Система управления производством - Manufacturing execution system

Системы управления производством ( MES ) - это компьютеризированные системы, используемые в производстве для отслеживания и документирования преобразования сырья в готовую продукцию. MES предоставляет информацию, которая помогает лицам, принимающим решения на производстве, понять, как можно оптимизировать текущие условия в производственном цехе для повышения производительности. MES работает в режиме реального времени, позволяя контролировать несколько элементов производственного процесса (например, вводимые ресурсы, персонал, машины и службы поддержки).

MES может работать в нескольких функциональных областях, например: управление определениями продукта на протяжении жизненного цикла продукта , планирование ресурсов , выполнение и отгрузка заказов, анализ производства и управление простоями для общей эффективности оборудования (OEE), качества продукта или отслеживания материалов и след . MES создает запись «как построено», фиксируя данные, процессы и результаты производственного процесса. Это может быть особенно важно в регулируемых отраслях, таких как производство продуктов питания и напитков или фармацевтика, где может потребоваться документация и подтверждение процессов, событий и действий.

Идею MES можно рассматривать как промежуточный этап между, с одной стороны, системой планирования ресурсов предприятия (ERP) и системой диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) или системой управления процессами , с другой; хотя исторически точные границы менялись. Отраслевые группы, такие как MESA International - Manufacturing Enterprise Solutions Association, были созданы в начале 1990-х годов для того, чтобы решать сложные задачи и давать рекомендации по реализации систем MES.

Преимущества

«Системы управления производством [помогают] создавать безупречные производственные процессы и обеспечивают обратную связь в реальном времени об изменениях требований» и предоставляют информацию из одного источника. Другие преимущества успешной реализации MES могут включать:

Уменьшение количества отходов, переделок и брака, в том числе более быстрое время настройки.
Более точный сбор информации о затратах (например, рабочая сила, отходы, время простоя и инструменты)
Увеличенное время безотказной работы
Включите безбумажный рабочий процесс
Прослеживаемость производственных операций
Уменьшает время простоя и упрощает поиск неисправностей
Сокращение запасов за счет ликвидации запасов на всякий случай

МЧС

Возникло множество систем, использующих собранные данные для определенной цели. Дальнейшее развитие этих систем в течение 1990-х привело к дублированию функциональности. Затем Ассоциация производственных решений для предприятий (MESA) ввела некоторую структуру, определив 11 функций, которые задают область действия MES. В 2000 году стандарт ANSI / ISA-95 объединил эту модель с эталонной моделью Purdue (PRM).

Была определена функциональная иерархия, в которой MES располагались на Уровне 3 между ERP на Уровне 4 и управлением процессами на Уровнях 0, 1, 2. С публикацией третьей части стандарта в 2005 году действия на Уровне 3 были разделены на четыре основные операции: производство, качество, логистика и обслуживание.

В период с 2005 по 2013 год дополнительные или пересмотренные части стандарта ANSI / ISA-95 определили архитектуру MES более подробно, в том числе о том, как внутренне распределять функциональные возможности и какой информацией обмениваться внутри и снаружи.

Функциональные области

С годами международные стандарты и модели уточнили сферу применения таких систем с точки зрения их деятельности. Обычно к ним относятся:

Управление определениями продуктов. Это может включать в себя хранение, контроль версий и обмен с другими системами основных данных, таких как правила производства продукта, ведомость материалов, ведомость ресурсов, контрольные точки процесса и данные рецептов, все нацеленные на определение того, как производить продукт. Управление определениями продукта может быть частью управления жизненным циклом продукта .
Управление ресурсами. Это может включать регистрацию, обмен и анализ информации о ресурсах с целью подготовки и выполнения производственных заказов с использованием ресурсов необходимых возможностей и доступности.
Планирование (производственные процессы) . Эти действия определяют производственный график как набор рабочих заданий для удовлетворения производственных требований, обычно получаемых из системы планирования ресурсов предприятия (ERP) или специализированных расширенных систем планирования и составления расписаний , с оптимальным использованием местных ресурсов.
Отгрузка производственных заказов. В зависимости от типа производственных процессов это может включать дальнейшее распределение партий, прогонов и рабочих заданий, их выдачу рабочим центрам и адаптацию к непредвиденным условиям.
Выполнение производственных заказов. Хотя фактическое выполнение осуществляется системами управления процессами , MES может выполнять проверки ресурсов и информировать другие системы о ходе производственных процессов.
Сбор производственных данных. Это включает сбор, хранение и обмен данными о процессе, состоянии оборудования, информацией о партиях материалов и производственными журналами либо в архиве данных, либо в реляционной базе данных.
Анализ производственных показателей. Создавайте полезную информацию из необработанных собранных данных о текущем состоянии производства, например, обзоры незавершенного производства (WIP), и производительности производства за прошедший период, например, об общей эффективности оборудования или любом другом показателе производительности .
Производство след и след . Регистрация и поиск соответствующей информации для представления полной истории партий, заказов или оборудования (особенно важно для производств, связанных со здоровьем, например, фармацевтических препаратов ).

Отношения с другими системами

MES интегрируется с ISA-95 (предыдущая эталонная модель Purdue, «95» ) с множеством взаимосвязей.

Отношения с другими системами уровня 3

Совокупность систем, действующих на уровне 3 ISA-95, можно назвать системами управления производственными операциями (MOMS). Помимо MES, обычно существуют система управления лабораторной информацией (LIMS), система управления складом (WMS) и компьютеризированная система управления техническим обслуживанием (CMMS). С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:

В LIMS: запросы на проверку качества, партии образцов, статистические данные процесса
Из LIMS: результаты испытаний качества, сертификаты продукции, ход испытаний
В WMS: запросы на материальные ресурсы, определения материалов, поставки продукции
Из WMS: наличие материала, поэтапные партии материала, отгрузка продукции
В CMMS: данные о работающем оборудовании, назначение оборудования, запросы на обслуживание.
Из CMMS: ход обслуживания, возможности оборудования, график обслуживания

Отношения с системами уровня 4

Примерами систем, действующих на уровне 4 ISA-95, являются управление жизненным циклом продукта (PLM), планирование ресурсов предприятия (ERP), управление взаимоотношениями с клиентами (CRM), управление человеческими ресурсами (HRM), система управления разработкой процессов (PDES). С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:

В PLM: результаты производственных испытаний
Из PLM: определения продуктов, ведомость операций (маршруты), электронные рабочие инструкции, настройки оборудования
В ERP: результаты производственной деятельности, произведенный и потребленный материал
Из ERP: планирование производства , требования к заказам
В CRM: отслеживание продуктов и информация для отслеживания
Из CRM: жалобы на продукт
HRM: эффективность персонала
От HRM: навыки персонала, доступность персонала
В PDES: производственные испытания и результаты выполнения
Из PDES: определения производственного потока, определения плана экспериментов (DoE)

Во многих случаях системы интеграции корпоративных приложений (EAI) промежуточного программного обеспечения используются для обмена сообщениями транзакций между системами MES и уровня 4. Общее определение данных, B2MML , было определено в стандарте ISA-95 для связи систем MES с этими системами уровня 4.

Связь с системами уровней 0, 1, 2

Системы, действующие на уровне 2 ISA-95, включают диспетчерский контроль и сбор данных (SCADA), программируемые логические контроллеры (PLC), распределенные системы управления (DCS) и системы пакетной автоматизации (BAS). Информационные потоки между MES и этими системами управления процессами примерно одинаковы:

К ПЛК: рабочие инструкции, рецепты, уставки
С ПЛК: значения процесса, аварийные сигналы, скорректированные уставки, результаты производства

Большинство систем MES включают возможность подключения как часть их продуктового предложения. Прямая передача данных оборудования производственного цеха устанавливается путем подключения к ПЛК. Часто производственные данные сначала собираются и диагностируются для управления в реальном времени в системе DCS или SCADA. В этом случае системы MES подключаются к этим системам уровня 2 для обмена производственными данными.

До недавнего времени отраслевым стандартом для подключения к цеху был OLE для управления процессами (OPC), но теперь он переходит на унифицированную архитектуру OPC (OPC-UA); Это означает, что системы, совместимые с OPC-UA, не обязательно будут работать только в среде Microsoft Windows , но также смогут работать в Linux или других встроенных системах, что снизит стоимость систем SCADA и сделает их более открытыми и надежными.

Смотрите также

дальнейшее чтение

Ассоциация МОН Центра, Что такое МОН система
Схолтен, Бьянка (2009). Руководство MES для руководителей: почему и как выбирать, внедрять и поддерживать систему управления производством . Парк исследовательского треугольника, Северная Каролина: Международное общество автоматизации. ISBN 9781936007035 .
MES Center Association , MES Center - это некоммерческая организация, которая предоставляет информацию и тенденции для тех, кто заинтересован в контроле и мониторинге производственных процессов, детальном планировании, производственной логистике, управлении качеством производства и обслуживании с точки зрения информационных систем MES / MOM.
Преимущества MES: отчет с мест , Ассоциация производственных решений для предприятий
Интеграция системы управления предприятием, часть 1: модели и терминология . Research Triangle Park, Северная Каролина, США: Международное общество автоматизации. 2000. ISBN 1556177275 .
Интеграция системы управления предприятием. Часть 3: Модели деятельности управления производственными операциями . Research Triangle Park, Северная Каролина, США: Международное общество автоматизации. 2005. ISBN 1556179553 .
Эталонная модель для компьютерного интегрированного производства (CIM) Исследовательский фонд Purdue, 1989 г.
Ассоциация MES Center Association, система MES как инструмент интеграции

Languages

In other projects