Systemy MES a Przemysł 4.0

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 (The International Society of Automation) opracowało standard ANSI/ISA-95 – Enterpise-Control System Integration, który wyróżnia kilka poziomów stosowanych w przedsiębiorstwie systemów i urządzeń. Ten standard definiuje również wymianę informacji i szereguje stosowane w przedsiębiorstwach systemy i 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 jest 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 funkcja, ale jak pokazuje praktyka, nie jedyna funkcji 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 poprzez 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 funkcjonalności. Przykładowo, 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 BPSC 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 przekazane z odbiorów do systemu rozliczenia skupu surowca. Nad całością obiegu surowca czuwa automatyczny system myjący i dezynfekujący wszystkie urządzenia w cyklu produkcyjnym. Oprogramowanie BPSC 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 istotna jest np. łatwość w dostępie 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. Z racji specyfiki 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 jest 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 ma potrzeby ich przetwarzania 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.