Hệ Thống MES Là Gì ? Ý Nghĩa & Vai Trò của MES

Trong thời gian gần đây, các doanh nghiệp trong nước đều rất quan tâm đến Hệ thống điều hành sản xuất MES. Tuy nhiên, không phải doanh nghiệp nào cũng đã hiểu rõ về hệ thống này. Dưới đây là những điều doanh nghiệp cần biết về hệ thống điều hành sản xuất MES.

Hệ thống điều hành sản xuất MES là gì?

MES (Manufacturing Execution System – Hệ thống điều hành sản xuất) là một hệ thống sản xuất tích hợp tập trung vào giám sát sàn, kiểm soát, hậu cần, theo dõi lịch sử và quản lý chất lượng sản phẩm theo thời gian thực với mục tiêu nâng cao năng suất và hiệu quả kinh doanh. MES cung cấp thông tin hữu ích để tối ưu hóa sản xuất và theo dõi tất cả dữ liệu sản xuất ngay tại thời điểm hoạt động. Là một hệ thống thông tin tích hợp chuẩn, MES không chỉ phục vụ như một trung tâm thông tin giữa các hệ thống doanh nghiệp khác nhau (ERP, QMS, EAM, SCM, và Tự động hóa), mà còn quản lý và tối ưu hóa các hoạt động, quá trình sản xuất của nhà máy hàng ngày.

Lợi ích khi sử dụng Hệ thống điều hành sản xuất (MES)

Nghiên cứu về MES cho thấy những lợi ích mà người dùng trải nghiệm là đáng kể bao gồm:

• Giảm thời gian chu kỳ sản xuất trung bình 45%
• Giảm thời gian nhập dữ liệu, thường là 75% hoặc hơn
• Giảm công việc đang tiến hành (WIP) trung bình là 24%
• Giảm công việc giấy tờ giữa các ca làm việc trung bình 61%
• Giảm thời gian dẫn trung bình 27%
• Giảm các thủ tục giấy tờ và thất thoát kế hoạch chi tiết trung bình 56%
• Giảm khuyết tật sản phẩm trung bình 18%

Những lợi ích được liệt kê trên là những lợi ích mà nghiên cứu quốc tế MESA hiện tại đã xác nhận. Cũng xin lưu ý rằng những người này báo cáo thu được nhiều lợi ích hơn đáng kể theo thời gian. Vì vậy, mẫu thời gian này đại diện cho một số công ty đang sớm triển khai và những công ty khác còn lâu nữa. Các lĩnh vực lợi ích bổ sung mà MESA có thể báo cáo theo giai đoạn bao gồm giảm thời gian làm thêm, năng suất sản xuất nhanh hơn, tăng tính linh hoạt và nhanh nhẹn, tránh chi phí trong các lĩnh vực bao gồm tuân thủ, lưu trữ WIP và giảm phế liệu, làm lại, trả hàng, sản phẩm lỗi nặng.

Những lợi ích hoạt động của MES đóng góp trực tiếp vào các mục tiêu tỷ lệ tăng trưởng. Ví dụ: Cải thiện năng suất của nhân sự bằng cách giảm nhập dữ liệu, thủ tục giấy tờ và thời gian và sai sót liên quan đến các hoạt động đó có thể giảm trách nhiệm pháp lý, dễ dàng hơn trong việc tuân thủ quy định, giảm chi phí hoạt động, cải thiện dịch vụ khách hàng và tăng lợi nhuận từ con người và các tài sản khác. Việc nâng cấp quy trình nhanh chóng có ảnh hưởng trực tiếp đến lợi tức đầu tư tự động hóa, chi phí vận hành, độ tin cậy giao hàng và lợi nhuận tổng thể của hoạt động.

Các chức năng chính của phần mềm MES bao gồm:

• Production Function: Các chức năng phục vụ cho sản xuất (Quản lý BOM, Production Execution, Production Planning, nhân sự… )
• Quality Function: Quản trị chất lượng sản phẩm sản xuất
• Machine Function: Quản trị bảo trì chất lượng, OEE, theo dõi hoạt động máy móc, thu thập dữ liệu

Quản lý các thông số xác định sản phẩm

Quản lý các văn bản như hướng dẫn sản xuất, công thức, lược đồ cấu thành sản phẩm, các tham số sản phẩm. Quản lý các sản phẩm mới. Quản lý các thay đổi định nghĩa sản phẩm. Có thể bao gồm các thiết kế định tuyến và các thay đối số bill sản phẩm. Cung cấp các quy tắc sản phẩm đối với các ứng dụng, nhân sự và các hoạt động, trong hình thức các bước sản xuất, các công thức, các quy tắc thiết lập máy móc. Duy trì các tuyến sản xuất cho sản phẩm. Cung cấp các routing cho vận hành sản xuất ở cấp độ chi tiết theo yêu cầu của vận hành sản xuất. Tối ưu hóa các quy tắc sản xuất dựa trên phân tích tiến trình và phân tích  kết quả sản xuất. Tạo ra và duy trì các quy tắc sản xuất khác như làm sạch, khởi động và tắt máy. Quản lý KPI liên quan đến sản phẩm

Quản lý nguồn lực sản xuất

Cung cấp nhân công, tài nguyên và định nghĩa tài nguyên thiết bị. Thông tin có thể được cung cấp theo nhu cầu hoặc theo kế hoạch sản xuất, cung cấp cho con người hoặc các ứng dụng khác. Cung cấp thông tin về tài nguyên (vật tư, thiết bị và nhân công) khả năng (có sẵn, đã đăng ký và không còn). Thông tin dựa trên tình trạng hiện tại, tình trạng tương lai và nhu cầu tương lai (được nhận biết trong kế hoạch sản xuất) đặc biệt là chức năng này cung cấp thông tin đầy đủ về mọi loại tài nguyên vào bất kì lúc nào và bất kì giai đoạn nào của tiến trình sản xuất. Đặt hàng, tập hợp đầy đủ tài nguyên để đáp ứng các yêu cầu trong sản xuất. Đảm bảo các thiết bị sẵn sàng cho các nhiệm vụ đã đăng ký trước và sẵn sàng hỗ trợ cho nhân công làm việc. Cung cấp thông tin vị trí tài nguyên và đăng ký tài nguyên cho khu vực sản xuất. Thu thập thông tin về tình trạng nhân công, thiết bị, vật tư, khả năng đáp ứng của các nguồn lực. Thông tin có thể được thu thập theo sự kiện, theo yêu cầu, theo lịch trình định sẵn, có thể thu thập từ thiết bị, con người và các ứng dụng.

Lập kế hoạch và điều độ sản xuất

Tạo ra và duy trì kế hoạch sản xuất chi tiết. So sánh kết quả với kế hoạch đề ra. Quyết định khả năng đăng kí của mỗi loại tài nguyên cho từng mục đích sử dụng bởi chức năng quản lý nguồn lực. Kế hoạch chi tiết do đó giải thích về giới hạn và khả năng sản xuất, đồng thời sử dụng thông tin từ hoạt động theo dõi sản xuất để biết tiến trình sản xuất. Kế hoạch sản xuất có thể được cung cấp theo yêu cầu hoặc định kì, có thể tính toán lại dựa trên các sự kiện.

Phân phối các yêu cầu sản xuất

Khởi động thực thi các nhân tố sản xuất chi tiết ở vào những thời điểm xác định bởi kế hoạch sản xuất. Đăng kí các nguồn lực nội bộ mà trong kế hoạch sản xuất chi tiết chưa đăng kí. Xử lý các điều kiện được dự tính trong kế hoạch sản xuất chi tiết. Đảm bảo giới hạn tiến trình và ra lệnh cho các cấp độ chi tiết thấp hơn. Thông báo kế hoạch sản xuất chi tiết khi có yếu tố bất thường, dẫn dến mất khả năng hoàn thành kế hoạch đề ra. Nhận thông tin từ giám sát chất lượng sản xuất nếu lỗi xảy ra bắt nguồn từ một hoạt động có trong kế hoạch sản xuất chi tiết. Nhận thông tin từ quản lý nguồn lực về sự kiện bất thường khiến thiếu nguồn lực trong tương lai.

Thực thi các yêu cầu sản xuất

Đảm bảo đúng tài nguyên được sử dụng trong sản xuất. Xác nhận là công việc được hoàn thành theo các tiêu chuẩn được chấp nhận. Nó cũng phát hiện ra những sản phẩm chưa đạt yêu cầu. Đảm bảo nguyên liệu, máy móc sản xuất còn hạn sử dụng. Thông báo cho các hoạt động khác khi mà những sự kiện không mong muốn (mất điện, nguyên liệu thiếu, thay đổi công nhân) gây ra khả năng không thể hoàn thành công việc. Nhận thông tin từ quản lý nguồn lực về các tình trạng không mong muốn trong tương lai. Cung cấp thông tin sản xuất và sự kiện về thực thi sản xuất, chẳng hạn như thời gian, nhân sự và vật tư sử dụng.

Thu thập dữ liệu thời gian thực từ sản xuất

Thu thập, lấy lại và lưu trữ về quá trình sử dụng thiết bị và thông tin được nhân công nhập. Ví dụ: dữ liệu sản xuất, dữ liệu tình trạng thiết bị, nhật kí sản xuất, vị trí thu thập và khối lượng dữ liệu thu thập. Cung cấp giao diện cho quá trình cơ bản và kiểm soát dây chuyền sản xuất cho tập hợp dữ liệu, thông tin tự động. Cung cấp các báo cáo tiêu chuẩn và theo yêu cầu cho người vận hành và các những người cần báo cáo. Duy trì thông tin cho giám sát sản xuất để cho phép xem lại lược đồ sản phẩm ví dụ như theo dõi sản xuất tới các xuất nguyên liệu, thiết bị và vận hành. Cung cấp kiểm soát sự chấp hành và chức năng giám sát báo động (sổ sự kiện và chuỗi sự kiện). Cung cấp thông tin chất lượng sản phẩm để so sánh với đặc tả sản phẩm.

Theo dõi và điều độ sản xuất thời gian thực

Theo dõi dòng chuyển động của nguyên liệu bằng cách duy trì mô tả những gì đang xảy ra tại mỗi công đoạn tại các thời điểm nhất định và báo cáo quãng đường các nguyên liệu từ khi sản xuất đến vận chuyển. Ghi lại điểm bắt đầu và kết thúc của hành trình. Thu thập các cập nhật đối với hàng hóa, số lượng hàng hóa chưa hoàn chỉnh, địa điểm chúng xảy ra. Nhận thông tin gửi thu thập dữ liệu sản xuất và phân tích sản xuất. Ví dụ: Thông tin về tài nguyên tiêu thụ trong quá trình sản xuất một chi tiết quan trọng của lược đồ sản phẩm. Dịch nghĩa các sự kiện quá trình, bao gồm sản xuất và các sự kiện di chuyển, thành các thông tin sản xuất. Tạo ra các kết quả sản xuất và phản hồi sản xuất. Tạo ra các bản ghi điện tử liên quan đến tiến trình sản xuất.

Phân tích dữ liệu từ sản xuất

Tạo ra các báo cáo kết quả sản xuất và chi phí. Đánh giá các giới hạn sản xuất dựa trên khả năng và chất lượng. Tạo ra các bài kiểm tra kết quả cần thiết để quyết định khả năng chứa nguyên liệu và sản phẩm đầu ra. So sánh các dây chuyền để tìm ra lần hoạt động tốt nhất (tức là lần mà sản xuất ra chất lượng tốt nhất, chi phí hoạt động nhỏ nhất). Giải thích vì sao có lần hoạt động tốt nhất. Cung cấp các sự thay đổi với quy trình trên kết quả phân tích. Dự đoán kết quả của một lần sản xuất, dựa trên các thông số hiện tại. Tìm mối liên quan giữa phân khúc sản phẩm với các điều kiện sản xuất tại cùng thời điểm.

Liên kết với các hệ thống khác

• Đến LIMS: Chất lượng yêu cầu,mẫu kiểm tra, dữ liệu thống kê quy trình.
• Từ LIMS: Kết quả chất lượng kiểm tra, chứng trỉ sản phẩm, tình trạng kiểm tra.
• Đến WWS: Yêu cầu nguồn vật tư, định nghĩa vật tư, thời gian giao hàng sản xuất.
• Từ WWS: Vật tư có sẵn hay không, tình trạng phân lô, vận chuyển thành phẩm.
• Đến CMMS: Dữ liệu chạy của thiết bị, thiết bị hỗ trợ, yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng.
• Từ CMMS: Quy trình bảo dưỡng , khả năng của thiết bị, lịch trình bảo trì.

Hệ thống điều hành sản xuất MES giúp doanh nghiệp quản lý quá trình bảo trì máy móc

Do nắm được thông tin về tình trạng máy móc nên hệ thống điều hành sản xuất MES có khả năng quản lý được lịch trình bảo trì máy móc một cách chính xác. Đặc biệt với những doanh nghiệp có số lượng lên tới hàng trăm máy các loại, việc quản lí lịch trình là cực kì khó khăn và trong nhiều trường hợp, nhiều máy móc bị quá thời gian bảo trì. Việc ứng dụng hệ thống điều hành sản xuất MES sẽ giúp khắc phục tình trạng này, nhất là khi các doanh nghiệp mở rộng quy mô sản xuất.

Xu hướng MES trong tương lai

Khi lựa chọn MES, chúng ta cần xem xét các xu hướng sau đây khi đánh giá MES (Hệ thống thực thi sản xuất)

• Thu thập dữ liệu tự động từ công nghệ IOT
• Tăng cường sử dụng tài liệu điện tử
• Gia tăng ứng thiết bị di động
• Tích hợp tốt hơn với các hệ thống
• Việc kết nối máy với hệ thống thực thi sản xuất – MES
• Hợp nhất dữ liệu và trực quan hóa
• Các khả năng ứng dụng phân tích dữ liệu nâng cao