Mythes et réalité de la mise en œuvre des systèmes MES. Systèmes MES (système d'exécution de la fabrication, système de contrôle des processus de production): fonctions, tâches, avantages et inconvénients des projets Mes

29/11/2013, vendredi, 12h11, heure de Moscou

Aujourd'hui, les entreprises industrielles sont soucieuses d'accroître leur efficacité. Cette tâche concerne principalement l'organisation des processus de production. Comment optimiser la capacité de charge ? Comment raccourcir le cycle de production et en même temps ne pas réduire la qualité du produit ? Comment bien planifier les travaux de l'usine à court et moyen terme ? Comment savoir exactement ce qui est produit et dans quel atelier en ce moment ? Malheureusement, dans de nombreuses entreprises russes, de telles questions "sont en suspens". Les systèmes MES (Manufacturing Execution System) aident à y répondre. En Russie, il existe encore peu d'exemples de leur utilisation. Anton Sushkevich, directeur général de NVision Group, parle des projets de mise en œuvre de solutions MES et de leurs capacités dans une interview avec CNews.

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Nous nous occupons principalement de l'automatisation de la production basée sur le MES au profit des compagnies pétrolières, des compagnies d'électricité, des industries minières et métallurgiques. Ici, nous sommes aidés par de solides partenariats avec des fabricants mondiaux de plates-formes MES - OSIsoft et Wonderware Invensys. Nous avons développé le plus haut niveau d'expertise dans le raffinage du pétrole et la pétrochimie. Nous mettons en œuvre le MES dans ce secteur depuis 2009, certains de nos experts travaillant dans l'industrie depuis plus de 20 ans. Nous pouvons donc « nous vanter » d'une approche méthodologique bien pensée et d'une solide expérience de mise en œuvre : les systèmes que nous avons créés fonctionnent dans plusieurs grandes raffineries de pétrole avec une capacité totale de traitement de plus de 22 millions de tonnes par an.

CNews : Dites-nous en plus sur les projets dans ce domaine. Quels problèmes commerciaux sont résolus en déployant le MES ?

Anton Sushkevitch : Notre équipe a réalisé l'un des plus grands projets du marché à la raffinerie d'ANK Bashneft. Tout d'abord, la solution MES a été lancée dans l'une des principales usines de traitement du client, puis répliquée avec succès dans d'autres entreprises.

Dans un premier temps, nos spécialistes ont réalisé une étude détaillée des installations technologiques et des flux de la raffinerie, puis ont créé un modèle mathématique de production et l'ont implémenté dans un système d'information basé sur la plateforme PI Systems OSIsoft. Le système d'information est intégré à l'ensemble du complexe APCS de la raffinerie, le transfert des données planifiées depuis SAP ERP est paramétré. Les données APCS sont saisies dans la base de données en temps réel, et les services concernés reçoivent des informations opérationnelles pour le jour de déclaration (avec cumul pour le mois de déclaration, si nécessaire) sur le déroulement du processus de production : comment les installations sont chargées, quelle est la production de produits pétroliers, quels sont les indicateurs de qualité des produits pétroliers. Aujourd'hui, l'introduction du MES se poursuit - le développement d'un système d'information est en cours, qui fait déjà partie intégrante de la gestion de la production.

Le résultat est évident. Tout d'abord, tous les services techniques et économiques de la raffinerie reçoivent en temps réel des données fiables et structurées sur tous les processus de production. Le modèle sous-jacent au système fournit une source unique d'informations sur les processus en cours. Tous les niveaux d'utilisateurs - des opérateurs d'usine et des employés du service d'ingénierie et de métrologie au chef technologue, chef mécanicien et chef répartiteur - travaillent avec les mêmes données. Cela a grandement simplifié et accéléré l'interaction entre tous les départements de l'usine.

Deuxièmement, la direction de la raffinerie a reçu un puissant outil d'analyse, grâce auquel les responsables reçoivent rapidement des données sur la production en ligne et voient l'accomplissement des tâches.

De plus, l'utilisation du MES vous permet de créer une base d'informations pour l'analyse statistique et la prévision, ainsi que la formation du personnel de production. Cette partie n'est pas liée à la gestion opérationnelle directe, mais est très importante pour construire et optimiser les processus de production.

CNews : Y a-t-il des exigences particulières pour l'infrastructure du client ? Quels sont les facteurs de réussite de la mise en œuvre ?

Anton Sushkevitch : La qualité des travaux du MES dépend directement du niveau d'équipement des installations, des machines-outils et autres équipements avec des outils d'automatisation, un parc d'équipements de contrôle et de mesure, etc. Il est important d'utiliser des capteurs et des appareils modernes. Malheureusement, de nombreuses entreprises russes ont des contrôleurs de 30 ans. Cela complique non seulement la mise en œuvre du MES, mais la remet souvent en question. Dans de tels cas, il est plus important d'installer une nouvelle automatisation que de créer un système de niveau supérieur.

Il y a des souhaits particuliers pour le travail de l'équipe de l'entrepreneur et du client. Il est important que le client soit intéressé par le résultat final et fournisse des données de qualité pour les enquêtes. La pratique montre que plus les employés du client sont impliqués dans le processus de mise en œuvre, plus le degré de satisfaction à l'égard du résultat est élevé. L'autre partie ne doit pas non plus faire le projet « pour soi », l'intégrateur doit être extrêmement attentif à son client à toutes les étapes. Dans le projet pour Bashneft, l'équipe commune a parfaitement travaillé : malgré l'ampleur, la mise en œuvre a été réalisée avec une grande qualité et dans les délais. Le système continue d'évoluer sous la supervision des deux parties.

CNews : Les projets sur l'automatisation de la production continue peuvent-ils être qualifiés de typiques ?

Anton Sushkevitch : J'ai déjà noté le caractère unique de chaque production spécifique et la nécessité d'un raffinement personnel et d'un réglage du système. En utilisant l'exemple de l'industrie pétrolière, nous pouvons dire qu'après une implémentation réussie dans l'une des usines, le client décide de reproduire l'expérience positive dans des entreprises similaires, se concentre sur la copie des fonctionnalités déjà implémentées. Dans la plupart des cas, la même plate-forme logicielle et matérielle et la même équipe de mise en œuvre sont choisies comme base.

CNews : Combien coûte la mise en place de systèmes de niveau MES et de quels facteurs dépend le prix ?

Anton Sushkevitch : Le coût de création d'un MES, comme la plupart des projets informatiques, comprend le coût des logiciels et du matériel et des services de mise en œuvre. Le coût du logiciel dépend de la quantité de fonctionnalités et du nombre de sources intégrées. Le prix final d'une solution MES varie de plusieurs centaines de milliers de dollars pour les fonctionnalités de base à plusieurs millions pour une solution complète unique.

Le système MES est exigeant en ressources matérielles, mais la part des coûts d'équipement dans le coût total est insignifiante. Idéalement, le logiciel peut être hébergé sur des serveurs virtuels dans les propres centres de données de l'entreprise. Et de nombreuses grandes entreprises disposent généralement déjà de telles ressources.

CNews : Comment évaluer la rentabilité des projets de déploiement de systèmes MES ?

Anton Sushkevitch : Une conséquence directe de l'introduction du MES est la mise en œuvre exacte du plan de production actuel, le respect des exigences de qualité des produits, la minimisation des rebuts, les arrêts imprévus des équipements et la réduction des coûts énergétiques. Chacun est bien conscient que même une légère amélioration de ces paramètres affecte directement la performance financière de l'entreprise dans son ensemble. Il est également important que le MES fournisse des statistiques dont l'analyse aide les entreprises à réduire le risque de pannes d'équipements qui, d'une manière ou d'une autre, entraînent des pertes économiques.

Selon les données généralisées de l'association internationale des fabricants et utilisateurs de MES, la charge effective des équipements lors de l'utilisation de tels systèmes augmente de 30 à 60%, la réduction des coûts énergétiques est proche de 40% et la période de récupération atteint 6 mois . Bien sûr, il est assez difficile d'évaluer à l'avance tous les effets positifs pour chaque cas spécifique, mais on peut dire que ce sont les systèmes MES qui affectent directement la performance économique de la production.

CNews : Quelles sont, selon vous, les perspectives de développement de cette zone en Russie ?

Anton Sushkevitch : Certainement le plus heureux. Ces systèmes se sont déjà généralisés en production continue - production de pétrole et de gaz, raffinage du pétrole, pétrochimie. Les compagnies pétrolières dans la plupart de leurs raffineries ont déjà terminé la mise en œuvre de la fonctionnalité principale du MES et passent maintenant à la création d'applications analytiques, des outils d'optimisation des processus de production. Selon nos prévisions, dans les années à venir, l'industrie sera en demande de solutions d'équilibrage des bilans matières et énergétiques, ainsi que d'amélioration des procédés technologiques.

Les solutions MES sont demandées dans l'industrie minière, la métallurgie, la métallurgie, l'ingénierie mécanique, mais il y a encore peu de projets. La majorité des entreprises de ces industries doivent installer des équipements d'automatisation modernes, augmenter le degré d'intelligence et de contrôlabilité des processus technologiques. Cependant, les facteurs contraignants sont nombreux : la réduction des programmes d'investissement due au ralentissement de la croissance économique mondiale, la concurrence accrue des importations. Mais sans parier sur l'efficacité de la production, il est impossible de maintenir la part de marché et la croissance des bénéfices, donc je pense que dans un avenir proche, les systèmes MES prendront leur place dans le paysage informatique de toute entreprise.

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Les systèmes MES sont des systèmes informatisés utilisés dans la fabrication pour suivre et documenter la transformation des matières premières en produits finis. Ils fournissent des informations qui aident les décideurs à comprendre comment les conditions actuelles de l'usine peuvent être optimisées pour améliorer la production. Les MES fonctionnent en temps réel pour fournir un contrôle sur plusieurs éléments du processus de fabrication (par exemple, les entrées, le personnel, les machines et les services d'assistance).

Comment ça fonctionne?

Les systèmes de gestion unifiés MES peuvent fonctionner dans plusieurs domaines fonctionnels : gestion des définitions de produits tout au long de leur cycle de vie, planification des ressources, exécution et expédition des commandes, analyse de la production et gestion des temps d'arrêt pour l'efficacité globale des équipements (OEE), qualité des produits ou suivi des matériaux, etc. d.

Un tel système crée un enregistrement "intégré", capturant les données, les événements et les résultats du processus de production. Cela peut être particulièrement important dans les industries réglementées telles que l'alimentation et les boissons ou les produits pharmaceutiques, où la documentation et la validation des processus, des événements et des activités peuvent être nécessaires.

L'idée de MES peut être considérée comme une étape intermédiaire entre un système de planification des ressources d'entreprise (ERP) et un système de gestion des contrôles et des assemblages (SCADA) ou un système de contrôle de processus.

Au début des années 1990, des groupes industriels tels que MESA (International-Manufacturing Enterprise Solutions Association) ont été formés pour réglementer la complexité et faire des recommandations pour l'exécution des systèmes MES.

Avantages

Ces systèmes aident à créer des processus de fabrication sans faille et fournissent des informations en temps réel sur les exigences. De plus, ils fournissent toutes les informations critiques en un seul endroit. Les autres avantages de la mise en œuvre réussie des systèmes MES peuvent inclure :

1. Réduire la quantité de déchets, leur traitement et leur destruction, y compris dans un délai plus court.
2. Collecte plus précise des informations sur les coûts (telles que la main-d'œuvre, les temps d'arrêt et les outils).
3. Augmentez la disponibilité.
4. Mise en place du travail sans papier.
5. Réduisez les surplus en éliminant les stocks au cas par cas.

Types de SEM

Une grande variété de systèmes MES ont vu le jour avec l'utilisation généralisée des données collectées dans un but précis. Leur développement ultérieur au cours des années 1990 a conduit à une augmentation de leur fonctionnalité. La Manufacturing Enterprises Association (MESA) a ensuite mis en place une structure en définissant 11 caractéristiques qui limitaient la portée du MES. En 2000, la norme ANSI/ISA-95 a fusionné ce modèle avec le Purdue Reference Model (PRM).

Une hiérarchie fonctionnelle a été définie dans laquelle les MES de direction étaient au niveau 3 entre les ERP au niveau 4 et la maîtrise des processus aux niveaux 0, 1, 2. Depuis la publication de la troisième partie de la norme en 2005, les activités au niveau 3 ont été divisées en quatre opérations principales : production, qualité, logistique et maintenance.

Entre 2005 et 2013, des parties supplémentaires ou révisées de la norme ANSI / ISA-95 ont défini le matériel MES plus en détail, couvrant la manière dont les fonctions sont distribuées en interne et les informations sont échangées à la fois en interne et en externe.

Domaines fonctionnels

Au fil des années, les normes et modèles internationaux ont élargi le champ de ces outils en termes de performances. En règle générale, l'objectif et les fonctions des systèmes MES comprennent les éléments suivants :

1. Gérer les définitions de produits. Cela peut inclure le stockage, la gestion des versions et l'échange de données avec d'autres systèmes tels que les règles de production, la nomenclature, le nombre de ressources, les jalons de processus et les données de qualité, qui visent tous à déterminer comment un produit est construit.
2. La gestion des ressources. Cela peut inclure l'enregistrement, l'échange et l'analyse d'informations sur les ressources de préparation et d'exécution des ordres de fabrication qui sont possibles et disponibles.
3. Planification (processus de production). Ces activités définissent le calendrier de production comme un ensemble d'ordres d'exécution pour répondre aux exigences de production, généralement dérivés de la planification des ressources d'entreprise ou de systèmes de planification avancés spécialisés, garantissant une utilisation optimale des ressources locales.
4. Envoi des ordres de fabrication. Selon le type de processus de production, cela peut inclure une distribution supplémentaire des lots, des cycles et des ordres de travail, leur émission vers les centres de travail et l'adaptation aux conditions imprévues.
5. Exécution des ordres de fabrication. Alors que l'exécution proprement dite est gérée par les systèmes de contrôle de processus, le MES peut effectuer des vérifications des ressources et tenir les autres systèmes informés de l'avancement des processus de fabrication.
6. Collecte des données de production. Cette fonction MES comprend la collecte, le stockage et l'échange de données de processus, d'états de machines, d'informations sur les matériaux et de journaux de production dans un classeur ou une base de données relationnelle.
7. Analyse des performances de production. Il obtient des informations utiles à partir des données brutes collectées sur l'état actuel de la production. Ils incluent des revues de performances (WIP) et des performances historiques (telles que l'efficacité globale de l'équipement ou toute autre mesure similaire).
8. Suivi et traçabilité de la production. Il s'agit de l'enregistrement et de la récupération d'informations connexes afin de présenter un historique complet des ventes, commandes ou équipements. Ce domaine est particulièrement important pour les industries liées à la santé. Il s'agit, par exemple, de la production de produits pharmaceutiques.
9. Numérisation des données complètes des journaux à l'interface des appareils numériques à l'aide de la fonction de verrouillage d'édition, ainsi que la sortie des données du SCADA vers une banque de données commune.

Communication avec d'autres systèmes

Le système de gestion de la production MES s'intègre à ISA-95 (modèle précédent de Purdue, "95") avec de multiples relations et connexions. L'ensemble des systèmes fonctionnant au niveau 3 de la norme ISA-95 peut être appelé outils de gestion des opérations de fabrication (MOMS). En plus du MES, il existe généralement un système de gestion des informations de laboratoire (LIMS), un système de gestion d'entrepôt (WMS) et un système informatisé de gestion des services (GMAO).

Du point de vue du MES, les flux d'informations possibles sont :

• dans le LIMS : demandes de tests de qualité, échantillons d'échantillons, données de processus statistiques ;
• du LIMS : résultats des tests de qualité, certifications des produits, résultats des tests ;
• dans WMS : demandes de ressources matérielles, détermination des matières, livraisons des produits ;
• depuis WMS : disponibilité des matières, lots de matières échelonnés, expédition du produit ;
• dans la GMAO : le matériel informatique, sa finalité, les demandes de service ;
• depuis la GMAO : avancement de la maintenance, capacités des équipements, planning de maintenance.

Communication avec les systèmes de couche 4

Des exemples de systèmes fonctionnant au niveau ISA-95 4 sont la gestion du cycle de vie des produits (PLM), la planification des ressources d'entreprise (ERP), la gestion de la relation client (CRM), la gestion des ressources humaines (HRM), le système d'exécution des processus (PDES).

Du point de vue des systèmes MES, des exemples de flux d'informations possibles sont :

• au PLM : résultats des tests de production ;
• du PLM : définition des produits, comptes de transactions (routes), instructions de travail électroniques, paramétrage des équipements ;
• à l'ERP : résultats des activités de production, matières produites et consommées ;
• depuis l'ERP : planification de la production, besoins en commandes ;
• en CRM : suivi des informations ;
• du CRM : réclamations produit ;
• à la GRH : efficacité du personnel ;
• de HRM : compétences du personnel, disponibilité du personnel ;
• au PDES : résultats des tests ;
• du PDES : définition du flux de production, définition des expérimentations (DoE).

Dans de nombreux cas, les systèmes Middleware Enterprise Application Integration (EAI) sont utilisés pour échanger des messages entre le MES et le niveau 4. Une définition de données commune, B2MML, a été définie dans la norme ISA-95 pour associer le MES aux systèmes de niveau 4 ci-dessus.

Communication avec les systèmes de niveau 0, 1, 2

Les systèmes fonctionnant au niveau ISA-95 2 sont le contrôle de supervision et l'acquisition de données (SCADA), les contrôleurs logiques programmables (PLC), les systèmes de contrôle distribués (DCS) et les systèmes d'automatisation par lots. Les flux d'informations entre le MES et ces systèmes de contrôle de processus sont à peu près les mêmes :

• vers PLC : instructions de travail, recettes, réglages ;
• depuis l'automate : valeurs process, alarmes, consignes ajustées, résultats de production.

La plupart des systèmes MES incluent la connectivité dans le cadre de leur offre de produits. Un lien direct avec les données des équipements de l'usine est établi par synchronisation avec les données.Souvent, les données sont d'abord collectées et diagnostiquées pour le contrôle en temps réel dans un système de contrôle distribué (DCS) ou un contrôle de surveillance et d'acquisition de données (SCADA). Dans ce cas, les MES sont connectés à ces systèmes de couche 2 pour échanger des données dans les ateliers.

La norme de l'industrie pour la connexion aux éléments de fabrication est OLE pour le contrôle de processus (OPC). Mais maintenant, la norme de l'industrie a commencé à passer à OPC-UA. Les systèmes modernes compatibles OPC-UA ne fonctionneront pas nécessairement uniquement sur Microsoft Windows, ils sont conçus pour fonctionner sur GNU/Linux ou d'autres systèmes embarqués. Cela réduit le coût des systèmes SCADA et les rend plus ouverts avec une sécurité robuste.

Les entreprises manufacturières utilisent des systèmes MES sur le marché pour suivre les matières premières tout au long du parcours de l'usine jusqu'à l'état final. Lorsqu'il est utilisé correctement, ce système peut réduire les déchets, fournir un reflet plus précis des coûts, augmenter la disponibilité et réduire le besoin d'inventaire. Il y a quelques faits de base que tout le monde devrait connaître sur les systèmes d'exécution de production.

Ils gèrent les définitions de produits

Tout gestionnaire expérimenté sait que le moindre changement de matériau peut complètement changer l'état fini d'un produit. Une carence ou un excès peut entraîner de graves changements dans la qualité du produit. Tout cela peut entraîner des coûts supplémentaires.

Les fonctionnalités de base des systèmes MES vous permettent de suivre activement les composants qui composent votre produit. Ils vous donnent la possibilité d'attribuer des paramètres rigides à votre équipement de production, ce qui, en fin de compte, réduit les déchets et économise de l'argent.

Ils valorisent adéquatement les ressources de production (avec un peu d'aide)

Comme mentionné ci-dessus, les systèmes de classe MES peuvent déterminer la quantité exacte de matériau nécessaire pour créer un produit, ce qui vous permet de créer une définition claire du produit et de maintenir son intégrité. De plus, vous aurez toujours une idée de ce que sont vos ressources en production. Cette catégorie comprend tout, de la comptabilisation des matériaux physiques à la connaissance du nombre de machines en cours d'entretien ou de la main-d'œuvre nécessaire pour effectuer un travail. Le MES combiné à l'APS (Advanced Planning and Scheduling) a la capacité de prédire de manière réaliste les dates de sortie des produits pour 100 % de toutes les ressources dont vous disposez au moment de la distribution.

Ils peuvent être intégrés à d'autres systèmes de production

Seuls, les systèmes d'exécution de la production ont souvent la capacité de planifier les processus de production, mais à un niveau de "capacité infinie", et peuvent donc techniquement fonctionner comme un logiciel de planification autonome. Cependant, ils ont tendance à mieux fonctionner lorsqu'ils sont utilisés conjointement avec d'autres logiciels de traitement de fabrication tels que APS, de sorte que les contraintes finales peuvent également être prises en compte pour une planification plus précise et optimisée.

APS définit un calendrier de production comme un ensemble d'ordres de travail pour répondre aux exigences de production, généralement dérivé de la planification des ressources d'entreprise (ERP), qui à son tour aide à tirer le meilleur parti de l'utilisation des ressources.

Ils fournissent une analyse de l'efficacité de la production

Une fois qu'un produit a commencé à entrer en production, MES peut générer des rapports basés sur son état actuel. Les travaux en cours, divers chiffres historiques et toutes les autres données de performance peuvent être suivis à l'aide de ce système.

Suivi des données de fabrication

Lorsqu'un produit quitte enfin la chaîne de production, MES garde une trace de toutes les données le concernant et les enregistre pour une utilisation ultérieure. De plus, le système vous fournira non seulement un journal numérique organisé de vos données produit, mais il pourra également agréger ces informations pour de futurs rapports. Quels que soient vos objectifs internes ou externes, vous disposerez de mises à jour actuelles sur la vitesse de vos processus de production, ce qui vous aidera en fin de compte à réaliser plus de bénéfices.

Combiné avec MES, il peut être incroyablement utile pour tout responsable qui souhaite augmenter le temps et la vitesse de production. Une gestion adéquate des ressources, une planification de la production et un suivi des produits permettront à toute entreprise d'augmenter la production et de réduire les déchets de manière à la fois habile et calculée.

MES et APS - ensemble ou séparément ?

Avant d'examiner les systèmes MES, vous devez comprendre comment ils interagissent avec d'autres outils similaires. Ainsi, APS (Advanced Planning & Scheduling) est sa propre catégorie de logiciels, comme ERP ou MES. L'APS couvre la planification stratégique, tactique et opérationnelle. Le dernier cas d'utilisation opérationnel est considéré à plusieurs reprises comme le cœur de l'APS. Ici, la planification est le développement d'un objectif final au quotidien. Son essence est de développer des plans possibles pour minimiser les stocks excédentaires et réduire les délais. Il existe de nombreux fournisseurs de systèmes APS que vous pouvez trouver ces jours-ci.

D'autre part, le système MES exécute des commandes et des contrôles. Il existe des logiciels MES à la fois sans aucune fonctionnalité de planification et avec des fonctionnalités limitées. Dans tous les cas, les possibilités ne sont pas aussi étendues que dans un logiciel APS pur. Dans le "MES Product Review" annuel, la proportion de fonctionnalités FCS avec le logiciel MES augmente. Comme il s'agit d'un logiciel transactionnel, il est assez difficile de mettre en œuvre toutes les fonctions d'ordonnancement étendues dans ce contexte. La planification et la prévision nécessitent la simulation de divers scénarios et ne doivent pas automatiquement affecter l'exécution des tâches.

En intégrant étroitement les systèmes MES et APS (sous la forme d'une boucle fermée), toutes les riches fonctionnalités de l'APS sont utilisées sans aucune restriction. Si ce système prend en charge la planification multi-sites et un Internet puissant, toute la chaîne d'approvisionnement peut être planifiée, exécutée et contrôlée en temps réel - dans le monde entier sans restrictions géographiques. Par exemple, lorsque vous démarrez une opération (phase de travail) en Chine, le planificateur aux États-Unis peut voir l'avancement de la commande en temps réel. De plus, le vendeur peut se connecter à l'application MES/APS via Internet et voir quand le produit sera envoyé au client, sans appels téléphoniques ni e-mails.

MES et MOM : quelle est la différence ?

La terminologie peut prêter à confusion dans l'industrie du logiciel, surtout si vous débutez. Malheureusement, cette observation est vraie pour les logiciels dans l'industrie et la fabrication. De nombreux systèmes différents ont été utilisés au fil des ans, mais seules 2 abréviations prêtent à confusion :

• MES - Système d'exécution de la fabrication.
• MOM - gestion des opérations de fabrication.

Pour comprendre la différence entre eux, il est nécessaire de procéder à une analyse comparative des systèmes MES (tableau PDF) et MOM. Vous pouvez mettre en évidence leurs similitudes et leurs différences au cours de la description.

Comme indiqué ci-dessus, le MES a été utilisé pour la première fois par AMR dans les années 1990, remplaçant le système Computer Computing Manufacturing (CIM) adopté pour la première fois à la fin des années 1980. Cela s'est produit avant que de nombreuses normes de l'industrie (telles que ISA-95) ne soient établies, et certainement bien avant que l'ERP ne devienne la principale colonne vertébrale informatique de la plupart des entreprises manufacturières mondiales.

De nombreux premiers systèmes MES ont été intentionnellement construits fermés. Pour cette raison, ils n'avaient pas la flexibilité nécessaire pour s'adapter à l'évolution des besoins de l'entreprise. Cela a abouti à de nombreuses implémentations précoces ayant de très longs calculs et créant souvent un processus d'implémentation qui semblait sans fin. Pour ces raisons, lors de son introduction en production, le système MES s'est initialement forgé une réputation d'outil coûteux et risqué qui ne parvenait souvent pas à atteindre les objectifs de retour sur investissement initiaux.

Dans le même temps, de nombreux travaux se sont poursuivis dans le domaine de l'automatisation industrielle et un certain nombre de normes au niveau du package (telles que ISA-88 et ISA-95) ont émergé. Ils ont défini le terme Manufacturing Operations Management (MOM). Des activités et des processus commerciaux détaillés ont été définis dans ce système, y compris la production, la qualité, le service et l'inventaire.

Développement MOM

Les nouvelles conditions du marché ont conduit à l'émergence de développeurs qui souhaitent changer de marque et se séparer des produits du passé, à savoir du MES. Beaucoup d'entre eux ont adopté le terme MOM et ont qualifié leurs propositions de nouvelle solution. Ils offraient la flexibilité et l'évolutivité nécessaires pour faire du système une véritable application d'entreprise, notamment :

• architecture basée sur une plate-forme personnalisable et extensible ;
• intégration standardisée avec l'ERP ;
• intégration basée sur des normes avec l'automatisation industrielle ;
• modèle de données de production normalisé ;
• larges opportunités - modélisation, visualisation, optimisation, mise à jour et coordination des processus commerciaux de production dans le monde entier ;
• gestion des événements - la capacité de collecter, résumer, analyser et répondre aux événements de production en temps réel.

Malgré cette tendance, les développements antérieurs n'ont pas été oubliés. Les principaux fournisseurs de MES n'ont pas abandonné leur produit. Au lieu de cela, ils ont repensé leurs systèmes et les ont dotés de capacités qui rivalisent avec celles de MOM.

Quelle est donc la différence ?

Aujourd'hui, l'acronyme MOM fait généralement référence à des processus métier plutôt qu'à des logiciels. La désignation "MOM Platform" (MOM Solution) est le plus souvent utilisée pour se différencier des anciennes solutions MES et possède les capacités énumérées ci-dessus.

Le MES est encore utilisé dans la plupart des cas. Il peut parfois avoir des capacités similaires à MOM, mais contrairement à MOM, il se développe à un rythme plus rapide.

Exemples MES

Trois de ces systèmes sont aujourd'hui en tête en Russie. Tous sont conçus pour un meilleur contrôle de la production, mais sont conçus pour une version à petite échelle de celle-ci. En même temps, il y a des différences entre eux.

Le système FOBOS MES est utilisé dans les industries de construction mécanique de taille moyenne et relativement grande. Ses principales fonctions sont la gestion et la planification intra-boutique. Il s'intègre nécessairement au système ERP (ou "1C: Enterprise"), y redirige toutes les données reçues.

YSB.Enterprise a été créé pour l'industrie du bois. De plus, il présente certaines caractéristiques qui le rendent plus adapté aux petites entreprises (celles où seul 1C ne suffit plus). Le système MES a trop peu de fonctions spécifiques et nécessaires pour un travail à part entière, mais en même temps, il contient des options supplémentaires, y compris la gestion des ventes et de la comptabilité.

PolyPlan a un ensemble encore plus petit de fonctions MES, mais en même temps, il se présente comme un outil de planification opérationnelle dans le domaine de l'ingénierie mécanique (pour une production flexible et automatisée). Le coût de ce type de système MES est le plus bas.

L'exécution et le contrôle (MES) ont traditionnellement lié l'ERP (et d'autres systèmes d'entreprise) et le contrôle et la surveillance des flux de données dans les usines. Déchiffrer MES (abréviations) traduites en russe ressemble littéralement à «système de gestion de la production». En fait, ils agissent comme des systèmes d'exploitation pour la gestion de l'installation. Ont été développés et se développent dans le cadre de la production "intelligente", de la transformation industrielle et de la gestion de bout en bout des opérations de production.

Les systèmes de gestion de la production sont plus importants que jamais pour la performance aujourd'hui. L'usine numérique de fabrication intelligente est axée sur les données et transforme toutes les informations collectées et agrégées en valeur commerciale. Par exemple, cela peut être fait en améliorant la gestion des actifs, des stocks et des matériaux, en obtenant des informations sur les processus de production pour une meilleure prise de décision, la productivité et la gestion de la qualité. Ces étapes sont réalisées en coordonnant les activités de production.

Mesurer la valeur et les avantages (quantitatifs et qualitatifs) tirés de l'utilisation d'un système MES est aujourd'hui plus important que jamais.

Les systèmes de gestion de la production ne sont pas une nouvelle invention. Comme de nombreux systèmes d'information en évolution, ils ont changé au fil du temps à mesure que de nouvelles technologies (telles que le stockage en nuage et l'IdO) ont émergé.

À la base, le système d'exécution de la fabrication est une collaboration entre la planification de la production et la façon dont la production est organisée. Si nous comparons ce processus avec le système nerveux, alors le MRP peut être considéré comme le cerveau et le MES comme le système nerveux.

Le MES comprend plusieurs aspects :

• fournir aux employés les informations nécessaires pour démarrer et exécuter la production ;
• fournir à la direction un aperçu de l'avancement des ordres de fabrication ;
• Contrôle de qualité;
• collecte de statistiques pour l'analyse de l'efficacité de la production.

Qu'est-ce que le SEM ?

Très souvent, le MES est considéré comme un ensemble de capteurs ou de détecteurs. Ils devraient collecter les données automatiquement et les envoyer quelque part. En fait c'est une simplification. Le concept de Manufacturing Execution System est beaucoup plus large. Ce système déplace les informations entre la planification de la production et l'exécution dans les deux sens, et les capteurs ne collectent que des données. De plus, les moyens techniques ne représentent ni n'analysent les informations collectées.

Bien entendu, des capteurs peuvent être intégrés au système MES, mais ils n'en constituent pas l'essentiel. Les informations peuvent être collectées de nombreuses manières qui se complètent et se testent mutuellement.

ERP et MES

Alors que de nombreux progiciels ERP pour les PME prétendent être parfaitement adaptés à la fabrication, cela n'est en réalité vrai que dans une certaine mesure. Ils peuvent contenir des modules qui sont généralement utiles pour la plupart des entreprises, comme la gestion des stocks (réserves) ou le CRM. Mais, s'ils ne sont pas axés sur la production, ils n'incluent pas les systèmes d'exécution de la production.

Au contraire, MES est un logiciel de planification des ressources depuis le début qui se concentre sur le fabricant. Pour cette raison, et en plus du module de planification de la production, il contient généralement des conditions spéciales qui permettent d'organiser le processus de production dans les magasins. Doté d'une interface personnalisée avec un texte plus grand qui peut être exécuté sur des ordinateurs, des tablettes et d'autres appareils portables, MES est un moyen pratique pour les employés de recevoir des affectations et de signaler leurs progrès. Les informations de reporting sont immédiatement disponibles pour la direction (ce qui signifie l'avancement de la production) et des indicateurs de performance en temps réel peuvent être consultés, y compris l'OEE (Overall Equipment Effectiveness).

Disposer d'informations factuelles et les utiliser peut augmenter l'efficacité, augmenter la réactivité, améliorer les processus et améliorer la satisfaction des clients.

Qu'est-ce que ça veut dire?

Sur la base de ce qui précède, une définition complète et exhaustive d'un système MES est la suivante. Ce sont des systèmes informatisés automatisés utilisés en production pour suivre et enregistrer la transformation des matières premières en produits finis. Ces outils collectent et fournissent des informations qui peuvent vous aider à prendre des décisions sur la façon dont vous pouvez optimiser votre environnement de production existant pour rendre votre sortie plus efficace. Le MES fonctionne toujours en temps réel, ce qui vous permet de garder le contrôle sur plusieurs parties du processus de production en même temps (par exemple, le personnel, les entrées, l'équipement et les services de soutien).

Les MES sont capables de fonctionner dans plusieurs zones de production à la fois :

• la planification des ressources;
• gérer l'utilisation des produits tout au long de leur cycle de vie ;
• l'exécution des commandes et l'expédition connexe ;
• analyser la production et donc gérer les temps d'arrêt pour améliorer l'efficacité globale des équipements (OEE);
• suivi des matériaux et gestion de la qualité, etc.

Il existe trois approches pour choisir un système MES qui doivent être considérées. Ils ressemblent à ça. Vous pouvez tirer parti des ressources internes de votre installation, choisir de sous-traiter à une société tierce ayant de l'expérience dans l'automatisation et le développement de logiciels, ou acheter une solution éprouvée, clé en main et à long terme auprès d'une société spécialisée dans les systèmes d'exécution de fabrication.

Ressources internes

Cette option a un taux de réussite extrêmement faible. Les ressources internes peuvent sembler être la solution la moins chère, mais elles prendront la plupart de votre temps et finiront par être assez coûteuses. Dans le pire des cas en pratique, l'entreprise développe son propre système depuis plus de 10 ans et emploie plus d'une centaine de salariés. Le résultat a été un projet qui n'a pas tout à fait fonctionné, dont les outils étaient tellement obsolètes qu'il était impossible de trouver des développeurs ayant les compétences requises depuis 10 ans. Dans cette variante, les gens peuvent avoir une vaste connaissance des exigences matérielles spécifiques, mais manquent généralement de l'expérience nécessaire pour comprendre l'architecture, la conception et l'intégration d'un système avant-gardiste.

Entreprise avec automatisation et développement de logiciels

Les entreprises de cette catégorie peuvent avoir du talent et de l'expérience dans un environnement de fabrication, mais n'ont généralement pas la capacité réelle d'exécuter et de faire évoluer une solution à long terme. Ils peuvent assembler et développer une solution MES, mais ils ont une expérience limitée des outils d'automatisation des bâtiments. En règle générale, tous les exemples de systèmes MES créés sur une telle commande sont des tentatives ponctuelles qui n'ont pas de perspective objective pour garantir des retours complets. Les connaissances sur les caractéristiques de modification et d'expansion d'un système particulier sont généralement détenues par une ou deux personnes, ce qui limite la viabilité à long terme de la solution. Ils sont généralement développés et limités par les capacités de la boîte à outils de la couche d'automatisation. Les inconvénients des systèmes MES de ce niveau sont qu'ils ne sont pas créés à l'aide d'une approche avancée du développement logiciel.

Solution clé en main d'une entreprise de confiance

Le meilleur MES est une architecture conçue et intégrée par des experts. Par exemple, certaines des plus grandes entreprises ont documenté des systèmes de qualité de développement de logiciels, des procédures de test rigoureuses, des connaissances logicielles avancées, une large base d'installation et une compréhension approfondie d'une gamme de capacités de fabrication. Ces fabricants, guidés par des années d'engagement à fabriquer les meilleurs produits dans leur domaine d'expertise, conçoivent des produits prêts à être améliorés en permanence.

Le coût qu'un client paie pour une telle solution offre un retour sur investissement (ROI) inégalé. De plus, souvent, ces fabricants non seulement respectent pleinement les normes MES, mais sont également des innovateurs. En recevant des versions logicielles régulières, le client bénéficie toujours des développements clés des fonctionnalités et des technologies. En fait, c'est la seule option qui garantit que l'entreprise recevra la meilleure technologie, et donc elle offrira le meilleur rapport qualité-prix à long terme.

Quels sont les avantages du MES ?

La mise en œuvre correcte d'un tel système améliore l'efficacité d'une organisation de fabrication. Avant l'avènement des systèmes informatiques, le MES consistait en des tableaux et des graphiques manuscrits avec des presse-papiers vérifiant les niveaux d'inventaire. Il fournit les bonnes informations au bon moment, indiquant à la direction de l'usine comment optimiser les conditions actuelles pour améliorer la production. Essentiellement, ce système suit le processus de fabrication depuis la phase de matière première jusqu'au produit fini.

Aujourd'hui, les ordinateurs sont équipés de MES dans la plupart des usines, offrant une richesse de données et d'analyses auparavant inaccessibles avec les méthodes traditionnelles. Il représente de nombreuses qualités précieuses pour les fabricants. Les principaux avantages des systèmes MES méritent d'être examinés en détail.

Le calcul des coûts devient plus précis

Avec le MES, divers coûts tels que la main-d'œuvre, les déchets, les temps d'arrêt et la maintenance sont enregistrés en temps réel directement depuis l'atelier. Les équipes de direction, à leur tour, utilisent ces données pour évaluer les modèles commerciaux non rentables et peuvent immédiatement travailler sur les prix et les nouveaux projets. Étant donné que d'autres systèmes utilisent également ces données, le MES permet à votre entreprise d'augmenter la productivité sur tous les sites de fabrication.

Réduire les niveaux de gaspillage et de surcharge

Les fonctions du système MES vous permettent d'analyser avec précision les lignes de production et les produits finis. Par conséquent, il détecte toute incohérence ou aberration sur ces lignes, les arrêtant immédiatement pour limiter la quantité de produits de mauvaise qualité et le gaspillage de matériel.

Réduire les temps d'arrêt

Grâce à l'utilisation du MES, il devient possible de générer des calendriers de production réalistes. Les tâches MES font un excellent travail de suivi de la quantité et de la qualité des stocks, des matières premières et des pièces. Cela permet de gagner du temps lors de la reconfiguration des plannings alors qu'une partie de la production tourne en continu. Grâce à cela, il devient possible d'inclure la planification du personnel dans ce programme, en utilisant efficacement les ressources disponibles.

Réduction des coûts

Grâce à l'utilisation du MES, il devient possible d'ordonner logiquement toutes les opérations. En effet, la direction de l'entreprise reçoit un compte rendu détaillé de tous les produits, matériaux, temps et main-d'œuvre nécessaires à l'exécution des travaux. Ce processus réduit finalement les coûts ou libère du personnel des lignes de production existantes.

Réduction du surplus

Le stockage des stocks excédentaires a un coût. De plus, payer les excédents de production, le transport, le stockage et le contrôle de ces biens peut s'avérer trop onéreux. Le MES mettra continuellement à jour les registres d'inventaire indiquant tout excédent en détail. Cela signifie que tous les services d'achat, d'expédition et de planification seront constamment informés de ce qui est disponible dans chaque établissement et de ce qu'ils doivent commander.

De toute évidence, le MES fait plus que simplement suivre le nombre de produits qui sortent des chaînes de production. L'augmentation de l'efficacité de l'usine commence par des enregistrements précis de l'avancement du travail, de l'utilisation des matériaux et du temps passé. Les systèmes MES accomplissent cette tâche avec facilité et précision.

Quelle peut être la conclusion ?

Sur la base de ce qui précède, le MES est un système complexe qui contrôle toutes les activités qui se déroulent dans la production. Son travail commence par diverses commandes de clients et se termine par une analyse des systèmes MRP, du calendrier directeur et d'autres sources de planification. Tout cela nous permet de produire des produits de la manière la plus efficace, la moins coûteuse, la plus rapide et la plus qualitative.

Pourquoi n'est-il pas possible de générer simplement un planning de commande depuis l'ERP ?

La production moderne est un environnement complexe et en constante évolution. La planification doit tenir compte du niveau de variation qui dépasse généralement le cadre des systèmes traditionnels - MRP, Master Scheduling, etc. Le MES prend en compte et contrôle les détails les plus importants de ce processus.

Les situations de production imprévisibles peuvent inclure :

• pannes de voiture;
• absence de journée de travail planifiée;
• modification du temps requis pour terminer les travaux;
• le temps de nettoyage et d'entretien de l'équipement ;
• modification des délais de livraison ;
• problèmes de qualité des produits ;
• plans de travail alternatifs;
• liste de pièces modifiée ;
• la présence ou l'absence de transport ;
• disponibilité de ressources de qualité;
• modifications pour minimiser le temps de traitement, les paramètres.

Par conséquent, il est nécessaire de fournir les bons outils et les informations importantes à tout le personnel de chaque département de production afin que les produits soient fabriqués de la manière la plus optimale possible. Un bon système de production fonctionne en temps réel, permettant aux planificateurs de réagir à une dispersion immédiate dans l'atelier. MES répond également immédiatement à toutes les modifications, ce qui vous permet de prendre des décisions plus rapides sur des éléments tels que les coûts, la dégradation de la qualité et les retards de livraison. C'est pratiquement la base de tout ce qui se passe dans l'atelier.

Intégration en boucle fermée

Une autre caractéristique essentielle du MES est sa capacité à s'intégrer à des systèmes similaires. Cela éliminera non seulement le cycle sans signification des données collectées, mais vous permettra également de faire les ajustements nécessaires pour rapprocher les systèmes environnants de la réalité. Par exemple, les informations critiques de l'atelier sont nécessaires pour mettre à jour d'autres éléments du système ERP tels que l'inventaire, les coûts et les achats. Les temps de configuration peuvent s'améliorer avec les nouvelles méthodes utilisées dans l'atelier et doivent être téléchargés vers l'ERP pour une utilisation future. Cela fournira une meilleure collecte d'informations lors de l'information des clients sur les dates de livraison prévues pour les nouvelles commandes, ou fournira un aperçu du coût suggéré lors de la prise de décisions de tarification. Les informations sur l'état des magasins refléteront la situation réelle, vous permettant de faire les ajustements nécessaires pour mettre à jour en permanence d'autres systèmes commerciaux.

Exigences pour le MES de nouvelle génération

La recherche a montré que beaucoup considèrent le MES principalement comme un outil pour résoudre le problème de l'élimination de l'erreur humaine et de la garantie que les statistiques sont complètes.

En plus d'une visibilité globale, le MES de nouvelle génération doit offrir une visibilité sur l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement. L'amélioration de la maintenance prédictive fait également partie de l'optimisation des processus de fabrication. Selon l'étude, les logiciels devraient fournir des outils permettant à l'industrie de devenir proactive et, en fin de compte, de prévoir la qualité des produits.

Ces fonctionnalités n'existent pas actuellement dans MES ou ne sont pas conviviales. Cependant, la technologie évolue chaque jour et il est fort possible que ces souhaits deviennent réalité.

Qu'est-ce qui est actuellement disponible ? Un tour d'horizon des systèmes MES qui existent aujourd'hui permet de construire des prévisions assez positives. Ils font du bon travail avec toutes les tâches.

Qu'est-ce qui est utilisé aujourd'hui ?

À ce jour, trois systèmes de gestion de la production (MES) sont leaders en Russie. Chacun d'eux a été conçu pour une gestion plus efficace. Cependant, ils sont conçus pour un type à petite échelle, bien qu'il existe des différences entre eux. En général, cette note peut être représentée comme suit.

En Russie, le système FOBOS MES est le leader évident et est utilisé dans les industries moyennes et pas très grandes, plus souvent dans la construction de machines. Ses principales fonctions sont la planification en magasin et la gestion globale. Sans faute, il doit être intégré au système ERP (ou "1C: Enterprise"), car il est construit de manière à échanger des données avec d'autres produits. Le seul inconvénient est qu'il est mis en œuvre dans de petites entreprises.

BSJ. Enterprise est conçu spécifiquement pour l'industrie du bois. De plus, il possède certaines fonctionnalités, grâce auxquelles il ne s'applique qu'aux organisations de taille moyenne. Le système MES dispose d'un petit nombre de fonctions nécessaires et spécialisées pour l'organisation complète du travail. Cependant, en même temps, il est équipé de quelques options supplémentaires, notamment la comptabilité et la gestion des ventes. L'inconvénient est le fait que le programme a une spécialisation étroite.

Le système PolyPlan est équipé d'une fonctionnalité MES encore plus modeste. Cependant, il est présenté sur le marché comme un outil d'ordonnancement opérationnel conçu pour l'industrie de l'ingénierie. Il a été développé à l'origine pour une production automatisée et flexible. Le principal avantage est qu'il s'agit du système MES le moins cher à ce jour, il est donc très demandé.

L'opportunité d'introduire un tel système est dictée par la situation du marché. Les exigences de la réglementation étatique et des grands clients (notamment dans le secteur du caoutchouc) en matière de traçabilité des lots de produits fabriqués se durcissent, les tarifs de l'énergie continuent d'augmenter et la concurrence s'intensifie. A cet égard, les tâches de gestion efficace des coûts de production et de réduction des coûts deviennent une priorité afin de maintenir la compétitivité des produits. Le MES offre une opportunité de résoudre ces problèmes. Le système fournira aux entreprises un ensemble d'outils pour gérer la production plus efficacement, et le centre d'entreprise - des informations opérationnelles pour une prise de décision proactive. BASF, DuPont, Ineos et d'autres leaders mondiaux de la pétrochimie ont mis en place et développent des systèmes MES, élargissant leurs fonctionnalités pour couvrir l'ensemble de la gestion opérationnelle.

Qu'est-ce que le SEM ?

Le MES est nécessaire pour automatiser la gestion de la production. Ce système consolide en ligne un ensemble de données provenant de systèmes de contrôle de processus automatisés, de stations de comptage et de postes de travail automatisés (AWS) pour une saisie manuelle. Les modules d'application du système fonctionnent avec la totalité des informations accumulées dans la base de données. Ainsi, il y a une généralisation et une traduction sous une forme commode pour l'analyse de toutes les informations sur les entreprises.

Dans le même temps, le MES et sa sous-section LIMS (contient des informations sur le laboratoire, des informations sur le contrôle de la qualité, etc.) fourniront les données nécessaires au système ERP mis en œuvre, au système de gestion de la chaîne d'approvisionnement et au système de production. Ainsi, le PSS utilise un certain nombre d'indicateurs pour évaluer l'efficacité de la production (le principal d'entre eux est le temps de travail utile). Le MES aidera à les calculer, soulageant l'équipe des actions routinières de collecte et de traitement des chiffres, accélérant en outre considérablement cette procédure, car les données des sites de production arrivent en temps réel, sous une forme standard pratique. Pour l'ERP et la gestion de la chaîne d'approvisionnement, le MES transférera les données comptables de production du niveau inférieur (nœuds comptables et systèmes de contrôle des processus).

En général, toutes les informations nécessaires à la planification deviennent disponibles et interprétées sans ambiguïté. Un espace d'informations commerciales unifié des entreprises et des directions est en cours de création, contenant des informations actualisées sur la technologie, la consommation d'énergie et la qualité.

Modules système

Base de données en temps réel sert à collecter des informations à partir de systèmes de contrôle de processus, de stations de comptage automatisées et d'autres sources de données opérationnelles sur la production. Des centaines de milliers de paramètres et d'événements sont stockés dans la base de données des grandes entreprises. L'historique de chaque changement de paramètre est archivé sous forme de série chronologique mise à jour toutes les secondes. Ces données sont accessibles via des applications, par exemple : la veille technologique (qui est abordée ci-dessous) permet de construire un graphique et de voir rétrospectivement l'évolution d'un paramètre précis sur une période donnée. Les données stockées dans la base de données peuvent être consultées des années plus tard.

Surveillance des processus et contrôle de l'expédition- ces modules fonctionnent avec la totalité des informations accumulées dans la base de données, permettant à l'utilisateur de "se tenir au courant" du processus de production. Pour le directeur de l'usine, le MES rassemble toutes les informations provenant de systèmes de contrôle de l'usine disparates dans une « fenêtre », donnant un aperçu en temps réel de l'état de l'usine. Le répartiteur voit le mouvement des matières premières, des produits semi-finis, des produits finis. Il reçoit des messages d'alerte indiquant où la situation s'écarte de la normale et peut réagir immédiatement au risque d'arrêt non planifié ou à tout autre incident. Un système unifié facilite la coordination entre les ateliers, vous permet d'introduire la fonction de "salle de contrôle unique" dans l'entreprise.

Comptabilité de la production primaire. Ce module automatise la génération de rapports. Aujourd'hui, les rapports de production sont générés manuellement dans les entreprises. Des dizaines de spécialistes y participent. L'automatisation élimine le facteur humain, notamment des données transparentes et cohérentes dans le rapport. Il est toujours possible de voir quelles sont les données sous-jacentes derrière chaque chiffre du rapport. Le module relie les systèmes de planification à l'état réel de la production. La mise en œuvre du plan est suivie en temps réel.

Module d'analyse de l'efficacité de la production et de l'approvisionnement énergétique vous permet d'identifier la relation entre les paramètres du processus, ainsi que d'établir les principaux facteurs qui affectent ces paramètres. Ainsi, après avoir examiné les statistiques de fonctionnement de l'installation pendant plusieurs années, le technologue peut déterminer la consommation de vapeur optimale pour la production d'un produit de la qualité visée. Le MES fournit également aux technologues des programmes spéciaux qui facilitent l'établissement des taux de consommation et du régime optimal. Par exemple, en liant les paramètres de production et d'énergie, vous pouvez optimiser la consommation d'énergie tout en produisant les mêmes volumes de produit de même qualité.

Bilan matière et énergétique. Déjà la comptabilité de production primaire vous permet de réduire les erreurs de transmission de données et de localiser les pertes. La quintessence de la comptabilité de production est la réduction du bilan matière et énergétique convenu. Les méthodes actuelles de rapprochement des soldes reposent sur un certain nombre de calculs approximatifs et ne permettent pas d'obtenir des valeurs fiables pour chaque installation de l'entreprise. De plus, il n'existe pas de mécanisme transparent et objectif de répartition des pertes à l'échelle de l'usine entre les ateliers et les installations, ce qui rend difficile l'identification des pertes à l'endroit où elles se produisent. Le défi consiste à découvrir les sources et les causes des pertes. La planification et le suivi des consommations énergétiques sont organisés selon le même principe. Le MES collecte des données en ligne, les agrège et affiche la situation réelle de la consommation d'énergie. Selon des estimations prudentes, l'application correcte de tous les modules MES (associée à une instrumentation technique des ressources énergétiques, des processus de gestion compétents et un système de motivation à l'économie d'énergie) réduira la consommation de 3 à 5 %. Cela représente 1 à 1,5 milliard de roubles par an pour toutes les entreprises SIBUR.

MES est déjà à SIBUR

Aujourd'hui encore, toutes les 2 heures, les données de 24 stations de comptage entrent dans le MES de la Direction des Matières Premières Hydrocarbures, et chaque jour des indicateurs synthétiques sont chargés dans l'ERP. Le département plasturgie et synthèse organique contrôle la production et la qualité des produits Sibur-Khimprom à l'aide du MES. La direction du caoutchouc synthétique de Togliattikauchuk utilise également activement les données de l'ASODU, et les cadres supérieurs de Voronezhsintezkauchuk ont ​​même demandé à transférer les données du système ASODU (contrôle opérationnel de répartition) sur leurs iPads.

Il y a des entreprises qui, avant même le début du programme d'entreprise, ont essayé de mettre en œuvre le MES. Ce sont Sibur-Khimprom, Voronezhsintezkauchuk, SiburTyumenGaz, Yugragazpererabotka, Tolyattikauchuk, POLIEF. Tout d'abord, les modules MES de base les plus simples ont été mis en œuvre. Cependant, la mise en œuvre locale dans chaque entreprise individuelle est moins efficace qu'un système d'entreprise. Et surtout, il est important de mettre en œuvre le MES avec les ERP, PSS et autres projets d'entreprise qui libéreront tout son potentiel.

Dans le cadre du programme corporatif, une vision cible de la fonction Efficacité de la production a été élaborée. Les exigences pour les systèmes et le niveau d'intégration ont été déterminés et les plates-formes informatiques ont été sélectionnées. La sous-section LIMS est mise en œuvre à Tomskneftekhim, Tobolsk-Neftekhim, Togliattikauchuk et Tobolsk-Polymer. Une feuille de route pour la mise en place du MES/LIMS dans toute l'entreprise a été élaborée. La première étape de mise en œuvre devrait être achevée d'ici 2015 et la seconde - d'ici 2017.

Une solution MES standard est en cours de conception pour les entreprises SIBUR. Parallèlement, des projets d'accélérateurs à court terme sont déjà mis en œuvre, ce qui permet de réduire le temps de mise en œuvre du MES et de démontrer son travail en production réelle. Par exemple, sur le site de Sibur-Khimprom, le module « comptabilité de la production primaire » est en cours d'introduction. À l'avenir, il sera utilisé pour démontrer le fonctionnement du système. Cela vous permettra d'obtenir rapidement les retours des futurs utilisateurs et d'essayer des solutions standards.

À propos des avantages de l'automatisation

Directeur de la fonction "Fournir l'infrastructure d'information des processus commerciaux de production" Lev Bondarenko.

Nous discutons activement avec les entreprises de la nécessité d'un équilibrage automatisé des matériaux pour améliorer l'efficacité. L'augmentation de l'efficacité est impossible sans systèmes de suivi des activités opérationnelles (par exemple, il est important de surveiller le respect des normes de dépenses, le montant des pertes irrémédiables). Nous suggérons aux directions des entreprises de renforcer la maîtrise de ces indicateurs : « Y a-t-il un problème de pertes ? Un problème de régulation ? Voici un outil pour vous aider." D'après notre expérience, les gens sont d'abord prudents avec un nouvel outil, puis ils ne peuvent plus s'en passer - ils s'habituent tellement au fait que toute information sur n'importe quelle installation de production est disponible du bout des doigts. De plus, cette boîte à outils est demandée à tous les niveaux : du niveau de base des équipes de production à la haute direction de l'entreprise. Désormais, les sites ont le sentiment d'être eux-mêmes les clients du MES/LIMS avant tout. Et il est très important pour nous que les gens ne soient pas déçus. Nous recueillons les besoins des utilisateurs, menons des entretiens approfondis et découvrons exactement ce qu'ils attendent du MES. Ces informations formeront la base d'une solution standard - la norme MES pour SIBUR. De plus, dans certains cas exceptionnels (par exemple, dans le cas du processus de "tri des briquettes en lots" dans la production de caoutchouc), on peut légèrement s'écarter de la norme pour le bien du cas.

Sergey Polonyankin, directeur de production de la direction du caoutchouc synthétique de SIBUR.

Lorsque je travaillais à Togliattikauchuk, j'utilisais quotidiennement le système de contrôle de répartition opérationnel (ASODU), qui était installé à la production de caoutchouc butyle. Dans le système, je me suis intéressé à la température de polymérisation, au résidu sec, au nombre d'appareils en fonctionnement, au niveau dans les parcs. Tout cela, je pouvais le suivre depuis mon ordinateur. J'ai pu voir comment fonctionnait l'équipe de nuit, quels sont les paramètres actuels du système, quels sont les problèmes, le cas échéant. C'est mieux que de demander à quelqu'un : une personne peut ne pas comprendre la question ou être insuffisamment compétente, quelqu'un aura honte ou même peur de dire la vérité. Et dans un système automatisé, tout est visible, les informations sont correctes, objectives, présentées sous forme de graphiques. Les tendances sont visibles. J'étais très satisfait et je préconise maintenant que ce système, bien qu'il ne soit pas bon marché, soit installé dans d'autres installations de production de l'entreprise. Je peux dire avec certitude que l'introduction du MES nous permettra de mener des processus plus efficacement, de surveiller en permanence nos coûts et de répondre objectivement, adéquatement et plus rapidement aux écarts possibles dans le travail.

Alexey Biketov, directeur technique de SiburTyumenGas.

L'introduction d'un système de répartition automatisé était due à la nécessité d'obtenir rapidement des indicateurs de production des entreprises en mode en ligne. Avec l'introduction d'une salle de contrôle central automatique (ACD), les répartiteurs ont été libérés du travail routinier de collecte d'informations par téléphone, fax et maintenance manuelle des feuilles de régime. Le panneau vidéo de la salle de contrôle centrale de Nizhnevartovsk affiche en temps réel des informations sur les principaux indicateurs de production des entreprises SiburTyumenGas. Et lorsque les dernières informations sont disponibles pour le répartiteur, la qualité de la prise de décision augmente considérablement. Cette année, le transfert automatique des données sur le traitement des matières premières et la libération des produits finis d'ADC vers l'ERP de SIBUR a été mis en place, ce qui a considérablement réduit le temps de saisie des informations et le risque de distorsion lors de la saisie manuelle.

Egor Sokolov, Anastasia Drozdova, Gennady Metan

Les projets de mise en œuvre de systèmes MES ont un effet économique très tangible. Par exemple, un projet à l'usine de Flender en Allemagne, où le système MES gérait environ 150 équipements basés sur des systèmes CNC hétérogènes et était intégré au système SAP ERP, a été amorti en un an, tandis que l'augmentation de l'utilisation des équipements a atteint 5 %.

À première vue, l'intégration de systèmes informatiques pour soutenir le processus de production ne devrait pas poser de problèmes sérieux. Tout système de contrôle numérique moderne est construit sur la base d'un ordinateur industriel équipé d'une carte réseau. Des réseaux locaux ont été mis en place dans de nombreuses entreprises, réunissant les lieux de travail de spécialistes du niveau des directeurs de production au niveau des technologues et des opérateurs. Il semblerait que rien n'empêche d'intégrer tous les services impliqués dans le circuit de production dans un espace d'information unique. Pourquoi les implémentations à part entière des systèmes de planification des ressources d'entreprise (ERP), de système d'exécution de la fabrication (MES) et de gestion du cycle de vie des produits (PLM) sont-elles si rares dans les entreprises russes aujourd'hui.

Les problèmes qui surviennent dans les entreprises lors de la mise en œuvre de systèmes MES peuvent être divisés en problèmes organisationnels et techniques.

Raisons organisationnelles

"Le client n'est pas mature." Souvent une entreprise n'est pas prête à mettre en place un système d'information. Cela se manifeste de plusieurs manières : tumulte organisationnel, manque d'infrastructures et de spécialistes, mais le principal est le manque de motivation du personnel pour se développer et gagner en efficacité.

"Règle de trois clous". Cette règle, qui existait à l'époque de l'URSS, a été racontée par un employé du département de l'une des universités. Dans le bureau des autorités, trois clous ont été enfoncés dans le mur. Un papier avec le texte d'un ordre d'exécuter tel ou tel ordre était accroché au premier clou. Si un rappel venait, il était accroché au prochain clou. Comme vous pouvez le deviner, ils n'ont effectué que les tâches dont le rappel "a atteint" le troisième clou. C'était environ 20% des tâches. Dans le cadre de l'article, nous formulerons le problème comme la réticence du personnel à se conformer aux ordres de la direction. Les raisons peuvent être différentes - du manque d'explications appropriées de la direction à la réticence à remplir leurs fonctions immédiates.

"Vous n'aurez jamais de projet dans cette entreprise." On nous a donc dit dans l'une des grandes entreprises russes en marge. Il s'est avéré qu'au troisième quart de travail, des tâches non liées à la production étaient effectuées sur l'équipement. A cette époque, les machines fonctionnaient, mais elles fabriquaient des produits dans l'intérêt du chef de magasin, qui exerçait des activités commerciales "à gauche". Bien sûr, avec l'introduction du MES, une telle situation n'aurait pas pu se développer en principe. Malheureusement, cet exemple n'est pas unique.

"Pour chèque". Les raisons de lancer des projets de mise en œuvre du MES ont souvent peu à voir avec le besoin de contrôle des processus. De tels projets servent souvent les intérêts des décideurs individuels plutôt que les intérêts de la production. Un exemple est la mise en œuvre récente du MES dans une grande entreprise russe. Les capteurs installés sur l'équipement ont permis d'enregistrer des centaines d'états. Cependant, dans le cadre de ce projet, seuls deux états ont été enregistrés pour chaque équipement de production - "on" et "off". Il est clair qu'avec de telles mesures primitives, il n'y a rien à dire sur la gestion de la production. Bien sûr, la mise en place du MES a été considérée comme un succès et la filiale qui a lancé le projet pilote a reçu une commande pour l'étendre.

Raisons techniques

Inadéquation des modules logiciels. Souvent, la possibilité d'intégrer des systèmes d'information, déclarée par l'éditeur, est imaginaire et une révision sérieuse du code du programme s'impose.

Le coût de l'intégration. Il est possible que le coût d'intégration d'une machine manuelle avec MES soit comparable au coût de la machine elle-même.

Systèmes CNC fermés. La grande complexité de l'intégration du MES au système CNC n'est pas exclue, dont les informations sont soit fermées par le fabricant de l'équipement, soit perdues et ne peuvent pas être restaurées.

Garantie du matériel. Il y a des situations où tout est prêt pour la mise en œuvre du projet, mais le fabricant de l'équipement a interdit d'apporter des modifications et d'installer un logiciel supplémentaire dans le système CNC.

Manque de fonctionnalité. Nous parlons de l'absence d'une solution implémentée pour intégrer le MES aux systèmes ERP et PLM.

Facteurs de succès

Formulons les conditions nécessaires à la réussite de la mise en œuvre du projet d'implantation du MES.

Tout d'abord, analysez la nécessité de mettre en œuvre un système MES dans l'entreprise et fixez l'objectif de mise en œuvre. L'objectif doit avoir des critères mesurables : augmenter la productivité, réduire les coûts, améliorer la qualité et réduire les temps d'arrêt. Déterminer l'efficacité globale des équipements, optimiser la production ou mettre en œuvre le MES en tant que tel sont des idées bonnes et utiles, mais il doit y avoir des chiffres concrets et des bénéfices derrière eux.

Trouvez des alliés - ceux qui vous aideront à mettre en œuvre la solution à tous les niveaux de production. Le cadre supérieur et le contremaître sont dans une certaine mesure également intéressés par la disponibilité des informations opérationnelles et la mise en œuvre du plan de production.

Définir la portée du projet. Pour la production existante, il est recommandé de commencer par un projet pilote pour 10-12 machines. Cependant, réfléchissez à l'endroit où vous obtiendrez des commandes de production, des programmes technologiques, des données d'outils, etc. l'intégration.

Achetez et utilisez des équipements complètement unifiés basés sur un ou deux systèmes de contrôle. Chaque système doit pouvoir se connecter au réseau selon un protocole standard. Lors de l'achat d'un nouvel équipement, exiger que le fabricant génère des ensembles de données pour la collecte automatique des données pour la collecte automatique ultérieure des données, et exiger des calendriers de maintenance électroniques, ainsi que des fonctions de gestion des outils pour la collecte ultérieure des données d'outils dans le MES. Il peut y avoir d'autres conditions nécessaires à l'intégration du réseau.

Tout ce qui précède réduira considérablement les coûts du projet et vous permettra de mettre en œuvre rapidement des fonctions MES aussi importantes que la surveillance de l'état et l'allocation des ressources, l'analyse de l'efficacité, la gestion des processus de production, la gestion de la maintenance et des réparations, etc.

Chaque projet commercial doit rapporter et générer des bénéfices. Préparez à l'avance un dossier pour le projet et un calcul de retour sur investissement (ROI) pour la direction.

Minimisez les risques - utilisez des produits standard avec des processus éprouvés. Il est souhaitable d'avoir des projets de référence à la fois en Russie et à l'étranger. L'utilisation de solutions non testées non standard est douteuse en termes d'obtention de résultats et se traduit par une perte de temps à l'avenir.

Utilisez la solution mise en œuvre en vue d'une intégration plus poussée entre les systèmes ERP, PLM et MES pour créer une infrastructure informatique complète. Ce qui semble aujourd'hui être un guide attrayant pour l'avenir peut déjà devenir pertinent demain.

Il existe différentes raisons d'introduire des systèmes d'information dans la production. Indépendamment d'eux, il faut être conscient que le système MES ne sera un outil efficace pour augmenter la productivité du travail et réduire les coûts que si les buts et objectifs de mise en œuvre et d'utilisation sont clairs et soutenus à tous les niveaux de production. Les chiffres et les données reçus doivent être analysés, les problèmes d'organisation doivent non seulement être identifiés, mais également résolus et, si nécessaire, intensifiés. Rappelez-vous : le succès est entre vos mains.

Arkady Dilman, chef de projet chez Siemens ; [courriel protégé]