MES, ISA-95, MES-11, cMES, NAMUR – Các tiêu chuẩn về giải pháp hệ thống MES

Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi sâu vào những nỗ lực của các tổ chức như Hiệp hội Giải pháp hệ thống Doanh nghiệp Sản xuất (MESA) và Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA) trong việc chuẩn hóa định nghĩa để làm cho nó bớt tầm thường hơn.

Hiểu các mô hình và tiêu chuẩn này có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về các hệ thống thực thi sản xuất và đánh giá các giải pháp thay thế hiện đại của chúng.

Mô hình MESA – xác định giải pháp hệ thống MES theo chức năng

Định nghĩa phổ biến nhất về MES có lẽ là mô hình MESA , định nghĩa MES theo các vùng chức năng.

MESA, được tạo ra vào những năm 1990 để tư vấn về việc triển khai các hệ thống MES và giải quyết sự phức tạp ngày càng tăng của chúng.

Năm 1997, MESA chính thức xác định phạm vi của MES thông qua 11 chức năng cốt lõi, được gọi là mô hình MESA-11. Các chức năng này xuất phát từ quan điểm của một nhà máy và bao gồm:

  • Hoạt động/Trình tự chi tiết
  • Điều động các đơn vị sản xuất
  • Theo dõi sản phẩm và phả hệ
  • Quản lý lao động
  • Quản lý chất lượng
  • Quản lý bảo trì
  • Phân bổ nguồn lực và tình trạng
  • Kiểm soát tài liệu
  • Phân tích hiệu suất
  • Quản lý quy trình
  • Thu thập và thu thập dữ liệu

Năm 2004, trọng tâm của mô hình tăng lên bao gồm cả hoạt động kinh doanh. Ngoài các hoạt động cốt lõi, mô hình bao gồm các trọng tâm như tối ưu hóa chuỗi cung ứng và tối ưu hóa tài sản. Bản cập nhật này là MES hợp tác hoặc C-MES.

Theo MESA, mô hình này tập trung vào cách các hoạt động vận hành cốt lõi tương tác với hoạt động kinh doanh. Mô hình tính đến sự cạnh tranh gia tăng, gia công phần mềm, tối ưu hóa chuỗi cung ứng và tối ưu hóa tài sản.

Giao diện C-MES với các lĩnh vực hoạt động kinh doanh khác xung quanh các cạnh. Chúng bao gồm các hệ thống tập trung vào nguồn cung cấp (SCP mua sắm); các hệ thống tập trung vào khách hàng như CRM và quản lý dịch vụ; các hệ thống tập trung vào hiệu suất và tài chính như phần mềm ERP và Business Intelligence BI; các hệ thống tập trung vào sản phẩm như CAD/CAM và PLM; các hệ thống hậu cần như TMS và WMS; điều khiển (PLC, DCS); và các hệ thống tuân thủ (quản lý DOO, ISO, EH&S).

Cuối cùng, vào năm 2008, mô hình này đã được mở rộng sang phiên bản hiện tại, mở rộng từ sản xuất, vận hành nhà máy, vận hành kinh doanh và thậm chí đến các sáng kiến ​​chiến lược như sản xuất tinh gọn, tuân thủ quy định và chất lượng, quản lý vòng đời sản phẩm, doanh nghiệp thời gian thực , quản lý hiệu suất tài sản và những thứ khác.

Về cốt lõi, định nghĩa MES của MESA là định nghĩa chức năng dựa trên các chức năng khác nhau mà MES sẽ phục vụ. Để một hệ thống trở thành một MES, nó phải có tất cả các nhóm chức năng hoặc sự kết hợp hợp lý của chúng. Nhưng định nghĩa đã phát triển theo thời gian. Với C-MES, MES đóng vai trò trung gian giữa tự động hóa và quản lý doanh nghiệp, đồng thời là trung tâm dữ liệu và thông tin. Nó không chỉ là một tập hợp các chức năng mà còn là một trung tâm tích hợp thông tin trong toàn công ty.

ISA-95 xác định MES theo kiến ​​trúc thông tin

ISA-95 được Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế (ISA), trước đây gọi là Hiệp hội Thiết bị, Hệ thống và Tự động hóa, và Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) cùng phát triển. Sự phát triển của tiêu chuẩn ISA-95 bắt đầu vào năm 1995 khi máy tính bắt đầu thâm nhập vào hệ thống kiểm soát và thông tin của nhà sản xuất.

giải pháp hệ thống MES

Không giống như mô hình MESA tập trung vào các quy trình kinh doanh, mô hình ISA-95 tập trung vào kiến ​​trúc thông tin. Mô hình ISA-95 chia hệ thống sản xuất thành 5 cấp độ, dựa trên mô hình Kiến trúc Tham chiếu Doanh nghiệp (PERA) của Purdue .

Theo cách này, tiêu chuẩn ISA-95 giúp xác định ranh giới giữa các hệ thống. Các thiết bị thông minh như cảm biến thuộc Cấp 1. Các hệ thống điều khiển như PLC, DCS, OCS thuộc Cấp 2. MES thuộc Cấp 3. ERP thuộc Cấp 4.

Bằng cách đặt MES ở Cấp độ 3, ISA-95 ngụ ý rằng MES kết nối sản xuất với hệ thống doanh nghiệp, quản lý quy trình công việc để tạo ra sản phẩm cuối cùng, duy trì hồ sơ sản xuất và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Mục tiêu là phát triển một tiêu chuẩn cho phép giao tiếp và tích hợp hiệu quả giữa hệ thống ERP và MES. Điều này sẽ tạo điều kiện giao tiếp hiệu quả giữa các bên liên quan, giảm tổng chi phí sở hữu và cho phép tích hợp không có lỗi.

NAMUR – Xác định MES theo ngành dọc

Như chúng ta đã thấy, MESA định nghĩa MES theo chức năng và ISA-95 định nghĩa nó theo kiến ​​trúc thông tin. Tuy nhiên, vì mọi ngành và loại hoạt động sản xuất đều có các yêu cầu khác nhau về sản xuất, chất lượng, quy trình kinh doanh và môi trường pháp lý, MES khác nhau tùy theo ngành và loại hoạt động sản xuất.

Đã có những nỗ lực cụ thể của ngành trong việc chuẩn hóa các định nghĩa MES. Ví dụ, NAMUR là một nhóm người dùng cuối đặc biệt tham gia vào ngành công nghiệp chế biến (phần lớn là hóa chất và dược phẩm). Các đề xuất của họ dựa trên ISA-95, nhưng nhóm đưa ra các định nghĩa cụ thể hơn cho nhu cầu của ngành.

Ở cấp độ rộng hơn, chúng ta có thể phân biệt giữa ngành dọc Quy trình và Ngành rời rạc. Đương nhiên, mỗi loại hoạt động có một tập hợp các yêu cầu khác nhau, vì vậy một MES phục vụ mỗi loại sẽ khác nhau theo những cách quan trọng.

Do đó, các ngành dọc của quy trình xem MES là hệ thống điều khiển máy móc và nhà máy. Trong khi các ngành công nghiệp rời rạc coi MES giống như một hệ thống thông tin, phản hồi và kiểm soát trực tuyến hơn cho sản xuất.

Những nỗ lực khác để xác định MES

Ngoài các tiêu chuẩn chúng tôi đã đề cập cho đến nay, còn có các tiêu chuẩn khác như tiêu chuẩn VDI. Tiêu chuẩn VDI được phát triển bởi Verein Deutsche Ingenieure vào năm 2004 trên cơ sở các tiêu chuẩn mà chúng tôi đề cập ở trên. Như với tất cả các tiêu chuẩn, mục tiêu của VDI là cung cấp cho MES một ý nghĩa cố định để ngăn các nhà cung cấp tầm thường hóa thuật ngữ này cho các mục đích tiếp thị.

Thay đổi định nghĩa với IIoT

Gần đây, các nhà phân tích đã quan sát thấy rằng MES đang hướng tới một mô hình ứng dụng và dịch vụ vi mô. Do đó, các nhà cung cấp MES đang bắt đầu rời xa vị trí là giải pháp toàn diện. Thay vào đó, họ đang thử nghiệm bán chức năng được mô đun hóa. Với sự xuất hiện của IIoT, nhiều người thậm chí đã bắt đầu đặt câu hỏi liệu MES có còn phù hợp trong kỷ nguyên số hay không . Ngay bây giờ, thị trường vẫn đang phát triển. Nhưng sẽ rất thú vị để xem nó sẽ di chuyển theo hướng nào trong năm năm tới. ứng dụng IIoT? MES truyền thống? Hoặc cả hai?

Ngoài tiêu chuẩn và mô hình

Như bạn có thể thấy, đã có nhiều nỗ lực để chuẩn hóa định nghĩa MES. Đối với chuyên gia về vấn đề này, các tiêu chuẩn và mô hình này có thể hữu ích. Tuy nhiên, đối với người dùng cuối thông thường của MES, chúng có thể gây nhầm lẫn hơn là làm sáng tỏ. Có lẽ cách tốt hơn để xác định các hệ thống thực thi sản xuất là dựa trên các đặc điểm chung mà chúng có xu hướng có, thường xoay quanh 5 lĩnh vực chính: chức năng sản xuất, chất lượng, nguồn nhân lực, thu thập dữ liệu và tích hợp hệ thống.

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