Системы управления производством ( MES ) - это компьютеризированные системы, используемые в производстве для отслеживания и документирования преобразования сырья в готовую продукцию. MES предоставляет информацию, которая помогает лицам, принимающим решения на производстве, понять, как можно оптимизировать текущие условия в производственном цехе для повышения производительности. [1] MES работает в режиме реального времени, позволяя контролировать несколько элементов производственного процесса (например, вводимые ресурсы, персонал, машины и вспомогательные службы).
MES может работать в нескольких функциональных областях, например: управление определениями продукта на протяжении жизненного цикла продукта , планирование ресурсов , выполнение и отгрузка заказов, анализ производства и управление простоями для общей эффективности оборудования (OEE), качества продукта или отслеживания материалов и след . MES создает запись «как построено», фиксируя данные, процессы и результаты производственного процесса. Это может быть особенно важно в регулируемых отраслях, таких как производство продуктов питания и напитков или фармацевтика, где может потребоваться документация и подтверждение процессов, событий и действий.
Идею MES можно рассматривать как промежуточный этап между, с одной стороны, системой планирования ресурсов предприятия (ERP) и системой диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) или системой управления процессами , с другой; хотя исторически точные границы менялись. Отраслевые группы, такие как MESA International - Manufacturing Enterprise Solutions Association, были созданы в начале 1990-х годов для того, чтобы решать сложные задачи и давать рекомендации по реализации систем MES.
Преимущества
«Системы управления производством [помогают] создавать безупречные производственные процессы и обеспечивают обратную связь в реальном времени об изменениях требований» [2] и предоставляют информацию из одного источника. [3] Другие преимущества успешной реализации MES могут включать:
- Уменьшение количества отходов, переделок и брака, в том числе более быстрое время настройки.
- Более точный сбор информации о затратах (например, рабочая сила, отходы, время простоя и инструменты)
- Увеличенное время безотказной работы
- Включите безбумажный рабочий процесс
- Прослеживаемость производственных операций
- Уменьшает время простоя и упрощает поиск неисправностей
- Сокращение запасов за счет ликвидации запасов на всякий случай [4]
МЧС
Возникло множество систем, использующих собранные данные для определенной цели. Дальнейшее развитие этих систем в течение 1990-х привело к дублированию функциональности. Затем Ассоциация производственных решений для предприятий (MESA) ввела некоторую структуру, определив 11 функций, которые задают область действия MES. В 2000 году стандарт ANSI / ISA-95 объединил эту модель с эталонной моделью Purdue (PRM). [5]
Была определена функциональная иерархия, в которой MES располагались на Уровне 3 между ERP на Уровне 4 и управлением процессами на Уровнях 0, 1, 2. С публикацией третьей части стандарта в 2005 году действия на Уровне 3 были разделены на четыре основные операции: производство, качество, логистика и обслуживание.
В период с 2005 по 2013 год дополнительные или пересмотренные части стандарта ANSI / ISA-95 определили архитектуру MES более подробно, в том числе о том, как внутренне распределять функциональные возможности и какой информацией обмениваться внутри и снаружи. [ необходима цитата ]
Функциональные области
С годами международные стандарты и модели уточнили сферу применения таких систем с точки зрения видов деятельности [ необходима цитата ] . Обычно к ним относятся:
- Управление определениями продуктов. Это может включать в себя хранение, контроль версий и обмен с другими системами основных данных, таких как правила производства продукта, ведомость материалов, ведомость ресурсов, контрольные точки процесса и данные рецептов, все нацеленные на определение того, как производить продукт. Управление определениями продукта может быть частью управления жизненным циклом продукта .
- Управление ресурсами. Это может включать регистрацию, обмен и анализ информации о ресурсах с целью подготовки и выполнения производственных заказов с использованием ресурсов необходимых возможностей и доступности.
- Планирование (производственные процессы) . Эти действия определяют производственный график как набор рабочих заданий для удовлетворения производственных требований, обычно получаемых из системы планирования ресурсов предприятия (ERP) или специализированных расширенных систем планирования и составления расписаний , с оптимальным использованием местных ресурсов.
- Отгрузка производственных заказов. В зависимости от типа производственных процессов это может включать дальнейшее распределение партий, прогонов и рабочих заданий, их выдачу рабочим центрам и адаптацию к непредвиденным условиям.
- Выполнение производственных заказов. Хотя фактическое выполнение осуществляется системами управления процессами , MES может выполнять проверки ресурсов и информировать другие системы о ходе производственных процессов.
- Сбор производственных данных. Это включает сбор, хранение и обмен данными о процессе, состоянии оборудования, информацией о партиях материалов и производственными журналами либо в архиве данных, либо в реляционной базе данных.
- Анализ производственных показателей. Создавайте полезную информацию из необработанных собранных данных о текущем состоянии производства, например, обзоры незавершенного производства (WIP), и производительности производства за прошедший период, например, об общей эффективности оборудования или любом другом показателе производительности .
- Производство и отслеживание . Регистрация и поиск соответствующей информации для представления полной истории партий, заказов или оборудования (особенно важно для производств, связанных со здоровьем, например, фармацевтических препаратов ).
Отношения с другими системами
MES интегрируется с ISA-95 (предыдущая эталонная модель Purdue, «95» ) с множественными взаимосвязями.
Отношения с другими системами уровня 3
Совокупность систем, действующих на уровне 3 ISA-95, можно назвать системами управления производственными операциями (MOMS). Помимо MES, обычно существуют система управления лабораторной информацией (LIMS), система управления складом (WMS) и компьютеризированная система управления техническим обслуживанием (CMMS). С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:
- В LIMS: запросы на проверку качества, партии образцов, статистические данные процесса
- Из LIMS: результаты испытаний качества, сертификаты продукции, ход испытаний
- В WMS: запросы на материальные ресурсы, определения материалов, поставки продукции
- Из WMS: наличие материала, поэтапные партии материала, отгрузка продукции
- В CMMS: данные о работающем оборудовании, назначение оборудования, запросы на обслуживание.
- Из CMMS: ход обслуживания, возможности оборудования, график обслуживания
Отношения с системами уровня 4
Примерами систем, действующих на уровне 4 ISA-95, являются управление жизненным циклом продукта (PLM), планирование ресурсов предприятия (ERP), управление взаимоотношениями с клиентами (CRM), управление человеческими ресурсами (HRM), система управления разработкой процессов (PDES). С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:
- В PLM: результаты производственных испытаний
- Из PLM: определения продуктов, ведомость операций (маршруты), электронные рабочие инструкции, настройки оборудования
- В ERP: результаты производственной деятельности, произведенный и потребленный материал
- Из ERP: планирование производства , требования к заказам
- В CRM: отслеживание продуктов и информация для отслеживания
- Из CRM: жалобы на продукт
- HRM: эффективность персонала
- От HRM: навыки персонала, доступность персонала
- В PDES: производственные испытания и результаты выполнения
- Из PDES: определения производственного потока, определения плана экспериментов (DoE)
Во многих случаях для обмена сообщениями транзакций между системами MES и уровня 4 используются системы интеграции корпоративных приложений (EAI) промежуточного программного обеспечения . Общее определение данных, B2MML , было определено в стандарте ISA-95 для связи систем MES с этими системами уровня 4.
Связь с системами уровней 0, 1, 2
Системы, действующие на уровне 2 ISA-95, включают диспетчерский контроль и сбор данных (SCADA), программируемые логические контроллеры (PLC), распределенные системы управления (DCS) и системы пакетной автоматизации (BAS). Информационные потоки между MES и этими системами управления процессами примерно одинаковы:
- К ПЛК: рабочие инструкции, рецепты, уставки
- С ПЛК: значения процесса, аварийные сигналы, скорректированные уставки, результаты производства
Большинство систем MES включают возможность подключения как часть их продуктового предложения. Прямая передача данных оборудования производственного цеха устанавливается путем подключения к ПЛК. Часто производственные данные сначала собираются и диагностируются для управления в реальном времени в системе DCS или SCADA. В этом случае системы MES подключаются к этим системам уровня 2 для обмена производственными данными.
До недавнего времени отраслевым стандартом для подключения к цеху был OLE для управления процессами (OPC), но теперь он переходит на унифицированную архитектуру OPC (OPC-UA); Это означает, что системы, совместимые с OPC-UA, не обязательно будут работать только в среде Microsoft Windows , но также смогут работать в Linux или других встроенных системах, что снизит стоимость систем SCADA и сделает их более открытыми и надежными.
Смотрите также
- Управление предприятием
- Корпоративная интеграция
- Информационная система лаборатории
- Управление производственными операциями
- Система исполнения процесса разработки
- Управление жизненным циклом продукта
- Эталонная архитектура Purdue Enterprise
Рекомендации
- ^ Макклеллан, Майкл (1997). Применение систем управления производством . Бока-Ратон, Флорида: Сент-Люси / APICS. ISBN 1574441353.
- ^ Мейер, Хейко; Фукс, Франц; Тиль, Клаус (2009). Системы управления производством: оптимальное проектирование, планирование и развертывание . Нью-Йорк: Макгроу Хилл. ISBN 9780071623834.
- ^ Винхайс, Джозеф А. (сентябрь 1998 г.). «Системы управления производством: универсальный источник информации» . Дайджест качества . QCI International . Проверено 7 марта 2013 года .
- ^ Бланшар, Дэйв (12 марта 2009 г.). «Пять преимуществ MES» . Промышленная неделя . Проверено 7 марта 2013 года .
- ^ Иоганн Эдер, Шахрам Дустдар (2006) Семинары по управлению бизнес-процессами . п. 239
дальнейшее чтение
- Ассоциация МОН Центра, Что такое МОН Система
- Схолтен, Бьянка (2009). Руководство MES для руководителей: почему и как выбирать, внедрять и поддерживать систему управления производством . Парк исследовательского треугольника, Северная Каролина: Международное общество автоматизации. ISBN 9781936007035.
- Ассоциация MES Center Association , MES Center - это некоммерческая организация, которая предоставляет информацию и тенденции для тех, кто заинтересован в контроле и мониторинге производственных процессов, детальном планировании, производственной логистике, управлении качеством производства и обслуживании с точки зрения информационных систем MES / MOM.
- Преимущества MES: отчет с мест , Ассоциация производственных решений для предприятий
- Интеграция системы управления предприятием, часть 1: модели и терминология . Research Triangle Park, Северная Каролина, США: Международное общество автоматизации. 2000. ISBN 1556177275.
- Интеграция системы управления предприятием. Часть 3: Модели деятельности управления производственными операциями . Research Triangle Park, Северная Каролина, США: Международное общество автоматизации. 2005. ISBN 1556179553.
- Эталонная модель для компьютерного интегрированного производства (CIM) Исследовательский фонд Purdue, 1989 г.
- Ассоциация МЭС Центров, система МЭС как инструмент интеграции