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 в производстве, понять, как можно оптимизировать текущие условия на заводе для повышения производительности. [1] MES работает как система мониторинга в реальном времени, позволяя контролировать множество элементов производственного процесса (например, входные данные, персонал, машины и вспомогательные службы).
MES может работать в нескольких функциональных областях, например, управление определениями продукта на протяжении жизненного цикла продукта , планирование ресурсов , выполнение и отправка заказов, анализ производства и управление простоями для общей эффективности оборудования (OEE), качества продукта или отслеживания материалов . [2] 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 шаг между, с одной стороны, системой планирования ресурсов предприятия (ERP) и системой контроля и сбора данных (SCADA) или управления процессами с другой; хотя исторически точные границы колебались. Отраслевые группы, такие как MESA International - Manufacturing Enterprise Solutions Association - были созданы в начале 1990-х годов для решения проблем сложности и консультирования по внедрению MES-систем.
Системы управления производством, известные как MES, — это программное обеспечение, созданное для контроля и улучшения производственных операций. Они играют свою роль, повышая эффективность, быстро решая проблемы производственной линии и обеспечивая прозрачность путем сбора и анализа данных в реальном времени.
Системы MES эффективно управляют производственными ресурсами, такими как материалы, рабочая сила, оборудование и процессы. Их функции включают отслеживание производства, управление качеством, обработку заказов на работу, управление запасами, анализ данных и отчетность. Эти возможности позволяют компаниям оптимизировать свои производственные процессы
Эти системы часто интегрируются с системами ERP для согласования бизнес-операций компании с ее производственной деятельностью. Такая интеграция способствует обмену информацией между отделами, повышая эффективность и производительность. Такие организации, как MESA International, предоставляют руководство по внедрению и продвижению систем MES, чтобы помочь компаниям ориентироваться в тонкостях производственных операций. [3]
«Системы управления производством [помогают] создавать безупречные производственные процессы и обеспечивают обратную связь в режиме реального времени об изменениях требований», [4] и предоставляют информацию из одного источника. [5] Другие преимущества от успешного внедрения MES могут включать:
Возникло множество разнообразных систем, использующих собранные данные для определенной цели. Дальнейшее развитие этих систем в 1990-х годах привело к перекрытию функциональности. Затем Международная ассоциация решений для предприятий (MESA) ввела некоторую структуру, определив 11 функций, которые устанавливают область применения MES. В 2000 году стандарт ANSI/ISA-95 объединил эту модель с эталонной моделью Purdue (PRM). [7]
Была определена функциональная иерархия, в которой MES располагалась на уровне 3 между ERP на уровне 4 и управлением процессами на уровнях 0, 1, 2. С публикацией третьей части стандарта в 2005 году деятельность на уровне 3 была разделена на четыре основные операции: производство, качество, логистика и техническое обслуживание.
В период с 2005 по 2013 год дополнительные или пересмотренные части стандарта ANSI/ISA-95 более подробно определили архитектуру MES, в том числе то, как распределять функциональность внутри организации и какой информацией обмениваться как внутри организации, так и за ее пределами. [ необходима ссылка ]
За прошедшие годы международные стандарты и модели уточнили сферу применения таких систем с точки зрения видов деятельности [ необходима ссылка ] . Обычно они включают:.
MES интегрируется с ISA-95 (предыдущая модель Purdue Reference Model, «95» ) с множественными связями.
Совокупность систем, действующих на уровне ISA-95 Level 3, можно назвать системами управления производственными операциями (MOMS). Помимо MES, обычно существуют системы управления лабораторной информацией (LIMS), системы управления складом (WMS) и компьютеризированные системы управления техническим обслуживанием (CMMS). С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:
Примерами систем, действующих на уровне ISA-95 Level 4, являются управление жизненным циклом продукта (PLM), планирование ресурсов предприятия (ERP), управление взаимоотношениями с клиентами (CRM), управление человеческими ресурсами (HRM) и система выполнения разработки процесса (PDES). С точки зрения MES, возможными информационными потоками являются:
Во многих случаях системы интеграции корпоративных приложений (EAI) промежуточного программного обеспечения используются для обмена сообщениями о транзакциях между MES и системами уровня 4. В стандарте ISA-95 определено общее определение данных, B2MML, для связи систем MES с этими системами уровня 4.
Системы, действующие на уровне ISA-95 2, — это диспетчерское управление и сбор данных (SCADA), программируемые логические контроллеры (PLC), распределенные системы управления (DCS) и системы автоматизации зданий (BAS). Информационные потоки между MES и этими системами управления процессами примерно одинаковы:
Большинство систем MES включают возможность подключения как часть своего предложения продукта. Прямая связь данных оборудования на уровне завода устанавливается путем подключения к ПЛК. Часто данные на уровне завода 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 данными на уровне завода.
До недавнего времени отраслевым стандартом для подключения на уровне завода был OLE для управления технологическими процессами (OPC), но теперь происходит переход к унифицированной архитектуре OPC (OPC-UA); это означает, что совместимые с OPC-UA системы не обязательно будут работать только в среде Microsoft Windows , но также смогут работать в Linux или других встроенных системах, что снижает стоимость систем SCADA и делает их более открытыми с надежной системой безопасности.