Qu'est-ce qu'un Manufacturing Execution System (MES) ?

Présentation du Manufacturing Execution System

Un Manufacturing Execution System (MES) est un système logiciel dynamique et complet qui surveille, suit, documente et contrôle le processus de fabrication des marchandises, des matières premières aux produits finis. Fournissant une couche fonctionnelle entre le progiciel de gestion intégré (ERP) et les systèmes de contrôle des processus, un MES fournit aux décideurs les données dont ils ont besoin pour rendre leur atelier plus efficace.

Quelle que soit la taille d'une opération, un MES peut contribuer à la productivité et à la rentabilité globales en rendant le processus de fabrication piloté par les informations.

Ces secteurs réglementés bénéficient notamment d'un MES :

• Produits pharmaceutiques
• Alimentation et boissons
• Dispositifs médicaux
• Aéronautique et aérospatiale
• Défense
• Biotechnologie

En effet, les entreprises réglementées doivent se conformer à des réglementations strictes pour garantir la conformité à la traçabilité. Ils doivent s'assurer que des procédures appropriées sont en place pour la construction de produits conformes, que ces procédures sont documentées et que les produits qui en résultent peuvent être facilement rappelés si nécessaire.

Un MES est essentiel pour optimiser les performances dans l'environnement de production actuel , concurrentiel et en évolution rapide. Selon un rapport Fortune Business Insights, « le marché mondial du MES devrait atteindre 41,78 milliards de dollars d'ici 2032 ». Cette croissance est due à l'utilisation croissante de l'automatisation industrielle dans les industries de process et de fabrication, au besoin croissant de conformité réglementaire et au faible coût de déploiement des systèmes d'exécution de la production.

Les cinq principaux avantages du MES

Les systèmes d'exécution de la production suivent une grande quantité de données, produisant des informations en temps réel qui peuvent améliorer l'efficacité de la production et réduire les coûts. Les autres avantages d'un MES sont les suivants :

1. Amélioration du contrôle qualité: les informations relatives au contrôle qualité étant transmises en temps réel, les entreprises dotées d'un MES peuvent immédiatement arrêter la production dès que des problèmes sont identifiés. Cela réduit les déchets, les rebuts, les excédents et les remaniements.
2. Augmentation du temps de fonctionnement : un MES génère des calendriers de production réalistes en équilibrant les ressources en personnel, en matériel et en équipement. Elle intègre l'ordonnancement et la maintenance pour optimiser le flux de produits et l'utilisation des actifs. Tout cela augmente le temps d'exploitation et améliore le taux de rendement synthétique (OEE).
3. Réduction du stock : un système d'exécution de la production met à jour les enregistrements de stock avec les nouveaux articles de production, de rebut et non conformes afin que vos services d'achat, d'expédition et de planification sachent exactement quel article est disponible à tout moment. Cela réduit le stock juste-à-cas et le stock d'en-cours de fabrication (ECF), ce qui permet d'économiser de l'argent sur la fabrication, le transport, le stockage et le suivi des stocks.
4. Atelier dématérialisé : l'élimination de la paperasserie réduit les risques d'erreur humaine. Cela signifie également que les données enregistrées à partir de l'atelier de fabrication sont immédiatement disponibles pour les décideurs dans tous les systèmes intégrés.
5. Amélioration du suivi et de la généalogie des produits : un MES suit l'ensemble du cycle de production du début à la fin, en regroupant les pièces finales ou les lots avec les données de fabrication correspondantes. Ces données permettent d'améliorer la conformité réglementaire pour les fabricants qui doivent se conformer aux réglementations gouvernementales ou sectorielles.

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Fonctionnalités fondamentales d'un Manufacturing Execution System

En 1997, Manufacturing Enterprise Solutions Association International, ou MESA, a défini les 11 fonctions centrales du Manufacturing Execution System. Bien que le modèle MESA-11 ait évolué au fil du temps, ces 11 fonctions principales d'origine fournissent la base pour exécuter presque n'importe quel type d'usine et font partie intégrante des systèmes d'exécution de la fabrication d'aujourd'hui. Il s'agit des éléments suivants :

• Affectation des ressources et statut : utilisez les données en temps réel pour suivre et analyser le statut des ressources (y compris les machines, les articles et la main-d'œuvre) afin d'effectuer des ajustements d'affectation.
• Planification des opérations/à court terme : optimisez les performances en ordonnançant, en programmant et en séquençant les activités en fonction des priorités et de la capacité des ressources.
• Répartition des unités de production : gérez le flux de données de production en temps réel pour effectuer facilement des ajustements rapides et calculés dans la répartition de la production.
• Contrôle des documents : gérez et distribuez les documents (y compris les instructions de travail, les dessins, les procédures d'exploitation standard, les enregistrements de lots, etc.) afin qu'ils soient accessibles et modifiables.
• Collecte et acquisition de données : suivez et collectez des données en temps réel sur les processus, les matériaux et les opérations et utilisez-les pour améliorer la prise de décision et améliorer l'efficacité.
• Gestion de la main-d'œuvre : suivez plus efficacement les horaires, les qualifications et les autorisations des travailleurs.
• Gestion de la qualité : suivez les écarts de qualité et les exceptions pour améliorer la gestion du contrôle qualité et la documentation.
• Gestion des processus : gérez l'intégralité du processus de fabrication, de la validation de l'ordre aux produits finis. Gagnez en visibilité sur les goulets d'étranglement et les points qui affectent la qualité tout en créant une traçabilité complète de la production.
• Gestion de la maintenance : utilisez les données de votre MES pour identifier les problèmes d'équipement potentiels avant qu'ils ne se produisent. Il peut également être utilisé pour ajuster les calendriers de maintenance des équipements, des outils et des machines afin de réduire les temps d'arrêt et d'augmenter l'efficacité.
• Suivi et généalogie des produits : Suivez l'avancement de vos produits et leur généalogie pour une prise de décision éclairée. Avoir les données de l'historique complet d'un produit est extrêmement utile pour les fabricants qui doivent se conformer aux réglementations gouvernementales ou industrielles.
• Analyse des performances : comparez les résultats et les objectifs pour identifier les forces et les faiblesses du processus global et utilisez ces données pour rendre les systèmes plus efficaces.

L'évolution des normes relatives aux Manufacturing Execution System

À la fin des années 90, l'International Society of Automation a développé la norme ISA-95. Alors que le modèle MESA-11 se concentre sur les fonctions principales du MES, l'ISA-95 fournit un modèle pour définir et intégrer les activités entre les systèmes d'entreprise et de contrôle. En normalisant la terminologie, l'ISA-95 facilite la communication efficace entre les parties prenantes, comme les fournisseurs et les fabricants. Des modèles cohérents réduisent également le risque d'erreur lors de l'intégration des sites de fabrication aux systèmes d'entreprise.

ISA-95 définit l'interface entre les fonctions de contrôle et d'entreprise pour créer des niveaux de technologie et de processus de gestion. Un modèle simplifié de cette hiérarchie place les systèmes d'exécution de la production au niveau trois, entre les systèmes de planification d'entreprise et de logistique et de contrôle des processus :

• Niveau 4 : ERP (planification stratégique et logistique)
• Niveau 3 : MES (gestion des opérations de fabrication)
• Niveau 2 : systèmes de contrôle des processus (contrôle des lots)
• Niveau 1: Systèmes de contrôle des processus (contrôle continu)
• Niveau 0 : systèmes de contrôle de process (contrôle discret)

Intégration entre MES et ERP

Dans l'environnement de production actuel, ce n'est pas le cas du MES par rapport à l'ERP. Ensemble, le MES et l'ERP apportent une clarté opérationnelle qu'aucun des systèmes ne peut fournir seul.

L'ERP se concentre sur la création et la gestion des calendriers des divisions. Cela inclut la production, l'utilisation du matériel, la livraison et l'expédition, ainsi que la collecte d'informations sur votre entreprise. Les systèmes d'exécution de la fabrication, quant à eux, se concentrent sur la gestion et le suivi des opérations de fabrication et le reporting des activités des lignes de production en temps réel.

Ensemble, un ERP et un MES créent un écosystème intégré, offrant une vue globale de la finance, des achats, de la gestion de la chaîne logistique, de la logistique de production, etc. En combinant ces informations, vous gagnez en agilité et vous fournissez des données fiables qui améliorent les prévisions, des ventes à l'utilisation des actifs, en passant par la gestion de la fabrication.

Les systèmes ERP vous fournissent les données nécessaires pour déterminer les produits à fabriquer, tandis qu'un MES intègre les données ERP aux informations sur l'atelier pour déterminer comment fabriquer ces produits avec moins de déchets et plus de bénéfices.

MES cloud : numérisation des opérations de l'atelier de fabrication

Optimisés par les technologies avancées, les Manufacturing Execution Systems évoluent pour devenir des systèmes axés sur le service, modulaires et connectés.

La connectivité Cloud est l'épine dorsale des usines intelligentes, ce qui permet aux systèmes de fabrication avancés, aux appareils, aux produits et aux équipements d'interagir de manière autonome. Les terminaux et capteurs IIoT (Industrial Internet of Things) sur l'ensemble de la chaîne logistique collectent et génèrent continuellement des données. Ce partage en temps réel des données permet aux usines intelligentes d'automatiser de meilleurs workflows, de personnaliser les produits et les services, et de gagner en intelligence et en efficacité au fil du temps.

Les logiciels MES peuvent également aider les fabricants à tirer parti d'une tendance clé dans l'évolution des systèmes d'exécution de la production : la production personnalisée. Au lieu d'une production de masse, votre usine intelligente offre une personnalisation de masse et répond à la demande de produits moins chers et hautement personnalisés avec rapidité et abordabilité.

Alors que la personnalisation rend la production plus complexe, les technologies avancées peuvent aider les systèmes de production à réagir et à s'adapter en temps réel. L'intelligence artificielle (IA) peut améliorer l'efficacité de la production, gérer la maintenance prédictive et réduire les déchets. En exploitant les fonctionnalités de Machine Learning, les lignes de production peuvent devenir de plus en plus intelligentes et efficaces. Avec la réalité virtuelle (VR), les fabricants peuvent simuler des processus et identifier les améliorations potentielles. Ils peuvent également intégrer des solutions de réalité augmentée (AR) pour réduire les temps d'arrêt de la production et optimiser les opérations de l'atelier.

Toutes ces technologies et fonctionnalités avancées facilitent la compétitivité des entreprises dans un monde numérique. Ils peuvent répondre à la demande rapidement et avec précision avec des produits personnalisés qui sont moins chers et de meilleure qualité.

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