Назначение MES систем и ее связь с автоматическими и автоматизированными производствами.

Назначение MES систем и ее связь с автоматическими и
автоматизированными производствами.
Как добиться успеха в условиях растущей конкуренции? Что нужно
сделать для повышения эффективности работы предприятия? Как снизить
себестоимость
выпускаемой
продукции
без
ущерба
качеству?
При
достаточно больших объемах производства MES-система может стать
мощным средством повышения эффективности.
Существует несколько формулировок определения MES-систем.
1. MES — информационная и коммуникационная система производственной
среды предприятия (определение APICS)
2. MES — автоматизированная система управления и оптимизации
производственной деятельности, которая в режиме реального времени:
 инициирует;
 отслеживает;
 оптимизирует;
 документирует производственные процессы от начала выполнения
заказа
до
выпуска
готовой
продукции
(определение
MESA
International).
3. MES — интегрированная информационно-вычислительная система,
объединяющая инструменты и методы управления производством в
реальном времени
По определению некоммерческой ассоциации MESA (Manufacturing
Enterprise
Solutions
Association),
объединяющей
производителей
и
консультантов-внедренцев MES-систем, MES — это система управления
производством, которая в режиме реального времени способна планировать,
оптимизировать, контролировать и документировать производственные
процессы от начала формирования заказа до выпуска готовой продукции.
Стандарты MES.
Международная ассоциация производителей и пользователей систем
управления производством (MESA International) определила в 1994 году
модель MESA-11, а в 2004 году модель c-MES, которые дополняют модели и
стандарты управления производством и производственной деятельностью,
сформировавшиеся за последние десятилетия:
Cтандарт ISA95, «Интеграция систем управления предприятием и
технологическим
процессом»
(«Enterprise-Control
System
Integration»),
который определяет единый интерфейс взаимодействия уровней управления
производством и компанией и рабочие процессы производственной
деятельности отдельного предприятия.
Стандарт ISA88, «Управление периодическим производством»
(«Batch
Control»),
который
определяет
технологии
управления
периодическим производством, иерархию рецептур, производственные
данные.
Сообщество Открытых Приложений (Open Applications Group,
OAG): некоммерческое промышленное сообщество, имеющее своей целью
продвижение
концепции
бизнесприложениями
и
функциональной
разработку
совместимости
стандартов
между
бизнес-языков
для
достижения указанной цели.
Модель
процессов
цепочки
поставок
(Supply-Chain
Operations
Reference, SCOR): референтная модель для управления процессами цепочки
поставок, связывающая деятельность поставщика и заказчика. Модель SCOR
описывает бизнес-процессы для всех фаз выполнения требований заказчика.
Раздел SCOR «Изготовление» («Make») посвящён, в основном, производству.
Положения работы MES.
Положения работы MES- включают в себя:
 Активация производственных мощностей
 Отслеживание производственных мощностей
 Сбор информации, связанной с производством от:
- Систем автоматизации производственного процесса
- Датчиков
- Оборудования
- Персонала
- Программных систем
 Отслеживание и контроль параметров качества
 Обеспечение персонала и оборудования информацией, необходимой
для начала процесса производства
 Установление связей между персоналом и оборудованием в рамках
производства
 Установление
связей
потребителями,
между
инженерным
производством
отделом,
и
поставщиками,
отделом
продаж
и
менеджментом
 Реагирование на:
- Требования по номенклатуре производства
- Изменение компонентов, сырья и полуфабрикатов, применяемых в процессе
производства
- Изменение спецификации продуктов
- Доступность персонала и производственных мощностей
 Гарантирование
соответствия
применимым
юридическим
актам,
например нормам Food and Drug Administration (FDA) США
 Соответствие вышеперечисленным индустриальным стандартам.
Ассоциация MESA определила 11 основных функций MES:
Контроль
функциональность
состояния
и
MES-систем
распределение
ресурсов
обеспечивает
управление
(RAS).
Эта
ресурсами
производства (машинами, инструментальными средствами, методиками
работ, материалами, оборудованием) и другими объектами, например,
документами о порядке выполнения каждой производственной операции. В
рамках
этой
функции
описывается
детальная
история
ресурсов
и
гарантируется правильность настройки оборудования в производственном
процессе, а также отслеживается состояние электрооборудования в режиме
реального времени.
Оперативное/Детальное
планирование
(ODS).
Эта
функция
обеспечивает оперативное и детальное планирование работы, основанное на
приоритетах, атрибутах, характеристиках и свойствах конкретного вида
продукции, а также детально и оптимально вычисляет загрузку оборудования
при работе конкретной смены.
Диспетчеризация
мониторинг
и
производства
диспетчеризацию
(DPU).
процесса
Обеспечивает
производства,
текущий
отслеживая
выполнение операций, занятость оборудования и людей, выполнение заказов,
объемов, партий и контролирует в реальном времени выполнение работ в
соответствии с планом. В режиме реального времени отслеживаются все
происходящие изменения и вносятся корректировки в план цеха.
Управление документами (DOC). Контролирует содержание и
прохождение документов, которые должны сопровождать выпускаемое
изделие, включая инструкции и нормативы работ, способы выполнения,
чертежи, процедуры стандартных операций, программы обработки деталей,
записи партий продукции, сообщения о технических изменениях, передачу
информации от смены к смене, а также обеспечивает возможность вести
плановую
и
отчетную
цеховую
документацию.
Предусматривается
архивирование информации.
Сбор и хранение данных (DCA). Эта функция обеспечивает
информационное взаимодействие различных производственных подсистем
для получения, накопления и передачи технологических и управляющих
данных, циркулирующих в производственной среде предприятия. Данные о
ходе производства могут вводиться как вручную персоналом, так и
автоматически с заданной периодичностью из АСУТП или непосредственно
с производственных линий.
Управление
персоналом
(LM).
Предоставляет
информацию
о
персонале с заданной периодичностью, включая отчеты о времени и
присутствии на рабочем месте, слежение за соответствием сертификации, а
также возможность учитывать и контролировать основные, дополнительные
и
совмещаемые
обязанности
персонала,
такие
как
выполнение
подготовительных операций, расширение зоны работы.
Управление качеством продукции (QM). Предоставляет данные
измерений о качестве продукции, в том числе и в режиме реального времени,
собранные с производственного уровня, обеспечивая должный контроль
качества и заостряя внимание на критических точках. Может предложить
действия по исправлению ситуации в данной точке на основе анализа
корреляционных
зависимостей
и
статистических
данных
причинно-
следственных связей контролируемых событий.
Управление производственными процессами (PM). Отслеживает
заданный производственный процесс, а также автоматически вносит
корректировку или предлагает соответствующее решение оператору для
исправления или повышение качества текущих работ.
Управление производственными фондами (техобслуживание, MM).
Поддержка процесса технического обслуживания, планового и оперативного
ремонта
производственного
и
технологического
оборудования
и
инструментов в течение всего производственного процесса.
Отслеживание истории продукта (PTG). Предоставляет информацию
о том, где и в каком порядке велась работа с данной продукцией.
Информация о состоянии может включать в себя: отчет о персонале,
работающем с этим видом продукции, компоненты продукции, материалы от
поставщика, партию, серийный номер, текущие условия производства,
несоответствия установленным нормам, индивидуальный технологический
паспорт изделия.
Анализ производительности (PA). Предоставляет отчеты о реальных
результатах производственных операций, а также сравнивает с предыдущими
и ожидаемыми результатами. Представленные отчеты могут включать в себя
такие измерения, как использование ресурсов, наличие ресурсов, время цикла
производственного ресурса, соответствие плану, стандартам и другие.
Система управления производством — это связующее звено между
ориентированными на хозяйственные операции ERP-системами, системами
планирования цепочки поставок и деятельностью в реальном масштабе
времени на уровне производственных линий и оборудования.
Одно из главных отличий MES-систем от ERP — это управление
производственными процессами в реальном времени, т.е. осуществление
непрерывного контроля состояния производственного процесса. Часто
реакция на событие характеризуется жесткими временными соотношениями
(задержка в доли секунды может стать причиной поломки оборудования и
сбоя процесса) и требованиями к технике безопасности (например, в
фармацевтике).
По состоянию на 2004 г. функции, относящиеся к составлению
производственных расписаний (ODS), управлению ТО и ремонтами (MM), а
также цеховому документообороту (DOC), были исключены из базовой
модели MESA-11. Разработка новой модели Collaborative Manufacturing
Execution System (c-MES) была вызвана тем фактом, что при управлении
производством и цепочками поставок надёжный обмен информацией между
несколькими системами необходим гораздо чаще, чем обмен между
несколькими уровнями одной системы. В предыдущем поколении MES
основное внимание уделялось обеспечению информацией пользователей из
числа оперативного персонала, таких как диспетчеры, операторы или
менеджеры. Для совместного использования информации с другими была
разработана модель c-MES. Она дает возможность получить полную картину
происходящего, необходимую для принятия решений. В частности, при
управлении цепочками поставок и принятии решений c-MES предоставляет
информацию о возможностях производства («что»), производительности
(«сколько»), расписании («когда») и качестве («доступный уровень»). Кроме
того за прошедшее время (с 1994 по 2004 гг.) появились информационные
системы, реализующие исключенный функционал:
 Advanced Planning & Scheduling (APS) — решают задачи составления
оптимизированных производственных расписаний
 Enterprise Asset Management (EAM) — отвечает за управление ТОиР
Существует мнение, что APS работает только в сочетании с ERP
системой, в то время как MES этим ограничением не связана. На самом деле
на рынке присутствуют системы APS которые могут быть использован для
расчета
и
оперативной
коррекции
внутрицеховых
производственных
расписаний даже в тех случаях, когда на предприятии отсутствует ERP.
Функции c-MES.
 RAS (англ. Resource Allocationand Status) — Контроль состояния и
распределение ресурсов.
 DPU
(англ.
Dispatching
Production
Units)
—
Диспетчеризация
производства (Координация изготовления продукции).
 DCA (англ. Data Collection/Acquisition) — Сбор и хранение данных.
 LUM
(англ.
Labor/User
Management)—
Управление
людскими
ресурсами.
 QM (англ. Quality Management) — Управление качеством.
 PM
(англ.
Process
Management)
—
Управление
процессами
производства.
 PTG (англ. Product Tracking & Genealogy) — Отслеживание и
генеалогия продукции.
 PA (англ. Performance Analysis) — Анализ эффективности.