Overzicht van Manufacturing Execution System

Een Manufacturing Execution System (MES) is een uitgebreid, dynamisch softwaresysteem dat het proces van de productie van goederen bewaakt, traceert, documenteert en controleert, van grondstoffen tot eindproducten. Een MES biedt een functionele laag tussen Enterprise Resource Planning (ERP) en procesbesturingssystemen en geeft besluitvormers de gegevens die ze nodig hebben om hun fabrieksvloer efficiënter te maken.

Ongeacht de omvang van een operatie kan een MES bijdragen aan de algehele productiviteit en winstgevendheid door het productieproces informatief te maken.

Deze gereguleerde industrieën profiteren met name van een MES:

• Geneesmiddelen
• Levensmiddelen
• Medische apparaten
• Lucht- en ruimtevaart
• Verdediging
• Biotechnologie

De reden hiervoor is dat gereguleerde bedrijven zich aan strenge regels moeten houden om naleving van de traceerbaarheid te waarborgen. Zij moeten ervoor zorgen dat er passende procedures zijn voor het bouwen van producten die aan de eisen voldoen, dat deze procedures worden gedocumenteerd en dat de resulterende producten zo nodig gemakkelijk kunnen worden teruggeroepen.

Een MES is essentieel voor optimale prestaties in de huidige concurrerende en snel veranderende productieomgeving. In een rapport van Fortune Business Insights staat dat “de wereldwijde MES-markt naar verwachting zal groeien tot 41,78 miljard dollar in 2032.” Deze groei wordt gedreven door een toenemend gebruik van industriële automatisering in proces- en discrete industrieën, de toenemende behoefte aan naleving van de regelgeving en de lage implementatiekosten van productie-uitvoeringssystemen.

De vijf grootste voordelen van MES

Productie-uitvoeringssystemen volgen een enorme hoeveelheid data, waardoor realtime inzichten worden gegenereerd die de productie-efficiëntie kunnen verhogen en kosten kunnen besparen. Andere voordelen van een MES zijn:

1. Verbeterde kwaliteitscontrole: aangezien informatie over kwaliteitscontrole in realtime wordt verzonden, kunnen bedrijven met een MES de productie onmiddellijk stopzetten zodra problemen worden vastgesteld. Dit vermindert afval, uitval, overschrijdingen en nabewerking.
2. Verhoogde uptime: een MES genereert realistische productieschema's door personeel, materiaal en uitrustingsbronnen in evenwicht te brengen. Het integreert planning en onderhoud om productstroom en activagebruik te maximaliseren. Dit alles verhoogt de uptime en verbetert de algehele effectiviteit van apparatuur (OEE).
3. Minder voorraad: een Manufacturing Execution System werkt voorraadrecords bij met nieuwe productie-, uitval- en niet-conforme artikelen, zodat uw inkoop-, verzend- en planningsafdelingen altijd precies weten welk materiaal beschikbaar is. Dit vermindert de just-in-case voorraad en de voorraad goederen in bewerking (WIP) en bespaart geld op productie, transport, opslag en voorraadbewaking.
4. Papierloze werkvloer: het elimineren van papierwerk betekent dat er minder kans is op menselijke fouten. Dit betekent ook dat de geregistreerde gegevens van de werkvloer onmiddellijk beschikbaar zijn voor besluitvormers in alle geïntegreerde systemen.
5. Verbeterde producttracking en -genealogie: een MES volgt de gehele productiecyclus van begin tot eind, waarbij eindonderdelen of charges worden gegroepeerd met de bijbehorende productiedata. Deze gegevens zorgen voor verbeterde naleving van de regelgeving voor producenten die moeten voldoen aan overheids- of branchespecifieke voorschriften.

Kernfuncties van een MES-systeem

In 1997 definieerde Manufacturing Enterprise Solutions Association International, oftewel MESA, de 11 kernfuncties van het productiesysteem. Hoewel het MESA-11-model in de loop der tijd is geëvolueerd, vormen die oorspronkelijke 11 kernfuncties de basis voor vrijwel elk type fabriek en zijn ze integraal onderdeel van de huidige productie-uitvoeringssystemen. Het gaat om:

• Resourcetoewijzing en -status: gebruik realtime data om de status van resources (inclusief machines, materialen en arbeid) bij te houden en te analyseren om toewijzingsaanpassingen door te voeren.
• Operationele/gedetailleerde planning: optimaliseer prestaties door activiteiten te plannen, te timen en te rangschikken op basis van prioriteiten en resourcecapaciteit.
• Productie-eenheden verzenden: beheer de stroom van productiegegevens in realtime om eenvoudig snelle, berekende aanpassingen te maken in de productieplanning.
• Documentbesturing: beheer en distribueer documenten (inclusief werkinstructies, tekeningen, standaardwerkprocedures, batchrecords en meer) zodat ze toegankelijk en bewerkbaar zijn.
• Gegevensverzameling en -verwerving: volg en verzamel realtime data over processen, materialen en processen en gebruik deze om de besluitvorming te verbeteren en de efficiëntie te vergroten.
• Arbeidsbeheer: houd schema's, kwalificaties en autorisaties van arbeidskrachten efficiënter bij.
• Kwaliteitsbeheer: houd kwaliteitsafwijkingen en uitzonderingen bij voor een beter kwaliteitscontrolebeheer en betere documentatie.
• Procesbeheer: beheer het gehele productieproces van ordervrijgave tot gerede producten. Krijg inzicht in knelpunten en punten die van invloed zijn op de kwaliteit en creëer tegelijkertijd volledige productietraceerbaarheid.
• Onderhoudsbeheer: gebruik gegevens van uw MES om potentiële equipmentproblemen te identificeren voordat deze zich voordoen. Het kan ook worden gebruikt om apparatuur, gereedschap en machine-onderhoudsschema's aan te passen om downtime te verminderen en de efficiëntie te verhogen.
• Producttracering en genealogie: volg de voortgang van uw producten en hun genealogie voor geïnformeerde besluitvorming. Het hebben van de gegevens van de volledige geschiedenis van een product is uiterst nuttig voor fabrikanten die moeten voldoen aan overheids- of branchespecifieke voorschriften.
• Prestatieanalyse: vergelijk resultaten en doelen om sterke en zwakke punten in het algehele proces te identificeren en gebruik die data om systemen efficiënter te maken.

De ontwikkeling van MES-normen

Eind jaren ’90 ontwikkelde de International Society of Automation de ISA-95-standaard. Terwijl het MESA-11-model zich richt op de belangrijkste MES-functies, biedt ISA-95 een model om de activiteiten tussen bedrijfs- en besturingssystemen te definiëren en te integreren. Door terminologie te standaardiseren, maakt ISA-95 effectieve communicatie tussen belanghebbenden, zoals leveranciers en fabrikanten, eenvoudiger. Consistente modellen verminderen ook het risico op fouten bij de integratie van productielocaties met bedrijfssystemen.

ISA-95 definieert de interface tussen besturings- en bedrijfsfuncties om niveaus van technologie en bedrijfsprocessen te creëren. Met een vereenvoudigd model van die hiërarchie worden productie-uitvoeringssystemen op niveau drie geplaatst, tussen bedrijfsplanning en logistiek en procesbesturingssystemen:

• Niveau 4: ERP (bedrijfsplanning en logistiek)
• Niveau 3: MES (Manufacturing Operations Management)
• Niveau 2: Procescontrolesystemen (chargebesturing)
• Niveau 1: Procescontrolesystemen (continue controle)
• Niveau 0: Procesbesturingssystemen (discrete besturing)

Integratie tussen MES en ERP

In de productieomgeving van vandaag is het geen geval van MES versus ERP. Samen brengen MES en ERP operationele duidelijkheid die geen van beide systemen alleen kan bieden.

ERP richt zich op het maken en beheren van fabrieksplanningen. Dit omvat productie, materiaalgebruik, levering en verzending, evenals het verzamelen van informatie over uw bedrijf. Productie-uitvoeringssystemen daarentegen richten zich op het beheren en bewaken van productieactiviteiten en het in realtime rapporteren van productielijnactiviteiten.

Samen creëren een ERP en een MES een geïntegreerd ecosysteem dat een holistisch beeld biedt van financiën, inkoop, supply chain management, productielogistiek en meer. Het combineren van die informatie vergroot de flexibiliteit en biedt robuuste data die de prognose van alles verbetert, van verkoop tot activagebruik tot productiebeheer.

ERP-systemen geven u de data om te bepalen welke producten moeten worden geproduceerd, terwijl een MES ERP-gegevens integreert met vestigingsbodeminformatie om te bepalen hoe u die producten met minder afval en meer winst kunt produceren.

Cloud MES: digitalisering van productieprocessen

MES-software omvat steeds meer geavanceerde technologieën en beweegt zich daarmee naar een servicegerichte, modulaire en in netwerken geïntegreerde toekomst.

Cloudconnectiviteit is de ruggengraat van slimme fabrieken, waardoor geavanceerde productiesystemen, apparaten, producten en apparatuur autonoom kunnen samenwerken. Apparaten en sensoren van IIoT (Industrial Internet of Things) in de hele supply chain verzamelen en genereren voortdurend gegevens. Dit realtime delen van data helpt slimme fabrieken om betere workflows te automatiseren, producten en services aan te passen en in de loop der tijd slimmer en efficiënter te worden.

MES-software kan fabrikanten ook helpen om te profiteren van een belangrijke trend in de ontwikkeling van productie-uitvoeringssystemen: productie op maat. In plaats van massaproductie, uw slimme fabriek biedt massapersonalisering en voldoet aan de vraag naar goedkopere, op maat gemaakte producten met snelheid en betaalbaarheid.

Terwijl personalisering productie complexer maakt, kunnen geavanceerde technologieën productiesystemen helpen om in realtime te reageren en te draaien. Kunstmatige intelligentie (AI) kan de productie-efficiëntie verbeteren, voorspellend onderhoud afhandelen en verspilling verminderen. Door gebruik te maken van de mogelijkheden van machine learning kunnen productielijnen steeds slimmer en efficiënter worden. Met virtual reality (VR) kunnen fabrikanten processen simuleren en potentiële verbeteringen identificeren. En ze kunnen AR-oplossingen (augmented reality) integreren om de uitvaltijd van de productie te verminderen en productieactiviteiten te optimaliseren.

Al deze geavanceerde technologieën en mogelijkheden maken het voor bedrijven gemakkelijker om te concurreren in een digitale wereld. Ze kunnen snel en nauwkeurig op de vraag inspelen met producten op maat die goedkoper en van hogere kwaliteit zijn.

Veelgestelde vragen