MES(製造実行システム)とは?
製造実行システム(MES)とは、原材料から最終製品まで、製品の製造プロセスを監視、追跡、文書化、および管理します。
製造実行システム概要
製造実行システム (MES) は、原材料から最終製品までの商品の製造プロセスを監視、追跡、文書化、および管理する包括的な動的ソフトウェアシステムです。ERP とプロセス制御システムの間に機能レイヤーを提供する MES は、意思決定者が製造現場をより効率的にするために必要なデータを提供します。
作業の規模に関係なく、MES は製造プロセス情報を重視することで、全体的な生産性と収益性に貢献します。
これらの規制対象業種は、特に MES のメリットを享受しています。
製薬
食品・飲料
医療機器
航空および航空宇宙
防衛
バイオテクノロジー
これは、規制対象会社は、トレーサビリティコンプライアンスを確保するために厳格な規制を遵守する必要があるためです。また、準拠した製品を構築するための適切な手順が策定されていること、これらの手順が文書化されていること、および結果として生じる製品を必要に応じて簡単にリコールできることを確認する必要があります。
MES は、競争力があり、急速に変化する今日の製造環境で最適なパフォーマンスを推進するために不可欠です。 Fortune Business Insights(フォーチュン・ビジネス・インサイト)社のレポートでは、「世界の MES 市場は 2032 年までに 478 億 8,000 万米ドルに成長すると予測されています」と述べています。この成長は、プロセス産業およびディスクリート産業における産業自動化の使用の増加、法令遵守の必要性の増大、および製造実行システムのデプロイメントコストの低減によって推進されています。
MES のメリット
製造実行システムでは、大量のデータが追跡され、生産効率を高め、コストを削減できるリアルタイムのインサイトが生成されます。MES のその他の利点は以下のとおりです。
- 品質管理の改善:品質管理情報がリアルタイムで送信されるため、MES を使用している企業は、問題が特定されるとすぐに生産を停止することができます。これにより、廃棄物、廃棄、超過利用、およびリワークが削減されます。
- アップタイムの増加:MES は、人員、品目、および設備リソースのバランスをとることで、現実的な生産スケジュールを生成します。スケジューリングと保守を統合して、製品フローと資産活用を最大化します。これにより、アップタイムが増加し、設備総合効率 (OEE) が向上します。
- 在庫の削減:製造実行システムにより、新しい生産、廃棄、および不適合品目で在庫レコードが更新されるため、購買、出荷、および日程計画の各部門は、どの品目が常に手元にあるかを正確に把握することができます。これにより、ジャストインケース在庫および仕掛品 (WIP) 在庫が削減され、製造、輸送、保管、および在庫の監視にかかるコストが削減されます。
- ペーパーレスの現場:ペーパーワークをなくすことは、人為的ミスの可能性が少なくなることを意味します。また、製造現場から記録されたデータは、統合されたシステム全体で意思決定者がすぐに利用できるようにもなります。
- 製品の追跡と系統の改善:MES は、最初から最後まで生産サイクル全体に従い、最終部品またはロットを対応する製造データとグループ化します。このデータにより、政府または業界の規制に準拠する必要がある製造業者の法令遵守が改善されます。
MES の中心的機能
1997年、Manufacturing Enterprise Solutions Association International(MESA)は11のコア製造実行システム機能を定めた。 MESA-11 モデルは時間の経過とともに進化してきましたが、これらのオリジナルの 11 コア機能は、ほぼすべてのタイプのプラントを実行するための基盤となり、今日の製造実行システムに不可欠です。それらは以下のとおりです。
リソースの割当とステータス: リアルタイムデータを使用して、リソース (機械、品目、労働など) のステータスを追跡および分析し、割当調整を行います。
作業/詳細日程計画:優先順位とリソース能力に基づく活動の日程計画、タイミング、および順序付けによってパフォーマンスを最適化します。
製造単位の差立: 生産差立で迅速かつ計算された調整を容易にするために、生産データフローをリアルタイムで管理します。
文書管理:文書(作業指示、図面、標準作業手順、バッチ製造記録など)にアクセスして編集できるように、文書を管理および配信します。
データの収集と取得:プロセス、品目、業務に関するリアルタイムデータを追跡および収集し、それを使用して意思決定を改善し、効率を高めます。
労務管理:作業者のスケジュール、資格、および権限をより効率的に追跡します。
品質管理:品質の逸脱および例外を追跡し、品質管理管理と文書化を改善します。
プロセス管理: 指図発行から最終製品までの製造プロセス全体を管理します。完全な生産トレーサビリティを構築しながら、品質に影響するボトルネックおよびポイントに関するインサイトを獲得します。
保全管理:MES のデータを使用して、潜在的な設備の問題を発生前に特定します。また、設備、工具、機械の保全スケジュールを調整して、ダウンタイムを削減し、効率を向上させることもできます。
製品の追跡と系統:十分な情報に基づく意思決定のために、製品の進捗とその系統を追跡します。製品の完全な履歴データを保持することは、政府または業界の規制に準拠する必要がある製造業者にとって非常に役立ちます。
パフォーマンス分析:結果と目標を比較して、プロセス全体の長所と短所を特定し、そのデータを使用してシステムの効率を高めます。
MES 標準の進化
90年代後半、国際オートメーション協会はISA-95標準を開発した。MESA-11 モデルはコア MES 機能に重点を置いていますが、ISA-95 は企業システムと制御システム間の活動を定義および統合するモデルを提供します。ISA-95 では、用語の標準化により、サプライヤや製造業者などの関係者間の効果的なコミュニケーションが容易になります。一貫したモデルにより、製造サイトをビジネスシステムと統合する際のエラーのリスクも軽減されます。
ISA-95 では、制御機能とエンタープライズ機能の間のインタフェースが定義され、テクノロジおよびビジネスプロセスのレベルが作成されます。この階層の簡易モデルにより、事業計画とロジスティクス、およびプロセス制御システムの間の製造実行システムがレベル 3 になります。
レベル 4:ERP (事業計画とロジスティクス)
レベル 3: MES (製造作業管理)
レベル 2: プロセス制御システム (ロット管理)
レベル 1: プロセス制御システム (継続制御)
レベル 0: プロセス制御システム (ディスクリート制御)
MES と ERP の統合
今日の製造環境では、MES と ERP の対比ではありません。MES と ERP の連携により、どちらのシステムも単独では提供できない運用が明確になります。
ERP では、プラントスケジュールの作成および管理に重点を置いています。これには、生産、資材使用、納入、出荷のほか、ビジネスに関する情報収集が含まれます。一方、製造実行システムは、製造作業の管理と監視、および生産ライン活動に関するリアルタイムのレポートに重点を置いています。
ERP と MES が連携して統合エコシステムを構築し、財務、調達、サプライチェーン管理、製造ロジスティクスなどの包括的なビューを提供します。この情報を組み合わせることで、俊敏性が向上し、販売から資産活用、製造管理まで、あらゆるものに関する予測を改善する堅牢なデータが提供されます。
ERP システムでは、製造する製品を決定するデータが提供されますが、MES では ERP データとプラントのフロア情報が統合され、廃棄物の少ない製品を生産し、利益を高める方法が決定されます。
クラウド MES:製造現場作業のデジタル化
製造実行システムは、高度なテクノロジーに支えられ、サービス指向、モジュール方式、コネクテッドへと進化しています。
クラウド接続は、スマートファクトリーのバックボーンであり、高度な製造システム、デバイス、製品、および設備が自律的に対話できるようにします。サプライチェーン全体の IIoT (Industrial Internet of Things) デバイスとセンサーは、継続的にデータを収集および生成します。このようなリアルタイムのデータ共有により、スマートファクトリーがより優れたワークフローを自動化し、製品とサービスをカスタマイズし、経時的にスマートかつ効率的に成長することができます。
MES ソフトウェアは、製造実行システム (カスタマイズされた生産) の進化における主要なトレンドを活用するのにも役立ちます。スマートファクトリーでは、大量生産ではなく、マスパーソナライゼーションを提供し、低価格かつ高度にカスタマイズされた製品の需要にスピードと経済性をもたらします。
パーソナライゼーションによって製造がより複雑になる一方で、高度なテクノロジーは、製造システムがリアルタイムで反応し、方向転換を行うのに役立ちます。人工知能 (AI) により、生産効率を改善し、予測保全を処理し、廃棄物を削減することができます。機械学習機能を利用することで、生産ラインのスマートさと効率性が高まります。仮想現実 (VR) により、製造業者はプロセスをシミュレートし、改善の可能性を特定することができます。また、拡張現実 (AR) ソリューションを統合して、生産ダウンタイムを削減し、製造現場作業を最適化することができます。
これらの高度なテクノロジーと機能のすべてにより、企業はデジタル世界で競争しやすくなります。低コストかつ品質の高いカスタマイズされた製品により、需要に迅速かつ正確に対応できます。
製造実行の最適化
MES ソフトウェアで、可視性や、設備資産の稼動率を改善しましょう。