Hệ Thống MES – Vì Sao Phải Áp Dụng MES?

No Comments

Hệ thống MES điều hành sản xuất nhà máy ( Manufacturing execution system)

Manufacturing execution systems (MES) là hệ thống máy tính – phần mềm được sử dụng trong nhà máy, dùng  để theo dõi, giám sát và lưu trữ thông tin từ vật tư đầu vào thành sản phẩm đầu ra. MES cung cấp thông tin giúp những người ra quyết định trong nhà máy hiểu được tình trạng hiện thời của nhà máy nhằm tối ưu và cải tiến hoạt đột sản xuất. Hệ thống MES làm việc trực tuyến thời gian thực để điều khiển nhiều thiết bị cùng lúc trong sản xuất. (đầu vào, con người, máy máy và dịch vụ hỗ trợ)

MES có thể hoạt động trong nhiều khu vực chức năng như là:

  •  Quản lý vòng đời sản phẩm.
  • Lên kế hoach sản xuất, phân bố nguồn lực.
  • Yêu cầu phối hợp các bộ phận.
  • Phân tích sản xuất.
  • Quản lý thời gian máy dừng.
  • Quản lý chỉ số hiệu suất tổng thể của máy móc (OEE – overal euipment effectiveness).
  • Chất lượng sản phẩm, quản lý vật tư.
  • MES tạo ra những mẫu dữ liệu, nắm giữ dữ liệu, quy  trình và đầu ra của sản xuất.
MES - Manufacturing Execution Systems

Sơ Đồ Hệ Thống MES trong quá trình vận hành.

MES có thể đặc biệt quan trọng trong các lĩnh vực công nghiệp, thực phẩm, đồ uống, thực phẩm. Những nơi đữ liệu yêu cầu lưu trữ làm bằng chứng trong các quy trình, sự kiện.

Ngoài việc hiển nhiên hệ thống MES đã thay thế hệ thống báo cáo bằng giấy tờ, MES cũng đã trở thành một yếu tố kết nối giữa việc điều hành sản xuất và các hệ thống doanh nghiệp (ví dụ: ERP, PLM). Bằng cách này các công ty có thể xử lý các hoạt động, sự kiện theo thời gian thực để hồ sơ lịch sử thiết bị có thể được cập nhật tức thời trong khi quá trình sản xuất đang diễn ra thay vì sau khi sản xuất.

Trong các ngành công nghiệp tự động hóa cao, MES cung cấp một tập hợp các công cụ trung gian quản lý cầu nối giữa hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP) và hệ thống kiểm soát và thu thập dữ liệu (SCADA) hoặc hệ thống điều khiển quá trình tự động hóa máy móc (PLC). Đối với các ngành công nghiệp phức tạp khác, MES cung cấp cầu nối liên kết quản lý sản xuất với các thông số kỹ thuật thiết bị dây chuyền, thống số sản phẩm trong PLM và quản lý hàng tồn kho trong ERP. Ranh giới giữa các hệ thống này không quá rõ ràng. Trong các tổ chức công nghiệp lớn đã đầu tư xây dựng hệ thống MES từ khoảng thập niên 1990.

Các chức năng chính của hệ thống MES

Qua nhiều năm, các tiêu chuẩn và mô hình quốc tế đã điều chỉnh phạm vi của các hệ thống giới hạn các hoạt động. Những thông thường bao gồm:

  1. Quản lý các định nghĩa sản phẩm. Điều này có thể bao gồm lưu trữ, kiểm soát phiên bản và trao đổi với các hệ thống dữ liệu tổng thể khác như: quy tắc sản xuất sản phẩm, hóa đơn, chứng từ, quy trình. Dữ liệu nhận được tất cả tập trung vào việc xác định cách tạo sản phẩm. Quản lý các định nghĩa sản phẩm có thể là một phần của Quản lý vòng đời sản phẩm.
  2. Quản lý nguồn lực: Bao gồm đăng ký, trao đổi và phân tích thông tin các nguồn lực, nhằm chuẩn bị đơn đặt hàng với các nguồn lực có đủ năng lực và tính sẵn sàng.
  3. Kế hoạch (Quy trình sản xuất) đó là các hoạt động xác định kế hoạch sản xuất như là thu thập thông tin yêu cầu công việc để đáp ứng được yêu cầu sản xuất, những yêu cầu được nhận từ hệ thống ERP hay các hệ thống lên kế hoạch sản xuất khác, tối ưu sử dụng nguồn lực sẵn có.
  4. Phân bổ đơn hàng sản xuất. Tùy thuộc vào loại quy trình sản xuất, có thể bao gồm phân phối các đơn đặt hàng hoạt loạt trong tương lai, chạy các đơn hàng làm việc, đưa các yêu cầu đến các trung tâm điều phối công việc và điều chỉnh các điều kiện không  mong đợi.
  5. Thực hiện các đơn hàng sản xuất (PO – Production Order). Hệ thống MES có thể kiểm tra nguồn lực và xác nhận với các hệ thống khác về tiến độ của sản xuất trong quy trình.
  6. Phân tích hiệu suất sản xuất. Tạo thông tin hữu ích từ các dữ liệu thu thập thô về tình trạng sản xuất hiện tại, như Tồn kho trong tiến trình (WIP), và hiệu suất sản xuất, hiệu quả “Thiết bị Tổng thể” – OEE hoặc bất kỳ chỉ tiêu Hiệu suất khác.
  7. Theo dõi và giám sát sản xuất. Đăng ký và thu thập thông tin liên quan đến đơn hàng đã hoàn thành của các lô hàng, yêu cầu thiết bị (đặc biệt quan đến sức khoẻ trong sản xuất)
  8. Số hoá các thông tin hoàn chỉnh từ sổ tay ghi chú vào hệ thống Web/máy tính bảng. Chức năng giao tiếp điều chỉnh các thông số và đẩy xuất hệ thống SCADAvào một ngân hàng dữ liệu dùng chung.
  9. Giao điện kiểm tra có thể đánh giá hiệu suất  của các tiện ích như là nhiệu độ của là nấu, tháp lạnh… cái mà được thu thập dữ liệu từ hệ thống SCADAđược lưu trữ trong các dữ liệu dùng chung.

Lợi ích

Hệ Thống MES tạo ra và cung cấp một quy trình quản lý sản xuất hoàn hảo, nhận phản hồi và yêu cầu phản ứng trong thời gian thực, cung cấp thông tin tại một nguồn duy nhất. Lợi ích của một hệ thống MES được thiết lập hoàn chỉnh có thể bao gồm:

  1. Giảm: lãng phí, sửa lỗi và huỷ hàng, thời gian khởi động nhanh hơn.
  2. Nắm bắt chính xác dữ liệu về chi phí: nhân sự, hư hỏng vật tư, dừng máy, thiết bị & công cụ sản xuất.
  3. Tăng thời gian hoạt động khả dụng của máy móc.
  4. Hỗ trợ hoạt động công việc không cần giấy tờ.
  5. Giảm tồn kho, thông qua việc loại bỏ tồn kho không cần thiết.

Vì Sao Bạn Có Cần Hệ Thống MES?

Trong các thị trường toàn cầu cạnh tranh ngày nay, sản xuất ngày càng khó khăn và phức tạp. Nếu bạn cần kiểm soát, tuân thủ, đáp ứng yêu cầu thời gian tiếp cận thị trường và khả năng quản lý vòng đời sản phẩm với các hướng dẫn chính xác, dữ liệu thời gian thực và sản xuất thông minh, bạn có thể cần MES.

Nói cách khác, có thể bạn sẽ có MES nếu bạn gặp sự cố ở bất kỳ vấn đề nào sau đây:

  1. Khó khăn trong việc đổi mới để đáp ứng nhu cầu thị trường
  2. Đối phó với tốc độ thay đổi: Quản lý sự thay đổi
  3. Độ trễ của thông tin: nhận dữ liệu quá muộn để phân tích hữu ích
  4. Các vấn đề về truy xuất tài liệu
  5. Thiếu quản lý trực quan, khó theo dõi các công việc đang thực hiện.
  6. Không đáp ứng được lịch sản xuất hoặc đạt được sản lượng
  7. Quá nhiều rủi ro và quá nhiều lỗi do quy trình thủ công hoặc dựa trên giấy tờ.
  8. Quá nhiều hệ thống trong nhà máy: thiếu một hệ thống thống nhất và trung thực.

Vị trí và sự liên kết với các hệ thống khác.

Tiêu chuẩn ANSI / ISA-95:

Một hệ thống phân cấp chức năng đã được xác định trong đó MES nằm ở cấp 3 giữa ERP ở cấp 4 và kiểm soát quá trình ở các mức 0, 1, 2. Với việc công bố tiêu chuẩn thứ ba của tiêu chuẩn năm 2005, các hoạt động ở Cấp 3 được chia thành bốn hoạt động chính: sản xuất, chất lượng, hậu cần và bảo trì.

MES System, location in manufactory system.

Vị trí Hệ Thống MES trong tầng hệ thống sản xuất.

Hệ Thống MES liên kết với các hệ thống khác:

MES System, how to link with other production systems.

Hệ Thống MES, sự liên kết với các hệ thống sản xuất khác.

Liên hệ với các hệ thống tầng 3. 

Trong mô hình tiêu chuẩn ISA-95: Tầng 3 có thể được gọi là Hệ thống quản lý điều hành sản xuất. Ngoài hệ thống MES còn các hệ thống khác: Quản lý thông tin phòng thí nghiệm LIMS, Quản lý tồn kho WMS, số hoá hoạt động bảo trì bảo dưỡng CMMS. Từ phía MES có những luồn giao tiếp dữ liệu như sau:

  • – Đến LIMS: chất lượng yêu cầu, mẫu kiểm tra, dữ liệu thống kê quy trình.
  • – Từ LIMS: kết quả chất lượng kiểm tra, chứng chỉ sản phẩm, tình trạng kiểm tra.
  • – Đến WMS: Yêu cầu nguồn vật tư, định nghĩa vật tư, thời gian giao hàng sản xuất.
  • – Từ WMS: vật tư có sẵn hay không, tình trạng phân lô, vận chuyển thành phẩm.
  • – Đến CMMS: Dữ liệu chạy của thiết bị, thiết bị hỗ trợ, yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng.
  • – Từ CMMS: Quy trình bảo dưỡng, khả năng của thiết bị, lịch bảo bảo trì.

Liên hệ với các hệ thống tầng 4.

Theo tiêu chuẩn ISA-95 Tầng 4 là Hệ thống quản lý vòng đời sản phẩm (PLM), Hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP), Hệ thống phản hồi hài lòng khách hàng (CRM), Quản lý nguồn nhân lực, Quy trình phát triển sản phẩm (PDES). Hệ thống MES liên kết dữ liệu với các hệ thống tầng 4:

  • – Đến PLM: kết quả kiểm tra sản phẩm từ sản xuất
  • – Từ PLM: định nghĩa sản phẩm, chứng từ giao nhận, hướng dẫn thao tác số, thông số cài đặt.
  • – Đến ERP: Kết quả sản xuất, sản xuất và tiêu thụ vật tư.
  • – Từ ERP: kế hoạch sản xuất, yêu cầu của đơn hàng.
  • – Đến CRM: giám sát sản xuất, truy xuất lịch sử sản xuất.
  • – Từ CRM: phàn nàn của khách hàng về sản phẩm.
  • – Đến HRM: Kết quả công việc cá nhân.
  • – Từ HRM: kỹ năng, có sẵn nhân lực.
  • – Đến PDES: Kết quả kiểm tra và thực hiện sản xuất.
  • – From PDES: định nghĩa sản phẩm,  manufacturing flow definitions, định nghĩa các tiêu chuẩn thông số.

Liên kết với tầng quản lý 0, 1, 2.

Hệ Thống: Supervisory Control And Data Acquisition(SCADA), Programmable Logic Controllers (PLC), Hệ thống điều khiển phân tán và hệ thống điều khiển sản xuất hàng loạt. Dòng thông tin giữa MES và hệ thống điều khiển như là PLC:

  • PLC=> MES: giá trị hoạt động, báo động, điều chỉnh điểm cấu hình, kết quả sản xuất.
  • MES=> PLCs: Hướng dẫn sử làm việc,  work instructions, công thức, cài đặt tham số.

Hầu hết các hệ thống MES bao gồm bộ phận kết nối với hệ thống sản xuất. Trực tiếp kết nối với PLC, kết nối thông qua hệ thống điều khiển rời rạc hay kết nối với hệ thống SCADA – OPC. (OPC là tiêu chuẩn trong quá khứ. Giờ đây có nhiều kênh kết nối hiệu quả và rẻ hơn)

Tương Lai Hệ Thống MES? – Hệ Thống MES 4.0

MES đã và đang phát triển hàng ngày với nhiều kiến thức hơn được tích hợp vào nó. Internet of Things (IoT) đã được hình dung như là một phần không thể tách rời của ngành công nghiệp sản xuất, nó sẽ tác động đến tất cả các lĩnh vực từ việc lập kế hoạch đến khi giao hàng, điều này cũng sẽ tác động đến MES. Kết hợp MES và IoT lại tạo nên khái niệm MES 4.0. Nó cấu hình lại việc quản lý hệ thống sản xuất, chất lượng, bảo trì và kiểm kê; MES 4.0 là một nhà máy thông minh trên cơ sở tích hợp các trụ cột: Sản Xuất, Chất Lượng, Tồng Kho, Bảo Trì; thông qua các đối tượng thông minh để cung cấp các quy trình thông minh.

Một hệ thống thực hiện sản xuất thông minh?

Ngành công nghiệp 4.0 được thành lập để dẫn đầu việc số hóa các quy trình sản xuất và sản xuất. MES là một thành phần rất quan trọng trong ngành công nghiệp 4.0. MES 4.0 đóng vai trò là cầu nối giữa các hệ thống thông tin sản xuất trong nhà máy. Nó là một hệ sinh thái giao tiếp thời gian thực; nhờ đó các quyết định được đưa ra tốt hơn, nhanh hơn.

MES đã và đang phát triển hàng ngày với nhiều kiến thức hơn được tích hợp vào nó. Internet of Things (IoT) đã được hình dung như là một phần không thể tách rời của ngành công nghiệp sản xuất, nó sẽ tác động đến tất cả các lĩnh vực từ việc lập kế hoạch đến khi giao hàng, điều này cũng sẽ tác động đến MES. Kết hợp MES và IoT lại tạo nên khái niệm MES 4.0. Nó cấu hình lại việc quản lý hệ thống sản xuất, chất lượng, bảo trì và kiểm kê; MES 4.0 là một nhà máy thông minh trên cơ sở tích hợp các trụ cột: Sản Xuất, Chất Lượng, Tồng Kho, Bảo Trì; thông qua các đối tượng thông minh để cung cấp các quy trình thông minh.

MES đã được phân thành bốn chức năng; Sản xuất, chất lượng, hàng tồn kho và bảo trì. Bài viết này tập trung vào bốn lĩnh vực này liên quan đến lính vực IOT. Thông qua đó cố gắng phát triển một khái niệm cho MES 4.0. Phân tích dự đoán mức độ mà IoT có thể được sử dụng trong quản lý sản xuất, tồn kho, bảo trì và chất lượng.

Hành trình chuyển đổi Hệ Thống MES lên MES 4.0

Việc đánh giá quá trình áp dụng IOT vào MES theo các tiêu chí sau:

  • Đánh giá mỗi chức năng cùng những hoạt động của nó.
  • Kiểm tra mức độ tích hợp của IOT.
  • Nếu đúng, đánh giá mức độ áp dụng IOT theo thang 5.
  • Đánh giá mức độ áp dụng IOT theo thang điểm trên.

Kết quả phân tích

Khả năng ứng dụng của IOT được phân tích dựa trên các cuộc phỏng vấn của các SME đang sử dụng MES và IOT; thông qua các nguồn trực tuyến và tài liệu được xuất bản khác nhau. Mức độ IOT có thể áp dụng cho từng khu vực chức năng được thống kê như sau:

  • Phạm vi bao phủ hiện tại của IOT trong bốn lĩnh vực của MEShàng tồn kho có tỷ lệ cao nhất (41%)
  • Sản xuất 32%.
  • Chất lượng 20%.
  • Bảo Trì 34%

Nhìn chung mức độ bao phủ trung bình của IOT là 32%, điều đó có nghĩa là còn rất nhiều khoản trống để cải tiến về sau.

Khuyến nghị:

Việc tích hợp công nghệ tự động và công nghệ thông tin trong quy trình sản xuất tạo nên khái niệm mới về IOT. Nó đang xác định lại quy trình sản xuất và hệ thống của nó. Các phân tích trình bày ở đây cho thấy phạm vi IOT có thể thực hiện. Dưới đây là một số ý chính cần nắm:

  • IOT có phạm vi rộng lớn trong lính vực MES với mức độ bao phủ trung bình chỉ 32% còn lại đến 78% khoảng trống MES chưa khai thác.
  • IoT cần phải được áp dụng tại các vị trí đã được xác định ở đây để hệ thống MES có thể đáp ứng nhu cầu trong tương lai của nhà máy sản xuất.
  • Cách tiếp cận được thảo luận ở đây có thể được sử dụng để nghiên cứu nhu cầu cụ thể của người dùng để thực hiện hoặc nâng cấp MES khi IOT được tích hợp trong các quy trình sản xuất.

Xem thêm:

Tìm Hiểu Về Hệ Thống MES và giải pháp: https://iotvn.vn/

 

Tin Tức

VIEW ALL
All Kiến Thức Tin tức công nghệ Thông Báo Tin Tức

Làm thế nào để áp dụng hệ thống MES vào nhà máy của bạn?

Hệ thống thực hiện sản xuất (MES) là một tài sản tuyệt vời. Được thiết kế để trao quyền cho…
CONTINUE READING

OEE là gì? – Cách Tính OEE?

OEE Là Gì? OEE - (Hiệu quả thiết bị tổng thể) là một số liệu "thực tế tốt nhất" xác định…
CONTINUE READING

MES 4.0 – Khái Niệm Mới: Hệ Thống Sản Xuất Thông Minh 4.0

MES 4.0 - Hệ thống thực hiện sản xuất thông minh. (Manufacturing Execution System) Một hệ thống thực hiện sản xuất thông…
CONTINUE READING

MES – Hệ thống vận hành sản xuất

Hệ thống vận hành sản xuất nhà máy (MES - Manufacturing execution system) Tham khảo Wikipedia. Manufacturing execution systems (MES) là…
CONTINUE READING

Thành Phố Thông Minh, Thách Thức Và Cơ Hội Hiện Tại Cho Các Nhà Phát Triển Ứng Dụng

Thành Phố Thông Minh Smart City Nền tảng của thành phố thông minh hiện đại không…
CONTINUE READING

Tầm quan trọng mạng 5G và cách mạng IOT

Dự kiến đến năm 2020 mạng 5G được triển khai với tốc độ gấp 100 lần so với mạng 4G…
CONTINUE READING

Giới thiệu website mới NIOT – Giải pháp IOT Việt Nam

Chào các bạn. NIOT là một thương hiệu chuyên cung cấp giải pháp IOT nâng tầm công nghệ Việt. https://www.iotvn.vn…
CONTINUE READING
 

Leave a Comment