Hệ thống thực thi sản xuất (MES) là gì ? Vì sao doanh nghiệp sản xuất cần hệ thống MES ?

Hệ thống MES là gì ?

MES (Manufacturing Execution System) là một hệ thống quản lý sản xuất tích hợp tập trung vào giám sát khu vực sản xuất, kiểm soát, hậu cần, theo dõi lịch sử và quản lý chất lượng sản phẩm theo thời gian thực với mục tiêu nâng cao năng suất và hiệu quả kinh doanh.

MES cung cấp thông tin hữu ích để tối ưu hóa sản xuất và theo dõi tất cả dữ liệu sản xuất ngay tại thời điểm hoạt động. Là một hệ thống thông tin tích hợp chuẩn, MES không chỉ phục vụ như một trung tâm thông tin giữa các hệ thống doanh nghiệp khác nhau (ERP, QMS, EAM, SCM, và Tự động hóa), mà còn quản lý và tối ưu hóa các hoạt động, quá trình sản xuất của nhà máy hàng ngày.

Hệ thống thực thi sản xuất (MES) là một hệ thống thông tin kết nối, giám sát và điều khiển các hệ thống sản xuất phức tạp và các luồng dữ liệu trên toàn nhà máy. Mục tiêu chính của MES là đảm bảo thực hiện hiệu quả các hoạt động sản xuất và cải thiện sản lượng sản xuất. MES giúp đạt được mục tiêu đó bằng cách theo dõi và thu thập dữ liệu chính xác theo thời gian thực về vòng đời sản xuất hoàn chỉnh, bắt đầu từ việc phát hành đơn hàng cho đến giai đoạn giao sản phẩm, hàng hóa thành phẩm.

Để đạt được mục tiêu này, MES thực hiện một loạt các nhiệm vụ trong hệ thống sản xuất được tích hợp với các hệ thống khác trong toàn bộ tổ chức và chuỗi cung ứng:

Giám sát và thực thi đúng quy trình sản xuất
Giám sát và kiểm soát vật liệu được sử dụng trong quá trình sản xuất
Thu thập thông tin về quy trình sản xuất
Cung cấp các công cụ để phân tích dữ liệu nhằm tối ưu hóa hiệu quả
Cung cấp và quản lý hướng dẫn công việc
Cung cấp các công cụ để giải quyết vấn đề và tối ưu hóa các thủ tục sản xuất

Các nhà cung cấp giải pháp MES

Có một số nhà cung cấp trên thị trường MES cung cấp các giải pháp On Premise và trên đám mây: IQMS , ABB, Schneider Electric SE, Aegis Ltd., Epicor Software Corp, 42Q, Plex Systems Inc., Rockwell Automation Inc., Aspen Technology Inc., Apriso Corp. và Siemens AG, và một số giải pháp khác.

MES VS ERP: KHÁC NHAU LÀ GÌ ?

Cả hai hệ thống này đều rất quan trọng đối với các quy trình sản xuất. Trong những năm qua, mối liên kết giữa hệ thống Hoạch định Nguồn lực Doanh nghiệp (ERP) và Hệ thống Thực thi Sản xuất (MES) đã được thiết lập tốt và việc tích hợp hai hệ thống này trở nên dễ dàng và có giá trị hơn bao giờ hết. Sự nhầm lẫn vẫn nằm ở việc quyết định quy trình nào nên được giám sát bởi MES và ERP.

MES trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho một quy trình sản xuất phức tạp với nhiều biến thể và số lượng giao dịch lớn. ERP thường được thiết kế để hỗ trợ một quy trình đồng nhất với thông tin hoạt động kinh doanh. Theo định nghĩa được áp dụng bởi tiêu chuẩn hàng đầu ANSI / ISA-95, MES có thể được coi là lớp biên dịch giữa lập kế hoạch kinh doanh & hậu cần và vận hành & kiểm soát quy trình.

ERP được sử dụng để tạo, lập kế hoạch (có tính dài hạn) và quản lý lịch trình cơ bản của nhà máy bao gồm sản xuất, sử dụng vật liệu, giao hàng và vận chuyển, làm cho thông tin trở thành trung tâm của hoạt động.Các mô-đun ERP thường là sự kết hợp giữa sản xuất, chuỗi cung ứng, xử lý đơn hàng, quản lý hàng tồn kho, nguồn nhân lực và quản lý quan hệ khách hàng. Nó tập trung vào làm việc trong khung thời gian của tháng, tuần và ngày.

MES được sử dụng để thúc đẩy và quản lý chi tiết hoạt động sản xuất, bằng cách quản lý và báo cáo về các hoạt động của nhà máy khi các sự kiện xảy ra, trong thời gian thực. Nó duy trì sự hoạt động ổn định của sản xuất theo thời gian thực.

Vị trí của MES trong hệ thống thông tin doanh nghiệp

MES được coi là một hệ thống trung gian giữa các hệ thống: ERP (enterprise resource planning – hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp) và hệ thống SCADA (Supervisor control and dât qccquisition – hệ thống giám sát điều khiển và thu thập dữ liệu) hay là hệ thống quản lý quy trình. Ranh giới giữa các hệ thống này không quá rõ ràng, trong các tổ chứng công nghiệp lớn đã đầu tư xây dựng hệ thống thực thi sản xuất – MES từ khoản thập niên 1990.

MES là một trong những loại hệ thống thông tin chính nhằm phục vụ các công ty sản xuất. Mỗi loại hệ thống này bao gồm các chức năng và loại sản phẩm khác nhau. Các danh mục hệ thống phần mềm sản xuất chính này là:

Hoạch định Nguồn lực Doanh nghiệp (ERP) – bao gồm các hệ thống cung cấp tài chính, quản lý đơn hàng, lập kế hoạch sản xuất và nguyên vật liệu, và các chức năng liên quan.
Quản lý chuỗi cung ứng (SCM) – bao gồm các chức năng như dự báo, phân phối và hậu cần, quản lý vận tải, thương mại điện tử và hệ thống lập kế hoạch tiên tiến.
Quản lý Bán hàng và Dịch vụ (SSM) – bao gồm phần mềm để tự động hóa lực lượng bán hàng, cấu hình sản phẩm- người kiểm tra, báo giá dịch vụ, trả lại sản phẩm, v.v.
Kỹ thuật Sản phẩm và Quy trình (P&PE) – bao gồm thiết kế và sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính (CAD / CAM), mô hình hóa quy trình và quản lý dữ liệu sản phẩm (PDM).
Điều khiển – thường là các hệ thống phần cứng / phần mềm kết hợp như hệ thống điều khiển phân tán (DCS), bộ điều khiển logic khả trình (PLC), điều khiển số phân tán (DNC), điều khiển giám sát và hệ thống thu thập dữ liệu (SCADA) và điều khiển quá trình được máy tính hóa khác được thiết kế để kiểm soát cách thức sản xuất sản phẩm.
Hệ thống Thực thi Sản xuất (MES) – bao gồm các hệ thống thông tin trên toàn nhà máy cung cấp thông tin để thực hiện hiệu quả các hoạt động nhằm đáp ứng các mục tiêu kinh doanh.

Lợi ích của Hệ thống thực thi sản xuất (MES)

MES thường được tích hợp với ERP, quản lý chuỗi cung ứng , quản lý vòng đời sản phẩm và các hệ thống CNTT quan trọng khác. Lợi ích chính của việc sử dụng MES bao gồm:

Tăng sự hài lòng của khách hàng
Cải thiện sự tuân thủ quy định sản xuất
Tăng tính Nhanh nhẹn và thời gian tiếp thị sản phẩm mới tốt hơn
Cải thiện khả năng hiển thị chuỗi cung ứng
Giảm thời gian chu kỳ sản xuất
Loại bỏ các thủ tục giấy tờ và các quy trình nhập dữ liệu thủ công
Giảm thời gian đặt hàng
Giảm chi phí lao động
Giảm hàng tồn kho WIP
Tăng cường hiệu suất sử dụng máy

Chức năng cốt lõi của hệ thống MES

Theo mô hình của MESA, hệ thống thực thi sản xuất tiêu chuẩn yêu cầu 11 chức năng cốt lõi. Trong những năm kể từ khi nó được xuất bản lần đầu tiên, MESA đã sửa đổi mô hình để mở rộng các sáng kiến chiến lược cấp doanh nghiệp, hoạt động kinh doanh, vận hành nhà máy và sản xuất thực tế. 11 chức năng cốt lõi của MES bao gồm :

Quản lý hoạt động sản xuất Cung cấp cho nhân viên của bạn một cái nhìn toàn cầu về các đơn đặt hàng sản xuất theo kế hoạch và định tuyến sản xuất của họ. Điều này đảm bảo toàn bộ nhân viên của bạn ở trên cùng một trang và giảm các lỗi do thông tin sai.
Điều động các đơn vị sản xuất Quản lý luồng dữ liệu sản xuất hai chiều trong thời gian thực giữa ERP và phân xưởng. Điều này đảm bảo dữ liệu sản xuất luôn chính xác, nhất quán và cập nhật.
Theo dõi sản phẩm và phả hệ sản phẩm Nhóm các bộ phận hoặc lô cuối cùng với tất cả dữ liệu sản xuất tương ứng của chúng — từ nguyên liệu thô đến bộ phận lắp ráp. Dữ liệu này đặc biệt hữu ích cho các nhà sản xuất phải tuân thủ các quy định của chính phủ hoặc ngành.
Quản lý nguồn lực lao động Xác định và theo dõi tình trạng của từng nguồn lực liên quan đến sản xuất đơn vị sản xuất (công cụ sản xuất, máy móc, sự cố, thiếu hụt nguyên vật liệu, v.v.).
Quản lý chất lượng sản phẩm Quản lý chất lượng của quá trình sản xuất và các đơn vị, bao gồm cả chênh lệch chất lượng và ngoại lệ của bạn. Chức năng này có thể được tích hợp trực tiếp vào phần mềm MES hoặc có thể sử dụng phần mềm bên ngoài.
Quản lý bảo trì kế hoạch bảo trì máy phòng ngừa dễ dàng và chính xác hơn để giảm thời gian ngừng hoạt động và gián đoạn sản xuất.
Thu thập dữ liệu từ sản xuất Theo dõi và thu thập dữ liệu cần thiết và dễ dàng khôi phục dữ liệu đó khi bạn cần.
Quản lý quy trình Cung cấp định tuyến quy trình và trình tự hoạt động — bao gồm cả truy xuất nguồn gốc sản xuất đầy đủ.
Phân tích hiệu suất sản xuất tổng thể OEE Hợp nhất dữ liệu để tính toán các chỉ số hiệu suất chính (KPI) như làm lại, loại bỏ, khả năng xử lý, OEE, v.v. Điều này cho bạn biết quy trình sản xuất của bạn đang hoạt động như thế nào và có thể cải thiện quy trình này như thế nào.
Kiểm soát tài liệu sản xuất Cung cấp cho người vận hành vào đúng thời điểm các tài liệu (hướng dẫn, bản vẽ, ghi chú) cần thiết để thực hiện công việc của họ.
Phân bổ và trạng thái nguồn lực Xác định và theo dõi trạng thái của các nguồn lực của bạn và cách chúng được sử dụng trong quá trình sản xuất.

Dưới đây chúng tôi xin mô tả một số chức năng chính mà các nhà sản xuất cần quan tâm:

Quản lý các thông số xác định sản phẩm

Là tập hợp các thông tin về sản phẩm được yêu cầu sản xuất, bao gồm các quy tắc để để sản xuất nên sản phẩm. Chức năng này nhận định nghĩa sản phẩm từ bộ phận điều hành doanh nghiệp, sau đó truyền các quy định về trang thiết bị Thực thi sản phẩm xuống cho khu vực kiểm soát dây chuyền sản xuất.Chức năng này cũng truyền các mô tả về sản phẩm sang cho các chức năng Thực thi yêu cầu và phân phối yêu cầu sản xuất.

Các hoạt động của chức năng này gồm có:

Quản lý các văn bản như hướng dẫn sản xuất, công thức, lược đồ cấu thành sản phẩm, các tham số sản phẩm.
Quản lý các sản phẩm mới
Quản lý các thay đổi đối với định nghĩa sản phẩm. Có thể bao gồm các thiết kế định tuyến và các thay đổi số bill sản phẩm.
Cung cấp các quy tắc sản phẩm đối với các ứng dụng, nhân sự và các hoạt động, trong hình thức các bước sản xuất, các công thức, các quy tắc thiết lập máy móc
Duy trì các tuyến sản xuất cho sản phẩm
Cung cấp các định hướng luồng cho vận hành sản xuất ở cấp độ chi tiết theo yêu cầu của vận hành sản xuất
Tối ưu hóa các quy tắc sản xuất dựa trên phân tích tiến trình và phân tích kết quả sản xuất.
Tạo ra và duy trì các quy tắc sản xuất khác như làm sạch, khởi động và tắt máy.
Quản lý KPI liên quan đến sản phẩm

Quản lý nguồn lực sản xuất

Là tập hợp các hoạt động quản lý thông tin về nguồn lực sản xuất. Các nguồn lực là máy móc, công cụ, nhân công (với các kĩ năng nhất định), vật tư và năng lượng. Kiểm soát trực tiếp những nguồn lực này để đáp ứng yêu cầu sản xuất được Thực thi ở các hoạt động khác, chẳng hạn như Phân phối yêu cầu và Thực thi yêu cầu.

Phạm vi hoạt động của chức năng này có thể ở cấp độ vùng, khu vực, thậm chí ở cấp độ trung tâm. Mặc dù quản lý các nguồn lực sản xuất có thể dùng máy tính để xử lý, nhưng vẫn cần có sự tham gia một phần hoặc toàn bộ bởi con người.

Quản lý các nguồn lực có thể bao gồm đăng kí các nguồn lực hiện có để nắm bắt nhu cầu trong tương lai. Có thể hiểu là hệ thống đăng kí sử dụng tài nguyên khi có đơn hàng mới. Sau khi đăng kí sử dụng nguồn lực, thông tin về tình trạng nguồn lực cần thiết cho các phân đoạn sản xuất cần được duy trì và thông báo về tình hình sử dụng các nguồn lực ( có sẵn/ đã đăng kí/không đủ Thực thi ) trong một thời điểm nào đó.

Quản lý nguồn lực sản xuất bằng MES

Các hoạt động quản lý nguồn lực gồm có:

Cung cấp thông tin về tài nguyên (vật tư, thiết bị và nhân công) khả năng (có sẵn, đã đăng ký và không còn). Thông tin dựa trên tình trạng hiện tại, tình trạng tương lai và nhu cầu tương lai (được nhận biết trong kế hoạch sản xuất), đặc biệt là chức năng này cung cấp thông tin đầy đủ về mọi loại tài nguyên vào bất kì lúc nào và bất kì giai đoạn nào của tiến trình sản xuất.
Đặt hàng, tập hợp đầy đủ tài nguyên để đáp ứng các yêu cầu trong sản xuất.
Đảm bảo các các thiết bị sẵn sàng cho các nhiệm vụ đã đăng kí trước và sẵn sàng hỗ trợ cho nhân công làm việc.
Thu thập thông tin về tình trạng nhân công, thiết bị và vậ tư, và khả năng đáp ứng của các nguồn lực. Thông tin có thể được thu thập theo sự kiện, theo yêu cầu, và theo lịch trình định sẵn, và có thể thu thập từ thiết bị, con người và các ứng dụng.

Lập kế hoạch và điều độ sản xuất

Khi triển khai MES, Kế hoạch sản xuất chi tiết tiến hành lập lịch sản xuất và xác định mức sử dụng hiệu quả nhất các nguồn lực để đáp ứng kế hoạch sản xuất. Hoạt động này có thể bao gồm đưa ra các yêu cầu cơ bản của thiết bị, tổng hợp các yêu cầu về sử dụng trang thiết bị, hay phân chia các yêu cầu do giới hạn khả năng sản xuất. Các nhiệm vụ cụ thể của hoạt động này gồm có:

Tạo ra và duy trì kế hoạch sản xuất chi tiết
So sánh kết quả sản xuất thực tế với kế hoạch đề ra
Quyết định khả năng đăng kí của mỗi loại tài nguyên cho từng mục đích sử dụng bởi chức năng quản lý nguồn lực

Kế hoạch chi tiết được xây dựng dựa trên những yêu cầu về sản xuất ở cấp độ điều hành doanh nghiệp, dựa trên hoạt động Xác định sản phẩm và hoạt động Quản lý nguồn lực.Kế hoạch chi tiết do đó giải thích về giới hạn và khả năng sản xuất, đồng thời sử dụng thông tin từ hoạt động Theo dõi sản xuất để biết được tiến trình sản xuất. Kế hoạch sản xuất có thể được cung cấp theo yêu cầu hoặc định kì, và có thể được tính toán lại dựa trên các sự kiện.

Phân phối các yêu cầu sản xuất (Production Dispatching)

Là tập hợp các hoạt động quản lý sản xuất bằng cách chuyển các yêu cầu cho thiết bị và nhân công. Chức năng này cho phép vận hành chi tiết các yếu tố trong các đơn vị sản xuất và gửi lênh sản xuất cho các đơn vị làm việc

Các nhiệm vụ cần Thực thi gồm có:

Khởi động Thực thi các nhân tố sản xuất chi tiết ở vào những thời điểm xác định bởi kế hoạch sản xuất
Đăng kí các nguồn lực nội bộ mà trong kế hoạch sản xuất chi tiết chưa đăng kí
Xử lý các điều kiện chưa được dự tính trong kế hoạch sản xuất chi tiết.
Đảm bảo giới hạn tiến trình và ra lệnh cho các cấp độ chi tiết thấp hơn
Thông báo kế hoạch sản xuất chi tiết khi có yếu tố bất thường, dẫn đến mất khả năng hoàn thành kế hoạch đề ra
Nhận thông tin từ giám sát chất lượng sản xuất nếu lỗi xảy ra bắt nguồn từ một hoạt động có trong lên kế hoạch sản xuất chi tiết.
Nhân thông tin từ quản lý nguồn lực về sự kiện bất thường khiến thiếu nguồn lực trong tương lai.

Thực thi các yêu cầu sản xuất

Là tập hợp các hoạt động mà có liên quan trực tiếp tới các kết quả sản xuất, bời vì được đặc tả trong chức năng Phân phối yêu cầu. Các hoạt động Thực thi sản xuất chăm sóc các công việc lựa chọn, bắt đầu và di chuyển các đơn vị qua chuỗi thao tác vận hành thích hợp để sản xuất. Công việc sản xuất thực sự (thủ công và tự động) là phần của chức năng của các máy móc hoạt động bên dưới.

Thông tin từ Kế hoạch sản xuất chuyển cho Kiểm soát dây chuyền có thể là một tín hiệu để bắt đầu Thực thi công việc cụ thể nào đó, ví dụ cắt thép, trộn hóa chất hay gây nên những biến đổi vật lý lên nguyên liệu.

Thực thi sản xuất cũng có thể dựa vào thông tin của những lần hoạt động trước, vốn đã được thu thập từ chức năng Theo dõi sản xuất, để tiến hành tối ưu hóa hoạt động và tăng tính hiệu quả.

Các nhiệm vụ có thể có :

Đảm bảo đúng tài nguyên được sử dụng trong sản xuất
Xác nhận là công việc được hoàn thành theo các tiêu chuẩn được chấp nhận. Nó cũng có thể phát hiện ra những sản phẩm chưa đạt yêu cầu
Đảm bảo nguyên liệu, máy móc sản xuất còn hạn sử dụng
Đảm bảo việc phân phối tài nguyên nằm trong thời gian cho phép
Thông báo cho các hoạt động khác khi mà những sự kiện không mong muốn (mất điện, nguyên liệu thiếu, thay đổi công nhân) gây ra khả năng không thể hoàn thành công việc.
Nhân thông tin từ quản lý nguồn lực về các tình trạng không mong muốn trong tương lai.
Cung cấp thông tin sản xuất và sự kiện về thực thi sản xuất, chẳng hạn như thời gian, nhân sự và vật tư sử dụng.

Thu thập dữ liệu thời gian thực từ sản xuất

Các dữ liệu được thu thập có thể bao gồm dữ liệu cảm biến, trạng thái thiết bị, dữ liệu sự kiện, dữ liệu được vận hành nhập vào, dữ liệu vận hành, tin nhắn, kết quả tính toán từ mô hình và các loại dữ liệu quan trọng khác để tạo ra sản phẩm. Bên cạnh đó, các tín hiệu thời gian hoạt động và thông tin các diễn biến sản xuất được bổ sung để tái hiện lại hoàn cảnh thông tin được thu thập. Thu thập dữ liệu là hoạt động mang tính kế thừa và dựa trên sự kiện.Chi tiết các nhiệm vụ này bao gồm :

Thu thập, lấy lại và lưu trữ về quá trình sử dụng thiết bị và thông tin được nhân công nhập. Ví dụ: dữ liệu sản xuất, dữ liệu tình trạng thiết bị, nhật kí sản xuất, vị trí thu thập và khối lượng dữ liệu thu thập.
Cung cấp giao diện cho quá trình cơ bản và kiểm soát dây chuyền sản xuất cho tập hợp dữ liệu,thông tin tự động.
Cung cấp các báo cáo tiêu chuẩn và theo yêu cầu cho người vận hành và các những người cần báo cáo
Duy trì thông tin cho dây chuyền cục bộ và phân tích sản xuất và cho báo cáo lên hệ thống cao hơn
Duy trì thông tin cho giám sát sản xuất để cho phép xem lại lược đồ sản phẩm ví dụ như theo dõi sản xuất tới các suất nguyên liệu, thiết bị và vận hành.
Cung cấp kiểm soát sự chấp hành và chức năng giám sát báo động (sổ sự kiện và chuỗi sự kiện)
Cung cấp thông tin chất lượng sản phẩm cho so sánh với đặc tả sản phẩm.

Theo dõi và điều độ sản xuất thời gian thực

Theo dõi sản xuất là hoạt động chuẩn bị cho báo cáo ở cấp độ điều hành doanh nghiệp. Phản hồi gồm có tổng hợp và báo cáo thông tin về nhân sự và thiết bị thực sự được dùng để sản xuất sản phẩm, vật tư tiêu thụ, cũng như những dữ liệu liên quan như lược đồ, chi phí và phân tích kết quả sản xuất.

Hoạt động này cũng cung cấp thông tin cho kế hoạch sản xuất chi tiết và việc lập kế hoạch sản xuất ở cấp điều hành doanh nghiệp, do đó kế hoạch có thể được cập nhật dựa trên tình trạng hiện tại.

Các nhiệm vụ của chức năng này:

Theo dõi dòng chuyển động của nguyên liệu bằng cách duy trì mô tả những gì đang xảy ra tại mỗi công đoạn tại các thời điểm nhất định và báo cáo quãng đường các nguyên liệu từ khi sản xuất đến vận chuyển.
Ghi lại điểm bắt đầu và kết thúc của hành trình và thu thập các cập nhật đối với hàng hóa và số lượng hàng hóa chưa hoàn chỉnh và địa điểm chúng xảy ra.
Nhận thông tin gửi thu thập dữ liệu sản xuất và phân tích sản xuất; ví dụ: thông tin về tài nguyên tiêu thụ trong quá trình sản xuất một chi tiết quan trọng của lược đồ sản phẩm.
Dịch nghĩa các sự kiện quá trình, bao gồm sản xuất và các sự kiện di chuyển, thành các thông tin sản xuất.
Tạo ra các kết quả sản xuất và phản hồi sản xuất.
Tạo ra các bản ghi điện tử liên quan đến tiến trình sản xuất.

Phân tích dữ liệu từ sản xuất

Cung cấp phản hồi về sản phẩm trở lại tầng điều hành doanh nghiệp. Những thông tin này có thể được cung cấp theo lịch trình định sẵn, nó có thể được cung cấp vào cuối quá trình sản xuất hoặc theo yêu cầu.

Phân tích kết quả sản xuất đồng thời chứa những thông tin phân tích về vòng đời các sản phẩm, về việc tận dụng tài nguyên (ví dụ: tận dụng thiết bị ), đánh giá về hiệu quả sản xuất, và các biến sản xuất. Thông tin này được sử dụng để tối ưu hóa sản xuất và tài nguyên.

Phân tích kết quả sản xuất là một quá trình liên tục. Một khi việc tối ưu hóa đã được tiến hành và biết khai thác những tồn tại, hạn chế, nhiều vấn đề khác của hệ thống sẽ lộ diện. Thêm nữa, thay đổi điều kiện thị trường và phối hợp sản phẩm có thể thay đổi tiêu chí tối ưu hóa và hạn chế hệ thống.

Ở một môi trường thường xuyên thay đổi, hoạt động phân tích sản xuất thỉnh thoảng cần tiến hành lại để đánh giá khối lượng công việc và đánh giá chính sách trong hoàn cảnh hiện tại và hoàn cảnh dự đoán để tăng tối đa sản lượng.

Theo dõi phân tích với MES

Các nhiệm vụ của chức năng này:

Tạo ra các báo cáo kết quả sản xuất và chi phí.
Đánh giá các giới hạn sản xuất dựa trên khả năng và chất lượng.
Tạo ra các bài kiểm tra kết quả cần thiết để quyết định khả năng chứa nguyên liệu và sản phẩm đầu ra.
So sánh các dây chuyền để tìm ra lần hoạt động tốt nhất (tức là lần mà sản xuất ra chất lượng tốt nhất, hay chi phí hoạt động nhỏ nhất).
Giải thích vì sao có lần hoạt động tốt nhất.
Cung cấp các sự thay đổi với quy trình dựa trên kết quả phân tích.
Dự đoán kết quả của một lần sản xuất, dựa trên các thông số hiện tại.
Tìm mối liên quan giữa phân khúc sản phẩm với các điều kiện sản xuất tại cùng thời điểm.

MES liên kết với các hệ thống khác trong doanh nghiệp

Trong mô hình tiêu chuẩn ISA-95: Tầng 3 có thể được gọi là Hệ thống quản lý điều hành sản xuất. Ngoài hệ thống MES còn các hệ thống khác: Quản lý thông tin phòng thí nghiệm LIMS, Quản lý tồn kho WMS, số hoá hoạt động bảo trì bảo dưỡng CMMS. Từ phía MES có những luồn giao tiếp dữ liệu như sau:

– Đến LIMS: chất lượng yêu cầu, mẫu kiểm tra, dữ liệu thống kê quy trình.

– Từ LIMS: kết quả chất lượng kiểm tra, chứng chỉ sản phẩm, tình trạng kiểm tra.

– Đến WMS: Yêu cầu nguồn vật tư, định nghĩa vật tư, thời gian giao hàng sản xuất.

– Từ WMS: vật tư có sẵn hay không, tình trạng phân lô, vận chuyển thành phẩm.

– Đến CMMS: Dữ liệu chạy của thiết bị, thiết bị hỗ trợ, yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng.

– Từ CMMS: Quy trình bảo dưỡng, khả năng của thiết bị, lịch bảo bảo trì.

Mối liên hệ giữa MES và ERP

MES và IIoT

Ngày nay, nhiều công nghệ mới đang được đưa vào hoạt động sản xuất, nhưng MES, đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, đã được xem như một yếu tố cơ bản của chuyển đổi số. Các công nghệ như thực tế mở rộng, trí tuệ nhân tạo, điện toán đám mây và cạnh, di động và Auto-ID đang được tích hợp vào các giải pháp MES.

Tương tự, các máy móc thông minh, cảm biến và nền tảng IIoT đang mở rộng khả năng tích hợp vào các hệ thống doanh nghiệp như MES. Bất kể những tin đồn về sự sụp đổ tiềm năng của các giải pháp MES, sự thật là nhiều chức năng và tính năng được cung cấp bởi MES không thể được thay thế bằng các nền tảng IIoT mới, ngay cả với các phân tích và ứng dụng.

Một mình các thiết bị và nền tảng IIoT không cung cấp nhiều khả năng mới cho các nhà sản xuất vì chúng không thể cung cấp bối cảnh hoạt động cho dữ liệu, không thể kích hoạt các hành động để đáp ứng với dữ liệu và không được thiết kế để sắp xếp các quy trình trong toàn bộ nhà máy và chuỗi giá trị.

Nhiều quy trình sản xuất cần con người trong vòng lặp và MES cung cấp nền tảng đó. MES không tự cung cấp giải pháp Sản xuất Kỹ thuật số. Nó cần được tích hợp vào nền tảng kỹ thuật số của hệ thống.

Với sự ra đời của IoT và khối lượng dữ liệu khổng lồ mà nó thu được trong hệ sinh thái, MES đã phát triển từ một chức năng hạn chế, cứng, mã hóa thành các thiết kế mô đun linh hoạt hơn, có thể được điều chỉnh để phù hợp với các nhu cầu và cấu hình khác nhau cho doanh nghiệp, gọi là các MES thế hệ mới.

Cũng như các thế hệ sản xuất công nghệ cao trước đây, một hệ thống thực hiện sản xuất (MES) vẫn là trung tâm. Trong một số cách, vai trò của nó thậm chí còn quan trọng hơn so với trong quá khứ.

Các nền tảng IoT hiện nay đang hỗ trợ các chức năng liên kết dữ liệu, phân tích và Machine Learning: những điều mà một hệ thống MES truyền thống không thể thực hiện được.

Với IoT trong hình, hệ thống có thể chuyển từ báo cáo quản lý trực tiếp các thông số tại nơi sản xuất sang thực hiện các ứng dụng dựa trên phân tích cứng như phân tích dự đoán, Dashboardcó thể định cấu hình người dùng linh hoạt, trực quan hóa dữ liệu mạnh mẽ cho phép hiểu biết sâu sắc cho mọi cấp độ.

Khi được kết nối với IoT, MES sau đó sẽ có thể làm việc với & kết nối với nhiều loại thiết bị đa dạng dựa trên các công nghệ mới nhất như di động, thiết bị wearable và AR.

Các giải pháp MES sẽ cung cấp các tính năng quan trọng cần có để tích hợp Hoạt động vào chiến lược Chuyển đổi số.

Xu hướng MES trong tương lai

Khi lựa chọn MES, Chúng ta cần xem xét các xu hướng sau đây khi đánh giá MES (Hệ thống thực thi sản xuất)

Thu thập dữ liệu tự động từ công nghệ IoT, IIoT. Công nghệ mới cho phép lấy dữ liệu nhanh chóng từ khu vực sản xuất (shop floor) dễ dàng và đơn giản hơn. Dữ liệu chính xác hơn nhập liệu bằng tay.
Tăng cường sử dụng tài liệu điện tử : Cách đây không lâu, nhà điều hành sản xuất đã sử dụng ngăn xếp và ngăn xếp của hướng dẫn sử dụng để mô tả các quy trình, đơn đặt hàng sản xuất và báo cáo sản xuất.Xu hướng bây giờ là thay thế các tài liệu giấy bằng các tài liệu điện tử. MES cũng không ngoại lệ với xu hướng này và cho phép người dùng tạo đơn hàng điện tử sản xuất và nhận thông tin kỹ thuật mong muốn chỉ bằng một cú nhấp chuột.
Gia tăng ứng dụng thiết bị di động : Trong hội thảo, nhà khai thác sử dụng nhiều thiết bị di động hơn dưới dạng máy tính bảng, thiết bị đầu vào để nhập thông tin trực tiếp vào MES (Hệ thống thực thi sản xuất).
Tích hợp tốt hơn với các hệ thống : Khi xem xét ERP được sinh ra từ sự phát triển của MRP, không có gì đáng ngạc nhiên khi việc tích hợp với các hệ thống khác là một xu hướng cơ bản. Từ kho, thông qua bảo trì phòng ngừa (để theo dõi thời gian sử dụng thiết bị) hoặc thông báo cho phần mềm bảng lương để tuân theo chi phí nhân lực dành cho mỗi nhiệm vụ), MES là một liên kết tự nhiên của ERP và hệ thống thông tin công nghiệp của nó.
Việc kết nối máy với hệ thống thực thi sản xuất – MES : Cảm biến và hệ thống liên lạc công nghiệp được kết nối trực tiếp với máy giúp cho máy có thể giao tiếp với máy tính và người vận hành và cho phép các dây chuyền sản xuất được kiểm soát trong thời gian thực (ví dụ: tải xuống công thức trong trường hợp cần thiết).
Hợp nhất dữ liệu và trực quan hóa : Cùng quan điểm, MES cho phép hợp nhất thông tin từ các hệ thống khác nhau, các sản phẩm khác nhau giúp các nhà quản lý sản xuất có một cái nhìn duy nhất để giám sát các hoạt động trong thời gian thực.
Các khả năng ứng dụng Phân tích dữ liệu nâng cao để hỗ trợ các chức năng quản trị sản xuất theo định hướng dữ liệu.