سیستم اجرای تولید (MES) چیست؟

نرم‌افزار MES فرآیند تولید کالاها را از مواد اولیه تا محصولات نهایی نظارت، پیگیری، مستندسازی و کنترل می‌کند.

مروری بر سیستم اجرای تولید

ییک سیستم اجرای تولید یا MES، یک سیستم نرم‌افزاری جامع و پویا است که فرآیند تولید کالاها - از مواد اولیه تا محصولات نهایی - را نظارت، پیگیری، مستندسازی و کنترل می‌کند. یک MES با فراهم کردن یک لایه عملکردی بین سیستم‌های برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP) و کنترل فرآیند، داده‌های مورد نیاز برای کارآمدتر کردن کارخانه را در اختیار تصمیم‌گیرندگان قرار می‌دهد.

صرف نظر از اندازه عملیات، یک MES می‌تواند با مبتنی بر اطلاعات کردن فرآیند تولید، به بهره‌وری و سودآوری کلی کمک کند.

این صنایع تحت نظارت به طور خاص از MES بهره‌مند می‌شوند:

• داروسازی
• غذا و نوشیدنی
• تجهیزات پزشکی
• هوانوردی و هوافضا
• دفاع
• بیوتکنولوژی
• خودور
• پتروشیمی
• لوازم خانگی
• صنایع مادر تولید قطعات

دلیل این امر آن است که شرکت‌های تحت نظارت باید برای اطمینان از انطباق با قابلیت ردیابی، به مقررات سختگیرانه‌ای پایبند باشند. آن‌ها باید اطمینان حاصل کنند که رویه‌های مناسب برای ساخت محصولات منطبق با استانداردها وجود دارد، این رویه‌ها مستند شده‌اند و در صورت لزوم، محصولات حاصل به راحتی قابل فراخوانی هستند.

یک MES برای دستیابی به عملکرد بهینه در محیط تولیدی رقابتی و به سرعت در حال تغییر امروزی ضروری است. گزارشی از Fortune Business Insights بیان می‌کند که "پیش‌بینی می‌شود بازار جهانی MES تا سال 2032 به 41.78 میلیارد دلار آمریکا رشد کند." این رشد ناشی از افزایش استفاده از اتوماسیون صنعتی در صنایع فرآیندی و گسسته، نیاز روزافزون به رعایت مقررات و هزینه پایین استقرار سیستم‌های اجرایی تولید است.

پنج مزیت برتر MES

سیستم‌های اجرایی تولید، حجم عظیمی از داده‌ها را ردیابی می‌کنند و بینش‌های بلادرنگ ایجاد می‌کنند که می‌تواند کارایی تولید را افزایش داده و در هزینه‌ها صرفه‌جویی کند. سایر مزایای MES عبارتند از:

1.  کنترل کیفیت بهبود یافته: از آنجایی که اطلاعات کنترل کیفیت به صورت بلادرنگ منتقل می‌شود، شرکت‌هایی که MES دارند می‌توانند به محض شناسایی مشکلات، تولید را متوقف کنند. این امر باعث کاهش ضایعات، قراضه، اضافه کاری و دوباره کاری می‌شود.
2. افزایش زمان آماده به کار: MES با ایجاد تعادل بین منابع پرسنلی، مواد و تجهیزات، برنامه‌های تولید واقع‌بینانه‌ای ایجاد می‌کند. این سیستم، برنامه‌ریزی و نگهداری را برای به حداکثر رساندن جریان محصول و استفاده از دارایی‌ها ادغام می‌کند. همه اینها باعث افزایش زمان آماده به کار و بهبود اثربخشی کلی تجهیزات (OEE) می‌شود.
3. کاهش موجودی: یک سیستم اجرایی تولید، سوابق موجودی را با تولید جدید، قراضه و مواد نامنطبق به‌روزرسانی می‌کند تا بخش‌های خرید، حمل و نقل و برنامه‌ریزی شما دقیقاً بدانند که چه موادی در همه زمان‌ها در دسترس است. این امر موجودی در مواقع ضروری و موجودی در حال انجام (WIP) را کاهش می‌دهد - در هزینه تولید، حمل و نقل، ذخیره‌سازی و نظارت بر موجودی صرفه‌جویی می‌کند.
4.  کارگاه بدون کاغذ: حذف کاغذبازی به این معنی است که احتمال خطای انسانی کمتر است. همچنین به این معنی است که داده‌های ثبت‌شده از کارگاه بلافاصله در دسترس تصمیم‌گیرندگان در تمام سیستم‌های یکپارچه قرار می‌گیرد.
5.  ردیابی و تبارشناسی بهبودیافته محصول: یک MES کل چرخه تولید را از ابتدا تا انتها دنبال می‌کند و قطعات یا دسته‌های نهایی را با داده‌های تولید مربوطه گروه‌بندی می‌کند. این داده‌ها امکان انطباق بهتر با مقررات را برای تولیدکنندگانی که باید با مقررات دولتی یا صنعتی مطابقت داشته باشند، فراهم می‌کند.

ویژگی‌های اصلی MES

در سال ۱۹۹۷، انجمن بین‌المللی راهکارهای سازمانی تولید یا MESA، ۱۱ عملکرد اصلی سیستم اجرایی تولید را تعریف کرد. اگرچه مدل MESA-11 در طول زمان تکامل یافته است، اما آن ۱۱ عملکرد اصلی اولیه، پایه و اساس راه‌اندازی تقریباً هر نوع کارخانه‌ای را فراهم می‌کنند و جزئی جدایی‌ناپذیر از سیستم‌های اجرایی تولید امروزی هستند. آن‌ها عبارتند از:

• تخصیص منابع و وضعیت: استفاده از داده‌های بلادرنگ برای ردیابی و تجزیه و تحلیل وضعیت منابع (از جمله ماشین‌آلات، مواد و نیروی کار) برای انجام تنظیمات تخصیص.
• عملیات/برنامه‌ریزی دقیق: بهینه‌سازی عملکرد با برنامه‌ریزی، زمان‌بندی و توالی فعالیت‌ها بر اساس اولویت‌ها و ظرفیت منابع.
• اعزام واحدهای تولیدی: مدیریت جریان داده‌های تولید در زمان بلادرنگ برای انجام آسان تنظیمات سریع و محاسبه‌شده در اعزام تولید.
• کنترل اسناد: مدیریت و توزیع اسناد (از جمله دستورالعمل‌های کاری، نقشه‌ها، رویه‌های عملیاتی استاندارد، سوابق دسته‌ای و موارد دیگر) به گونه‌ای که قابل دسترسی و ویرایش باشند.
• جمع‌آوری و اکتساب داده‌ها: ردیابی و جمع‌آوری داده‌های بلادرنگ در مورد فرآیندها، مواد و عملیات و استفاده از آن برای بهبود تصمیم‌گیری و افزایش کارایی. • مدیریت نیروی کار: پیگیری کارآمدتر برنامه‌های کاری، صلاحیت‌ها و مجوزها توسط کارگران.
• مدیریت کیفیت: پیگیری انحرافات و استثنائات کیفیت برای بهبود مدیریت کنترل کیفیت و مستندسازی.
• مدیریت فرآیند: مدیریت کل فرآیند تولید از زمان صدور سفارش تا کالاهای نهایی. کسب بینش در مورد گلوگاه‌ها و نقاطی که بر کیفیت تأثیر می‌گذارند و در عین حال ایجاد قابلیت ردیابی کامل تولید.
• مدیریت تعمیر و نگهداری: استفاده از داده‌های MES خود برای شناسایی مشکلات احتمالی تجهیزات قبل از وقوع. همچنین می‌توان از آن برای تنظیم برنامه‌های تعمیر و نگهداری تجهیزات، ابزار و ماشین‌آلات برای کاهش زمان از کارافتادگی و افزایش کارایی استفاده کرد.
• ردیابی و شجره‌نامه محصول: پیگیری پیشرفت محصولات و شجره‌نامه آنها برای تصمیم‌گیری آگاهانه. داشتن داده‌های تاریخچه کامل یک محصول برای تولیدکنندگانی که باید از مقررات دولتی یا صنعتی پیروی کنند، بسیار مفید است.
• تجزیه و تحلیل عملکرد: مقایسه نتایج و اهداف برای شناسایی نقاط قوت و ضعف در فرآیند کلی و استفاده از آن داده‌ها برای کارآمدتر کردن سیستم‌ها.

تکامل استانداردهای MES

در اواخر دهه 90، انجمن بین‌المللی اتوماسیون، استاندارد ISA-95 را توسعه داد. در حالی که مدل MESA-11 بر عملکردهای اصلی MES تمرکز دارد، ISA-95 مدلی را برای تعریف و ادغام فعالیت‌ها بین سیستم‌های سازمانی و کنترل ارائه می‌دهد. ISA-95 با استانداردسازی اصطلاحات، ارتباط مؤثر بین ذینفعان، مانند تأمین‌کنندگان و تولیدکنندگان را آسان‌تر می‌کند. مدل‌های سازگار همچنین خطر خطا را هنگام ادغام سایت‌های تولیدی با سیستم‌های تجاری کاهش می‌دهند.

ISA-95 رابط بین عملکردهای کنترل و سازمانی را برای ایجاد سطوح فناوری و فرآیند تجاری تعریف می‌کند. یک مدل ساده‌شده از آن سلسله مراتب، سیستم‌های اجرایی تولید را در سطح سه قرار می‌دهد - بین برنامه‌ریزی تجاری و لجستیک و سیستم‌های کنترل فرآیند:

• سطح 4: ERP (برنامه‌ریزی تجاری و لجستیک)
• سطح 3: MES (مدیریت عملیات تولید)
• سطح 2: سیستم‌های کنترل فرآیند (کنترل دسته‌ای)
• سطح 1: سیستم‌های کنترل فرآیند (کنترل پیوسته)
• سطح 0: سیستم‌های کنترل فرآیند (کنترل گسسته)

ادغام MES و ERP

در محیط تولیدی امروز، مسئله MES در مقابل ERP مطرح نیست. MES و ERP با هم، شفافیت عملیاتی را ارائه می‌دهند که هیچ سیستمی به تنهایی نمی‌تواند ارائه دهد.

ERP بر ایجاد و مدیریت برنامه‌های کارخانه تمرکز دارد. این شامل تولید، استفاده از مواد، تحویل و حمل و نقل و همچنین جمع‌آوری اطلاعات در مورد کسب و کار شما می‌شود. از سوی دیگر، سیستم‌های اجرایی تولید بر مدیریت و نظارت بر عملیات تولید و گزارش فعالیت‌های خط تولید در زمان واقعی تمرکز دارند.

ERP و MES با هم، یک اکوسیستم یکپارچه ایجاد می‌کنند که دیدگاهی جامع از امور مالی، تدارکات، مدیریت زنجیره تامین، لجستیک تولید و موارد دیگر ارائه می‌دهند. ترکیب این اطلاعات، چابکی را افزایش می‌دهد و داده‌های قوی ارائه می‌دهد که پیش‌بینی همه چیز را از فروش گرفته تا استفاده از دارایی‌ها و مدیریت تولید بهبود می‌بخشد.

سیستم‌های ERP به شما داده‌هایی را برای تعیین اینکه چه محصولاتی تولید کنید، می‌دهند، در حالی که MES داده‌های ERP را با اطلاعات کارخانه ادغام می‌کند تا نحوه تولید آن محصولات را با ضایعات کمتر و سود بیشتر تعیین کند.

MES ابری: دیجیتالی کردن عملیات کارگاهی

سیستم‌های اجرایی تولید، با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، در حال تکامل هستند تا سرویس‌گرا، ماژولار و متصل شوند. اتصال ابری ستون فقرات کارخانه‌های هوشمند است و به سیستم‌ها، دستگاه‌ها، محصولات و تجهیزات پیشرفته تولیدی اجازه می‌دهد تا به صورت خودکار با هم تعامل داشته باشند. دستگاه‌ها و حسگرهای IIoT (اینترنت اشیاء صنعتی) در سراسر زنجیره تأمین به طور مداوم در حال جمع‌آوری و تولید داده‌ها هستند. این اشتراک‌گذاری بلادرنگ داده‌ها به کارخانه‌های هوشمند کمک می‌کند تا گردش‌های کاری بهتری را خودکار کنند، محصولات و خدمات را سفارشی کنند و با گذشت زمان هوشمندتر و کارآمدتر شوند.

نرم‌افزار MES همچنین می‌تواند به تولیدکنندگان کمک کند تا از یک روند کلیدی در تکامل سیستم‌های اجرایی تولید بهره‌مند شوند: تولید سفارشی. به جای تولید انبوه، کارخانه هوشمند شما شخصی‌سازی انبوه را ارائه می‌دهد و تقاضا برای محصولات ارزان‌تر و بسیار متناسب را با سرعت و مقرون به صرفه بودن برآورده می‌کند.

در حالی که شخصی‌سازی، تولید را پیچیده‌تر می‌کند، فناوری‌های پیشرفته می‌توانند به سیستم‌های تولیدی کمک کنند تا در زمان واقعی واکنش نشان دهند و تغییر جهت دهند. هوش مصنوعی (AI) می‌تواند راندمان تولید را بهبود بخشد، تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را مدیریت کند و ضایعات را کاهش دهد. با بهره‌گیری از قابلیت‌های یادگیری ماشین، خطوط تولید می‌توانند به طور فزاینده‌ای هوشمند و کارآمد شوند. با واقعیت مجازی (VR)، تولیدکنندگان می‌توانند فرآیندها را شبیه‌سازی کرده و پیشرفت‌های بالقوه را شناسایی کنند. و می‌توانند راه‌حل‌های واقعیت افزوده (AR) را برای کاهش زمان توقف تولید و بهینه‌سازی عملیات کارگاه ادغام کنند.

همه این فناوری‌ها و قابلیت‌های پیشرفته، رقابت در دنیای دیجیتال را برای شرکت‌ها آسان‌تر می‌کند. آن‌ها می‌توانند با محصولات سفارشی‌شده‌ای که هزینه کمتری دارند و کیفیت بالاتری دارند، به سرعت و با دقت به تقاضا پاسخ دهند.

سوالات متداول

چگونه MES کنترل کیفیت و انطباق را بهبود می‌بخشد؟

MES امکان مشاهده‌ی بلادرنگ فرآیندهای تولید را فراهم می‌کند و امکان تشخیص فوری انحرافات را فراهم می‌کند. این سیستم، رویه‌های عملیاتی استاندارد را اجرا، مواد را ردیابی و مسیرهای حسابرسی را حفظ می‌کند و از انطباق با مقررات صنعت اطمینان حاصل می‌کند.

چه صنایعی بیشترین بهره را از MES می‌برند؟

MES به طور گسترده در صنایعی مانند خودرو، هوافضا، الکترونیک، داروسازی، مواد غذایی و آشامیدنی و کالاهای مصرفی استفاده می‌شود. هر بخشی که نیاز به نظارت بر تولید، کنترل کیفیت و انطباق با مقررات در زمان واقعی داشته باشد، می‌تواند از MES بهره‌مند شود.

تفاوت بین MES و ERP چیست؟

ERP بر فرآیندهای سطح کسب و کار مانند امور مالی، منابع انسانی و تدارکات تمرکز دارد، در حالی که MES در سطح تولید فعالیت می‌کند و اجرای تولید و فعالیت‌های کارگاهی را مدیریت می‌کند. MES اغلب برای جریان یکپارچه داده‌ها با ERP ادغام می‌شود.

آیا MES از جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل داده‌های بلادرنگ پشتیبانی می‌کند؟

بله. MES داده‌ها را از ماشین‌آلات و اپراتورها در زمان واقعی ضبط می‌کند و داشبوردها و تجزیه و تحلیل‌هایی را برای بهینه‌سازی کارایی تولید و کاهش زمان از کارافتادگی ارائه می‌دهد.

MES چگونه به نگهداری پیش‌بینی‌کننده کمک می‌کند؟

MES داده‌های عملکرد دستگاه را جمع‌آوری کرده و با ابزارهای تحلیلی پیش‌بینی‌کننده ادغام می‌شود تا الگوها را شناسایی کند، به برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری قبل از وقوع خرابی کمک می‌کند و زمان از کارافتادگی برنامه‌ریزی نشده را کاهش می‌دهد.