MES systém

Zajímavost ze světa 

Sdružení MESA International v 90. letech popsalo jedenáct typických funkcí MES, od sběru dat přes dispečink výroby a sledování rodokmenu produktu po správu kvality a výpočet výkonnosti. Tento výčet se dodnes používá jako základní mapa toho, co MES umí.  [1] 

Co v článku najdete 

• Co je MES systém a k čemu slouží 
• Jaké funkce MES systém plní 
• Z jakých modulů se MES skládá 
• Jak funguje sběr dat z výroby 
• Jak MES sleduje zakázky a kvalitu 
• Jak MES počítá OEE a výkonnost 
• Jaký je vztah MES a ERP 
• Jaké přínosy MES firmě dává 
• Jak probíhá zavedení MES 
• Jaké chyby firmy při zavádění MES dělají 

Co je MES systém a k čemu slouží 

MES systém je software, který stojí mezi plánováním a samotnou výrobou. Z plánu zakázek udělá konkrétní pokyny pre pracoviště a zpět sbírá data o tom, jak výroba probíhá [1]. Pracuje v reálném čase a v blízkosti procesu, tedy přímo u strojů a operátorů [2]. 

Cílem MES je, aby firma měla jeden aktuální obraz o tom, jak dílna běžní. Místo papírových hlášení a tabulek z konce směny vidí vedení i mistři stav strojů, zakázek a kvality online [2]. Na základě toho se dá výroba řídit a zlepšovat. 

MES sám o sobě nevyrábí ani neplánuje finance. Doplňuje ERP, které plánuje zakázky a zdroje, a automatizaci, která řídi stroje. MES tyto dvě roviny propojuje a překládá mezi nimi [3]. Z plánu vytvoří pokyny, které dílna potřebuje, a z dění na dílně udělá data, se kterými umí pracovat ERP. Bez tohoto překladu zůstává plán jen na papíře a výroba bez zpětné vazby [1]. 

Co je MES obecně a kde leží v automatizační pyramidě, vysvětluje úvodní heslo Co je MES. Toto heslo se zaměřuje na funkce, moduly a zavedení MES v praxi. 

Jaké funkce MES systém plní 

Funkce MES se ustálily v 90. letech, kdy je popsalo sdružení MESA. Jejich strukturu pak převzala norma ISA-95 a doplnila VDI 5600 [1]. Dohromady pokrývají celý průběh zakázky od zadání po vyhodnocení. 

• Sběr dat ze strojů a od operátorů v reálném čase 
• Dispečink a řízení výrobních zakázek na pracovištích 
• Sledování průběhu zakázky a rodokmenu produktu 
• Řízení a evidence kvality přímo u stroje 
• Správa zdrojů, lidí a stavu strojů 
• Výpočet ukazatelů výkonnosti, například OEE 

Síla MES není v jedné funkci, ale v jejich propojení. Data ze sběru se promítnou do sledování zakázky, do kvality i do výpočtu výkonnosti, aniž by je kdokoli zadával podruhé [1]. Tentýž záznam o dokončené operaci posune zakázku, založí kontrolu kvality i vstoupí do výpočtu výkonnosti stroje. Právstě tato provázanost odlišuje MES od sady oddělených programů, kde by se stejný údaj zadával několikrát [1]. 

Z jakých modulů se MES skládá 

MES bývá modulární, podobně jako ERP. Firma zapne ty části, které potřebuje, a další přidává postupně [2]. Jádro tvoří sběr dat a sledování zakázek, na které navazují moduly kvality, údržby a vyhodnocení. 

Modul	Co řeší
Sběr dat z výroby	Skutečné časy operací, prostoje, počty kusů
Sledování zakázek	Stav a postup zakázky napříč pracovišti
Řízení kvality	Záznam měření, evidence neshod, kontrolní plány
Sledovatelnost	Rodokmen produktu, šarže materiálu, výrobní čísla
Výkonnost a OEE	Výpočet dostupnosti, výkonu a kvality strojů
Údržba	Plánované i akutní kontroly a servis strojů

Zdroj: VDI 5600 Blatt 1:2016. Manufacturing Execution Systems.

Příjem dat z jednoho modulu slouží ostatním. Záznam o prostoji se promítne do sledování zakázky i do výpočtu OEE [2]. 

Jak funguje sběr dat z výroby 

Sběr dat je základ MES. Data vznikají dvěma cestami. Automaticky přímo ze strojů, kde MES odečítá impulsy a technologické hodnoty, a ručně od operátorů, kteří na terminálu hlásí začátek a konec operace [1]. 

Tím firma získá skutečné časy operací a prostojů místo odhadů z norem. Rozdíl mezi normou a skutečností je často první věc, kterou MES odhalí [2]. Jak takový přechod od ručního sběru k online datům vypadá, ukazuje příklad společnosti SigmaPlast. 

Sebraná data jsou cenná jen tehdy, když jsou přesná a včasná. Proto MES sbírá data přímo u zdroje a v reálném čase, ne dodatečně z paměti na konci směny [2]. 

Jak MES sleduje zakázky a kvalitu 

MES sleduje zakázku napříč pracovišti od materiálu po hotový výrobek. Eviduje, na jakém stroji a kdy se operace provedla, a z jakého materiálu vznikla [1]. Tím vzniká rodokmen produktu, který je důležitý u reklamací i v regulovaných oborech. 

Vedle toho MES řídi kvalitu. Operátor zapíše naměřené hodnoty z kontrolního plánu přímo u stroje, MES eviduje neshodné kusy i jejich příčiny [2]. Kvalita se tak neřeší dodatečně z papírů, ale vzniká ve stejném okamžiku jako výrobek. Když kontrola odhalí neshodu, MES ji rovnou naváže na konkrétní zakázku, stroj a směnu, takže příčinu lze dohledat, ne odhadovat [2]. 

Spojení sledování zakázek a kvality dává firmě dohledatelnost. U každého kusu lze zpětně dohledat, jak vznikl a zda prošel kontrolou [1]. To je důležité u reklamací, kde firma musí doložit původ a kvalitu konkrétní dodávky, i v regulovaných oborech, které sledovatelnost přímo vyžadují [1]. 

Jak MES počítá OEE a výkonnost 

OEE je zkratka pro Overall Equipment Effectiveness, tedy celkovou efektivitu zařízení. Skládá se ze tří složek, dostupnosti, výkonu a kvality [2]. MES má k jejich výpočtu data ze sběru, proto je OEE jeho přirozeným výstupem. 

Složka OEE	Co měří
Dostupnost	Kolik času stroj skutečně běžtel oproti plánu
Výkon	Jak rychle stroj běžtel oproti normě
Kvalita	Podíl dobrých kusů z celkové produkce

Zdroj: VDI 5600 Blatt 1:2016. Manufacturing Execution Systems.

Bez MES se OEE počítá ručně z neúplných dat. S MES vzniká průběžně z reálných záznamů o běhu strojů, prostojích a zmetcích [2]. Firma tak vidí, kde se ztrácí kapacita, jestli na neplánovaných prostojích, pomalém chodu nebo zmetcích. Každá ze tří složek OEE ukazuje na jiný druh ztráty, a teprve jejich rozklad napoví, kam zaměřit zlepšování [2]. 

Jaký je vztah MES a ERP 

MES a ERP se doplňují. ERP plánuje zakázky, zdroje a finance na úrovni podniku, MES řídi a sleduje samotnou výrobu v reálném čase [1]. Jejich vztah popisuje norma ISA-95, která rozděluje řízení podniku do úrovní [3]. 

Hledisko	ERP	MES
Úloha	Plánování zakázek a zdrojů	Řízení a sledování výroby
Horizont	Dny až měsíce	Reálný čas
Úroveň v pyramidě	Podnik	Výroba
Data	Plánovaná a souhrnná	Skutečná z dílny

Zdroj: ČSN EN 62264 (ISA-95). Integrace podnikových a řídicích systémů.

ERP pošle do MES výrobní příkaz, MES vrátí data o jeho skutečném průběhu. Tím se uzavírá smyčka mezi plánem a realitou [3]. Jak propojení s ERP Helios vypadá, ukazuje optimalizace procesů s Heliosem. 

Jaké přínosy MES firmě dává 

• Online přehled o výrobě místo hlášení z konce směny 
• Skutečné časy a prostoje místo odhadů z norem 
• Dohledatelnost zakázky, materiálu a kvality 
• Průběžný výpočet výkonnosti a OEE 
• Podklady pre zlepšování výroby z reálných dat 

Přínosy se ale neukáží samy. Stejně jako u ERP závisí výsledek na kvalitě dat a na tom, jak firma s daty z MES pracuje [1]. Samotná instalace softwaru nic nezlepší, pokud výroba data nevyužívá k rozhodování. 

Jak probíhá zavedení MES 

Zavedení MES je projekt, ne jen instalace programu. Začíná analýzou výroby a pracovišť, pokračuje napojením na stroje a ERP a končí zaškolením lidí [2]. Nejnáročnější bývá propojení s různorodým strojním parkem. 

• Zmapujte výrobu, pracoviště a stroje, ze kterých chcete sbírat data 
• Určete, které funkce a moduly MES potřebujete jako první 
• Vyřešte napojení na ERP a na stroje včetně starších zařízení 
• Zaškolte operátory na práci s terminály a hlášením 
• Měřte přínosy a postupně přidávejte další moduly 

Vyplatí se zapojit dodavatele, který podobná nasazení v daném oboru už vedl. Postupné zavádění po modulech snižuje riziko a dává firmě čas zvyknout si na práci s daty [2]. 

Jaké chyby firmy při zavádění MES dělají 

• Snaha sbírat všechna data najednou místo postupných kroků 
• Podcenění napojení na starší stroje bez digitálního výstupu 
• Slabé zaškolení operátorů, kteří data do MES zadávají 
• Sběr dat bez následného využití k rozhodování 
• Pohled na MES jako na náhradu ERP, ne jako na jeho doplněk 

Většině těchto chyb se firma vyhne, když k MES přistupuje jako k projektu změny řízení výroby, ne jako k nákupu softwaru [1]. 

Zaveďte MES ve vaší výrobě s NVSP 

MES systém dává firmě přehled o výrobě v reálném čase a podklady pre její zlepšování. Společnost NVSP dodává MES Manta, který se napojuje na ERP Helios a sbírá data přímo ze strojů. Prohlédněte si nabídku Helios iNuvio a proberte s námi, jaké moduly MES dávají ve vaší výrobě smysl. 

Shrnutí 

MES systém je výrobní informační systém, který v reálném čase řídi a sleduje dění na dílně. Jeho funkce, od sběru dat přes sledování zakázek a kvality po výpočet OEE, popsalo sdružení MESA a převzala norma ISA-95. V automatizační pyramidě leží MES mezi plánovacím ERP a řízením strojů. Hlavní přínos je online přehled o výrobě a rozhodování podle skutečných dat. MES je modulární a zavádí se postupně jako projekt změny řízení výroby. Na ERP Helios se napojuje MES Manta od NVSP. 

Časté otázky 

Co je MES systém 

MES systém je výrobní informační systém, který v reálném čase řídi a sleduje dění na dílně a propojuje plánování s výrobou [1]. 

Jaké funkce MES plní 

MES sbírá data z výroby, řídi zakázky, sleduje kvalitu a rodokmen produktu, spravuje zdroje a počítá výkonnost, například OEE [1]. 

Nahradí MES systém ERP 

Ne. ERP plánuje zakázky a finance na úrovni podniku, MES řídi samotnou výrobu v reálném čase. Oba systémy se doplňují [3]. 

Použité zdroje a literatura 

Knihy a učebnice 

[1] Kletti, J. (2007). Manufacturing Execution System - MES. Springer. ISBN 978-3540497448. 

Normy a standardy 

[2] VDI 5600 Blatt 1:2016. Manufacturing Execution Systems. 

[3] ČSN EN 62264 (ISA-95). Integrace podnikových a řídicích systémů.