Système d'exécution de fabrication

Un système d'exécution de fabrication ( MES ) est un niveau lié au processus d'un système de gestion de fabrication multicouche . Le terme allemand système de contrôle de la production est souvent utilisé comme synonyme. Le MES se distingue des systèmes de planification de la production tout aussi efficaces, les systèmes ERP (Enterprise Resource Planning), par la connexion directe aux systèmes distribués d'automatisation des processus et permet la gestion , le guidage , le contrôle ou la surveillance de la production en temps réel. . Cela inclut l'acquisition de données classiques et les préparations telles que l'acquisition de données de production (PDA), la collecte de données machine (MDE) et la collecte de données personnelles , mais également tous les autres processus qui ont un impact opportun sur le processus de fabrication/production.

Le terme MES fait généralement référence à un système global à plusieurs niveaux qui couvre les niveaux de reporting commercial et de planification de la production de l'ERP d'une entreprise et la production réelle au niveau de la fabrication ou de l'automatisation. En particulier, le MES est utilisé pour le contrôle continu de la mise en œuvre ( exécution ) d'un plan existant et valide et pour le retour d'informations du processus.

définition

Le terme contrôle de production désigne la description complète de cette tâche. Pour le processus respectif de la tâche de production spécifique, le MES cartographie les processus détaillés tout en immobilisant des ressources dans un système informatique . Certains points communs de diverses solutions industrielles peuvent être observés qu'un MES de base doit offrir aux utilisateurs de l'entreprise :

• un calendrier de production pour chaque produit (avant le début du processus)
• un système de planification de la production (pour une période de planification)
• un processus de production (pour un produit)
• planification des ressources (pour un produit)
• l'allocation actuelle des ressources (en parallèle avec le processus)
• centres de contrôle de production locaux dans la fabrication

De plus, MES propose souvent les options suivantes :

• Gestion des moyens de production (ressources) affectés aux produits
• Assurer des travaux de maintenance planifiés qui occupent des ressources sans permettre la production
• Acquisition de données de production et de produits pour évaluation statistique
• Interfaces pour la gestion des matériaux et la construction
• Reporting sur le traitement des commandes commerciales

Autres termes utilisés

Le terme système de contrôle de la production (ou système de contrôle de la production) est utilisé de manière très spécifique à la branche en allemand. Une distinction fondamentale est faite entre la technologie de contrôle de production (production de marchandises à la pièce) et la technologie de contrôle de processus (production de technologie de processus). Selon le point de vue, d'autres termes sont également préférés. Les informaticiens , en particulier les informaticiens d' entreprise , parlent également de CIM dans ce contexte . Dans la pratique industrielle, cependant, ce terme a la réputation d'être de faible efficacité, puisque les attentes dans ce contexte ont augmenté dans les années 1980 et 1990, par exemple

• le temps d'exécution dans le retour des données d'exploitation
• en raison du manque d'options d'intervention rapide en cas de goulot d'étranglement des ressources
• en raison de la lourdeur des aides à l'acquisition des données d'exploitation
• en raison de la grande variété d'interfaces

sont souvent restés insatisfaits.

En alternative au terme MES, il existe également le terme CPM (Collaborative Production Management), qui désigne une collaboration « collaborative » entre la production et les domaines périphériques à la production, tels que B. Achats, approvisionnement et contrôle.

Dans certaines industries, par ex. Par exemple, dans les mines à ciel ouvert de RWE-Power, des systèmes de gestion des opérations sont également utilisés dans ce contexte. Les systèmes de gestion de la maintenance des usines de production sont ici englobés.

Ces dernières années, le terme MES est devenu de plus en plus populaire dans les textes allemands, par rapport aux autres termes.

Tâches

Le périmètre d'un MES peut être subdivisé en trois domaines d'activité : Acquisition des données de production (BDE), verrouillage et traçabilité. Les données BDE se réfèrent à la machine. Ils sont disponibles à tout moment, que la machine soit en production ou non. Le déclencheur peut être une alarme ou un changement d'état. En revanche, il y a le verrouillage. Il est déclenché par le produit à fabriquer, qui se trouve devant la machine ou vient d'être inséré. Le but du verrouillage est de s'assurer que tous les paramètres sont correctement réglés par la machine avant le début de la production/du traitement. La traçabilité marque la fin de la transformation d'un produit ; Les paramètres de processus et le matériau traité sont stockés dans ces données.

Les données PDC devraient essentiellement contribuer à augmenter le débit de l'ensemble du traitement des commandes techniques grâce à une optimisation rapide et répétée . Ce ne sont donc pas principalement les modèles commerciaux qui sont nouvellement développés ou améliorés, mais le processus technique lui-même forme le modèle, dont l'état est surveillé et visualisé en permanence . À cette fin, des ratios spéciaux ( KPI ) sont déterminés et évalués en continu . I.a. sont ces tailles comme :

• BDE
  • Temps d'attente et tampons libres
  • Temps de traitement et tampon de transfert
  • Utilisation de la machine
  • Disponibilité des machines
  • Rendement du produit
• Verrouillage
  • Automatisation des armements
  • Vérification des paramètres de configuration
• Traçabilité
  • Preuve de fabrication
  • Détection des défauts de fabrication
  • Augmentation de la qualité
  • Limitation du rappel
  • Raisons d'assurance

Dans la fiche standard VDMA 66412 (ébauche de mai 2009), environ 20 chiffres clés MES sont publiés, y compris une explication de la formule de dérivation et du domaine d'application. Un groupe de travail international (WG9 in ISO/TC184/SC5) a également été mis en place sur ce sujet. Globalement, le MES est destiné à améliorer la compétitivité de l'entreprise.

l'intégration

Les MES sont généralement inférieurs au niveau ERP dans une architecture logicielle . Cela signifie que la planification de la production est souvent créée au niveau ERP, puis le plan de production est transféré au niveau MES. Le niveau MES, d'autre part, signale l'état de traitement des commandes individuelles au niveau ERP afin qu'il puisse y être utilisé pour le contrôle logistique - par exemple, la planification des prochaines périodes.

Les raisons de la séparation entre ERP et MES sont les différentes exigences économiques et techniques ainsi que les temps de cycle typiques pour la révision d'un plan existant. Alors qu'un système ERP administre l'ensemble de l'entreprise et est censé permettre une optimisation logistique à un niveau agrégé à travers les usines et les lignes, ce qui ne nécessite généralement pas de statut à jour en ligne, un MES observe une ligne de production locale et doit enregistrer les paramètres techniques. en ligne en plus des données nécessaires de contrôle logistique qui n'ont aucun intérêt pour un ERP. En ce sens, les MES sont le bras exécutif d'un ERP.

Implémentations

En tant que produit, le MES apparaît à la fois comme un ensemble complet et comme des composants individuels, sous forme de logiciel, éventuellement complété par du matériel pour l'acquisition et le contrôle des données . Comme pour l'automatisation, le problème de la connexion des composants individuels pour former un ensemble efficace se pose également ici. Les grands fournisseurs fournissent « tout à partir d'une seule source », tandis que les petits fournisseurs se spécialisent dans des domaines individuels du MES (par exemple, l'assurance qualité ).

Des cabinets de conseil neutres différencient le marché des fournisseurs de MES en catégories spéciales :

1. MES, qui sont généralement adaptés et étendus sur une base spécifique au projet pour répondre aux exigences des clients. Ce sont souvent de plus petits fournisseurs qui entrent en jeu lorsqu'il s'agit d'exigences particulières que les systèmes standard plus importants ne couvrent pas facilement.

2. MES issus du monde de la technologie d'automatisation. Ils se caractérisent par un degré élevé d'intégration dans la technologie de processus et d'automatisation, l'acquisition de données de production (PDA) et la collecte de données machine (MDE), la distribution de programmes CN ( DNC ), le contrôle du flux de matériaux et éventuellement dans la gestion des outils (gestion des outils ). Ils offrent souvent des options pour visualiser la situation actuelle de la production.

3. MES, qui peut essentiellement être affecté aux systèmes de gestion de la chaîne d'approvisionnement (SCM). Ils servent à coordonner plusieurs zones de production tout au long du processus de création de valeur, également au-delà des frontières de l'usine et de l'entreprise. Ici, les frontières entre les systèmes avancés de planification et d'ordonnancement (APS), qui i. ré. Ils constituent généralement la base d'une solution SCM pour la coordination entre les sites. La caractéristique essentielle est la planification et la simulation basées sur des algorithmes mathématiques optimisés de la recherche opérationnelle , mais moins une connexion opérationnelle réelle aux processus de fabrication. Ici, les frontières entre le MES et les outils de planification pures sont floues.

4. Une catégorie liée aux systèmes SCM/APS est constituée d'outils qui couvrent l'optimisation de la planification en tant que sous-domaine MES spécial, mais ne représentent en réalité pas un MES intégré car ils manquent de fonctions essentielles.

5. Les systèmes qui proviennent de zones MES individuelles constituent une catégorie importante, par ex. Par exemple : - dans la gestion de la qualité, - dans la saisie et la gestion du temps du personnel, ou - dans la saisie des données de production, mais selon le stade de développement, cela a abouti à un MES standard complet avec de nombreux modules intégrés. T. prendre des positions de leader sur le marché.

Cependant, une délimitation claire et une classification simple des systèmes n'est pas possible, d'autant plus que les frontières deviennent de plus en plus floues en raison des stratégies de convergence des fournisseurs.

Les solutions des grands fournisseurs d'ERP dans le domaine du contrôle de production ne peuvent être adaptées que dans une mesure limitée, ont des temps de retour plus longs et une résolution moins granulaire de l'observation. Par exemple, les modules de planification détaillée et d'acquisition des données machine (MDE) n'ont pas la même gamme de fonctions que ceux des fournisseurs spécialisés. Pour cette raison, les MES sont implémentés en tant que composants supplémentaires entre le processus et les modules ERP. L'échange de données entre les systèmes s'effectue de préférence via des interfaces IETF - RFC en temps réel , mais peut également être échangé de manière asynchrone à l'aide de fichiers ASCII. Dans les nouvelles solutions, les services Web MES↔ERP sont utilisés pour la communication.

Les MES trouvent leur place avant tout dans la production flexible de variantes et de commandes client. Le contrôle automatique de la production en temps réel à l'aide d'un MES peut y développer toute sa puissance en raison de la complexité de la variante de production.

La planification des ressources

Les modules de planification détaillés avec des informations supplémentaires sur les ressources - telles que B. Des matrices d'employés, c'est-à-dire le nombre d'employés disponibles dans un quart de travail ainsi que leur formation, peuvent être stockées, de sorte que des plans de production liés au travail à jour peuvent être générés qui prennent en compte la capacité de travail réelle et les compétences des salariés concernés.

standardisation

Le terme MES est maintenu transparent en Allemagne par la directive VDI 5600 et la feuille de travail NAMUR NA 94.

Le comité de normalisation de l'industrie de l'automatisation ISA a publié plusieurs normes sur le sujet du MES. Il est fait référence ici à l'ISA S95 pour l'intégration du MES dans l'architecture applicative d'une entreprise et à l' ISA S88 pour la modélisation des processus (concept d'état…) d'un MES. L'ISA travaille avec des services de l'industrie tels que Mesa Associates, Inc. ensemble.

L' ISA effectue un travail fondamental sur la normalisation dans ce domaine dans le projet SP95 . JWG5, un groupe de travail conjoint de l' IEC / SC65E et de l' ISO / TC184 / SC5, transfère les spécifications correspondantes dans la série de normes ISO / IEC 62264 (Intégration du système de contrôle d'entreprise, Partie 1 : Modèles et terminologie). Les parties 1 à 3 ont déjà été publiées, les parties 4 et 5 sont en cours d'élaboration.

A l'ISO, le TC184, Automatisation et intégration industrielle , traite de ce sujet, bien que la classification ciblée de diverses activités dans les modèles de l'ISO/CEI 62264 ne fasse que commencer.

Le SC4 du TC184 inclut la normalisation des structures de données et du contenu pour la modélisation des produits. C'est l'un des plus grands organismes de l'ISO et est devenu connu pour la vaste série de normes ISO 10303, STEP , Standard for Exchange of Product Model Data.

Le SC5 du TC184 traite des spécifications d'architecture, de communication et de cadre pour l'intégration dans l'automatisation industrielle. Les groupes de travail suivants sont actuellement actifs ici :

• GT1 : Modélisation des entreprises, par ex. B. ISO 15704 et ISO 19440
• GT4 : Description des propriétés du logiciel (pour l'interopérabilité et le catalogage), ISO 16100
• GT5 : Cadre pour les profils d'intégration, ISO 15745
• WG6 : Interfaces de service pour l'intégration d'appareils (voir aussi ASAM eV ), ISO 20242
• GT7 : Diagnostic et maintenance, référence spécifique à ISO/IEC 62264
• GT9 : Chiffres clés du MES (ou MOM), ISO 22400-2
• JWG8 : GT conjoint des SC4 et SC5, structures de données et contenu des processus de fabrication, ISO 15531
• JWG5 : GT mixte de SC5 et IEC/SC65E, transfert d'ISA S95 vers ISO/IEC 62264

En Allemagne, le sujet est traité dans la norme DIN NA 060-30-05, Comité des normes d'ingénierie mécanique (NAM) , Département d'automatisation industrielle, Comité d'architecture et de communication, le comité miroir allemand pour ISO TC184 / SC5. Les objets cibles sont des critères techniques permettant de différencier le MES des autres applications. Les normes internationales citées ci-dessus servent de base, le cas échéant.

La traduction et la maintenance de la norme IEC 62264 sont effectuées en Allemagne par le DKE dans le département de technologie de contrôle, aspects système, K 931. Ce travail est réalisé par les ci-dessus Comité DIN utilisé.

Activités associatives

A l'international, les associations MESA et Operations and Maintenance Information Open System Alliance MIMOSA traitent le sujet du MES.

Dans la zone germanophone, MES veut DACH. L'association offre une plate-forme pour les utilisateurs et les fabricants de MES et favorise l'échange d'informations et la mise en réseau. Avec la mise en place du concept d'interface "Universal Machine Connectivity for MES" (UMCM), l'association s'efforce d'uniformiser les fonctions MES et les interfaces bidirectionnelles.

En Allemagne, le VDI , le ZVEI , le VDMA et le NAMUR sont actifs sur le sujet du MES, le VDMA soutenant massivement les travaux de la DIN NA 060-30-05 (voir normalisation).

Le comité technique MES du VDI s'efforce de créer des définitions uniformes et de protéger le terme MES de « l'érosion » motivée par le marketing. En particulier, les besoins des utilisateurs du MES devraient également être pris en compte et systématiquement évalués.

À cette fin, la directive VDI 5600 a été développée, qui décrit les tâches et les avantages du MES sous une forme orientée application. Il s'adresse principalement aux utilisateurs potentiels des entreprises de fabrication, par ex. B. Responsable de production ou planificateur de travail et décrit dix tâches MES typiques :

• Tâche 1 : Planification détaillée et contrôle fin
• Tâche 2 : gestion des ressources
• Tâche 3 : gestion du matériel
• Tâche 4 : Gestion des ressources humaines
• Tâche 5 : acquisition de données
• Tâche 6 : analyse des performances
• Tâche 7 : Gestion de la qualité
• Tâche 8 : gestion de l'information
• Tâche 9 : Gestion de l'énergie
• Tâche 10 : gestion des commandes

La directive se concentre sur la présentation des avantages auxquels les utilisateurs du MES peuvent s'attendre. En outre, la directive du domaine de compétence VDI informatique indique quels processus et sous-processus de production sont pris en charge par le MES. Il permet une vue d'ensemble bien fondée du mode d'action et du potentiel du MES sans avoir à se familiariser avec les détails informatiques de tels systèmes. Il peut servir de description neutre de l'éventuelle « étendue des services » et de base pour la création de spécifications d'exigences pour le MES.

Voir également

• Système de contrôle de processus
• B2MML
• Plateforme ouverte de communication
• Contrôle d'atelier
• Poste de contrôle de fabrication
• Système PPS
• Salle de contrôle

liens web

Preuve individuelle