mes и erp система что это такое
Что такое MES-системы
MES – программные комплексы для управления процессом производства на уровне цеха. Это эффективный инструмент для планирования, оптимизации и контроля, который позволяет найти точки роста и слабые места предприятия, проанализировать эффективность использования ресурсов и, в итоге, повысить уровень конкурентоспособности.
Отличия MES-систем от ERP
ERP-системы в первую очередь помогают планировать показатели сроков и количества продукции, которое должно быть произведено. MES дают возможность получать информацию обо всех производственных операциях в режиме реального времени, что позволяет сделать производство прозрачным, и принимать управленческие решения с большой скоростью и мобильностью.
В ERP из-за большого объема административно-хозяйственных и учетно-финансовых данных, перепланирование может осуществляться не чаще одного раза в сутки. Система для производственного планирования, работающая исключительно с производственной информацией, позволяет расписать план по часам и минутам, а также скорректировать или полностью пересчитать его в течение рабочей смены столько раз, сколько это необходимо. При совместном использовании MES восполняет недостаток функций в ERP.
Функции MES-систем
Функции, предусмотренные в MES, позволяют управлять производственными процессами с момента выдачи заказа на производство и до момента выпуска готового изделия. В него входят:
Распределение ресурсов и контроль за ними. Эта функция подразумевает управление ресурсами, которые необходимы для производства: материалами, полуфабрикатами, запасами, оборудованием, персоналом, методиками работ.
Оперативное планирование. Это формирование сменно-суточного задания по рабочим центрам с учетом последовательности сборки. Функция направлена на создание эффективного производственного расписания с минимальными сроками изготовления и себестоимостью.
Диспетчеризация производства. Функция управления процессом производства в реальном времени, включающая распределение партий, наблюдение за ходом операций, контроль занятости оборудования и сотрудников, выполнения работ в соответствии с производственной программой, внесение корректировок.
Управление документами. Кроме ведения плановой и отчетной документации функция включает получение, обработку и контроль документов, сопровождающих производство каждого изделия: рабочие инструкции, рецептурные данные, чертежи, описание процедур, характеристики партий, конструкторские изменения, взаимодействие смен и т.д.
Сбор и хранение данных. Эта функция касается сведений о состоянии технологических процессов и оборудования, получаемых из цехов и подразделений предприятия в режиме реального времени.
Управление персоналом. Информацией о сотрудниках собирается и анализируется с заданной периодичностью. К этой функции относятся отчеты о времени и присутствии на рабочем месте, учет дополнительных и совмещаемых обязанностей, производительности, описание полномочий, прав доступа, ведение учета затрат людских ресурсов по видам деятельности или продукции.
Управление качеством. Эта задача включает функции анализа параметров производства и продукции для обеспечения надлежащего качества, выявления причин брака и проблем, требующих вмешательства или изменения процессов, составление рекомендаций по их устранению.
Техобслуживание и ремонт оборудования. Функция поддерживает процесс технического обслуживания, планового и оперативного ремонта инструментов, производственного и технологического оборудования с целью поддержания их в работоспособном состоянии, предупреждения повреждений или преждевременного износа.
Анализ производительности. Формирование отчетов о фактических результатах производства, сравнение их с прошлыми периодами и плановыми показателями.
Управление процессами производства. Отслеживание заданного производственного процесса и внесение корректировок для исправления ошибок или повышения качества текущих работ.
Преимущества MES
MES-системы позволяют оптимизировать производство и сделать его более рентабельным:
увеличить скорость выполнения производственных заказов;
снизить энергозатраты и себестоимость;
автоматизировать ввод и обмен данными;
улучшить качество продукции;
изготавливать нестандартные изделия под конкретного заказчика;
минимизировать брак и незавершенную продукцию;
ERP это не сложно.
Дорога в ад проходит через MES.
Эксперт по внедрению ИТ-систем производственной среды предприятия (MES) Игорь Третьяков в колонке TAdviser объясняет, почему ERP-система не может заменить предприятию MES, которая управляет производственным процессом, и почему не стоит с помощью ERP пытаться автоматизировать производственные процессы.
Три вектора вынудили меня отвлечься от автоматизации производства и писать о том, что и так понятно, любому посещавшему в школе не только физ-ру и пение.
1. Производители ПО для ERP, от SAP до «Галактики», обещают спустить автоматизацию из бухгалтерии на цеховой уровень путем усиления расширения углубления внедрения своего продукта. Дайте денег – всё допилим!
2. Внедренцы часто приносят на производство формулу: MES – это ERP цехового уровня. Ересь! (запахло серой) Изыди сатана!
3. Физика спрашивает за всё «по-взрослому». И вендоры, и внедрялы не получают нежности на «ground floor». Реальные производственники посылают их стабильно и уверенно, но недостаточно громко и организованно.
Статья раскрашивает третий вектор.
До четвертого класса я математику еще не прогуливал. В благодарность математика объяснила мне следующее:
Масштаб MES не определяется структурой предприятия или его размерами. Масштаб MES определяется структурой выбранной технологии. Кто не согласен – пусть предложит схему комнатной АЭС или камин для целого мегаполиса.
Многомерность. ERP-система пытается свести все процессы к двумерной шкале: цена, количество. Картинка плоская, как интерфейс Windows 8. MES многомерна, как сама жизнь.
Параллельные или одинаковые процессы для ERP, для MES бывают различны. ERP-система привязана к бухгалтерскому учету и отражает набор укрупненных состояний. Они всегда дискретны, с разной степенью подробности. MES может иметь непрерывные и динамические процессы. Может работать с квантовыми состояниями. Свисток на чайнике – это MES, а не ERP.
ERP-система имеет типовые процессы, и они регламентированы традициями делового оборота и законодательством и очень подобны (практически одинаковы) на разных предприятиях. Технологии производства уникальны и именно в них заложены основы жизнедеятельности предприятия, его рентабельность, преимущества и ограничения выбранной технологии, базовые основы в отличиях продукта и отношений со смежниками, возможности и скорость переналадки и адаптации технологии, а следовательно, конкурентоспособность.
Экономическая эффективность внедрения ERP-систем во многих случаях туманна и расплывчата. Люди спорят – толку мало. Эффективность MES рассчитывается довольно точно.
Риски. Ошибка ERP вызовет дополнительные операции. Иногда ручные: собрались три клерка и составили акт, отражающий непредусмотренную системой операцию.
Ошибки MES иногда вызывают:
Корректировка плана. Попытка составить план на уровне ERP и «спустить» его на уровень MES приведет к неизбежной корректировке по обратной связи, когда в матмодели техпроцесса будет рассчитан реальный план.
Аутсорсинг функций ERP не изменяет природы предприятия. Тысячи примеров внешней бухгалтерии, наемной ИТ-службы или аутстаффинга. Передача внешнему подрядчику производственных функций приводит либо к распространению MES на несколько юрлиц, либо это будет уже другое предприятие.
Адекватность. MES оперирует реальными физическими величинами и процессами. ERP живет мифами и предрассудками упрощениями и абстракциями. MES начинается ресурсами и завершается продуктом. И всегда имеет измеряемые значения и состояния.
Направления информационных потоков:
ERP-система не может управлять производством. ERP-система передает на цеховой уровень пожелания, предпочтения и ограничения. Производством управляет MES. Управляет и передает данные в ERP-систему, которая их фиксирует и накапливает в понятном для людей виде (любое упрощение приводит к потере значимой информации). Никакой технологической необходимости и производственной потребности в этом нет. Это только юридические правила. Это вызвано природой отношений между людьми. Для решения производственной задачи никаких функций ERP-систем не требуется.
Обработка казусов в ERP приведет к необходимости выполнить операцию вручную, в MES может привести к непредсказуемым последствиям.
Скорость обработки для ERP желательна, для MES критична.
ERP-система передает исполняющим устройствам описанные и отлаженные процессы. Внедрение MES обычно приводит к изменению технологического процесса, накладывая на него только ограничения измерительных и исполнительных устройств.
ERP отображает процесс, а MES основной целью ставит изменение процесса в сторону оптимизации максимальной эффективности и минимальной стоимости выполнения производственных процессов.
По этим причинам (не только по этим), попытка создать систему управления производством на основе ERP-систем не могут родить эффективного решения.
ERP-система представляет себя на вершине пирамиды, но это правильно только с точки зрения юристов и бухгалтеров. Металлургическое предприятие может легко перейти с ООО в ЗАО или наоборот, и с точки зрения поставщиков, потребителей или рабочих останется тем же металлургическим предприятием. А если перейти с кокса на газ?
Мое мнение субъективное. Я работаю в команде, которая разрабатывает MEScontrol. И во сне, и наяву вижу MES главной информационной системой предприятия и главным инструментом развития. Cчитаю, что юристам, бухгалтерам и коммерсантам стоит высказать свое мнения и терпеливо ждать, пока инженеры и математики сделают всё как надо.
Прошу высказаться тех, кому эта тема кажется важной.
Зачем гиганту MES-система. Опыт одного внедрения
В статье рассматривается огромный проект, в котором участвовало несколько компаний: создание и внедрение системы MES на заводе «Воронежсинтезкаучук», производящем синтетические каучуки и термоэластопласты (ТЭП). Показано, как MES-система позволяет улучшить бизнес-процессы на предприятии.
Журнал «ИСУП», г. Москва
Статьи о системах MES в нашем журнале появились несколько лет назад, но большого развития эта тема тогда не получила. В какой-то момент даже показалось, что сами системы MES плохо приживаются в нашей промышленности. Однако им тогда просто не пришло время. Сегодня мы расскажем об одном внедрении, благодаря которому удалось значительно повысить эффективность производственных процессов на одном из крупнейших российских предприятий по производству синтетического каучука.
Начнем с главного: что такое MES? Это своеобразное промежуточное звено между системами планирования производства (ERP) и системами управления самим технологическим процессом (АСУ ТП).
Технологический процесс на каждом предприятии уникален, и тем не менее сходство есть: на всех заводах давно уже правят бал АСУ ТП разнообразного типа, начиная с PLC и заканчивая мощными РСУ. В то же время, на любом предприятии существует уровень, в фокусе внимания которого находится заказчик – потребитель вырабатываемой продукции. Здесь планируются производство и логистика, прогнозируются продажи и контролируются затраты. Уже 15–20 лет назад для помощи в работе на этом уровне тоже использовались автоматизированные системы ERP (от англ. Enterprise Resource Planning – «планирование ресурсов предприятия»).
Между уровнями технологического процесса и планирования производства всегда циркулировало огромное количество бумажных отчетов, которые писали обходчики, операторы, инженеры, диспетчеры и другие сотрудники. Велись бумажные журналы, составлялись отчеты в Excel-таблицах, распечатывались режимные листы из АСУ ТП, все эти отчеты бесконечно дублировались и кочевали из кабинета в кабинет. Отдельной сложной работой, отнимающей много времени, являлось сведение материальных балансов. Однако постепенно, позже, чем на других уровнях, и здесь начала происходить автоматизация «бумажного» ручного труда. Стали появляться программы-приложения, написанные для анализа и обработки данных, связанных с технологическими процессами. Они получили общее название MES.
Сегодня MES (от англ. Manufacturing Execution System – «система управления производственными процессами») уже не отдельные приложения, а комплексная система, объединяющая производство (рис. 1). С помощью MES пользователи могут получать информацию обо всех производственных операциях, которые ведутся на предприятии. Происходит это в режиме времени, максимально приближенном к реальному. А это позволяет сделать производство прозрачным и принимать управленческие решения с большой скоростью и мобильностью.
Особенно востребованы системы MES на предприятиях с многоуровневыми технологическими процессами, которые зависят от множества факторов: температурного режима, давления, энергопотребления и др.
Именно таким и является воронежское предприятие группы СИБУР «Воронежсинтезкаучук». Поэтому в 2012 году в целях повышения эффективности производственных процессов на производственной площадке в Воронеже стартовал масштабный проект по внедрению системы MES.
Чтобы представить себе масштаб производства на заводе в Воронеже, сделаем небольшое отступление. Как известно, в нефти содержится попутный газ (ПНГ), который отделяется от нее во время переработки. На протяжении многих лет этот газ просто сжигали, однако есть у ПНГ и другое, куда более эффективное, применение: производство полимеров, окружающих нас изо дня в день. Всё – от пластиковых окон до медицинских инструментов, от бутылок с минералкой до автомобильных запчастей – является продуктом многоступенчатой переработки попутного нефтяного газа.
Ключевым сырьем для производства синтетического каучука является бутадиен, который, в свою очередь, также производится из ПНГ. На воронежскую площадку СИБУРа бутадиен поступает из Тольятти, а также из Тобольска, с предприятий «Тольяттикаучук» и «Тобольск-Нефтехим» соответственно.
Уже в Воронеже с помощью многочисленных технологических операций бутадиен подвергают обработке, получая на выходе не только синтетический каучук, но и термоэластопласты (ТЭП) – материалы, сочетающие в себе достоинства пластмассы и резины. Основным сегментом применения первого является автомобильный сектор, вторых – строительство.
Внедренная на воронежской промышленной площадке СИБУРа система MES позволяет отслеживать весь технологический процесс, начиная от стадии приемки сырья до отгрузки готовой продукции на склад.
Программная платформа GE Proficy
Для построения MES требовалась программная платформа. Выбор пал на продукт компании General Electric.
GE, огромная корпорация, которую когда-то, 138 лет назад, основал сам Томас Эдиссон, всю свою историю была известна как производитель электрооборудования: компрессоров, турбин, подстанций, холодильников, медицинских установок и огромного числа другого «железа». Однако в последние годы у компании изменились амбиции: теперь она самым активным образом занимается разработкой программного обеспечения: корпорация твердо намерена войти в топ‑10 ведущих мировых разработчиков софтверных решений.
Одним из этих решений является программный продукт Proficy, который с успехом используется для построения MES-систем во всем мире.
Учитывая специфику внедрения на «Воронежсинтезкаучке», GE предстояло определить, что именно нужно заказчику для построения шаблонного решения. Используя собственную методологию, с помощью программы Enterprise Architect специалисты компании GE перевели требования заказчика в цифровой вид и создали сценарии их использования. Эта методология позволила избежать любых разночтений между специалистами со стороны СИБУРа и разработчиками программного продукта. Так был создан шаблон MES-системы, в котором были учтены все пожелания заказчика.
Кратко познакомим читателя с первым предприятием группы, на котором предстояло внедрить MES-систему. «Воронежсинтезкаучук» производит синтетические каучуки с 1932 года. До 1992 года в качестве сырья для производства каучука использовался этиловый спирт, но позже завод перешел на технологию, в основе которой лежит переработка поступающего на предприятие бутадиена. Бесперебойные поставки сырья с других предприятий группы СИБУР позволяют воронежской площадке выстраивать долгосрочные отношения с клиентами. Важность этого фактора сложно переоценить: немалая доля предприятий по производству синтетических каучуков в стране была закрыта именно по причине нехватки сырья.
Как уже упоминалось выше, на заводе производят не только синтетический каучук (использующийся главным образом для изготовления шин), но и термоэластопласты – ТЭП, вещества, совмещающие в себе свойства пластмассы и резины. Поэтому клиентский портфель завода включает в себя как производителей автомобильных шин (Michelin, Bridgestone, Pirelli, Yokohama и др.), так и компании, поставляющие продукцию для строительной отрасли.
На отдельном производстве «ТЭП‑50» изготавливается сырье для мягкой кровли, герметиков, клеев. Также продукция установки «ТЭП‑50» нашла широкое применение в автодорожном строительстве. Полимерно-битумные вяжущие, получаемые из термоэластопластов, позволяют существенно повысить износостойкость верхнего слоя дорожного покрытия и в целом продлить срок эксплуатации дорожного фонда. Отметим, что воронежская площадка СИБУРа является единственным в России производителем ТЭП. Более 80 % термоэластопластов, потребляемых внутри страны, производится в Воронеже.
«ИндаСофт» – интеграция системы
В 2012 году для внедрения MES-системы на воронежском заводе пригласили российскую компанию-интегратора «ИндаСофт». Во-первых, потому что основное направление ее деятельности – внедрение MES «под ключ». А во‑вторых, потому что специалистами «ИндаСофт» для этой задачи разработаны программные продукты, соответствующие российским реалиям и законодательству, включенные в Реестр российского ПО:
— система сведения материального баланса (I-DRMS);
— система учета энергоресурсов (I-EMS);
— система диспетчерского управления (I-DS/P).
Компанией «ИндаСофт» было выполнено свыше 100 проектов на разных предприятиях, однако со спецификой каучукового производства довелось столкнуться впервые. Дело в том, что в этом производстве очень сложный учет: в синтетические каучуки входит огромное число компонентов, а кроме того, в производстве участвуют 19 энергоресурсов.
Рис. 2. Интеграция MES с SAP
Вот почему заказчик поставил перед интегратором задачу: не просто внедрить систему MES, но и совместить ее с системой SAP, автоматизирующей работу бухгалтеров, финансовой, кадровой и других служб. Эта система внедрялась на заводе «Воронежсинтезкаучук» параллельно. С помощью интеграции MES и SAP предстояло решать задачи, связанные со сравнением плана и факта производства, передачей технических заказов, результатами испытаний, проблемой остатков, согласованием выработки потребления материалов и ресурсов.
Для задач по интеграции MES с другими системами, внедренными на заводе (SAP и LIMS), был выбраны программные продукты GE Digital. Однако с самого начала была осуществлена интеграция MES с АСУ ТП – реализован модуль диспетчеризации.
Рис. 3. Мнемосхема в диспетчерской, отражающая технологические процессы, протекающие на предприятии
Уже в 2014 году диспетчер предприятия видел все производство на мониторе (рис. 3): какие линии функционируют и какие стоят, насколько эффективно идет работа. Раньше диспетчер узнавал эту информацию по телефону: ему звонили операторы и другие сотрудники, обслуживающие АСУ ТП, и отчитывались о том, что происходит. Таким образом, информация диспетчера зависела от сотрудников, приходилось всю ее фиксировать в бумажных журналах, а принятие решений отнимало много времени. Теперь информация поступает в режиме, максимально приближенном к реальному времени, непосредственно с датчиков АСУ ТП. И звонки теперь идут в обратном режиме: диспетчер звонит оператору и указывает, что у него недостаточно эффективно работает линия или наблюдается какая-то неисправность. Решения принимаются очень быстро. Кроме того, полностью отпала необходимость заполнять бумажные журналы, что освобождает от ненужного труда и исключает человеческую ошибку, ведь вся информация о технологическом процессе поступает в MES автоматически.
Здесь следует указать отдельно, что связь между АСУ ТП и системой MES односторонняя. В MES-систему поступает информация о протекании технологических процессов из разных АСУ ТП завода, но обратно через сеть никакая информация и никакие управляющие сигналы в АСУ ТП поступить не могут. Обратная связь осуществляется только через людей: например, по тому же телефону. Это важно в первую очередь из соображений безопасности.
Рис. 4. В операторной установки «ТЭП‑50»: на стене – видеоинформация из цеха; на мониторе оператора – мнемосхема рабочего процесса
Однако самая «горячая пора» в работе над внедрением MES наступила во второй половине 2014 года. К лету были написаны все необходимые приложения, подготовлено все необходимое оборудование. До нового года оставалось шесть месяцев. За эти полгода необходимо было внедрить систему, потому что с 1 января наступает новый финансовый год и MES должна была вступить в работу параллельно с SAP. Это рекордное по скорости внедрение было выполнено в срок.
Проект по внедрению MES на воронежской площадке СИБУРа действительно уникален, поскольку именно здесь впервые в России удалось интегрировать две системы – MES и SAP. Благодаря интеграции появилась возможность максимально оперативно сводить материальный баланс завода. Данные об остатках готовой продукции на складе обновляются в MES и транслируются в SAP ежедневно.
Поясним на наглядном примере: как только кладовщику приходит часть партии каучука, он фиксирует это событие в компьютере. Информация сразу вносится в систему и отправляется в SAP, где ее тоже видят.
Также эта партия отправляется в лабораторию на контроль качества. У синтетических каучуков может быть многообразный состав. Разным клиентам нужен разный каучук. Качество партии фиксируется сотрудниками в лабораторной системе LIMS, оттуда эта информация попадает в MES, которая сортирует готовую продукцию под конкретного заказчика. Ежемесячно происходит большое количество сортировок, поэтому ясно, что автоматизация значительно облегчила, ускорила и оптимизировала рабочий процесс. Кроме того, теперь можно оперативно отгружать продукцию клиенту, не храня ее на складе.
На основе всех полученных данных раз в сутки проводится сведение материального баланса, а также сведение экономического баланса – исключительная ситуация для нашей промышленности, где сведение балансов бывает раз в месяц и требует очень больших трудозатрат. Сегодня сведение балансов на «Воронежсинтезкаучуке» стало очень удобной функцией, которая необходима компании.
Такое же сведение баланса происходит по каждому энергоресурсу.
И все эти данные (подчеркнем – достоверные данные!) в режиме реального времени могут видеть все сотрудники предприятия разного уровня: инженеры, диспетчеры, начальники подразделений, генеральный директор и др.
Отметим ключевые бизнес-результаты внедрения MES и интеграции SAP/MES:
— получение в SAP (через MES) первичных данных с приборов учета с аудируемым изменением;
— прозрачный алгоритм формирования агрегированных и согласованных показателей работы завода по измеренным данным;
— доступ к первичным измерениям АСУ ТП на всех уровнях управления производством, контроль качества данных АСУ ТП;
— единый достоверный набор данных для формирования оперативной отчетности, все службы предприятия получают данные из единого источника;
— единый источник данных по качеству, автоматическая передача данных в MES и SAP ERP для паспортизации;
— оперативный контроль параметров безопасного и эффективного ведения технологических режимов из любого места.
Но основной целью внедрения MES все же является возможность быстро, оперативно и точно влиять на весь бизнес-процесс в целом. Возможности системы таковы, что руководство способно в любой момент оценить оперативную обстановку на всем предприятии, сделать соответствующие выводы и фактически мгновенно скорректировать процесс. Результаты подобных внедрений во многом оцениваются с финансовой точки зрения, а на рентабельность влияют и оптимизация технологического процесса, и сокращение издержек, и повышение дисциплины и культуры труда. С любой точки зрения, внедрение MES, безусловно, нужное и выгодное мероприятие, но изначально требующее, как и любая автоматизация, порядка на всех этапах производства. И на заводе «Воронежсинтезкаучук» такой порядок был, поэтому внедрение MES-системы прошло успешно и в запланированные сроки.
Сегодня СИБУР внедряет MES и на других площадках. По прогнозам компании, к концу 2017 года системой будет охвачено свыше 70 % предприятий, входящих в группу.
Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 5(65)_2016