Các tính năng cốt lõi của hệ thống MES

Hệ thống Thực thi Sản xuất , còn được gọi là MES, là một phần mềm định hướng sản xuất mạnh mẽ được sử dụng để có được khả năng hiển thị các hoạt động theo thời gian thực.

Gartner cung cấp một định nghĩa hữu ích :

“Hệ thống thực thi sản xuất (MES) là một loại phần mềm quản lý, giám sát và đồng bộ hóa việc thực hiện các quy trình vật lý, thời gian thực liên quan đến việc chuyển đổi nguyên liệu thô thành hàng hóa trung gian và/hoặc thành phẩm.

Họ phối hợp việc thực hiện các lệnh sản xuất này với các hệ thống lập kế hoạch sản xuất và cấp doanh nghiệp. Các ứng dụng MES cũng cung cấp phản hồi về hiệu suất của quy trình và hỗ trợ truy xuất nguồn gốc ở cấp độ thành phần và vật liệu, phả hệ và tích hợp với lịch sử quy trình, nếu cần.”

Các tính năng cốt lõi của hệ thống MES

  • Tài liệu sản phẩm
  • Theo dõi sản phẩm/bộ phận và phả hệ
  • Quản lý thực hiện quy trình
  • Quản lý nguồn tài nguyên
  • Quản lý chất lượng
  • nguồn nhân lực
  • Thu thập dữ liệu
  • Tích hợp hệ thống

Tính năng cốt lõi của hệ thống MES

Tuy nhiên, không phải nhà máy nào cũng giống nhau. Nhu cầu khác nhau giữa các ngành công nghiệp và theo loại hình hoạt động sản xuất. Sản xuất hàng loạt hoạt động hoàn toàn khác so với sản xuất rời rạc, v.v.

Sự đa dạng giữa các nhà máy đã làm thất bại nỗ lực của các tổ chức như MESA và ANSI nhằm chuẩn hóa định nghĩa về MES.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào các tính năng cốt lõi của hệ thống MES.

Hãy bắt đầu bằng cách xem chức năng và tính năng mà mỗi mô-đun này có thể cung cấp.

Chức năng sản xuất

Định nghĩa sản phẩm

Hệ thống Thực thi Sản xuất quản lý tài liệu theo yêu cầu của khu vực sản xuất để sản xuất một sản phẩm. Điều này được thực hiện thông qua các tính năng như:

  • Quản lý hóa đơn vật liệu (BOM) : Nhận BOM sản xuất (mBOM) từ hệ thống bên ngoài hoặc nhận BOM kỹ thuật (eBOM) và quản lý quá trình chuyển đổi từ eBOM sang mBOM trong MES.
  • Quản lý cấu hình và thay đổi : Quản lý các bản sửa đổi sản phẩm để khi một sản phẩm được cập nhật, kế hoạch quy trình có thể được cập nhật với khả năng kiểm soát bản sửa đổi và tham chiếu đến các thay đổi có liên quan trong các mô hình CAD và eBOM của định nghĩa sản phẩm.

Theo dõi sản phẩm và bộ phận

Các tính năng MES này nhằm đảm bảo sự sẵn có của các bộ phận phù hợp tại đúng địa điểm và thời gian trong quá trình sản xuất. Trong số đó có:

  • Phát hành bộ phận : Theo dõi các bộ phận từ thời điểm chúng được xuất ra khỏi kho khi chúng được di chuyển qua các khu vực lưu trữ tại xưởng sản xuất cho đến khi chúng được lắp đặt hoặc sử dụng bởi một hoạt động sản xuất.
  • Chọn bộ phận : Tạo danh sách chọn bộ phận được gửi đến hệ thống kiểm kê hoặc vận chuyển thủ công .
  • Lắp ráp bộ phận : Tạo danh sách lắp ráp cho các bộ phận được lắp ráp cùng nhau trong thùng hoặc xe đẩy trước khi bắt đầu công việc để đảm bảo tất cả các bộ phận đều có sẵn trong quy trình.
  • Mức tồn kho WIP : Theo dõi mức tồn kho WIP của các bộ phận được cấp cho công việc nhưng chưa được lắp đặt và truyền thông tin trở lại hệ thống kiểm kê.
  • Theo dõi sản phẩm WIP: Theo dõi sản phẩm khi chúng di chuyển từ trung tâm làm việc này sang trung tâm làm việc tiếp theo. Điều này được thực hiện thông qua việc sử dụng máy quét mã vạch hoặc bằng cách theo dõi số sê-ri, số lô hoặc số thứ tự sản xuất.
  • Hồ sơ lắp đặt các bộ phận và phả hệ sản phẩm : Duy trì lịch sử sản phẩm và quá trình kiểm tra, bao gồm một phả hệ đầy đủ về các vật liệu và thành phần được sử dụng trong quá trình lắp ráp. MES cũng có thể xác minh BOM được xây dựng dựa trên BOM được thiết kế hoặc theo kế hoạch.
  • Hạn sử dụng và hạn sử dụng của vật liệu : Theo dõi ngày hết hạn của vật liệu để ngăn người lao động sử dụng vật liệu đã hết hạn.

Quản lý thực hiện quy trình

Hệ thống Thực thi Sản xuất cung cấp các tính năng để quản lý sản xuất và đảm bảo quy trình công việc phù hợp được tuân theo, chẳng hạn như:

  • Định tuyến quy trình: Xác định và quản lý kế hoạch quy trình, trong đó nêu chi tiết các quy tắc trình tự thực hiện, hướng dẫn công việc, tài nguyên và yêu cầu thu thập dữ liệu cho từng thao tác và bước.
  • Hướng dẫn công việc : Các phiên bản kỹ thuật số của hướng dẫn công việc có văn bản và hình minh họa hướng dẫn kỹ thuật viên thực hiện trình tự quy trình thích hợp – cách thiết lập công cụ, định vị các bộ phận, chạy máy và thực hiện xác minh trong suốt quá trình.
  • Hướng dẫn các bước công việc: Ngoài hướng dẫn công việc, MES có thể hướng dẫn kỹ thuật viên thực hiện các bước khác nhau từ chọn công việc trên danh sách điều động, đăng nhập vào công việc để khởi động đồng hồ, thu thập dữ liệu cho các phép đo và bộ phận, thông qua việc ghi lại quá trình hoàn thành Công việc.
  • Theo dõi tiến độ công việc sản xuất: Theo dõi việc hoàn thành các đơn đặt hàng theo khu vực hoạt động, tài nguyên được sử dụng, hóa đơn vật liệu và các bộ phận được sử dụng, để người lập kế hoạch sản xuất có thể xác định vị trí của từng đơn vị hoặc lô trong chu kỳ sản xuất, vật liệu nào cần thiết và khi nào. Mức độ hiển thị này giúp các kỹ sư lập kế hoạch kiểm kê, lên lịch sản xuất và thông báo chính xác cho khách hàng khi nào đơn hàng sẵn sàng. Bằng cách yêu cầu nhân viên bấm giờ vào thời điểm bắt đầu và kết thúc công việc, chức năng này có thể giúp theo dõi chi phí lao động cho từng công việc.
  • Sự kiện và Cảnh báo : Ghi lại các sự kiện chẳng hạn như việc máy hoặc người vận hành hoàn thành công việc và kích hoạt cảnh báo qua email cho người giám sát hoặc bộ phận hỗ trợ khi cần. Ví dụ: một cảnh báo có thể được kích hoạt nếu đáp ứng một điều kiện ngoài thông số kỹ thuật, nếu một dòng dừng, v.v.
  • Kiểm soát sản xuất : Các tính năng này cung cấp khả năng đẩy nhanh việc giải quyết các vấn đề đang cản trở quá trình sản xuất, điều phối và phê duyệt các sai lệch trong công việc so với công việc đã lên kế hoạch và kết hợp các thay đổi kỹ thuật khẩn cấp có ảnh hưởng đến lịch trình sản xuất. Thông thường, các tính năng kiểm soát sản xuất cung cấp màn hình và báo cáo để giúp nhân viên phân tích các khu vực bị ảnh hưởng và giúp giải quyết chúng nhanh nhất có thể.
  • Điều phối công việc sản xuất : Cung cấp danh sách điều phối công việc hàng ngày từ ERP và cung cấp khả năng hoãn công việc, giải quyết các vấn đề ngoài kế hoạch, v.v. Chức năng này thường có màn hình đồ họa như biểu đồ Gantt để đánh giá hiệu suất và theo dõi xem công việc có bị tụt lại phía sau hoặc đang trên đường hoàn thành đúng hạn hay không.

Quản lý nguồn tài nguyên

Các tính năng để quản lý tài nguyên trong sản xuất, chẳng hạn như dụng cụ, vật liệu, v.v.

  • Trạm điều khiển / Bảng lập kế hoạch : Bảng lập kế hoạch chứa chế độ xem định kỳ của kế hoạch tổng thể với các công cụ lập kế hoạch và kiểm soát cần thiết để duy trì số lượng sản xuất nhằm đảm bảo quy trình sản xuất trôi chảy, đơn đặt hàng theo kế hoạch của quy trình và đơn đặt hàng sản xuất.
  • Quản lý công cụ và tài nguyên (TRM) : Quản lý các công cụ và vật liệu phụ trợ khác và thiết bị cần thiết trong sản xuất. Không chỉ là một hệ thống kiểm kê , MES dự kiến ​​sẽ quản lý trạng thái của các nguồn lực vận hành, xác định công cụ nào có sẵn, công cụ nào tương thích với máy móc nào và đánh giá tình trạng của chúng với mục tiêu thực hiện bảo trì phòng ngừa và giảm thời gian ngừng hoạt động.
  • Hiệu chỉnh dụng cụ: Liên quan đến TRM, vì MES có thông tin hữu ích cho từng công cụ, hiệu chuẩn có thể được kích hoạt dựa trên tần suất sử dụng thực tế. Hơn nữa, MES có thể thực thi rằng các công cụ được hiệu chỉnh đúng cách trước khi chúng có thể được sử dụng.
  • Truyền cài đặt máy : Quản lý và truyền cài đặt máy để đảm bảo thiết lập và bảo trì phù hợp cho mọi máy cũng như hướng dẫn công việc để chạy máy đúng cách, với mục tiêu tránh thời gian ngừng hoạt động không cần thiết.
  • Chương trình máy chạy : Lưu trữ và quản lý các chương trình cho máy chạy, từ các trang thiết lập đơn giản đến các chương trình điều khiển số (NC) hoặc máy đo tọa độ (CMM).
  • Hậu cần vật liệu và sản xuất: Cung cấp thông tin về vật liệu đang lưu thông (những thứ liên quan đến công việc đang tiến hành (WIP) hoặc bên ngoài các cơ sở lưu trữ chung) để các hoạt động vận chuyển của chúng có thể được bắt đầu vào đúng thời điểm.

Chất lượng

Tích hợp chất lượng trong quy trình sản xuất thông qua xác minh trong quy trình.

  • Kiểm soát quá trình thống kê (SPC): Kiểm soát quá trình thống kê thu thập dữ liệu, xử lý và so sánh dữ liệu đó với các giá trị điểm đặt để xác định xem nó có nằm trong dung sai hay không. Nếu không, thì chức năng SPC có thể kích hoạt cảnh báo để cảnh báo các bên liên quan. Các hệ thống MES nên lưu các điểm dữ liệu đã chụp này để theo dõi xu hướng của chúng và cung cấp chúng trong quá trình sản xuất để xác định và ngăn ngừa lỗi trước khi chúng xảy ra.
  • Xác minh cấu hình sản phẩm : MES có thể giúp đảm bảo rằng các sản phẩm được xây dựng theo thông số kỹ thuật chính xác bằng cách lưu giữ Bản ghi lịch sử thiết bị (DHR, còn được gọi là báo cáo As-Built), bao gồm danh sách Thông báo thay đổi kỹ thuật (ECN) được tích hợp vào từng đơn vị sản phẩm . Nếu có sai lệch giữa cấu hình được xây dựng và cấu hình được thiết kế, MES có thể quản lý các phê duyệt cần thiết để đảm bảo nhà sản xuất không vận chuyển sản phẩm ngoài thông số kỹ thuật.
  • Quản lý sự không phù hợp (NCM) : Truy nguyên các khía cạnh kỹ thuật, điều kiện sản xuất và nguyên liệu đầu vào của sản phẩm kém chất lượng, với mục tiêu đưa ra và đo lường hiệu quả của các biện pháp đối phó.
  • Hàng hóa đến : Mô-đun này giúp đăng ký và theo dõi hàng hóa đến và gửi đi để đảm bảo đánh số lô chính xác và cảnh báo cho các bên liên quan nếu giá trị vượt quá mức cho phép.
  • Quản lý thiết bị kiểm tra: Tương tự như quản lý Công cụ và Tài nguyên, tính năng này giúp đảm bảo thiết bị kiểm tra được bảo trì đúng cách. Nó cũng đảm bảo rằng thiết bị đáp ứng các tiêu chuẩn cần thiết và nó đang được sử dụng cho các thử nghiệm và quy trình kiểm tra thích hợp.
  • Xử lý dữ liệu quy trình (PDP) : Tính năng này thu thập dữ liệu từ quá trình sản xuất, chẳng hạn như nhiệt độ và độ ẩm, đồng thời xác minh chúng theo giới hạn dung sai hoặc can thiệp. Nếu xảy ra lỗi, nó đề xuất các biện pháp đối phó.

Nguồn nhân lực

Các tính năng này giúp quản lý những người tham gia vào các hoạt động.

  • Ghi nhật ký thời gian làm việc của nhân viên: Theo dõi dữ liệu bấm giờ vào/ra của nhân viên cũng như thời gian vắng mặt và các biến số liên quan đến thời gian khác có thể hỗ trợ sản xuất, đặc biệt là khi lao động phải được lên lịch hiệu quả.
  • Trình độ và Chứng chỉ Nhân sự : Duy trì hồ sơ chứng nhận cho nhân viên cũng như kinh nghiệm của họ với các loại công việc khác nhau. Xác minh rằng nhân viên đăng ký nhận công việc có các chứng chỉ và kinh nghiệm cần thiết để thực hiện công việc đó.
  • Lương khuyến khích : Thực hiện các hệ thống thưởng dựa trên khuyến khích, sử dụng dữ liệu sản xuất, thời gian vắng mặt và thời gian đặt hàng công việc để tính mức hiệu suất.
  • Lập kế hoạch nhân lực ngắn hạn : Nhận thông tin tổng quan về tất cả các nhân viên đang hoạt động để bạn có thể lập kế hoạch lịch trình theo cách thủ công hoặc tự động, có tính đến các tình huống tải ở cấp bộ phận, nhà máy hoặc công ty.
  • Kiểm soát ra vào : Quản lý kiểm soát ra vào cơ sở sản xuất để đảm bảo chỉ những nhân viên được ủy quyền mới có thể ra vào khu vực cửa hàng, vận hành máy móc, v.v.
  • Quản lý leo thang: Nâng cao các vấn đề liên quan đến chất lượng, sử dụng, thời gian ngừng hoạt động, v.v. Nếu các ngưỡng bị vi phạm, các cơ chế leo thang và cảnh báo sẽ được kích hoạt để leo thang vấn đề và cảnh báo cho bên liên quan phù hợp để giảm thời lượng của các trạng thái hoạt động bị lỗi.

Thu thập dữ liệu

MES giúp thu thập và tích hợp dữ liệu trong toàn bộ phân xưởng.

  • Thu thập dữ liệu sản xuất : Thu thập dữ liệu sản xuất từ ​​con người, mức tiêu thụ vật liệu và chất lượng trong các khung thời gian khác nhau và cung cấp dữ liệu đó cho ban quản lý theo thời gian thực thông qua hiển thị và phân tích .
  • Thu thập dữ liệu máy : Ghi lại trạng thái máy theo cách thủ công thông qua các giao diện hoặc tự động thông qua các giao thức công nghiệp và hệ thống xe buýt hoặc cảm biến như cân, cân bằng và đo lường KPI như OEE , thời gian hoạt động, v.v., cũng như để xác định các nút cổ chai và điểm lỗi trong sản lượng.
  • Thu thập dữ liệu trong quá trình: Tạo điều kiện thuận lợi cho việc thu thập dữ liệu trong quá trình thủ công và tự động bằng cách sử dụng danh sách kiểm tra và các phép đo được ghi lại cũng như các thiết bị như máy quét mã vạch, RFID, giao diện thiết bị đo, v.v.
Tính năng cốt lõi của hệ thống MES
Tự động thu thập và lưu trữ dữ liệu trong các bảng Vmes No-code, sau đó tận dụng Analytics để tạo báo cáo và trang tổng quan theo thời gian thực.

Tích hợp hệ thống

MES sẽ có thể tích hợp với các hệ thống sản xuất khác.

  • Lưu trữ dữ liệu : MES nên có dữ liệu được chuẩn hóa và cập nhật. Nó có thể giao tiếp với cơ sở dữ liệu hiện có trong công ty cũng như cơ sở dữ liệu mới thông qua API, trình kết nối hoặc các cơ sở dữ liệu khác.
  • Tích hợp với các hệ thống khác: MES có thể tích hợp và tương tác với các hệ thống khác trong công ty. Ở cấp độ công ty, nó sẽ có thể tương tác với hệ thống ERP, nhân sự và QMS. Ở cấp độ quản lý sản xuất, nó có thể tương tác với máy móc thông qua các giao thức công nghiệp như OPC-UA cũng như đầu vào dựa trên PC từ các trạm thông tin.
  • Triển khai : Hầu hết MES đều tại chỗ, nhưng có xu hướng ngày càng tăng đối với MES dựa trên đám mây từ các nhà cung cấp hàng đầu và những người chơi mới đang nổi lên ngày càng có nguồn gốc từ đám mây.

Phần kết luận

Mặc dù mỗi MES có các biến thể dựa trên ngành, loại hoạt động sản xuất và quy mô khách hàng, nhưng tất cả chúng đều có chung một số kết hợp các tính năng được liệt kê ở trên. Khi được triển khai đúng cách, MES mang đến cho nhà sản xuất khả năng hiển thị theo thời gian thực để đưa ra quyết định tốt hơn. Tuy nhiên, do tính chất cứng nhắc của công nghệ, MES là những hệ thống đầy thách thức cần có thời gian để hiển thị ROI.

Các công nghệ mới như ứng dụng sản xuất cho phép các nhà sản xuất hiện đại tiếp cận nhiều tính năng cốt lõi được liệt kê ở trên mà không gặp phải những thách thức chung của MES. Với các nền tảng hoạt động như Vmes, mỗi tính năng MES được liệt kê ở trên có thể trở thành một ứng dụng được thiết kế và phát triển đặc biệt bởi những người gần gũi nhất với hoạt động.

Tham khảo hệ thống Vmes của chúng tôi hoặc liên hệ với nhóm của chúng tôi ở đây

Tham khảo thêm các giải pháp khác, hãy truy cập Giải pháp Viot.

Trí Cường
tricuong.le@iotvn.vn