosti (cash flow), vrátane zvyšovania návratnosti fixných aktív, zrýchlenia hotovostného obratu, znižovania nákladov, včasných dodávok, zvyšovania ziskových marží a produktivity. .
Ryža. 2. Finančná a ekonomická analýza výroby v systéme MES "Phobos" (Rusko)
Okrem toho tieto systémy generujú údaje o aktuálnych ukazovateľoch (najmä o skutočných nákladoch na výrobu), ktoré sú potrebné pre lepšie fungovanie ERP systémov.
MES je teda spojovacím článkom medzi ERP systémami orientovanými na finančné a ekonomické operácie a prevádzkovými aktivitami podniku na úrovni dielne, miesta alebo linky.
Spoločnosť RTSoft (www.rtsoft.ru) za posledných päť rokov integruje úrovne automatizovaných riadiacich systémov a automatizovaných systémov riadenia procesov prostredníctvom importu dát z technologickej úrovne do podnikových systémov. V dôsledku analytickej práce, prieskumu podnikov a štúdia výsledkov implementácie projektu spoločnosť otvorila obchodné smerovanie " Informačné technológie real time“, ktorej cieľom je vypracovať návrhy na automatizáciu technologických procesov, ako sú prevádzkové riadiace systémy (MES systémy), riadiace a účtovné systémy energetických zdrojov (ASKUE), prevádzkové dispečerské riadiace systémy (ASODU) a systémy riadenia procesov ( Automatizované systémy riadenia procesov, softvérové a hardvérové systémy (STC). Každý systém sa navyše vyznačuje vlastnou úrovňou intenzity informácií, ktoré v ňom cirkulujú, časovým rozsahom a súborom funkcií, ale všetky majú spoločnú úlohu – zhromažďovať, registrovať , akumulovať, spracovávať a prenášať informácie na vyššiu úroveň Ktorýkoľvek z týchto systémov je vyvinutý pre špecifickú triedu používateľov v závislosti od vykonávaných funkcií a úloh, ktoré sa majú riešiť (od manažérov vrcholový manažment bežným špecialistom), a preto im poskytuje presne tie informácie, ktoré sú potrebné na riešenie strategických, taktických a operačných problémov.
S týmto prístupom k interakcii podnikových subsystémov implementácia systému MES vo výrobe umožňuje dosiahnuť daný stupeň integrácie všetkých údajov o jeho prevádzke na riešenie problémov riadenia.
Výzvy systémov MES v diskrétnej výrobe
Systémy MES v diskrétnej výrobe čelia týmto hlavným úlohám:
· operatívne plánovanie a dispečing procesov;
· finančná analýza náklady na vykonávanie procesov;
· operatívne preplánovanie zohľadňujúce skutočný aktuálny stav výroby.
Pozrime sa na ne podrobnejšie.
Operatívne plánovanie a procesný dispečing. Na výpočet výrobného plánu v domácich podnikoch sa používajú buď statické nástroje, ako sú sieťové diagramy, papierové tabuľky, plánovacie tabule, alebo sa nepoužívajú žiadne nástroje. Udalosti, ktoré spôsobujú významné zmeny v harmonograme, sa vyskytujú tak často a v takom množstve, že schopnosti statického nástroja a najmä človeka neumožňujú ich plné zohľadnenie a udržiavanie harmonogramu v optimálnom stave. V dôsledku toho operačný plán, ak existuje, veľmi rýchlo prestane zodpovedať realite a stratí svoju aktuálnosť v priemere po 20 % plánovaného obdobia. Úroveň organizácie výroby prudko klesá a jej ziskovosť klesá.
| Funkcie MES systému v diskrétnej výrobe |
1. Sledovanie stavu a distribúcia zdrojov - riadenie výrobných zdrojov (technologické vybavenie, materiál, personál, dokumentácia, nástroje, metódy práce). 2. Operatívne/podrobné plánovanie - výpočet harmonogramov výroby na základe priorít, atribútov, charakteristík a metód spojených so špecifikami produktov a ich výrobnej technológie. 3. Výrobný dispečing - riadenie toku vyrobených dielov pre operácie, zákazky, šarže, série cez pracovné príkazy. 4. Správa dokumentov - kontrola obsahu a prechodu sprievodných dokumentov pri výrobe produktov, vedenie plánovania a vykazovania dielenskej dokumentácie. 5. Zber a uchovávanie dát - interakcia informačných subsystémov na príjem, akumuláciu a prenos technologických a riadiacich dát obiehajúcich vo výrobnom prostredí podniku. 6. Personálny manažment – zabezpečenie schopnosti riadiť personál minútu po minúte. 7. Manažment kvality produktu - analýza údajov merania kvality produktu v reálnom čase na základe informácií pochádzajúcich z úrovne výroby, zabezpečenie riadnej kontroly kvality, identifikácia kritických bodov a problémy vyžadujúce osobitnú pozornosť. 8. Procesný manažment – sledovanie výrobných procesov, automatické nastavovanie alebo interaktívna podpora pre rozhodnutia operátorov. 9. Riadenie údržby a opráv - manažment technická údržba, plánovanú a operatívnu opravu zariadení a nástrojov na zabezpečenie ich prevádzkovej pripravenosti. 10. Sledovanie histórie produktu – vizualizácia informácií o mieste a čase práce na každom produkte. Informácie môžu zahŕňať správy o výkonných pracovníkoch, technologických postupoch, komponentoch, materiáloch, šaržových a sériových číslach, prepracovaní, aktuálnych výrobných podmienkach atď. 11. Analýza výkonnosti - Poskytovanie podrobných správ o skutočných výsledkoch výrobných operácií. Porovnanie plánovaných a skutočných ukazovateľov. |
Pre intrashopové riadenie výrobných procesov je potrebný nástroj, ktorý zabezpečí zaznamenávanie všetkých prebiehajúcich udalostí v reálnom čase (online). Tento nástroj musí odzrkadľovať spoľahlivý obraz o aktuálnom stave výroby a tiež musí mať schopnosť opakovane upravovať a počítať harmonogramy počas pracovných zmien.
Ryža. 3. 14 kritérií pre výpočet výrobného plánu v systéme Phobos
Na vyriešenie problému operatívneho plánovania v systémoch MES je vybudovaný dynamický počítačový model výroby. Realizuje kontinuálne simulácia pohyb materiálových tokov vo vnútri dielne v súlade s technologickými cestami. Výrobný plán je prehľadne popísaný Ganttovým diagramom, kde je každá operácia spojená s priamym segmentom, ktorého dĺžka je úmerná jej trvaniu. Tieto segmenty, nazývané Ganttove línie, sú umiestnené oproti inventárnym číslam hlavného technologického zariadenia v poradí zodpovedajúcom harmonogramu. Zabudovaný mechanizmus expedície výroby zabezpečuje včasné doručenie a zadanie informácií o vykonaných akciách, udalostiach a odchýlkach od vypracovaného operačného plánu. Výrobný plán je udržiavaný v optimálnom stave prostredníctvom priebežnej kompenzácie odchýlok pomocou korekčnej metódy alebo úplného prepočtu. Výsledkom je, že všetky procesy prebiehajúce v dielni sa stávajú transparentnými, „transparentnosťou“, kontrolovateľnosťou a identifikovateľnosťou materiálových výrobných tokov v súlade s požiadavkami medzinárodných noriem (obr. 1 a obr. 2).
Finančná analýza nákladov na vykonávanie výrobných procesov. Pre výpočet skutočných nákladov na výrobu je potrebné vykonať podrobnú finančnú a ekonomickú analýzu výroby. Na Západe rozšírená metóda analýzy zdrojov nákladov a tvorby pridanej hodnoty je takzvaná ABC analýza alebo Activity Based Costing (funkčná analýza nákladov). Podstatou tejto metódy je, že výdavky a príjmy podniku sú viazané na body jeho činnosti. Vo vzťahu k výrobe to znamená naviazanie nákladov a vytvorenej nadhodnoty na konkrétne inventárne čísla technologických zariadení a realizovaných výrobných procesov. Nie je možné vykonať takúto analýzu s približnou predstavou o rozložení procesov v čase a zariadení. Systémy MES vytvárajú presný dynamický model výroby, ktorý poskytuje podrobnú kalkuláciu aktuálnych nákladov ako vo vzťahu ku konkrétnym zákazkám, tak aj v kontexte jednotlivých realizovaných zákaziek.
Vo všeobecnosti je výpočet výrobného plánu zložitým matematickým problémom. Na vyriešenie tohto problému sa vyvíja systém kritérií na výpočet a optimalizáciu plánov, na základe ktorých sa vytvorí vhodný algoritmický aparát. Heuristické výpočtové algoritmy sú jadrom systémov MES a sú chránené autorským právom.
Ryža. 4. Príklad plánovania s prihliadnutím na opravu zariadení v systéme Phobos
Aparát na výpočet harmonogramov výroby používaný v systémoch MES umožňuje zohľadniť vzájomný vzťah všetkých prvkov operačného plánu, zabezpečiť výber alternatívnych technologických ciest a prispôsobiť riadenie materiálových tokov aktuálnej zákazke. Výpočtové jadro systémov MES umožňuje naplno využiť na vyriešenie tohto problému výkon moderných počítačov.
Tu by bolo vhodné dodať, že z hľadiska riadenia výroby sa systémy triedy MES líšia od systémov ERP tým, že v systémoch MES je výpočet harmonogramov výroby založený na mnohých kritériách. V systémoch ERP/MRP sa plánovanie spravidla vykonáva podľa jedného kritéria, v systémoch MES môže byť takýchto kritérií viac ako tucet: napríklad v systéme Phobos (Rusko) je ich štrnásť (obr. 3), v systéme Preactor (Anglicko) - osem. Minimálny možný počet kritérií, ktoré odlišujú systém MES od systémov iných tried, sú dve. Rôzne kombinácie kritérií vám umožňujú vypočítať desiatky možností plánu, použiť ich ako prostriedok na modelovanie výrobných procesov a vybrať najefektívnejší scenár pre realizáciu aktuálneho plánu.
Operatívne preplánovanie s prihliadnutím na skutočný aktuálny stav výroby. Slabinou väčšiny automatizovaných plánovacích systémov (ERP, MRP) je, že výrobné zdroje sa odhadujú približne alebo sa všeobecne považujú za nevyčerpateľné. Rozdelením objednávok na diely a výpočtom dátumu začiatku ich výroby tieto systémy, žiaľ, nezohľadňujú dostupnosť zdrojov v určitom časovom bode. Abstraktná dostupnosť zdroja totiž vôbec neznamená jeho dostupnosť na splnenie každej objednávky v každom okamihu. Harmonogram zostavený bez zohľadnenia informácií o skutočnom stave výrobných zdrojov teda nezodpovedá skutočnosti a nie je možné ho naplniť.
Jedným zo základných princípov, na ktorých sú založené uvažované systémy, je princíp plánovania konečných zdrojov. Podstatou tohto princípu je, že zdroje (základné aj doplnkové) sú vždy obmedzené a práca sa plánuje až vtedy, keď je spoľahlivo známe, že zdroje sú k dispozícii.
Dielne tak okrem neplánovanej poruchy obrábacích strojov a vplyvu ďalších neočakávaných vplyvov, ktoré menia disponibilný objem výrobných zdrojov, majú predpisy na vykonávanie preventívnych opráv zariadení. Pomocou systému MES môžete simulovať aktuálnu situáciu, rozohrať niekoľko scenárov jej vývoja a dosiahnuť harmonogram, v ktorom bude mať preventívna údržba zariadení minimálny vplyv na aktuálnosť plánu (obr. 4).
Ďalším príkladom princípu konečného plánovania je systém účtovania obmedzení sekundárnych zdrojov v softvérovom balíku Preactor. Tento systém sa vytvára vo fáze konštrukcie logického výrobného modelu. V procese popisu hlavného procesného zariadenia je každé inventárne číslo spojené s akýmikoľvek obmedzeniami, ktoré majú alebo môžu mať vplyv na jeho dostupnosť alebo výkonnostné charakteristiky. Sekundárne obmedzenia môžu zahŕňať limit spotreby elektrickej energie, nutnosť prítomnosti operátora na určitých pracoviskách, dostupnosť špecifických zariadení a pod. V budúcnosti pri plánovaní a úprave harmonogramov bude systém monitorovať dostupnosť a objem využitia. sekundárnych obmedzení. V prípade prebytku alebo nedostatku zdrojov o tom systém najskôr informuje dispečera a následne ponúkne prijatie alebo odmietnutie podmienok tejto možnosti plánu.
Výsledky používania systémov MES
Aké sú výhody používania systémov triedy MES? Svetové skúsenosti ukázali vysokú účinnosť takýchto systémov, čo má za následok výrazné zlepšenie finančnej výkonnosti podnikov. Tu sú len niektoré z nich:
· produktivita sa zvyšuje o 15 %;
· faktor zaťaženia zariadenia sa zvýši o 45 %;
· objem nedokončenej výroby sa zníži o 30 %;
· objemy zásob sú znížené o 40%;
· 60% zlepšenie v dodržiavaní dodacích termínov.
Doba návratnosti projektu implementácie systému MES sa meria v týždňoch a jeho výhody si môžete užívať roky.
Na záver by som chcel povedať, že zavedenie takýchto systémov v ruských podnikoch umožňuje dosiahnuť vyššiu efektivitu výroby a tým urobiť vážny krok k zvýšeniu konkurencieschopnosti podniku na trhu.
Ďalšie informácie o systémoch MES nájdete na webovej stránke www.mesa.ru.
