Triển khai hệ thống MES – Những điều cơ bản cần biết

Những năm gần đây xu hướng nhà máy thông minh – smart factory đã nổi lên cùng các xu hướng chuyển đổi số, công nghiệp 4.0 và xuất hiện 1 thuật ngữ “tuy mới nhưng không mới” trong hệ thống quản trị : hệ thống thực thi sản xuất – MES – Manufacturing Execution System.

Bản thân đã từng làm sản xuất ở lĩnh vực tự động hóa và IT, tôi rất lấy làm tò mò muốn tìm hiểu MES là gì và vai trò của MES như thế nào trong bối cảnh hiện nay, cũng như sự phân biệt giữa nó và các hệ thống quản trị khác. Có thể hiểu rõ rằng MES là một loại giải pháp hiếm hoi bao trùm cả lĩnh vực IT và OT, và điều này mang đến một loạt các thách thức hoàn toàn khác biệt với các hệ thống quản trị khác như ERP, CRM,… Các vấn đề liên quan đến MES mà các đơn vị triển khai cũng như nhà đầu tư đang cố gắng giải quyết từng ngày ; những thách thức này  liên quan đến xung đột liên quan đến văn hóa và sự hội tụ bắt nguồn từ sự thiếu hiểu biết về các lĩnh vực khác của nhau (IT và OT) khiến cho việc triển khai MES thành công trở nên khó khăn.

Tôi cho rằng sự liên kết cơ bản của các chiến lược, mục tiêu số hóa và số liệu rất quan trọng trong doanh nghiệp, cùng với sự hội tụ rất cần thiết giữa OT và IT, sẽ chỉ xuất hiện thông qua sự hiểu biết của cả hai lĩnh vực bao trùm lên toàn bộ doanh nghiệp bao gồm :

1) Các thành phần chức năng và mô hình hoạt động của MES

2) Ranh giới và giao điểm của MES với ERP

3) Sự thừa nhận rằng cả IT và OT đều mang lại khả năng thiết yếu cho doanh nghiệp

4) Lĩnh vực này không có lĩnh vực kia sẽ không thành công.

SmartFactoryVN đã tìm hiểu nhiều tài liệu khác nhau về hệ thống thực thi sản xuất – MES trong nước cũng như nước ngoài, cũng đã tham quan nhiều nhà máy của khách hàng và đúc kết ra được những điều cơ bản nhất về hệ thống thực thi sản xuất – MES cùng những thông tin giúp đoc giả có thể làm sáng tỏ 4 vấn đề trên.

Vì thế với loạt bài viết này, SmartFactoryVN mong muốn sẽ có thể giúp cho các nhà quản trị hiểu rõ hơn trước khi đầu tư vào hệ thống thực thi sản xuất – MES, những lợi ích, những rủi ro, cũng như cách thức lựa chọn MES như thế nào. Qua đó tôi tin rằng loạt bài viết này sẽ đi một chặng đường dài hướng tới việc giáo dục các nhà ra quyết định ở tất cả các cấp và thúc đẩy sự hội tụ của OT và IT rất cần thiết cho các nhà sản xuất để thành công trong nền kinh tế 4.0 này.

Lưu ý: Bài viết có tham khảo và nhiều trích dẫn lấy nguồn từ MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association) – là một cộng đồng phi lợi nhuận trên toàn thế giới của các công ty sản xuất, nhà cung cấp phần cứng và phần mềm công nghệ thông tin, nhà tích hợp hệ thống, nhà cung cấp dịch vụ tư vấn, nhà phân tích, biên tập viên, học giả và sinh viên. Mục tiêu của MESA là giúp các công ty thành viên cải thiện kết quả kinh doanh và hoạt động sản xuất thông qua ứng dụng và triển khai công nghệ thông tin và thực hành quản lý tốt nhất.

Các công ty và cá nhân của MESA trải rộng toàn bộ môi trường sản xuất từ ​​rời rạc đến hàng loạt đến mô hình hỗn hợp để xử lý. Những nỗ lực của hiệp hội tập trung vào việc giúp cộng đồng sản xuất sử dụng công nghệ thông tin để cung cấp khả năng hiển thị thời gian thực vào quy trình sản xuất và cho phép hệ sinh thái được kết nối Sản xuất thông minh.

Chúng tôi không có hệ thống thực thi sản xuất – MES …

Làm sao để quản lý sản xuất hiệu quả hơn, chi phí thấp hơn ???

“Hãy đọc đi ! Nó nói về MES” – Người ta sẽ nói bạn như thế và đưa cho bạn rất nhiều thông tin về MES.

Hiện tại, tất nhiên, bạn đang suy nghĩ, tại sao tôi nên đầu tư MES ? Tôi đã có SAP,  AP có thể làm tất cả, vì vậy chúng tôi không cần một gói MES riêng biệt. Nhưng làm thế nào chính xác SAP có hoạt động được với những yêu cầu sản xuất của tôi ? Khi nào một hệ thống ERP đủ để hỗ trợ các hoạt động tại nhà máy, và hình sản xuất nào thì chỉ cần SAP ERP, loại hình sản xuất nào thì cần MES độc lập ?

Công nghệ hiện đại mỗi ngày, nhưng nhà máy vẫn là nguyên thủy

Trong những thập kỷ gần đây, các công ty công nghiệp đã đầu tư nhiều thời gian và tiền bạc vào tự động hóa máy móc và dây chuyền sản xuất và mặt khác là các hệ thống ERP. Giữa hai lớp tự động này là một lớp khác, thường được gọi là lớp MES. MES liên quan đến các hoạt động diễn ra trong một bộ phận sản xuất. Chúng bao gồm các hoạt động chuẩn bị, chẳng hạn như lập kế hoạch sản xuất chi tiết và quản lý công thức, nhưng cũng có các hoạt động chuyên sâu quản trị, như thu thập dữ liệu, báo cáo và phân tích.

Trong nhiều nhà máy, tình hình có thể được gọi là nguyên thủy liên quan đến các hoạt động này.Họ sử dụng MS Excel để lập lịch trình và báo cáo chi tiết và MS Word để quản lý hướng dẫn vận hành và công thức sản phẩm. Khi có sẵn các ứng dụng nâng cao, chúng đến từ nhiều nhà cung cấp khác nhau và không được tích hợp.

Hình 1 cho thấy một ví dụ điển hình về loại ứng dụng độc lập mà các nhà máy sử dụng. Tình trạng lỗi thời này dẫn đến nhiều vấn đề. Ví dụ, ở cấp độ quản lý và giám sát, người ta không có cái nhìn sâu sắc về tình hình sản xuất hiện tại. Nếu người quản lý sản xuất muốn xác định nguồn gốc của vấn đề, trước tiên anh ta phải đi bộ đến các hệ thống cục bộ để kéo các tệp dữ liệu, sau đó nhập chúng vào bảng tính, sau đó đối chiếu dữ liệu với nhau; chỉ sau đó mới có thể trả lời cho câu hỏi này. Quá trình này đôi khi có thể ngốn nhiều hơn hai ngày làm việc. Nó không thể cho người vận hành, người giám sát hoặc người quản lý nhà máy làm việc một cách chủ động được.

Ban quản lý thiếu hiểu biết sâu sắc về tình hình sản xuất thực tế cũng trở nên đau đớn khi đối mặt với các vấn đề lên lịch sản xuất và giao hàng. Thật vậy, hệ thống ERP không tạo ra một lịch trình sản xuất, nhưng nó không phù hợp với năng lực thực tế của các dây chuyền sản xuất, và cũng chưa tính đến hiệu quả của sản xuất thật sự (OEE). Đó là lý do tại sao trong gần như mọi nhà máy, bạn sẽ tìm thấy những người lập lịch lập kế hoạch trong file Excel (Planner). Đây là những người mang trong mình rất nhiều kiến ​​thức. Họ thực sự không bao giờ bị ốm hay đi nghỉ, và họ cảm thấy rất có giá trị. Bộ phận sản xuất hoàn toàn phụ thuộc vào những người này.

Trong khi đó, người quản lý nhà máy cũng ông đã tự hỏi ai là người chủ và người quản lý thực sự.

Và sau khi lịch trình hoàn thành, người giám sát sẽ in các đơn đặt hàng sản xuất ra giấy và đặt chúng theo thứ tự thích hợp tại các trạm làm việc. Vẫn còn phải xem liệu thứ tự dự định này sẽ thực sự được thực hiện. . Một nhược điểm khác của tình hình hiện tại là các nhà khai thác có thể tập trung vào nhiệm vụ quan trọng nhất của họ, đó là kiểm soát quá trình. Các nhà khai thác dành hàng giờ để sao chép dữ liệu từ hệ thống này sang hệ thống khác. Điều này rất tốn thời gian và dễ bị lỗi, và kết quả là dữ liệu sẽ có sẵn cho các bộ phận và hệ thống khác.

Bằng cách sử dụng một loạt các hệ thống không phân tích, vấn đề về dữ liệu chủ cũng làm đau đầu. Ví dụ: nếu nhà máy khác bắt đầu sử dụng nguyên liệu từ các nhà cung cấp mới trong quy trình sản xuất hoặc nếu họ giới thiệu công thức khuấy trộn mới, bạn phải cập nhật master data trong tất cả các hệ thống độc lập đó. Đây là một quá trình tốn thời gian và dễ bị lỗi. Nếu master data xung đột với nhau, trong trường hợp xấu nhất có thể dẫn đến việc đặt mua nguyên liệu thô hoặc sản phẩm cuối cùng sản xuất mà không đáp ứng các thông số kỹ thuật.

Nhiều nhà máy đã quen với việc báo cáo mức tiêu thụ nguyên liệu thô trung bình và kết quả sản xuất trở lại văn phòng sau mỗi lần sản xuất, thay vì số kilogam hoặc lit theo thực tế được tiêu thụ và sản xuất. Kết quả là, và tùy thuộc vào loại ngành công nghiệp, người ta phải tính hoặc đo hàng tồn kho hàng ngày hoặc hàng tháng và điều chỉnh hệ thống quản trị hàng tồn kho của hệ thống ERP.

Điều đó có nghĩa là các nhà máy này không thực sự kiểm soát được quy trình của họ. Với một chút xui xẻo, sự thiếu chính xác của hàng tồn kho hành chính thậm chí có thể khiến việc sản xuất bị dừng lại do nguyên liệu thô thích hợp không có sẵn. Và bạn thấy đấy, việc một hoặc hai giờ ngừng hoạt động sẽ gây tốn kém như thế nào chắc bạn cũng có thể tính toán được con số này.

Vậy thì giải pháp là gì ?

Chúng tôi có SAP ERP !!!

Trong số các công ty mà tôi tham khảo ý kiến, có hơn 80 % sử dụng SAP. Ngoài ra, vì lý do tiêu chuẩn hóa và tái sử dụng các nỗ lực và để hạn chế chi phí bảo trì, nhiều người đã chọn cho mình một chính sách chuẩn hóa hệ thống IT.

Vì vậy, khi người quản lý sản xuất gõ cửa các hãng IT  và yêu cầu một hệ thống lập lịch cụ thể, người quản lý IT nói, không cần. SAP ERP có thể làm điều đó. Sau đó, nếu người quản lý sản xuất yêu cầu một ứng dụng quản lý công thức, đồng nghiệp của anh ta trả lời, thì SAP cũng có thể làm điều đó. Dashboardnhà máy thực sự không giống như một kho dữ liệu.

Thật không may, sự khó hiểu trong các công ty sản xuất bức tường ngăn cách còn vươn xa hơn nữa. Hãy xem xét những người kiểm soát và giám sát nhà máy xem tại sao các nhà quản lý nhà máy muốn con số chi tiết. Họ thấy từ những con số hàng tháng có quá nhiều sản phẩm lỗi và tổn thất (Loss) .

“Ông ấy muốn biết thêm bao nhiêu nữa? Chắc chắn Ông ấy đã thấy những gì cô ấy cần phải làm! Và đôi khi bạn có các kỹ sư theo bản năng chống lại việc sử dụng SAP ERP tại khu vực làm việc. Và tôi đoán bạn cũng sẽ muốn SAP điều khiển các PLC! Cùng những tính năng bất tận của ERP trong đầu bạn sẽ hiện ta.

Cuối cùng, cá nhân có cái miệng lớn nhất, hoặc người cao nhất theo thứ tự mổ, sẽ đi theo con đường của mình. Thật không may, người đó thường lại không đủ chuyên môn để đưa ra quyết định tốt nhất.

Dưới đây là 2 trích dẫn cuộc đối thoại của bà bianca Scholten tác giả quyển MES for Executive cùng các nhà quản trị hệ thống sản xuất về ERP và MES.

Trích dẫn từ quyển MES for Executive – Bianca Scholten.

Về tác giả quyển sách MES for Executive  : Bianca Scholten là một chuyên gia tư vấn chính tại Acckey, một công ty tư vấn quản lý, dịch vụ công nghệ và gia công toàn cầu, với hơn 223.000 người phục vụ khách hàng tại hơn 120 quốc gia. Cô tư vấn cho nhiều công dân về định nghĩa và hiện thực hóa các chiến lược IT sản xuất của họ. Cô là thành viên bỏ phiếu của ủy ban ISA SP95.

Bianca Scholten cũng là tác giả của cuốn sách có tên là Con đường hội nhập: Hướng dẫn áp dụng tiêu chuẩn ISA-95 trong sản xuất mà cô đã nhận được giải thưởng Thomas G. Fischer en de Raymond D. Molloy. Cô là đồng tác giả của Hướng dẫn sản xuất của Hitchhiker’s sản xuất. Cô cũng là người nhận Giải thưởng Thực hành và Tiêu chuẩn của ISA năm 2008, vì đóng góp nổi bật của cô cho báo cáo kỹ thuật có tên Sử dụng ISA88 và ISA95 cùng nhau.

Bà Scholten đã xuất bản hơn một trăm bài báo trên các tạp chí thương mại về các chủ đề liên quan đến tích hợp dọc và tự động hóa kỹ thuật. Cuốn sách mới nhất của cô có tên là Hướng dẫn MES cho các nhà điều hành; Tại sao và làm thế nào để chọn, thực hiện và duy trì một hệ thống thực thi sản xuất. Với cuốn sách này, cô Scholten đã giành giải thưởng Thomas G. Fischer en de Raymond D. Molloy năm 2010.

Ngoài công việc là một nhà tư vấn, tác giả Bianca Scholten tham khảo viết bài báo hàng tháng cho tạp chí thương mại Hà Lan Automatie. Đầu năm 2005, tác giả muốn viết một bài về mức độ mà SAP là hoặc là phù hợp để hỗ trợ các quy trình trong các nhà máy. Để đạt được điều đó, tác đã đến thăm hai công ty ở Bỉ: Helvoet Pharma và Agfa-Gevaert. Helvoet Pharma đã chọn triển khai SAP trong nhà máy. Ngược lại, Agfa-Gevaert chọn không sử dụng  SAP. 

Helvoet Pharma chọn SAP cho Nhà máy của mình

HB: Chúng tôi đã phân tích nhu cầu tự động hóa của chúng tôi khoảng bốn năm trước, khi SAP hoạt động độc quyền trong thị trường ERP. Sau đó, chúng tôi đã chọn SAP cho lớp ERP và đối với lớp SCADA, chúng tôi đã chọn Wonderware, với chức năng bổ sung cho lớp MES. Theo cách này, chúng ta chỉ cần tạo giao diện tích hợp giữa lớp SAP và lớp MES.

Chiến lược của chúng tôi là chọn các giải pháp tích hợp với càng ít phức tạp càng tốt. Chúng tôi muốn được tuân thủ bởi FDA, bởi vì chúng tôi cung cấp cho ngành công nghiệp dược phẩm. Điều đó có nghĩa là mọi giao diện phải được xác nhận, gây ra chi phí đáng kể. Đối với giao diện giữa SAP và lớp MES, chúng tôi đã xem xét các công cụ Tích hợp Ứng dụng Doanh nghiệp. Sau đó, đột nhiên, chúng tôi nghe nói rằng SAP có một mô-đun cho lớp MES, mô-đun MO (Manufacturing Operation ) . Đó là một bất ngờ lớn đối với chúng tôi.

WH: Năm 2004, SAP Bỉ đã quyết định đưa mô-đun MO vào tầm ngắm. Mô-đun này đã gần mười năm tuổi, nhưng nó hiếm khi được sử dụng vì tính thân thiện với người dùng của nó còn nhiều điều chưa tốt. Hơn bốn năm trước, SAP đã đầu tư rất nhiều vào việc phát triển mô-đun MO, để thổi sức sống mới vào nó. Bây giờ, nó đã tăng lên. Giải pháp đã được cải tiến rất nhiều trong những năm qua, và những phát triển mới có thể cạnh tranh với các sản phẩm MES chuyên dụng.

Một lợi thế đáng kể, đặc biệt đối với ngành dược phẩm, là tất cả các chức năng nằm trong một hệ thống, do đó bạn có ít giao diện hơn đáng kể để xác nhận. Hồ sơ lô điện tử không còn trải rộng trên các hệ thống khác nhau. Hơn nữa, hệ thống này tuân thủ tiêu chuẩn 21 CFR 11 và nó có thể giao tiếp với các thiết bị thông qua OPC.

HB: Tất nhiên, mọi công ty đều phải phân tích nhu cầu tự động hóa của riêng mình. Các tính năng bản ghi hàng loạt trong SAP phù hợp với nhu cầu của Helvoet Pharma. Nếu bạn sẵn sàng nỗ lực, bạn có thể làm cho nó chi tiết như bạn muốn. Chúng tôi cũng có kinh nghiệm rằng OPC có thể sử dụng SAP. Chúng tôi đã tạo ra một liên kết giữa SAP và quy mô của chúng tôi và những thông tin trao đổi này theo hai hướng. Trong giai đoạn sau, chúng tôi sẽ liên kết SAP với SCADA. Đối với chúng tôi, SAP là nơi duy nhất còn lại chứa dữ liệu chủ. Nếu chúng ta cần một công thức, thì nó luôn được gửi từ SAP đến bất cứ nơi nào nó cần.

WH: SAP không có ý định điều khiển PLC trực tiếp. Tuy nhiên, nó phổ biến để liên kết các hệ thống SAP và SCADA với nhau.

HB: Về tính ổn định, chúng tôi đã chọn mô-đun SAP MO một cách tập trung, trong một giải pháp dự phòng. Chúng tôi thực hiện ba trăm kilo một ngày với máy trộn, vì vậy tính khả dụng của hệ thống là rất quan trọng. SAP chạy tại site của chúng tôi ở Alken và đó là điểm trung tâm cho các địa điểm khác của chúng tôi.

WH: Bạn cũng có thể chọn một giải pháp phi tập trung. Trong trường hợp đó, bạn đặt mô-đun SAP MO trên một máy chủ riêng biệt, có thể ở local nhà máy. Trong tình huống này, nếu hệ thống hành chính bị tắt nghẽn, bộ phận sản xuất sẽ không đi vào bế tắc.

HB: Các quy trình của chúng tôi bao gồm phần lớn lao động thủ công. Chúng tôi đã phát triển các quy trình để các nhà khai thác luôn có thể tiếp tục làm việc.

SAP được coi là một hệ thống đắt tiền, nhưng đó chỉ là tương đối. Chúng tôi đã có SAP, vì vậy chúng tôi đã không phải đầu tư thêm vào phần cứng hoặc phần mềm. Chúng tôi đã không phải mua một gói mới và chúng tôi đã phải đào tạo mọi người. Những người đầu tiên tập trung vào mô-đun Bán hàng và Phân phối giờ làm việc trên các mô-đun khác. Hơn nữa, các chuyên gia tư vấn của MES không có giá rẻ hơn các chuyên gia tư vấn của SAP. Có thể có một sự khác biệt nhỏ so với tỷ lệ cho các chuyên gia tư vấn SCADA hoặc MES, nhưng không phải là một tỷ lệ khác biệt đáng kể. Và đừng quên rằng tư vấn đóng vai trò khá quan trọng. Một nhà tư vấn SAP rất dễ tìm, nhưng hãy tìm người nào đó hiểu về WinCC hơn cho dự án của bạn.

Agfa-Gevaert chọn SAP quản trị doanh nghiệp và một hệ thống thực thi sản xuất – MES riêng biệt khi cần thiết

Agfa-Gevaert N.V. là một tập đoàn đa quốc gia Bỉ-Đức phát triển, sản xuất và phân phối các sản phẩm và hệ thống hình ảnh tương tự và kỹ thuật số, cũng như các giải pháp IT . Công ty có ba bộ phận. Agfa Graphics cung cấp các hệ thống in phun công nghiệp và in ấn tích hợp cho ngành công nghiệp in ấn và đồ họa.

“Khoảng hai năm trước, chúng tôi đã nghiên cứu xem liệu chiến lược mà chúng tôi có trong đầu có phù hợp với tất cả các site sản xuất của chúng tôi hay không. Để đi đến kết luận này, chúng tôi đã so sánh một số địa điểm của chúng tôi ở châu Âu. Mức độ phức tạp trong các quy trình sản xuất là yếu tố quyết định trong quyết định của chúng tôi liệu có nên triển khai một mình SAP hay cung cấp thêm một hệ thống thực thi sản xuất – MES độc lập”  – Marc Verhaegen, Manager of International Projects and IT Architect within Agfa-Gevaert’s GICS / Manufacturing Services group

Ở Mortsel [Bỉ], các quy trình trở nên phức tạp đến mức chúng tôi không thể quản lý chúng chỉ với SAP. Trong mortsel, phim cho các ứng dụng y tế và đồ họa được sản xuất ở dạng cuộn lớn lên đến sáu mươi bảy inch rộng và dài năm dặm trong một quy trình chạy liên tục với tốc độ hơn 330 yards mỗi giây. Các cuộn này phải trải qua nhiều bước sản xuất, lớp phủ phải được áp dụng cho một hoặc cả hai mặt của vật liệu, trong bóng tối và một cuộn có thể dẫn đến nhiều cuộn hoặc ngược lại. Nó cực kỳ quan trọng để có thể theo dõi gia phả của các cuộn này thông qua các bước sản xuất khác nhau. Một lỗi cuộn phát sinh trong một bước cụ thể của quy trình sản xuất được đảm bảo hiển thị ở một nơi khác sau khi cuộn đã trải qua bước xử lý cuối cùng. Theo dõi lỗi là điều cần thiết để có thể cắt tối ưu cuộn thành sản phẩm cuối cùng. Bằng cách đó, chúng tôi tránh lãng phí các nguyên liệu thô đắt tiền, chẳng hạn như bạc.

Hơn nữa, nó đòi hỏi sự chú ý đặc biệt để có được các cuộn đến đúng trung tâm làm việc vào đúng thời điểm. Chúng tôi đã giải quyết vấn đề này bằng cách liên tục theo dõi tình hình tại nhà máy công tác và đưa nó trở lại bộ phận vận chuyển thông qua hệ thống thực thi sản xuất – MES tích hợp. Chúng tôi đã liên kết các hệ thống kiểm soát quy trình của mình bằng các giao diện mạnh mẽ và thân thiện với người dùng, hỗ trợ các nhà điều hành can thiệp thủ công. Lịch trình chi tiết trong bộ phận dệt may của chúng tôi cũng đòi hỏi một giải pháp tùy chỉnh. Theo chúng tôi, việc hỗ trợ tất cả các vấn đề phức tạp này với tiêu chuẩn SAP R / 3 là không thể. Và do đó, một hệ thống thực thi sản xuất – MES độc lập là giải pháp tốt nhất cho nhà máy tại Mortsel.

Lựa chọn sử dụng một hệ thống thực thi sản xuất – MES riêng biệt có một vài nhược điểm. Ví dụ, bạn không thể tránh việc lưu trữ dữ liệu 2 lần. Một số thông tin nhất định giống như (bán) hàng tồn kho thành phẩm, hàng tồn kho trong lớp MES. SAP cần những dữ liệu tương tự, nhưng cho các mục đích hoàn toàn khác nhau, chẳng hạn như tính giá sản xuất và tạo báo cáo tài chính. Chúng tôi quyết định không gửi tất cả các chi tiết từ MES đến SAP,  nhưng sẽ có một số thông tin cần để tổng hợp dữ liệu.

Giao diện tích hợp giữa 2 hệ thống là một mối quan tâm thường xuyên, và đối chiếu dữ liệu là rất quan trọng. Đó là lý do tại sao chúng tôi chọn một hệ thống duy nhất bất cứ nơi nào có thể. Tại các site của chúng tôi ở Trung Quốc và Leeds, chúng tôi sử dụng độc quyền SAP ERP cho bộ phận quản lý Kinh doanh và tài chính.

Từ nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi đã rút ra kết luận rằng có thể tránh được các liên kết trong khu vực của chúng tôi giữa SAP và các hệ thống kiểm soát quy trình, nhằm mục đích thúc đẩy các quy trình quản lý. Chúng tôi đã có một số kinh nghiệm tồi tệ với điều này trong Agfa-Gevaert. Theo chúng tôi, các môi trường có quy trình hoạt động phức tạp được sẽ hệ thống thực thi sản xuất – MES hỗ trợ tốt hơn, vì giao diện người dùng đơn giản, tính linh hoạt cần thiết để thu thập dữ liệu và thao tác dữ liệu, và nhu cầu tự động hóa và hỗ trợ cụ thể của ngành chúng tôi.

Hiện tại, chúng tôi đã loại bỏ mối liên kết giữa SAP và các hệ thống kiểm soát, chỉ giữ lại sự liên kết ở một số thông tin quan trọng cần cho việc kinh doanh.

Khi nào ERP có thể cung cấp một giải pháp quản lý sản xuất phù hợp cho bạn ?

Các cuộc phỏng vấn  trên  tiết lộ rằng các ý kiến được chia cho sự phù hợp và không phù hợp của SAP đối với lớp MES. Trong mọi trường hợp, tốt nhất là không nên mù quáng tuân theo các thông tin chưa được kiểm chứng về SAP ERP . Hãy cẩn thận khi xem xét đầu tư 1 hệ thống ERP chỉ để quản lý sản xuất. Bảng sau đây là một công cụ bạn có thể sử dụng để có thể xem xét có nên đầu từ SAP ERP để quản lý sản xuất.

MES theo định nghĩa của MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association)

MESA International là viết tắt của Hiệp hội Giải pháp Doanh nghiệp Sản xuất Quốc tế. Nó là một tổ chức phi lợi nhuận. MESA được thành lập vào năm 1991 để trao đổi kiến thức, kinh nghiệm và thực tiễn tốt nhất để sử dụng MES giữa các nhà cung cấp, nhà tích hợp hệ thống, nhà phân tích và nhân viên công ty sản xuất.

Thuật ngữ MES phát sinh vào năm 1991. Nhiều người tuyên bố họ đã phát minh ra nó. Vào thời điểm đó, nó là viết tắt của hệ thống thực hiện sản xuất. Ngày nay, nó có nghĩa là giải pháp sản xuất doanh nghiệp. Xét cho cùng, MES không chỉ là một hệ thống kiểm soát sản xuất. Các vấn đề như chất lượng, hàng tồn kho, bảo trì, quản lý dữ liệu sản phẩm và quản lý vòng đời sản phẩm có thể được xem là tách biệt với miền MES. … Đó là lý do tại sao chúng tôi thay đổi thuật ngữ trong năm 2004.

MESA đã phân biệt mười một hoạt động thực hiện sản xuất, sau này được công nhận chủ yếu nhờ vào mô hình tổ ong MESA (xem hình trên). Mười một hoạt động là Phân bổ nguồn lực và Tình trạng, Lập kế hoạch vận hành / chi tiết, Đơn vị sản xuất, kiểm soát tài liệu, Thu thập / thu thập dữ liệu, Quản lý lao động, Quản lý chất lượng, Quản lý quy trình, Quản lý bảo trì, Theo dõi sản phẩm và Phân tích hiệu suất.

Nói một cách đơn giản, 3 hệ thống thực thi sản xuất khái niệm ban đầu liên quan đến các hệ thống thông tin hỗ trợ những việc mà bộ phận sản xuất phải làm bao gồm :

• Lập kế hoạch, chuẩn bị và quản lý hướng dẫn công việc;
• Giám sát thực hiện đúng quy trình sản xuất;
• Thu thập và phân tích thông tin về quy trình sản xuất và sản phẩm, và cung cấp lại cho các bộ phận khác, chẳng hạn như kế toán và hậu cần;
• Giải quyết vấn đề và tối ưu hóa quy trình sản xuất của doanh nghiệp

MES theo định nghĩa của ISA (International Society of Automation)

ISA là viết tắt của Hiệp hội Tự động hóa Quốc tế. Tổ chức phi lợi nhuận này xác định tiêu chuẩn hóa trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp là một trong những mục tiêu chính của nó, ngoài chứng nhận, giáo dục và đào tạo, các ấn phẩm, hội nghị và chương trình. Ví dụ về các tiêu chuẩn quen thuộc và phổ biến của ISA là ISA-84 (An toàn chức năng: Các hệ thống thiết bị an toàn cho ngành công nghiệp xử lý), ISA-88 (Kiểm soát theo lô) và ISA-99 (Bảo mật hệ thống sản xuất và điều khiển).

Bạn có thể xem thêm về ISA-88 tại đây.  

Mô hình ISA 88 Batch Control cho các ứng dụng sản xuất theo mẻ

ISA-95 mang tiêu đề Tích hợp hệ thống kiểm soát doanh nghiệp. ISA-95 không phải là một hệ thống tự động hóa, mà là một phương pháp, một phương pháp luận làm việc, suy nghĩ và giao tiếp. Phương pháp này được mô tả trong một số tài liệu, mỗi tài liệu dài khoảng một trăm trang. Các tài liệu chứa các mô hình (số liệu) và thuật ngữ bạn có thể sử dụng để phân tích một công ty sản xuất riêng lẻ. Tất cả các mô hình được tập trung vào các khía cạnh cụ thể của tích hợp ERP-MES.

ISA-95 không bao giờ đề cập đến các thuật ngữ ERP và MES. Những gì ISA-95 làm là đánh dấu ranh giới giữa các cấp ra quyết định khác nhau, trong đó các loại thông tin khác nhau.

Ví dụ, mô hình phân cấp chức năng, xác định cấp độ 4 mà Tập trung vào thời gian dài hơn (tháng, tuần). Đây là nơi các quyết định được đưa ra khi đặt hàng nguyên vật liệu, gửi hóa đơn, lập kế hoạch sản xuất và bảo trì dài hạn và phát triển các sản phẩm mới. Cấp độ 4 được gọi phổ biến là ERP.

Ngược lại, Cấp 3 tập trung vào một thuật ngữ ngắn hơn một chút (ngày, giờ, phút). Các quyết định ở đây có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của nhà máy, chất lượng sản phẩm, vị trí lưu trữ nguyên liệu và tính sẵn có của máy, trong số những thứ khác.

Mọi người thường gọi đây là lớp MES. Tất cả các chức năng MESA định nghĩa trong mô hình tổ ong của nó thuộc về Cấp độ 3 của ISA-9. Bên dưới cấp độ này là Cấp độ 2, 1 và 0 (với khung thời gian là phút, giây hoặc mili giây), trong đó quá trình sản xuất diễn ra với sự trợ giúp của các cảm biến, PLC, giải pháp SCADA và các loại hệ thống điều khiển khác.

Trong quá trình lựa chọn và triển khai MES và các hệ thống liên quan, các công ty sản xuất phải đối mặt với sự chồng chéo về chức năng giữa các gói mà các nhà cung cấp khác nhau cung cấp.

Vậy thì nhà quản trị dự án cần phải xác định rõ những gì họ cần đang thuộc cấp độ level nào, mức độ đáp ứng thời gian cần thiết là bao nhiêu ? 

Và nếu họ không có công cụ nào để giúp họ quyết định, họ có thể sẽ đưa ra những lựa chọn đáng tiếc. Đó là cách mà một số doanh nghiệp đã thực hiện ERP  của họ, giờ đây đang bị ảnh hưởng bởi một bối cảnh IT không linh hoạt và tốn kém không cần thiết. Họ đã đan xen các lớp ERP và MES của họ như spaghetti.

Kết quả là, khi họ mua một nhà máy mới, họ phải tháo gỡ toàn bộ quả bóng mì spaghetti, ngay cả khi nhà máy mới có hệ thống thực thi sản xuất – MES hoạt động tốt, có thể dễ dàng tích hợp với lớp ERP nếu ranh giới giữa họ đã được lựa chọn hợp lý hơn. ISA-95 giúp các công ty tránh các loại lựa chọn không hiệu quả về chi phí này Mô hình Kiểm soát doanh nghiệp chức năng trong ISA-95. cho thấy rõ ràng ranh giới đó nằm ở đâu, nói một cách logic.

Nó cho chúng ta thấy mười hai chức năng mà bạn sẽ gặp trong mỗi công ty sản xuất, mặc dù mỗi công ty có thể đặt cho họ các tên khác nhau và gán các chức năng cho các bộ phận khác nhau. Và ISA-95 chắc chắn không có ý định quy định một cấu trúc tổ chức với mô hình này. Mô hình chỉ làm rõ các chức năng nào và không liên quan đến việc tích hợp hệ thống ERP và MES.

Bây giờ, một số chức năng đứng trên biên giới này. Hãy nhìn vào chức năng Lập kế hoạch sản xuất. Nó ngay lập tức rõ ràng rằng bạn sẽ phải đặc biệt chú ý đến việc xác định ranh giới giữa ERP và MES ở đây. Đối với đó, một loại lịch trình sản xuất thuộc về cấp 4, nhưng cũng thuộc về cấp 3. Vì vậy, hãy chắc chắn
để phân biệt giữa lập kế hoạch cấp 4 và lập kế hoạch cấp 3. Những nỗ lực lên kế hoạch để cung cấp đúng sản phẩm với số lượng phù hợp và đúng chất lượng cho đúng khách hàng vào đúng thời điểm (hiệu quả). Nỗ lực thứ hai để sử dụng hiệu quả nhất tài nguyên có thể trong băng thông của sản xuất lịch trình, ví dụ bằng cách kết hợp các đơn đặt hàng và do đó hạn chế thay đổi không cần thiết đến mức tối thiểu. ISA-95 cung cấp thậm chí nhiều mô hình chi tiết làm rõ chính xác hơn ở đâu chính xác  ranh giới giữa hai giải pháp.

Điều này cũng tương tự áp dụng cho thông tin về hàng tồn kho.  & Kiểm soát năng lượng và kiểm soát hàng tồn kho sản phẩm cũng sắp xếp theo  ranh giới. Ở đây cũng vậy, nó rất quan trọng để đưa ra lựa chọn tốt khi gán chức năng cho hệ thống ERP hoặc hệ thống thực thi sản xuất – MES:

Cấp độ 4 chứa các chiến lược hàng tồn kho với các tham số thứ tự liên quan như kích thước sê-ri và mức tồn kho an toàn.

Ở cấp 3, chủ yếu liên quan đến việc xử lý vật lý của vật liệu. Cái gì ở đâu? Những gì ngày hết hạn cho nguyên liệu thô này? Phòng thí nghiệm đã phát hành lô này chưa? Nói tóm lại: đây là một mức độ hoàn toàn khác nhau trong việc ra quyết định, là nơi chứa thông tin hoàn toàn khác nhau.

Chúng ta cần lưu ý rằng các nhà cung cấp ERP truyền thống khác nhau cung cấp chức năng quản lý kho ở Cấp độ 3 và chắc chắn có thể là những giải pháp phù hợp cho sản xuất . Ở đây cũng vậy, đảm bảo hai loại thông tin đan xen, bằng cách sử dụng các mô-đun độc lập, riêng biệt, chẳng hạn. Điều đó sẽ giữ cho bạn linh hoạt cho tương lai.

Theo ISA-95, Quản lý bảo trì và bảo trì chất lượng cũng được quyết định và kiểm soát ở cả cấp 4 và cấp 3.

Như thế chúng ta có thể hình dùng ở 2 cấp ERP-MES có sự khác nhau là : ERP sẽ lên kế hoạch, chiến lược (Planning & Strategies ) còn MES sẽ Control & Supervise (Điều khiển và giám sát).

Để mô tả chi tiết hơn về các hoạt động trong Cấp độ 3, ISA-95 cung cấp mô hình sau

Mô hình ISA-95 này tổ chức rõ ràng và hợp lý tất cả các hoạt động trong vùng điều khiển (Control Zone). Bạn có thể áp dụng nó để phân tích một bộ phận sản xuất, bộ phận bảo trì, phòng thí nghiệm hoặc nhà kho.

Để đạt được điều đó, một người nào đó trong bộ phận sản xuất phải duy trì thông tin về sự sẵn có của nhân viên sản xuất, máy móc và nguyên liệu (Quản lý tài nguyên). Nó cũng cần thiết để duy trì các công thức khuấy trộn, SOP và hướng dẫn lắp ráp mà nhân viên sử dụng (Quản lý Work-Instruction & Definition).

Một lịch trình chi tiết là cần thiết để kết hợp các đơn đặt hàng một cách tối ưu, có tính đến khả năng hạn chế của dây chuyền sản xuất, thời gian thay đổi và làm sạch. Sau đó, một người nào đó phải gửi các đơn đặt hàng công việc và phân công nhiệm vụ cho ca.

Chức năng Quản lý thực thi đảm bảo rằng nhân viên sản xuất thực sự thực hiện các nhiệm vụ đó, phù hợp với các tiêu chuẩn chất lượng áp dụng. (Lưu ý: việc thực hiện sản xuất thực tế diễn ra ở mức thấp hơn.) Cuối cùng, trong quá trình sản xuất, ai đó phải thu thập nhiều dữ liệu khác nhau (Thu thập dữ liệu) và chuyển đổi chúng thành thông tin (Theo dõi) để sử dụng để truy tìm và phả hệ, và để tối ưu hóa sản xuất hoạt động của bộ phận (Phân tích).

Các đối tác triển khai MES cần phải cung cấp những gì ?

Trong những năm qua, nhiều bộ phận trong các doanh nghiệp sản xuất đã xây dựng cơ sở dữ liệu Excel và Access của riêng họ và họ đã trở nên khá gắn bó với nó. Các ứng dụng được đáp ứng đầy đủ theo nhu cầu của người dùng và họ dễ dàng thay đổi và mở rộng. Tuy nhiên, các hệ thống được tích hợp, và chúng được ghi lại kém.

Tất cả các thông tin kiến ​​thức được thực hiện bởi một người, hoặc chỉ một vài người. Điều này tạo ra nhiều rủi ro về Master Data của nhà máy và sự đồng bộ thông tin của hệ thống sản xuất. Tình huống lý tưởng nhất sẽ là thay thế tất cả các cơ sở dữ liệu và ứng dụng độc lập đó bằng một hệ thống thực thi sản xuất – MES tích hợp duy nhất.

Tuy nhiên, trên thực tế, gần như tất cả các nhà cung cấp MES chỉ chuyên về một vài hoạt động của MES. Một số cung cấp các công cụ báo cáo nâng cao, nhưng hoàn toàn không có chức năng lập lịch trình. Ngược lại, có các nhà cung cấp Lập kế hoạch & Lập kế hoạch nâng cao chuyên biệt mà  không cung cấp bất kỳ báo cáo nào. Nhiều nhà cung cấp đang bận rộn mở rộng chức năng của họ để họ bao gồm tất cả các chức năng MES, nhưng ngoài một vài đơn vị tiên phong, họ vẫn chưa có giải pháp.

Hầu hết các nhà cung cấp MES cung cấp chức năng riêng lẻ của họ trong các mô-đun. Các khu vực chéo trong hình đại diện cho các mô-đun MES có thể được mua và triển khai độc lập. Như hình vẽ rõ ràng, ranh giới của các mô-đun MES thông thường trùng với các hoạt động mà ISA-95 định nghĩa. Nói chung, các nhà triển khai có thể cung cấp các mô-đun riêng lẻ cho chức năng MES sau:

• Lập kế hoạch chi tiết về sản xuất
• Quản lý định nghĩa sản phẩm (Product Definition & Production Process BOM)
• Quản lý thực hiện sản xuất
• Data Historian (bao gồm một giao diện với các hệ thống cấp 2)
• Các mô-đun Dashboard theo dõi và theo dõi và báo cáo đa dạng, bao gồm (ví dụ) chất lượng, OEE và cây phả hệ
• Bảng điều khiển
• Quản lý quy trình làm việc (Work-Flow Management)
• Giao diện ss, tích hợp với ERP
• Mô hình nhà máy (Plant Model)

Bạn đọc có thể tham khảo một số các chức năng chính của hệ thống thực thi sản xuất – MES tại bài viết này.

Hệ thống MES là gì ? Vì sao doanh nghiệp sản xuất cần hệ thống MES – Hệ thống thực thi sản xuất ?

MESA – “Đo lường những gì cần quản lý 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 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 
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

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.

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 APS – Advanced Planning & Scheduling (Một số giải pháp MES có tích hợp sẵn)

Hệ thống điều độ sản xuất APS là gì ? Ứng dụng của hệ thống APS là gì ?

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 đột phá 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.

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 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.

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.

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 Dashboard- Dashboard.

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 Dashboardcủa 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.

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 on-premise 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 thể tái 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.

Các bước cơ bản khi triển khai hệ thống thực thi sản xuất MES

Thách thức và khó khăn khi triển khai MES

Ở đây chúng ta nên xem qua những thách thức khi triển khai hệ thống MES : MES không hoàn hảo. Giống như tất cả các hệ thống, chúng có nhược điểm quan trọng. Một số có thể tránh được bằng cách chọn đúng nhà cung cấp, nhưng những người khác chỉ đơn giản là một phần trong cách hệ thống hoạt động. Dưới đây chúng ta đề cập đến những thách thức và khó khăn khi triển khai MES:

Triển khai MES là một quá trình chậm

Vì MES là một hệ thống bao gồm tất cả, nên việc triển khai nó thường là một công việc chính cần cân bằng lợi ích của các bên liên quan từ khắp công ty. Do chi phí license cao liên quan đến MES và nhiều bên liên quan sẽ sử dụng nó, ngay cả những nhà sản xuất nhanh nhất cũng cần phải mất hàng tháng để phân tích nhu cầu MES của họ, đánh giá các nhà cung cấp và soạn thảo POC và sau đó vài tháng nữa thực hiện các hệ thống trong họ sản xuất, tùy chỉnh nó, v.v … Những mốc thời gian này ngụ ý rằng thời gian để giá trị sẽ nằm trong khung thời gian hàng tháng.

Trên thực tế, theo Gartner , thời gian thực hiện trung bình cho một MES là 15-16 tháng.

Hệ thống MES cứng nhắc, vì vậy chúng có thể khó và tốn kém để tùy chỉnh

MES là các hệ thống cứng nhắc với các tính năng hẹp, được xác định rõ ràng và kiến ​​trúc hệ thống. Trừ khi bạn đang áp dụng một MES được xây dựng tùy chỉnh, có thể rất tốn kém và thậm chí chậm hơn để thực hiện, bạn sẽ cần phải tùy chỉnh một giải pháp sẵn có. Điều này là khó khăn, tốn thời gian và tốn kém. Các cấu hình MES được xây dựng tùy chỉnh dựa trên bộ công cụ MES có thể chạy tỷ lệ cao của đô la cấp phép cho dịch vụ, thường lên tới 1: 3.

Điều đó có nghĩa là cứ 10.000 đô la chi cho license, bạn thực sự có thể chi 30.000 đô la cho các dịch vụ.

Trừ khi bạn nhận được một MES được xây dựng có khả năng tùy chỉnh, bạn sẽ cần thay đổi quy trình công việc của mình để phù hợp với MES

Do tính chất cứng nhắc của kiến ​​trúc MES, thường dễ dàng thay đổi các hoạt động của bạn để phù hợp với MES hơn là thay đổi MES để phù hợp với nhu cầu hoạt động của bạn. Tất nhiên, điều này có một chi phí. Bạn không chỉ phải thay đổi hoạt động của mình mà còn có thể kết thúc với các quy trình không nhất thiết phải là tốt nhất cho hoạt động của bạn chỉ vì MES của bạn không hỗ trợ các lựa chọn thay thế khác. Việc áp dụng các quy trình phụ có thể có chi phí dài hạn vượt xa lợi ích của hệ thống thực hiện sản xuất hoàn toàn.

Bản chất cứng nhắc của MES khiến việc thay đổi hệ thống trở nên khó khăn khi nhu cầu hoạt động của bạn thay đổi

Các nhà máy hiện đại cần phải linh hoạt để thích ứng với những thay đổi trên thị trường, nhu cầu của khách hàng và không ngừng cải thiện. Tuy nhiên, do kiến ​​trúc cứng nhắc của họ, MES có thể làm chậm tốc độ cải tiến vì chúng cần được tùy chỉnh để phù hợp với các quy trình mới. Điều này có thể khiến MES tụt hậu so với nhu cầu hoạt động.

Trên thực tế, theo Gartner, một trong 5 lý do hàng đầu khiến các nhà sản xuất thay đổi MES là do các nhà cung cấp của họ không đủ linh hoạt để thích ứng với nhu cầu hiện tại của doanh nghiệp.

MES không di chuyển theo tốc độ của công nghệ

Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) và điện toán đám mây là một trong những công nghệ mới hứa hẹn nhất trong sản xuất. Tuy nhiên, MES đã được hình thành trước các công nghệ mới này, vì vậy hầu hết các nhà cung cấp MES đều bị tụt hậu so với việc kết hợp chúng vào các giải pháp của họ.

Trên thực tế, Gartner ước tính rằng chỉ 50% giải pháp MES sẽ bao gồm IoT công nghiệp (IIoT)! Hơn nữa, hầu hết MES được xây dựng như giải pháp on-premise. Mặc dù một số nhà cung cấp đang bắt đầu cung cấp các giải pháp dựa trên đám mây, nhưng họ cũng đứng sau các giải pháp hoặc ngành công nghiệp khác về vấn đề này. Theo Gartner, một trong 5 lý do hàng đầu khiến các nhà sản xuất chuyển đổi hệ thống MES là vì MES cũ đã lỗi thời về mặt kỹ thuật và không cung cấp các tính năng cần thiết cho công ty.

Xem thêm các bước cơ bản khi triển khai hệ thống MES.