Những điều cơ bản cần biết trước khi triển khai hệ thống thực thi sản xuất – MES (Phần 3)

Hệ thống MES cung cấp những gì cho doanh nghiệp ? Và chúng ta sẽ phải đầu tư bao nhiêu ? Chúng ta có cần hệ thống thực thi sản xuất – MES cho sản xuất không ? Và có nên mua MES full Không ? Hay là chỉ cần một vài Module của MES để hỗ trợ sản xuất ? Nếu vậy, mô-đun nào của MES đáng để đầu tư cho chúng ta ? Chức năng MES sẽ giúp công ty chúng ta thành công hơn như thế nào? …

Rất nhiều câu hỏi phải không ? Chúng ta hãy cùng SmartFactoryVN tìm hiểu chi tiết hơn về hệ thống thực thi sản xuất – MES.

Trước khi đọc tiếp phần 3 của loạt bài về hệ thống thực thi sản xuất – MES, bạn có thể xem lại phần trước tại đây :

Những điều cơ bản cần biết trước khi triển khai hệ thống thực thi sản xuất – MES (Phần 1)

MESA – “Đo lường những gì cần quản trong sản xuất”

Chúng ta không thể quản lý những gì chúng ta không thể đo lường được. Mọi thứ đều cần phải có con số cụ thể. Vậy thì các chỉ số cần đo lường chính của sản xuất là gì ? MES liên quan đến các chỉ số này như thế nào.

Để tìm hiểu chi tiết phần này,  tổ chức MESA đã thực hiện một nghiên cứu về cách các công ty sản xuất cải thiện hiệu suất tài chính và cách họ chứng minh các khoản đầu tư của mình vào phần mềm quản lý thực thi sản xuất – MES. MESA đã thuê 1 công ty tư vấn Công nghiệp  để tạo ra một chương trình phân tích.

Và nhóm phân tích Câu hỏi qua Internet đã tạo ra 151 câu trả lời hợp lệ. Nhóm người trả lời bao gồm một sự kết hợp hợp lý giữa người dùng cuối từ các ngành công nghiệp khác nhau, trong đó một số sản xuất theo lô (batch) và những người khác đến từ môi trường sản xuất quy trình liên tục, rời rạc hoặc lai phức tạp (Complex).

Một trong những câu hỏi trong bảng câu hỏi là các kết quả tài chính đo lường các công ty hoạt động. Và dưới đây là các KPI phổ biến nhất cùng các phản hồi của những người khảo sát dùng để đánh giá hiệu quả của hệ thống thực thi sản xuất MES  bao gồm : 

  1. KPI về an toàn sức khỏe môi trường
  2. KPI về thời gian giao hàng cho Khách hàng
  3. KPI về sự commit 
  4. KPI về chu kỳ sản xuất 
  5. KPI về hoạt động overtime 
  6. KPI hàng tồn kho
  7. KPI về First-Pass Yield (còn được gọi là năng suất thông lượng (TPY) , được định nghĩa là số lượng đơn vị đi ra khỏi một quy trình chia cho số lượng đơn vị đi vào quy trình đó trong một khoảng thời gian xác định.VD: 100 đơn vị nhập quy trình A, 5 đã được làm lại và 90 đơn vị là phần tốt. FPY cho quy trình A là (90-5) / 100 = 85/100 = 0.8500
  8. KPI về Mức sử dụng năng lực của sản xuất (Capacity Utilization – CU)
  9. KPI về hàng lỗi trả lại của Khách hàng
  10. KPI về lỗi lô đầu tiên
  11. KPI về Work in Progess Inventory
KPI đánh giá hoạt động sản xuất
KPI đánh giá về tài chính

Trong số 19 KPI hoạt động, 11 KPI đã được sử dụng bởi hơn một nửa số người được hỏi.

KPI thường được trích dẫn liên quan đến OSHA (Cơ quan quản lý an toàn và sức khỏe nghề nghiệp), tổ chức mà các công ty Hoa Kỳ phải báo cáo các vụ tai nạn và sự cố an toàn. Và  có 2 trong số các KPI thường được trích dẫn liên quan đến giao hàng kịp thời cho khách hàng.

Thời gian quay vòng là một tiêu chí quan trọng khác. Điều này cho thấy mức độ mà nhà máy có thể nhanh chóng thích ứng với những thay đổi. Để nhận ra thời gian quay vòng nhanh, điều quan trọng là các công ty không chỉ thiết kế quy trình của họ tốt mà còn lên lịch trình tốt, đảm bảo chất lượng cao, tối đa hóa kết quả sản xuất, giảm thiểu thay đổi và giảm thời gian và đảm bảo rằng các vật liệu tiếp tục di chuyển trong suốt quá trình. Bởi vì rất nhiều vấn đề ảnh hưởng đến thời gian quay vòng, nó là một tiêu chí tuyệt vời để đo lường hiệu suất của nhà máy.

Các KPI thường được sử dụng khác liên quan đến kích thước hàng tồn kho, làm thêm giờ và chất lượng.

Báo cáo tiếp tục tuyên bố rằng các mục tiêu hoạt động thường mâu thuẫn với các mục tiêu tài chính và kinh doanh. Julie Fraser, Chuyên viên phân tích chính của Dự án tại Industrial Guide , đã cho tôi ví dụ sau đây trong một cuộc phỏng vấn tại thời điểm đó.

Nhiều công ty ngày nay có một mục tiêu kinh doanh để đổi mới, hoặc để tăng cơ hội trong các dòng sản phẩm của họ, và đó là lý do tại sao họ cung cấp nhiều loại sản phẩm đa dạng hơn trong thời gian ngắn hơn. Đây là mục đích chéo với các kết quả đo lường và hiệu quả của nhà máy, vì sự đa dạng của sản phẩm này dẫn đến thay đổi thường xuyên hơn và cho các nhiệm vụ của nhà điều hành phức tạp hơn. Ví dụ, họ phải chọn đúng vật liệu và nhập đúng thông số sản xuất hơn.

Báo cáo mô tả hồ sơ của các công ty sau khi triển khai MES như sau :  Họ nhanh chóng; họ đã kết hợp các mục tiêu hoạt động của họ với các mục tiêu tài chính và kinh doanh của họ; họ biết kết quả của họ; hoạt động nhà máy của họ có lợi nhuận; họ tập trung vào những gì quan trọng; họ sử dụng các ứng dụng phần mềm; và nói chung, họ có ROI từ hai năm trở xuống đối với các khoản đầu tư vào hệ thống thực thi sản xuất MES.

Theo báo cáo của Business Movers, tốc độ là một trong những đặc điểm quan trọng của doanh nghiệp. Công ty có thể cung cấp kết quả nhanh hơn cho nhân viên, nhân viên có thể đưa ra hành động khắc phục nhanh hơn. Thu thập dữ liệu tự động có thể giúp làm cho thông tin này có sẵn sớm hơn. Nhiều kết quả kinh doanh Movers cho kết quả trở lại trong vòng hai mươi bốn giờ, hoặc thậm chí trong thời gian thực. Họ thường xuyên sử dụng thu thập dữ liệu tự động hơn so với những nơi khác. Và việc có một Dashboard trực quan hóa về nhà máy là đặc biệt quan trọng cần thiết cho doanh nghiệp sản xuất.

Plant Dashboard
Báo cáo phản hồi về tính hữu dụng của Factory Dashboard. More of Those Using Plant Dashboards Improved over 1% Annually on Most Used Financial Metrics, from “MESA Metrics that Matter: Uncovering KPIs that Justify Operational Improvements,”

Lợi ích theo từng chức năng của hệ thống thực thi sản xuất MES

MES có nhiều lợi ích cho doanh nghiệp sản xuất là thế, tuy nhiên không phải tất cả các phân hệ của MES đều cần thiết. Dưới đây sẽ mô tả một số lợi ích của từng chức năng mà MES mang lại cho doanh nghiệp.

Lập kế hoạch và điều độ chi tiết sản xuất – Advanced Planning & Scheduling

Thường được gọi là hệ thống APS.

Triển khai MES : Giới thiệu về hệ thống điều độ APS (Advanced Planning and Scheduling)

Sử dụng chức năng lập kế hoạch sản xuất chi tiết có thể có thể dẫn đến hiệu quả cao hơn cho hệ thống quản lý. Một hệ thống như vậy có thể nhanh chóng tính toán các tùy chọn đa dạng (mô phỏng) và, bằng cách đó, đề xuất sự kết hợp và giải trình tự hiệu quả nhất của các đơn đặt hàng, thay đổi và tối ưu nhất.

Ví dụ, trong các công ty có mô hình sản xuất nhiều sự gián đoạn hoặc đơn đặt hàng gấp rút (make to orders)  một hệ thống lập lịch chi tiết có thể giúp xác định tác động của những thay đổi sẽ có và điều chỉnh lịch trình.

Giải pháp lập kế hoạch chi tiết APS của hãng Dassault Systemes

Đối với một người lập kế hoạch phải thực hiện tất cả điều này bằng tay hoặc sử dụng Excel, thì hầu như không thể dành thời gian để xem xét tất cả các lịch trình khác nhau có thể. Nó đòi hỏi quá nhiều tính toán. Một hệ thống để lập lịch chi tiết tính toán nhanh hơn đáng kể, và do đó có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách bạn có thể sử dụng tối ưu năng lực. Điều đó có thể là nhờ gói lập lịch, bạn sẽ sản xuất nhiều hơn trong cùng một khoảng thời gian hoặc tránh làm thêm giờ hoặc phải đầu tư thêm máy móc và con người trong khi hệ thống hiện tại chưa tối ưu.

Một số giải pháp lập lịch chi tiết cũng có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về hàng tồn kho ngắn hạn, và do đó hỗ trợ việc giao hàng đúng lúc. Điều đó có thể dẫn đến việc giảm phí thời gian nhàn rỗi mà công ty phải trả cho việc vận chuyển. Và ai biết; có thể mức độ stock kho an toàn cũng có thể được giảm. Sau đó, số tiền tiết kiệm được thực sự có thể đo lường được.

Hệ thống APS sẽ tăng tính năng linh hoạt hơn, cho phép bạn đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của khách hàng cá nhân. Hệ thống lập lịch có thể nhận đơn đặt hàng và có thể gửi cho khách hàng những mong muốn cụ thể cùng với đơn đặt hàng đến khu vực sản xuất, điều này có khả năng dẫn đến dịch vụ khách hàng được cải thiện.

 

Quản lý công thức sản phẩm và quản lý thực thi sản xuất – Product Definition Management and Production Execution Management

Nếu bạn triển khai một mô-đun để quản lý công thức, hướng dẫn lắp ráp hoặc SOP (Sales & Operation) , thì bạn có thể tự động đồng bộ hóa dữ liệu chủ với BOM trong ERP. Đặc biệt đối với các công ty trong đó công thức sản xuất thường thay đổi, điều này sẽ mang lại lợi thế hơn.

Có một rủi ro nhỏ hơn khi sử dụng module này là các nhà khai thác sẽ sử dụng các hướng dẫn sản xuất lỗi thời và các thay đổi từ phòng R & D có thể được kết hợp nhanh hơn. Bởi vì các công thức sản xuất rất linh hoạt, bạn luôn có thể sử dụng các nguyên liệu thô ít tốn kém nhất, như thông lệ trong ngành công nghiệp thức ăn chăn nuôi. Phần mềm cũng có thể tự động gửi các tham số liên quan đến sản phẩm đến lớp PLC-SCADA. Bởi vì các nhà khai thác không còn phải tự chuyển các dữ liệu đó, họ sẽ tiết kiệm được thời gian và nguy cơ lỗi sẽ giảm. Bây giờ, thay vì nhập dữ liệu bằng tay, họ có thể tập trung vào giám sát và phân tích quy trình.

Quy trình quản lý thực thi sản xuất – Production Execution

Điều khiển từ xa cũng trở nên khả thi. Do đó, nhà điều hành ít gặp phải các tình huống nguy hiểm và sản phẩm ít có nguy cơ tiếp xúc với các tác nhân gây lỗi trong sản xuất Nhưng ngay cả khi MES không tự động gửi các tham số đến Layer 2 – SCADA, hệ thống vẫn có thể mang lại nhiều lợi thế khác nhau. Hướng dẫn bằng giấy điện tử có thể kiểm tra và sửa lỗi cho người vận hành. Ngược lại, một MES có thể cảnh báo người vận hành tại thời điểm anh ta hoặc cô ta nhập dữ liệu nằm ngoài giới hạn quy định. Vì vậy, chất lượng sản xuất có thể cải thiện, và điều đó có thể dẫn đến loss ít hơn. Loại chức năng này cũng có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về tình trạng hiện tại của đơn hàng và giúp người quản lý sản xuất tập trung vào đơn hàng có nguy cơ bỏ lỡ thời hạn và đơn đặt hàng có ưu tiên cao nhất.

Dữ liệu lịch sử  – Historians

Một Data Historians có thể đảm nhận nhiệm vụ của người vận hành trong việc thu thập dữ liệu khác nhau, vì vậy họ có thể tập trung vào nhiệm vụ thực sự của mình: giám sát và hướng dẫn quy trình. Hơn nữa, một Data Historians cung cấp cho bạn cơ hội lưu trữ số lượng lớn dữ liệu trong một khoảng thời gian dài ở một data center. Điều này cải thiện quyền truy cập vào dữ liệu lịch sử và đặt nền tảng cho phân tích và tối ưu hóa quy trình.

MES Data Historian
MES Data Historian

Báo cáo quản trị sản xuất và Dashboard quản lý sản xuất

Trong nhiều nhà máy, mọi người sử dụng biểu mẫu giấy và Excel để tạo báo cáo và điều này rất mất thời gian để thu thập dũ liệu, xử lý dữ liệu bằng tay và có thể có sự “xào nấu dữ liệu”. Điều này sẽ dẫn đến khó khăn trong quản trị và làm sao để tối ưu hóa sản xuất.

Và miễn là bạn ghi dữ liệu, tại sao không sử dụng tất cả thông tin đó cho các mục tiêu khác, chẳng hạn như cải tiến liên tục? Nhưng việc thu thập dữ liệu từ các biểu mẫu giấy và tệp Excel, chuyển đổi các đơn vị đo lường và sau đó so sánh chi phí cho các kỹ sư và quản lý sản xuất tốn rất nhiều thời gian mà họ dùng để cải thiện quy trình, chất lượng, hiệu quả, v.v.

Hơn nữa, nó gần như không thể, sử dụng các nguồn riêng biệt đó, để khám phá (ví dụ) làm thế nào một tham số nhất định trong quy trình chuẩn bị nguyên liệu thô gây ra lỗi trong quá trình hoàn thiện dữ liệu.

MES có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc đó, bằng cách nhanh chóng tạo ra nhiều báo cáo và biểu đồ dựa trên dữ liệu thu thập được, liên quan đến chất lượng, OEE, hiệu suất theo ca, theo ngày, theo đợt, v.v.

Các báo cáo này tạo thành một đầu vào quan trọng cho thảo luận nhóm, để có được tất cả mọi người trên cùng bước sóng và tập trung vào những gì thực sự quan trọng.

Chúng ta  không thể tính toán trước những cải tiến mà tất cả điều này cuối cùng dẫn đến. Ai có thể nói? Có thể chất lượng sẽ tăng, hoặc lãng phí sẽ giảm. Có lẽ bạn sẽ có thể tránh làm thêm giờ, rút ​​ngắn thời gian quay vòng, Stock an toàn thấp hơn, sản xuất nhiều hơn trong thời gian ngắn hơn và hàng trăm thứ khác. Bạn sẽ quản trị thành công khi bạn có cái nhìn sâu sắc chính xác về tình hình hiện tại. Và điều này cần có 1 Dashboard dành cho sản xuất.

Công cụ BI cho sản xuất (Manufacturing Intelligence) là gì và tại sao bạn cần nó ?

Một công ty điều hành nhà máy của mình dựa trên các báo cáo giống như một chủ xe vừa lái xe vừa nhìn vào gương chiếu hậu. Nó tốt hơn để biết những gì đang xảy ra. Để có các phương án một cách chủ động. Và bởi vì bạn có thể ở khắp mọi nơi cùng một lúc hoặc nói chuyện với mọi người cùng một lúc, nên rất hữu ích khi có bảng điều khiển – Dashboard.

Dashboard sản xuất
Downtime KPI

Bảng điều khiển cho xe ô tô cho bạn biết bạn có lái xe quá nhanh hay không, mức dầu của bạn là bao nhiêu, nhiệt độ có ổn không và liệu bạn có đến đúng giờ không. Nếu bạn thông minh, bạn đổ đầy dầu khi nó thuận tiện thay vì chờ đèn bật sáng, điều này, tất nhiên, luôn xảy ra khi bạn lái xe đến một cuộc hẹn quan trọng. Nếu đường bị chặn hoặc ở đó, kẹt xe, bạn phải đi đường vòng. Nếu hệ thống phát hiện bẫy tốc độ, bạn đạp phanh.

Theo cùng một cách, bạn có thể sử dụng bảng điều khiển của nhà máy để xem các khía cạnh khác nhau của quy trình sản xuất. Những lợi thế rất rõ ràng: bạn giảm thời gian quay vòng, khách hàng của bạn hài lòng, bạn hạn chế chi phí bảo trì, bạn tránh bị phạt hợp đồng.

Quản lý các quy trình – Work-Flow Management

Các bộ phận sản xuất đang sử dụng nhiều hệ thống thông tin khác nhau, và logistics, phòng thí nghiệm, nhà kho và bộ phận bảo trì đều có hệ thống riêng.

Quản lý quy trình sản xuất – Workflow management

Hệ thống quản lý quy trình làm việc của MES có thể hoạt động như nhạc trưởng dàn nhạc và tập hợp các dữ liệu này về cùng 1 nơi. MES sẽ sắp xếp hợp lý các quy trình trong đó các bộ phận khác nhau có liên quan, bằng cách chỉ ra các nhiệm vụ và ưu tiên cho nhân viên và bằng cách cung cấp cái nhìn sâu sắc về ai, người làm việc theo thứ tự nào, và ở đâu.

Do đó, việc triển khai một hệ thống quản lý quy trình công việc có thể mang lại lợi ích rút ngắn thời gian quay vòng ngắn hơn và đặc biệt là độ tin cậy của đơn hàng.

Quản lý chất lượng – Quality control

Trong sản xuất, kiểm soát chất lượng là một quy trình đảm bảo khách hàng nhận được sản phẩm không có lỗi và đáp ứng nhu cầu của họ. Khi thực hiện sai cách, nó có thể khiến người tiêu dùng gặp rủi ro. MES sẽ thực hiện các chức năng quản lý chất lượng sau :

  • Kiểm soát quá trình thống kê (SPC)  giám sát và kiểm soát chất lượng bằng cách theo dõi các số liệu sản xuất. Nó giúp các nhà quản lý chất lượng xác định và giải quyết các vấn đề trước khi sản phẩm rời khỏi cơ sở.
  • Six Sigma sử dụng năm nguyên tắc chính để đảm bảo sản phẩm đáp ứng nhu cầu của khách hàng và không có khuyết điểm.

Lợi ích của việc sử dụng kiểm soát chất lượng trong sản xuất: Khách hàng mong đợi và yêu cầu sản phẩm chất lượng cao. Khi khách hàng nhận được sản phẩm chất lượng, bạn sẽ:

  • Tăng lòng trung thành của khách hàng
  • Đạt được kết quả kinh doanh tốt hơn
  • Có được khách hàng mới từ các lượt giới thiệu
  • Duy trì hoặc cải thiện vị trí của công ty trên thị trường
  • Cải thiện an toàn
  • Giảm rủi ro
  • Đóng góp vào thương hiệu tích cực tổng thể của bạn

Các nhà sản xuất có quy trình kiểm soát chất lượng tại chỗ tốt sẽ ít có khả năng phải đối mặt với việc thu hồi sản phẩm hoặc khiến khách hàng gặp rủi ro từ các sản phẩm kém chất lượng.

Chi phí đầu tư MES là bao nhiêu ?

Hệ thống MES có giá bao nhiêu? Đây là câu hỏi được quan tâm nhiều nhất.

Câu hỏi đó cũng khó trả lời giống  như Chi phí mua xe hơi là bao nhiêu? Giá Các chi phí cho một MES được xác định bởi nhiều yếu tố:

  • Số lượng nhà máy và số lượng dây chuyền sản xuất trong phạm vi của dự án.
  • Số lượng chức năng phân hệ liên quan.
  • Có thểtái sử dụng license về chức năng, ví dụ, dây chuyền sản xuất hoặc báo cáo gần giống với nhau hay không ?
  • Chức năng được yêu cầu rộng đến mức nào? Hay chỉ là một mô-đun OEE , Dashboard báo cáo ?
  • Cần bao nhiêu giao diện tích hợp cho các hệ thống khác (như LIMS, ERP và PLC)?
  • Bạn cần bao nhiêu license ? Sẽ có bao nhiêu người dùng?
  • Bạn có cần mua phần cứng không (như máy trạm, cảm biến, PLC, máy chủ), hoặc những cái này đã có sẵn?
  • Có cần thay đổi phần mềm PLC không?
  • Giá, chênh lệch giá giữa các nhà cung cấp (không chỉ nhà cung cấp phần mềm, mà cả nhà tích hợp hệ thống)
  •  Quản lý dự án từ nhà cung cấp cũng sẽ được bao gồm trong đề xuất hay không ?
  • Có bao gồm quản lý dự án ở giai đoạn hand over của khách hàng (hướng dẫn triển khai, đào tạo người dùng, huấn luyện, v.v.) không?
    ss v.v.

Nói tóm lại, khi các nhà cung cấp và tư vấn đầu tư cần thiết cho MES, đừng chỉ nhìn vào giá. Nhiều nhà cung cấp sẽ cung cấp lướt sơ bộ: Giải pháp của chúng tôi chỉ có giá 30,000 USD ! Thế nhưng có gì trong 30,000 USD này ? Một khi bạn đã ký Hợp đồng, sẽ có nhiều sự thật được đưa ra và bạn phát hiện ra rằng các dịch vụ thiết yếu chưa cung cấp bao gồm trong báo giá.
Nhưng nói rộng ra, bạn nên xem xét điều gì? Rốt cuộc, bạn có thể liệt kê một số hướng dẫn chung để mua một chiếc xe hơi. Còn đối với một MES thì sao? Nó sẽ có giá vài chục ngàn đô la? Vài trăm ngàn? Hàng triệu USD ? Sẽ có nhiều thứ phải cân nhắc về giá, Nhưng để làm được điều đó, trước tiên bạn phải có một ý tưởng chung, rõ ràng trong nội bộ về những gì bạn muốn. Và sau đó bạn phải chọn một vài nhà cung cấp dịch vu tư vấn triển khai phù hợp.

 

Quy trình triển khai hệ thống thực thi sản xuất – MES

Chúng tôi đã có giới thiệu ở website. Bạn đọc có thể tham khảo tại đây.

Hướng dẫn triển khai hệ thống thực thi sản xuất – MES-MOM cho doanh nghiệp sản xuất (Phần 1)

 

Qua loạt bài viết trên SmartFactoryVN đã cung cấp cho bạn “Những điều cơ bản cần biết trước khi triển khai hệ thống thực thi sản xuất – MES ”

Nếu như bạn đang quan tâm “Làm sao để lựa chọn nhà cung cấp MES và hệ thống thực thi sản xuất – MES phù hợp”  và có kế hoạch triển khai MES trong tương lai. Hãy để lại thông tin cá nhân ở Form dưới bài viết, chúng tôi sẽ gửi bạn tài liệu  “MES – Guide for Executives : Selection – Implementation & Maintain” để bạn tham khảo . Hoặc bạn có thể LH trực tiếp với admin để được tư vấn thêm.

 

 

Đăng ký để nhận ebook
Đăng ký để nhận ebook "Ứng dụng IoT" từ chúng tôi.
Đăng ký để được nhận ebook "The Technical Foundations of IoT" và "Building Arduino Projects for the Internet of Things ".