Optymalne wykorzystanie mocy produkcyjnych, opłacalność produkcji krótkoseryjnej, lepsza odpowiedź na potrzeby klientów – tak dziś wyglądają najważniejsze cele przedsiębiorstw produkcyjnych. Wpisują się one w ideę Przemysłu 4.0, opartego na integracji świata rzeczywistego (maszyn produkcyjnych) ze światem wirtualnym (technologii informacyjnej). Połączenie tych dwóch światów jest możliwe m.in. dzięki systemom ERP i MES. Pierwszy pozwala zarządzać przedsiębiorstwem, drugi jest łącznikiem między światem maszyn i systemów biznesowych.
Gdyby podjąć się próby opracowania jednozdaniowej definicji czwartej rewolucji przemysłowej, mogłaby ona brzmieć: integracja systemów, maszyn oraz ludzi w jedną sieć przy użyciu technologii informacyjno-komunikacyjnych.
Stowarzyszenie ISA (International Society of Automation) opracowało standard ANSI/ISA-95 – Enterpise-Control System Integration, który wyróżnia kilka poziomów stosowanych w przedsiębiorstwie systemów i urządzeń. Norma ta definiuje również wymianę informacji i szereguje stosowane w przedsiębiorstwach systemy oraz relacje między nimi. Poziomy 0, 1 i 2 dotyczą m.in. fizycznych procesów produkcyjnych, czujników, sterowników PLC, systemów SCADA itp. Poziom 3 dotyczy funkcji ściśle związanych z wykonaniem oraz kontrolą produkcji i to one są elementami składowymi systemów MES. Czwarty poziom to systemy biznesowe i tutaj umiejscowione są funkcje zawarte w systemach ERP.
W kontekście definicji opracowanej przez ISA dla MES-ów i umiejscowieniu ich wśród systemów stosowanych w przedsiębiorstwach wynika, że są one niezbędnym elementem Przemysłu 4.0. Pozwalają na integrację maszyn pracujących na hali produkcyjnej z systemami informatycznymi, co de facto stanowi clou Przemysłu 4.0 i idei inteligentnej fabryki. Bez łącznika nie może nastąpić integracja, a w związku z tym nie może być mowy o produkcji w ramach koncepcji czwartej rewolucji przemysłowej. Mówienie o Przemyśle 4.0 w sytuacji, kiedy nie korzystamy z rozwiązań oferowanych w ramach systemów MES, jest niemożliwe.
Funkcja integratora świata maszyn i systemów biznesowych (ERP) to główna, ale jak pokazuje praktyka, nie jedyna funkcja MES-ów. Systemy te realizują również funkcje związane z zarządzaniem procesami produkcyjnymi, akwizycją danych oraz ich analizą.
Bliskość produkcji
Systemy MES pozwalają na wsparcie zadań związanych z optymalizacją procesów produkcyjnych, łatwy dostęp do dokumentacji czy też uzyskania ścieżki wyrobu. Wszystkie wymienione wyżej funkcje nie są już melodią przyszłości, ale mocno wpisują się w codzienność firm produkcyjnych.
Rozwiązania klasy MES pozwalają na dotrzymanie tempa zmieniającym się wymaganiom odbiorców. Jest to możliwe przede wszystkim dzięki zbieraniu danych w czasie rzeczywistym wprost z maszyn. Pozyskane informacje są bardzo wartościowe ze względu na ich wysoki poziom szczegółowości. To z kolei umożliwia szybką identyfikację potencjalnych problemów oraz aktywne działania skutkujące podniesieniem jakości produkcji oraz obniżaniem kosztów. Ale nie tylko.
Oprogramowanie pozwala również kontrolować przebieg procesów produkcyjnych i weryfikacji ich zgodności ze specyfikacją technologiczną i jakościową oraz reagować na zmiany zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz organizacji. Implementacja zaawansowanego systemu wspierającego produkcję umożliwia lepsze wykorzystanie kapitału przedsiębiorstwa przez np. zastosowanie analiz porównawczych.
Rozwiązania, jakie znajdziemy w systemach klasy MES, mają zastosowanie w zasadzie niezależnie od środowiska produkcyjnego, w jakim funkcjonują. Inaczej mogą być jedynie rozłożone akcenty na poszczególne funkcje.
Na przykład w przypadku środowiska produkcyjnego, gdzie mamy do czynienia z małym asortymentem wyrobów, relatywnie prostymi i stałymi procesami produkcyjnymi oraz partiami produkcyjnymi o wysokim wolumenie, istotne będą dane o wydajności procesu, parametrach jego przebiegu i odchyleniach od normy. Doskonałym przykładem będzie wdrożenie systemu klasy MES w OSM Piątnica. Proces produkcji w Spółdzielni jest w pełni zautomatyzowany i sterowany komputerowo, począwszy od zwiezienia mleka, którego próby są automatycznie pobierane od dostawców, a dane o nich cyfrowo przekazywane z odbiorów do systemu rozliczenia skupu surowca. Nad całością obiegu surowca czuwa automatyczny system myjący i dezynfekujący wszystkie urządzenia w cyklu produkcyjnym. Oprogramowanie MES dla Spółdzielni zostało tak opracowane, aby w przyszłości móc, po niewielkich modyfikacjach, zarządzać pracą robotów.
W przypadku środowiska produkcyjnego, które charakteryzuje się wysokim poziomem indywidualizacji wyrobów i niskimi wolumenami produkcji, bardzo istotny jest np. łatwy dostęp do dokumentacji, zdolność procesów do adaptacji czy też automatyzacja w obszarze przezbrojenia maszyn. Doskonałą ilustracją będzie produkcja w firmie Agmar S.A., która dostarcza systemy obudów metalowych. Ze względu na specyfikę produktu proces wytwarzania w mieleckim przedsiębiorstwie ulega częstym modyfikacjom projektowym i odbywa się w krótkich seriach. Wdrożenie oprogramowania klasy MES pozwoliło usprawnić proces indywidualizacji produkcji i utrzymać wysoki poziom rentowności przy niskim wolumenie produkcji.
Analityka dla zaawansowanych
Jednym z głównych pytań, jakie pojawia się w kontekście MES-ów, jest to, jak systemy tej klasy radzą sobie z obróbką i analityką wielu danych pochodzących z maszyn?
Odpowiadając na to pytanie, na początku należy zastanowić się, jakie dane i jakie analizy mamy na myśli. Czym innym jest analiza danych i trendów w dłuższych okresach, a czym innym analiza danych na potrzeby realizacji bieżących zadań związanych z produkcją i utrzymaniem ruchu. Oczywiście te pierwsze wymagają analizy dużej ilości danych i służą wyciąganiu wniosków raczej przez osoby zarządzające. Nie trzeba ich przetwarzać na bieżąco. Tego typu analizy można wykonywać, korzystając z funkcjonalności systemu ERP lub też wykorzystać dedykowane narzędzia do analizy danych.
Jeżeli chodzi o analizy danych, które są wykorzystywane podczas produkcji przez operatorów lub brygadzistów (np. bieżące wskaźniki dotyczące wydajności, efektywności lub jakości), to tego typu rozwiązania są oferowane w ramach systemów MES. Nie wymagają one obróbki relatywnie dużych ilości danych, co pozwala na wysoki poziom ich dostępności i aktualności.
Przemysław Kędzierski jest Product Ownerem obszaru Produkcja w firmie Biuro Projektowania Systemów Cyfrowych Sp. z o.o.
