Что нужно для внедрения mes. MES-системы - стандарты, задачи, функции и особенности. Дополнительная информация к описанию проекта

В статье приводится пример внедрения MES системы управления производством на промышленной площадке АО «Диэлектрические кабельные системы» (ДКС) в Твери с использованием промышленных компьютеров IFC .

В июле этого года компания ДКС запустила проект по внедрению MES системы (Manufacturing Execution System). Современная автоматизированная система управления и оптимизации производства в режиме реального времени разработана и реализована компанией «Л-КЛАСС» на основе программы «Технокласс» с использованием промышленных компьютеров IFC «ФАМ-Электрик».

На сегодняшний день компания ДКС выпускает более 27 тыс. наименований различной продукции. Это и кабеленесущие системы, и электротехническое оборудование, и изделия для рынков кондиционирования, отопления и водоснабжения. Начиная с 2001 года бизнес компании увеличился примерно в 44 раза. В 2010 году он вырос на 58%, в 2011 г.— на 51%, в 2012 г. — на 29%, в 2013 г. — на 24%.

«Каждый год мы растем примерно в два раза быстрее электротехнического рынка в целом, «отъедая» доли у конкурентов и осваивая смежные ниши благодаря выпуску новых продуктов», — отмечает директор по маркетингу ДКС Дмитрий Абрамов .

Внедрение MES системы было необходимо для поддержания высоких темпов развития, оптимизации производства в условиях усиливающейся конкурентной борьбы.

Система MES, в которой реализованы функции управления производством охватывает 56 производственных линий. В единую сеть объединены промышленные контроллеры, специальные терминалы с промышленными компьютерами IFC, в том числе мобильные, сканеры магнитных карт, измерительные приборы (электронные штангенциркули), весовое оборудование, серверы OPC, базы данных и ПК.

Система MES получает от системы управления ресурсами ERP плановые заказы и спецификации. Исходя из них формируются конкретные цеховые заказы, которые поступают к средствам контроля и сбора данных. Последние, в свою очередь, передают оперативные данные о статусе производственной линии, количестве продукции и брака, параметрах изделий, сведения о персонале.

IFC-615RF: всё включено

«Эти шкафы сделаны и собраны в соседнем цехе «Система-5». В каждом установили промышленный компьютер . С помощью пропуска оператор входит в оболочку MES-системы», - рассказывает Сергей Середин , технолог АО «Диэлектрические кабельные системы».

Шесть идентичных терминалов со считывателем, wi-fi роутером и т.д. находятся в цехе №2, где производят гофрированную трубу на основе ПВД/ПНД и ПВХ для электропроводки, а также двустенную трубу для канализации, электроэнергии и дренажа. Там же изготавливают обычную жесткую трубу на основе ПВХ. Терминалы закупали исходя из количества производственных процессов, расположенных в цехах производства ДКС.

Также пять стационарных терминалов находятся в цехе №1, где производят кабель-каналы и перфорированный короб.

Еще 24 стационарных терминала установлены на производстве ДКС «Система-5», где производятся металлические лотки (сеточные, перфорированные). Там же есть цех по производству шкафов и участок сборки пластиковой продукции и аксессуаров. На каждые две линии «Система-5» приходится один процесс терминал с промышленным компьютером IFC.

15" промышленный панельный компьютер с процессором Atom D525 (2 ядра) 1.8 ГГц имеет дисплей с разрешением 1024x768 и резистивный сенсор. Он полностью готов к работе, так как уже установлены жесткий диск и оперативная память. По фронтальной плоскости имеет пылевлагозащиту IP65.

«Мы остановились на , потому что они универсальны. Их можно использовать практически для любых задач. Есть дополнительные входы-выходы, а проблема такая же, как у всех компьютеров: с ними нужно бережно обращаться», - говорит Олег Протопопов , начальник группы КИПиА АО “Диэлектрические кабельные системы”.

Китайская компания IFC - это профессиональный производитель промышленных панельных компьютеров, работающий на рынке более десяти лет. Она динамично развивается, и качество ее продукции непрерывно повышается.

«На российском рынке RF является наиболее технологичной и оптимальной серией панельных компьютеров, - говорит Денис Мельников , начальник отдела автоматизации ООО «ФАМ-Электрик», эксклюзивного дистрибьютора компьютеров IFC в России.

«Чувствительный яркий резистивный сенсорный дисплей, двухъядерный процессор D525 1,8 ГГц, 2 Гб оперативной памяти, 32 Гб SSD (твердотельный жесткий диск) - это отличные параметры для промышленных панельных компьютеров в серии RF», - добавляет он.

Во всех компьютерах уже установлены SSD, и оперативная память. Также в комплект поставки включены крепежные элементы и блок питания на 12 VDC. Панельные компьютеры RF полностью готовы к работе с момента их получения. При этом можно установить любую из операционных систем - Windows XP, Windows 7, Linux Ubuntu.

«На первый взгляд панельный компьютер напоминает монитор в промышленном исполнении, однако, это не так. В довольно компактном корпусе глубиной до 90 мм находится полноценный компьютер с сенсорным монитором», - отмечает Денис Мельников .

Панельные компьютеры оснащены двумя-четырьмя последовательными портами RS232, одним аппаратным портом RS-485, что важно для подключения периферийных устройств к панельному компьютеру (нет необходимости использовать переходники USB-RS232, либо USB-RS485). Также панельные компьютеры IFC оснащены двумя портами Ethernet.

«В случае с компанией АО «ДКС» для нас было важно, чтобы было достаточное количество USB-разъемов, выбор установки операционной системы, наличие драйверов, а также вопрос цены. Она вполне приемлемая по сравнению с аналогами», - говорит Олег Протопопов .

Производство под контролем

Подключение терминалов к серверу осуществляется по сети WI-FI, информация на сервер поступает с контроллеров каждой производственной линии. На дисплее промышленного компьютера IFC отображаются статус машины, фиксируется время простоев и скорость производства, а также есть возможность анализа работы линии в течение смены в виде диаграмм. Контроллер передает параметры оборудования в реальном времени.

«У нас есть перечень сигналов с экстркудера, с гофратора и т.д. Если заданные условия сигналов присутствуют, значит, все работает. Если не хватает, то это настройка, простой или авария в зависимости от того, какие условия отсутствуют», - поясняет Сергей Середин .

Также с помощью промышленного компьютера можно посмотреть скорость производства. Каждые 15 минут можно вывести диаграмму, контролируя, таким образом, технологический процесс и анализируя его. Исходя из этого, планово-экономический отдел готовит плановые заказы и направляет начальникам смены. Они их анализируют и далее передают в цех, где их принимают в работу.

На терминале отображается код продукции, требуемое количество готовой продукции, плановое время выполнения заказа, в которое она должна быть изготовлена. Также можно посмотреть какой сотрудник взял в работу тот или иной заказ, его табельный номер.

Кроме того в промышленный компьютер можно ввести параметры контроля качества и эскизы готовой продукции, которые потом потребуются для анализа качества выпускаемой продукции. Если потребуется какая-либо документация по продукции, или же инструкции, к примеру, как правильно настраивать намотчик, как запускать экструдер, на терминале присутствует техническая документация. Таким образом, терминал - это емкая база данных, которая постепенно заполняется и используется. А основная роль оператора - полный контроль выпускаемой продукции, своевременная фиксация возможных неисправностей для более корректного анализа производительности и устранения их в дальнейшем.

«Насколько корректно будет предоставлена информация оператором, настолько в дальнейшем мы сможем провести анализ процесса производства и в дальнейшем предпринять действия»,- говорит Сергей Середин .

Человеческий фактор

У каждого сотрудника, который работает с MES системой, есть своя учетная запись, где он с помощью считывания с карты входит в промышленный компьютер. Доступ есть у директоров производства, начальников смены и операторов, которые работают на производственной линии.

Информации о плановых заказах, коде продукции, количестве, дате исполнения, и производственной линии достаточно начальнику смены для того, чтобы определиться с количеством сотрудников на процессе/участке и грамотно распределить трудовые мощности. Также для начальников смены создаются задачи в задаче «статус-машин», где собирается необходимая информация: реальный статус машины в данный момент, скорость линии, код продукции, которая сейчас производится, сотрудники, работающие на линии, которые выполняют тот или иной заказ, фиксируются возможные аварии, простои или брак.

«По сути, это управление цехом в реальном времени, - говорит Сергей Середин . - Мы можем увидеть, что появилась авария, предпринять корректирующие действия, чтобы ее устранить, оповещаются заинтересованные службы главного механика и главного энергетика, тем самым быстрее устранив неполадку или аварию».

В рамках MES системы управления производством действует модуль «ТОиР» (техобслуживание и ремонты), который позволяет более точно и качественно планировать техническое обслуживание и учитывать ресурс оборудования.

Анализ эффективности производства осуществляется по комплексному показателю общей эффективности оборудования - Overall Equipment Effectiveness или сокращенно OEE. Он рассчитывается исходя из информации о доступности линии, скорости ее работы и качестве продукции. OEE позволяет оценить производительность линии и сделать привязку к премии сотрудника.

«Система MES - это огромный анализатор, в котором есть все, - говорит Сергей Середин . - Это универсальная программа, которая включает в себя огромный спектр возможностей».

«Мы постоянно модернизируем и вносим что-то новое в ПО, которое установлено в терминалах на производственных площадках, чтобы сменному персоналу было удобно и понятно работать. Все делается для удобства сотрудников», - добавляет он.

MES как она есть

Несмотря на то, что внедрение MES системы управления производством состоялось на предприятии всего несколько месяцев, показатели уже существенно улучшились. Согласно данным, которые приводит Андрей Беляков, директор производственного департамента ДКС, по сравнению с прошлым годом на 2,8% снизилось время простоев, внешние рекламации сократились на 44%, а производительность выросла на 8,8%.

Также, по словам Андрея Белякова, при росте эффективности на 2-6% планируется, что период окупаемости проекта составит от нескольких дней до нескольких месяцев. Он рассчитывает, что фактическое повышение будет варьироваться от 5 до 10%.

«Я не представляю крупных производств, где все до сих пор на бумаге, - говорит Сергей Середин . - Внедрение MES не только повышает рейтинг компании, но и задает принципиально новый, высокий стандарт производства».

О возрастающей актуальности вопросов управления производственными процессами и качеством, диспетчеризации и оптимизации производственных маршрутов свидетельствует то, что свое третье заседание члены клуба CIO металлургии решили посвятить проблемам автоматизации производства на MES-уровне. Яркие выступления ИТ-директоров металлургических предприятий вынуждают сделать безрадостный вывод: тенденции этого рынка сильно напоминают ситуацию, которую мы уже имели 10 лет назад с ERP-системами. Круглый стол был организован при участии компании "Оптима-интегратор".

Участники круглого стола:

Ведущий круглого стола - Константин Зимин.

Куда стрелять?

Intelligent Enterprise: Мне кажется, прежде всего нужно поговорить о том, куда, выражаясь словами Игоря Суковатина, "стрелять". Функционал MES, по крайней мере по определению MESA, очень широк: ассоциация MESA выделяет 11 основных функций систем класса MES. Но нельзя сделать всё сразу, очевидно, что какие-то задачи должны иметь приоритет перед другими. Какие неотложные проблемы в области управления производством испытывают ваши предприятия?

Любовь Перепелицына Действительно, понятие MES имеет весьма широкую функциональность. И если такую систему внедрять на пустом месте, то можно говорить о необходимости множества функций MES. Но так уж случилось, что первым этапом на предприятиях строились учетные системы, которые часть задач уже закрыли. Как правило, из того перечня одиннадцати функций, что предлагает MESA, на предприятиях какая-то часть уже тем или иным образом реализована. Одни функции закрывает ERP-система, другие - собственные разработки. Поэтому, на мой взгляд, основная задача, которую должны решать MES, -- это управление производственным процессом и диспетчеризация. Для того чтобы принимать решения, прежде всего нужно понимать, что происходит на производстве. Если такого понимания и полной картины нет, то решения приходится принимать исключительно на интуиции. Так что управление производственным процессом и диспетчеризация становятся очень важными и востребованными. И никакими другими системами эти задачи решить нельзя.

Дмитрий Кулага Хочу заметить, что степень важности задач зависит от периода, которое переживает предприятие. У нас на заводе сейчас идет модернизация основных производственных агрегатов и в жестких рыночных условиях осваиваются новые виды продукции. Это, естественно, требует контроля соблюдения технологических параметров (норм) и соответствующих фактических данных. Чем больше данных о процессе производства мы дадим специалистам в лабораториях, тем проще найти какие-то технологические решения. Однако если ситуация на рынке будет меняться и стабилизироваться, то, я думаю, задача освоения новых видов продукции будет уже не так востребована.

Борис Славин На мой взгляд, конкретные проблемы и задачи, которые нужно решать на уровне MES, зависят от специфики предприятия, от технологии изготовления продукции. Так, при изготовлении труб большого диаметра одна из основных проблем -- прослеживаемость. Стоимость трубы велика, а требования к сертификации жестки, и если мы вовремя не подготовим на нее паспорт или неудачно разместим на складе, то убытки, связанные с простоем вагонов или излишними складскими запасами, могут достичь немалых размеров. А в волочильных цехах задачи MES-уровня, позволяющие снизить издержки, уже другие - например, связанные с расчетом оптимальных маршрутных схем, с потерями на обрезки труб и т. д. То есть даже в рамках трубного производства цели, по которым надо "стрелять", очень разные.

Любовь Перепелицына
Хотя конкретные задачи и могут быть разными, на проблемы производства нужно смотреть в комплексе. Конечно, для руководства предприятия решение каких-то проблем является более приоритетным. Однако при этом надо последовательно заниматься комплексным документированием и формализацией производственного процесса. И когда начинается MES-проект, необходимо рассматривать производственные процессы определенного цеха целиком. Да, решать одновременно все проблемы нельзя, но надо по крайней мере видеть все потенциальные области применения строящейся системы управления производством.

Гилел Глезер "Видеть" -- это очень правильно. Понятно, что сразу все проблемы решить нельзя, да и ресурсов таких нет. Реализация многофункциональных MES-проектов, с охватом всех основных производств предприятия, растянется на годы. Вообще создание MES, как и любой сложной информационной системы, - процесс перманентный. Но проектировать часть, не видя целого, тоже невозможно. Вернее, возможно, но неправильно, поскольку в этом случае неизбежны повторы и переделки и, как следствие, нерациональные затраты. Да, верно, каждый цех, каждое производство отличаются друг от друга, что предопределяет различие построенных применительно к ним MES-систем. И тем не менее вполне очевидно, что MES-системы этих производств могут и должны иметь стандартные типовые решения и модули как в функциональной части, так и в программно-технической платформе. И проектирование должно быть нацелено на выявление и использование типовых решений.

Причем об этом надо задуматься уже на стадии обследования производства. Только обследование, выполненное на должном методологическом уровне, позволяет понять, не только куда надо "стрелять", но и, некоторым образом, как и когда это делать. Вопрос, куда "стрелять", -- это выявление проблемных мест производства и его системы управления в результате обследования. К сожалению, сегодня мы в большей степени "стреляем" туда, куда нам указывает руководство. По большому счету правильно указывает -- исходя из своего опыта, знания бизнес-процессов, умения видеть и аккумулировать проблемы. Но все-таки ответ на этот вопрос должно дать обследование, оно должно стать базой для обоснования подходов и способов решения той или иной конкретной проблемы и вместе с тем обеспечить комплексное видение всей совокупности вопросов, касающихся целесообразности построения MES-системы.

MES и ERP

Функционал MES и ERP-систем частично дублирует друг друга. Например, управление персоналом, качеством, производственными фондами и техобслуживанием есть и там и там. Чем это обусловлено -- реальной потребностью или маркетинговыми устремлениями производителей ПО? Какие задачи логичнее решать в MES, а какие - в ERP-системе?

Дмитрий Глушич На мой взгляд, расширение функционала MES обусловлено потребностями предприятий. Даже такие функции, как управление персоналом, -- казалось бы, классическая задача из области ERP-систем, но они очень полезны в MES. Например, на одном из предприятий, где мы вели проект, вызов специалистов в аварийных ситуациях осуществляет диспетчер. Кого вызвать, по какой причине и т. д., -- это всё диспетчерские задачи. И в рамках комплексного проекта по управлению производством на рабочем месте диспетчера был реализован функционал, связанный с управлением персоналом в аварийных ситуациях. Полагаю, что это абсолютно оправданно, ведь такого функционала в классической ERP-системе нет. Понятно, что такое решение должно быть интегрировано с ERP-системой -- чтобы использовать единый справочник персонала, чтобы информация о вызове была учтена при расчете заработной платы и т. д.

Любовь Перепелицына
Действительно, MES-система построена так потому, что это отвечает требованиям конкретного предприятия. Данная функциональность в принципе логично встраивается в решения цехового уровня. На цеховом уровне необходимо понимать, как расставлен персонал и какие качественные характеристики процесса зависят от каждого конкретного работника. Однако, на мой взгляд, применимость той или иной системы зависит от того, централизована ли MES для всего предприятия. Если централизована -- то применение ее для управления персоналом логично. Если нет и на предприятии работают разные MES на разных производствах -- тогда это бессмысленно нет. Потому что предприятию нужны централизованные системы управления персоналом, управления основными средствами и фондами. И тогда централизованное решение должно быть интегрировано с MES.

Наталья Сарапулова Сегодня уже совершенно понятно, что ERP-системы очень часто претендуют на области, которые им не свойственны. Например, им совершенно им несвойственны задачи управления производством, которые, тем не менее, есть абсолютно во всех ERP-системах. Во-первых, они требуют неоправданно больших мощностей для решения таких задач, а во-вторых - задачи управления производством в них не могут быть решены с необходимой степенью детализации. Очень часто ERP-системы, не без влияния консультантов, претендуют на то, чтобы расширять масштаб их использования. Но опыт это не подтверждает. Если на предприятии есть развитая ERP-система, выполняющая основные учетные функции, то из нее необходимо исключить всё, что имеет отношение к более низкому уровню управления. И вот именно здесь место MES. Возьмём, к примеру, задачу сбора технологической информации об изделии. Без ее решения просто невозможно работать, потому что если мы делаем ответственную трубу, то сведения о ней мы обязаны хранить 50 лет. А если мы в качестве хранилища этой информации будем использовать ERP-систему, мы резко понизим ее производительность. ERP-системы не могут дать тот эффект от управления производством, которого ждет руководство.

Юрий Сарапулов
Заметьте, что отсутствие на предприятии решений уровня MES сильно влияет на функциональность ERP-системы. Если ваша ERP-система интегрирована с десятком цеховых систем - это один случай, а если нет, то придется и управление качеством, и даже прослеживаемость делать в ERP-системе. Другого-то ничего нет. И этим поставщики ERP-систем бессовестно пользуются.

Любовь Перепелицына
Еще один признак разделения MES- и ERP-системы - временной. ERP не является системой реального времени, что не позволяет оптимально использовать ее для решения задач управления производством. Это принципиальный водораздел между MES- и ERP-системами.

Заметьте, что рост интереса к MES зависит от требований, которые менеджмент предъявляет к производственной информации. Еще пять лет назад менеджеры верхнего уровня не претендовали на получение данных в реальном времени. Производственники существовали отдельно -- у них были свои системы, которые управляли агрегатами, и для того чтобы управлять, им достаточно было данных от АСУТП. На сегодняшний день сформированы новые требования менеджмента к управлению производством, и в результате на MES-проекты выделяются средства.

Организация проекта внедрения MES

Давайте теперь перейдем к организации проекта внедрения MES. Практические рекомендации, которые дает MESA, объемны, и в них можно выделить несколько особенностей. Во-первых, довольно продолжительное время -- первые четыре этапа -- фактически посвящено предпроектному анализу и выработке четких целей проекта. А во-вторых -- по сути формируется два списка преимуществ и проводятся две презентации, для топ-менеджмента и производственников. Насколько оправданны такие подходы?

Борис Славин
Мне кажется, что подходы к реализации MES-проектов те же самые, что и в случае ERP-систем. Это касается и необходимости определения целей проекта, и градации ключевых пользователей системы. Если вы внедряете ERP-систему, то понятно, что у руководителя будет один интерес, а у отдела продаж -- совершенно другой. На мой взгляд, MES должны внедряться так же, как и любые другие системы, и здесь нет никаких особенностей.

Гилел Глезер
То, что MESA очень много внимания уделяет именно предпроектной стадии, вполне понятно и правильно. Ясно, что если говорить вообще, не вдаваясь в конкретику, то внедрение многофункциональной MES позволяет иметь достоверную, оперативную, релевантную информацию о производстве. Конечно, своевременно получаемая, объективная и достаточно полная информация позволяет более целенаправленно и эффективно решать задачи управления производством, в частности повышения качества продукции и сокращения затрат. Но в каждом конкретном случае обязательно надо посмотреть, стоит ли овчинка выделки. Нужна ли для данного производства и на данном этапе MES, а если нужна, то какая?

Опыт подсказывает, что начинать надо с проработки концепции построения MES и АСУТП с охватом всех стадий от предпроектного обследования производства до эксплуатации. То есть начинать с осмысления проблемы в целом. Прежде всего нужно разобраться, что такое MES, что мы под этим понимаем, так как в литературе это понятие трактуется по-разному. Затем -- определить цели и задачи построения MES. Далее - последовательно на всех стадиях создания систем рассмотреть подходы к созданию функционала и обеспечивающих частей (программно-технического, информационного, организационного и правового обеспечения).

Возьмем, например, предпроектное обследование. Для его проведения необходимо определиться, что и как надо обследовать. Понятно, что обследовать надо объект управления, но ведь это можно делать по-разному. Тут нужно продумать, как классифицировать этот объект, по каким составляющим, чтобы обеспечить максимальную формализацию процесса обследования не в ущерб его полноте и глубине.

Наметив подходы к получению представления об объекте управления путем определенной его декомпозиции, нужно определить подходы к получению информации о том, как сейчас осуществляется управление объектом. И здесь снова необходима определенная классификация. Для чего все это надо делать? Для того чтобы, сопоставляя результаты обследования объекта и обследования системы управления, выявить узкие места, осмыслить целесообразность той или иной MES, выбрать узловые проблемы конкретного производства, наметить последовательность их решения и возможности использования типовых решений.

Такой концептуальный подход позволяет разработать типовую методику обследования, позволяющую сократить его срокине в ущерб полноте и качеству. Не рассматривая, что должно быть отражено в концепции по остальным стадиям создания MES и АСУТП, хочу только отметить целесообразность использования ГОСТов и РПД на проектирование и внедрение информационных систем, тех же, например, АСУТП. Разработанные в СССР в 80-е годы прошлого века, они, по моему мнению, в основном не потеряли актуальности и сегодня. Разумеется, концепция не должна включать их тексты, но должна содержать указания, на каком этапе, каких ГОСТов и в каком объеме надо придерживаться.

Роль и место консультантов

Тогда давайте и поговорим о роли консультантов в MES-проектах. Какова она и можно ли их привлечением ускорить различные стадии работ, например, предпроектные обследования?

Дмитрий Глушич
Практически в каждом проекте мы сначала проводим технический аудит, задачей которого как раз и является обследование объекта и описание его текущего состояния. Внешнее обследование позволяет несколько ускорить работу. Но здесь есть и ряд проблем. Во-первых, заказчики не слишком охотно идут на это: "За что, собственно говоря, мы платим? за то, что вы погуляете по заводу и что-то там напишите?". Во-вторых, оценка стоимости этой работы с точки зрения заказчика и с точки зрения подрядчика очень разнится. Для подрядчика эта работа -- крайне затратная, она требует немалого времени и самых квалифицированных специалистов с объемным видением задач. А для заказчика вовсе не очевидно, даст ли эта работа практический результат, и он не склонен адекватно оценить ее в стоимостном плане. Тем не менее у нас есть опыт увеличения темпов предпроектной работы. Самое важное, чтобы заказчик и подрядчик работали над проектом совместно. В этом случае совместное понимание проблем и видение решений и у тех и у других формируется гораздо быстрее.

Гилел Глезер
Да, наверное, можно как-то ускорить предпроектные работы. Однако, на мой взгляд, с подрядчиком имеет смысл работать уже после написания концепции, когда предприятие уяснило для себя, что и для чего ему надо в части управления производством. В отсутствие методических материалов и отечественного опыта по созданию MES-систем (есть только фрагментарный) именно создание концепции позволяет и ускорить работы, и обеспечить их определенное качество.

Юрий Сарапулов
К сожалению, по моим наблюдениям не только в области MES, но и вообще на ИТ-рынке существует масса, как я их называю, "трепологов от ИТ". Мне кажется, сегодняшний рынок ERP- и MES-систем заполнен такими "трепологами" -- людьми, которые всё знают и умеют, но ничего никогда не делали. Приходят консультанты, не имеющие практики в металлургии, и начинают безапелляционно предлагать универсальные решения. Это происходит очень часто. Но я думаю, что эта "трепология" скоро закончится и через четыре-пять лет появятся действительно опытные специалисты.

Любовь Перепелицына
По-моему, мы это уже проходили с ERP-системами, там было всё то же самое. Консультантам ведь тоже надо наработать опыт, и он, к сожалению, не месяцами накапливается, а годами. И потом для MES все-таки очень важна отраслевая специфика. Более того, даже в рамках отрасли есть свои особенности - например, у трубного производства. Кроме того, в последние годы в вузах не уделялось достаточного внимания инженерным специальностям. В результате уровень знаний специалистов очень далек от практики предприятий. Это означает, что практического опыта можно набраться только в конкретных проектах. И чтобы наработать этот опыт, должно пройти определенное время. Я думаю, что постепенно сформируются именно отраслевые системные интеграторы, которых можно будет привлекать для такого рода проектов.

Наталья Сарапулова
С моей точки зрения роль консультантов -- это знание инструментария внедряемой системы. Когда консультант приходит и несет стандартные бизнес-процессы -- извините, он мне не нужен. Как можно внедрять стандартную функциональность конкретной системы на конкретном предприятии? Можно, конечно, но только с ущербом для предприятия, так как каждое уникально. А вот когда консультант рассказывает, какие у системы есть возможности, как можно с помощью этого инструмента решать ту или иную задачу - это совсем другое дело. У нас есть опыт работы с консультантами, которые детально знали и систему, и объект, -- и всегда удавалось находить решение проблем, возникающих в огромных количествах при внедрении. Но, к сожалению, опыт показывает, что таких консультантов единицы.

Поэтому, на мой взгляд, востребован только тот консультант, который прекрасно знает инструмент. Конечно, он обязан знать стандартные бизнес-процессы, но главное - инструментарий и совместное творчество со специалистами предприятия.

Выбор инструмента

А каковы критерии выбора инструмента для реализации MES?

Гилел Глезер
Сейчас ситуация с созданием MES похожа на ту, какая была у нас в стране с ERP-системами примерно десять лет назад, за исключением одного "но". В то время худо-бедно какие-то ERP-системы уже функционировали на отдельных предприятиях, что позволяло понять, как работает инструмент, не только по его описанию, но и наблюдая, оценивая его функционирование в конкретных условиях. Когда видишь работу инструмента, легче оценить его достоинства и недостатки. Но что касается MES, то возможности увидеть инструмент в работе, оценить, "пощупать" мы не имеем. Нет у нас реализованных, внедренных на предприятиях MES, за исключением отдельных фрагментов. Чтобы увидеть практическую реализацию MES-систем в металлургическом, трубном производстве, нам предлагают поехать в Бразилию, Германию или Италию…

Наталья Сарапулова
На мой взгляд, осмотр работающей системы тоже не дает ответа на все вопросы. Примерно в 2002 году мы ездили в Чехию на предприятие, где успешно работала одна система. Нам ее показали, и я увидела наполовину переписанный типовой продукт. Всё, что нам показывали, - это нестандартные процессы. Получается, что нельзя делать выводы об инструменте, даже посмотрев работающую систему.

Во-вторых, я считаю, что в данном случае инструмент -- это дело десятое. Вспомните: некоторое время назад все металлурги выбирали инструмент, с помощью которого можно автоматизировать учетные процессы на предприятии. Одни пошли путем внедрения SAP R/3, другие -- путем внедрения Oracle е-Business Suite. Ну и какая сейчас разница?

Гилел Глезер
Тем не менее мы должны убедиться, что это подходящий инструмент. Нам надо знать, почему его плохо используют, почему необходимо дописывать функционал и прочие вещи. Это просто нужно, чтобы не повторять чужих ошибок.

Эффекты от внедрения MES

Каковы ожидаемые эффекты от MES? По данным MESA, внедрение MES даёт следующие эффекты:
рост производительности 5-20%; снижение общей стоимости переработки сырья 12-20%; снижение брака 10-30%; уменьшение объема незавершенного производства 30%; рост продуктивности работы управленцев (до внедрения на сбор данных тратится 80% времени, после - 20%); снижение запасов 20-40%; повышение точности учета затрат 15-30%; отсутствие ожидания поступления материала, повышение степени информированности и введение безбумажного оборота - экономия 30-40%; увеличение загрузки оборудования 45%; снижение затрат на ТОиР 15-30%; снижение времени простоев 10-20%; рост срока службы 10-30%; снижение запасов запчастей 15-20%.
По данным AMR Research время перенастройки сокращается на 35%, длительность этапов подготовки производства - на 22%, количество отходов и бракованной продукции - также на 22%. Согласны ли вы с такими оценками будущего эффекта? Применимы ли интегральные оценки MESA, сделанные на основе мирового опыта, к вашей ситуации? Каких эффектов от внедрения MES ожидаете вы?

Любовь Перепелицына
Я считаю, что подобные количественные эффекты возможны. Это подтверждает и опыт Игоря Суковатина на НТМК. Другое дело, что у всех разное производство и результаты могут различаться. Особенно в трубном, где меньше переделов, -- там ожидать сокращения на 20% запасов в цехах и "незавершенки" нельзя.

Юрий Сарапулов
На мой взгляд, реальный эффект значительно меньше. Я бы приведенные цифры делил на десять. Если бы, например, к нам пришла компания и предложила сделать MES за собственные деньги, а от полученного эффекта мы бы им отчисляли определенный процент (честный подход), то, я вас уверяю, цифры планируемого эффекта были бы значительно меньше.

Борис Славин
Я бы вообще не фетишировал информацию MESA. Дело в том, что члены этой ассоциации прежде всего продвигают свои решения. Они считают, что MES-уровень -- это ядро информационной системы, и поэтому в него попали и функции ERP-систем. Так же спокойно нужно относиться и к оценке планируемых эффектов. Я думаю, многие ИТ-директора знают, что во время бума ERP-систем интеграторы тоже называли огромные цифры эффекта от внедрения. Такой маркетинг понятен, и к нему нужно относиться спокойно.
С другой стороны, сегодняшний металлургический рынок России очень бурно развивается. И многие заводы по мощности пока еще не вышли на 100% своего максимума. Есть серьезные резервы: мы их можем и должны эффективно использовать. И если сейчас открывать какие-то проекты в области MES, то надо учитывать, как правильно задействовать те мощности и резервы, которые уже имеются. Кто сможет это сделать, тот выиграет, и эффект может быть очень высоким. Но почти все металлургические предприятия сейчас ведут проекты модернизации своего оборудования, и года через два -- четыре появится много новых производств. И здесь желательно сразу сделать так, чтобы оптимально задействовать новые мощности. Тогда мы уже перейдем на уровень единиц, а не десятков процентов эффекта от решения задач MES-уровня. Поэтому я считаю, что можно говорить о больших процентах эффективности, но именно с учетом реалий сегодняшнего рынка.

Дмитрий Глушич
Согласен: увы, в большинстве случаев это именно так. Вопросы управления производством на этапе проектирования новых производственных мощностей часто просто не рассматриваются. Между тем вложения в ИT-инфраструктуру - это тоже капитальные затраты, которые могут достигать 10% от стоимости проектирования и строительства (если комплексно учитывать такие вопросы, как КИПиА, АСУТП, АСОДУЭ, АСКУЭ, MES, LIMS, ERP и др.).

Что касается эффективности, то приведу такой пример. Руководство предприятия считает, что производство работает по максимуму. Однако проведенное нами обследование показало, что руководители цехов искусственно занижают производительность на 8--10%, чтобы иметь резерв на случай аварии, и оставляют у себя ненормативный запас готовой продукции, чтобы аварии не сказывались на плане. Директор по производству мне рассказывает: "У меня есть диспетчерский рапорт, в котором указано, что печь работает на полную мощность, а я достоверно из других источников знаю, что эта печь простаивала такого-то числа и на ней была авария". А в отчете цеха стоит цифра, показывающая, что всё нормально. На таком предприятии 10% эффективности по производительности - это достижимая величина.

Борис Славин
Замечу,что на мой взгляд для MES-проектов посчитать экономическое обоснование легче, чем для других систем автоматизации процессов, например, для внедрения ERP-системы. В частности, если мы говорим о прослеживаемости и идентификации труб, то при недостаточной автоматизации в этой области нередки случаи "потери" трубы на складе. Она, конечно, где-то лежит, и потом мы ее найдем и продадим, но то лишнее время, пока она лежала, -- это деньги, которые были отвлечены от производства. Всегда можно составить технико-экономическое обоснование и понять, какой эффект мы получим от внедрения. И в этом специфика задач уровня MES -- как правило, мы можем рассчитать планируемый эффект. Для внедрения ERP-систем расчет технико-экономического обоснования эффекта сложен и, может быть, не всегда нужен. Но на уровне MES мы должны знать, какую отдачу получим от этого проекта. Делать это можно и нужно.

Любовь Перепелицына
Я не совсем согласна, это все-таки зависит от конкретного проекта. Например, в действующем проекте в на Выксунском металлургическом заводе нет количественных оценок сокращения запасов сырья, потому что эти задачи у нас решаются в другом приложении. В проекте MES стоят только задачи планирования и управления, и мы не смогли точно рассчитать и оценить экономический эффект.

Гилел Глезер
Вообще приведенные показатели эффекта от внедрения MES весьма спорны. Но что касается экономии за счет повышения качества и снижения затрат, то она представляется мне вполне реальной. Зная параметры работы технологического оборудования и параметры изделия на каждом переделе его изготовления, можно осмысленно управлять качеством, точечно влияя на процессы и технологию. Да, количественно эффект трудно оценить априори, и все-таки приблизительная оценка возможна. Повышая качество, мы снижаем затраты за счет сокращения брака, второсортной продукции. Прямое снижение затрат сопряжено с обеспечением точного и тотального учета как результата внедрения MES и АСУТП. Например, с фактической оценкой угара путем оснащения производства определенным весовым оборудованием, позволяющим получать точные данные до и после нагрева заготовки, т. е. точно оценить величину угара. А не теоретически, кидая на него, если не ошибаюсь, 3--5%. А разница в процентах, соотнесенная к тоннам продукции, составляет далеко не малую величину.

MES-системы - это компьютеризированные системы, используемые в производстве для отслеживания и документирования преобразования сырья в готовые изделия. Они предоставляют информацию, которая помогает принимающим решения лицам понять, как можно оптимизировать текущие условия на заводе, чтобы улучшить выпуск продукции. MES работают в режиме реального времени, чтобы обеспечить контроль над несколькими элементами производственного процесса (например, входы, персонал, машины и службы поддержки).

Как это работает?

Системы единого управления MES могут работать в нескольких функциональных областях: управлении определениями продуктов в течение их жизненного цикла, планировании ресурсов, выполнении заказа и диспетчеризации, анализе производства и управлении временем простоя для общей эффективности оборудования (OEE), качества продукции или отслеживания материалов и т. д.

Такая система создает «встроенную» запись, фиксируя данные, события и результаты производственного процесса. Это может быть особенно важно в регулируемых отраслях, таких как продукты питания и напитки или фармацевтические препараты, где может потребоваться документация и подтверждение процессов, событий и действий.

Идея MES может рассматриваться как промежуточный шаг между системой планирования ресурсов предприятия (ERP) и контрольным и сборочным управлением (SCADA) или системой управления технологическими процессами.

В начале 1990-х годов были созданы отраслевые группы, такие как MESA (International-Manufacturing Enterprise Solutions Association), чтобы регулировать сложность и дать рекомендации по исполнению MES Systems.

Преимущества

Эти системы помогают создавать безупречные производственные процессы и обеспечивают обратную связь с требованиями в режиме реального времени. Кроме того, они предоставляют всю важнейшую информацию в одном источнике. Другие преимущества успешного внедрения MES-систем могут включать в себя:

1. Сокращение количества отходов, их переработку и уничтожение, в том числе в более короткие сроки.
2. Более точный сбор информации о затратах (например, работа, простои и инструменты).
3. Увеличение времени безотказной работы.
4. Внедрение безбумажной работы.
5. Сокращение излишков за счет ликвидации инвентарных запасов в каждом конкретном случае.

Разновидности MES

Широкое разнообразие систем MES возникло с широким использованием собранных данных для определенной цели. Дальнейшая их разработка в течение 1990-х годов привела к увеличению их функциональности. Затем Ассоциация производственных предприятий (MESA) внедрила определенную структуру, определив 11 функций, которые ограничили область применения MES. В 2000 году стандарт ANSI/ISA-95 объединил эту модель с эталонной моделью Purdue (PRM).

Была определена функциональная иерархия, в которой исполнительные MES находились на уровне 3 между ERP на уровне 4 и контролем процесса на уровнях 0, 1, 2. С момента публикации третьей части стандарта в 2005 году деятельность на уровне 3 была разделена на четыре основные операции: производство, качество, логистика и техническое обслуживание.

В период с 2005 по 2013 год дополнительные или пересмотренные части стандарта ANSI/ISA-95 более подробно определили аппаратный состав MES-систем, охватывая способы внутреннего распространения функций и обмена информацией как внутри, так и снаружи.

Функциональные области

На протяжении многих лет международные стандарты и модели расширили сферу применения этих инструментов с точки зрения их деятельности. Обычно назначение и функции MES-систем включают в себя следующее:

1. Управление определениями продуктов. Это может включать в себя хранение, контроль версий и обмен данными с другими системами, такими как правила производства продукции, спецификация, подсчет ресурсов, контрольные точки процесса и качественные данные, каждая из которых сосредоточена на определении способа создания продукта.
2. Управление ресурсами. Это может включать в себя регистрацию, обмен и анализ информации о ресурсах, направленных на подготовку и выполнение производственных заказов, которые возможны и доступны.
3. Планирование (производственные процессы). Эти действия определяют график производства в виде набора заказов на выполнение для удовлетворения производственных требований, обычно получаемых из планирования ресурсов предприятия или специализированных передовых систем планирования, обеспечивают оптимальное использование местных ресурсов.
4. Отправка производственных заказов. В зависимости от типа производственных процессов это может включать в себя дальнейшее распределение партий, прогонов и заказов на выполнение работ, выдачу их рабочим центрам и адаптацию к непредвиденным условиям.
5. Выполнение производственных заказов. Хотя фактическое выполнение осуществляется системами управления технологическими процессами, MES может проводить проверки ресурсов и информировать другие системы о ходе производственных процессов.
6. Сбор данных о производстве. Эта функция MES включает в себя сбор, хранение и обмен данными процесса, состояния оборудования, информацию о материалах и журналах производства либо в картотеке, либо в реляционной базе данных.
7. Анализ производительности производства. Это получение полезной информации из необработанных собранных данных о текущем состоянии производства. Они включают в себя обзоры работы (WIP) и производительности за прошедший период (такие как общая эффективность оборудования или любой другой подобный показатель).
8. Производственный трек и трассировка. Это регистрация и извлечение связанной информации для того, чтобы представить полную историю продаж, заказов или оборудования. Данная область имеет особенно важное значение для производств, связанных со сферой здравоохранения. Это, например, выпуск фармацевтических препаратов.
9. Оцифровка полных данных из журналов в интерфейс цифровых устройств с помощью функции блокировки редактирования, а также вывод данных из SCADA в общий банк данных.

Связь с другими системами

Система управления производством MES интегрируется с ISA-95 (предыдущая модель модели Purdue, «95») с множественными отношениями и связями. Совокупность систем, действующих на уровне 3 ISA-95, можно назвать средствами управления производственными операциями (MOMS). Помимо MES, обычно существует система управления информацией о лаборатории (LIMS), управления складами (WMS) и компьютеризированная система управления обслуживанием (CMMS).

С точки зрения MES возможными информационными потоками являются:

• в LIMS: запросы на тестирование качества, образцы проб, данные статистических процессов;
• из LIMS: результаты качественных испытаний, сертификаты продуктов, результаты тестирования;
• в WMS: запросы на материальные ресурсы, определение материалов, поставки продуктов;
• из WMS: доступность материалов, поэтапные партии материалов, отгрузка продукта;
• в CMMS: оборудование, работающее с данными, его назначение, запросы на обслуживание;
• из CMMS: ход технического обслуживания, возможности оборудования, график обслуживания.

Связь с системами уровня 4

Примерами систем, действующих на уровне 4 ISA-95, являются управление жизненным циклом изделия (PLM), планирование ресурсов предприятия (ERP), управление взаимоотношениями с клиентами (CRM), человеческими ресурсами (HRM), система исполнения процессов (PDES).

С точки зрения систем MES, примерами возможных информационных потоков являются:

• к PLM: результаты производственных испытаний;
• из PLM: определение продуктов, счета операций (маршруты), электронные рабочие инструкции, настройки оборудования;
• к ERP: результаты производственной деятельности, произведенные и потребляемые материалы;
• от ERP: планирование производства, требования к заказу;
• в CRM: отслеживание информации;
• из CRM: жалобы на продукт;
• к HRM: эффективность персонала;
• от HRM: навыки персонала, доступность персонала;
• к PDES: результаты испытаний;
• из PDES: определение производственного потока, определение экспериментов (DoE).

Во многих случаях системы Middleware Enterprise Application Integration (EAI) используются для обмена сообщениями между MES и Level 4. Общее определение данных, B2MML, было определено в стандарте ISA-95, чтобы связать MES с вышеуказанными системами уровня 4.

Связь с системами уровня 0, 1, 2

Системы, действующие на уровне 2 ISA-95, - это диспетчерский контроль и сбор данных (SCADA), программируемые логические контроллеры (PLC), распределенные системы управления (DCS) и системы пакетной автоматизации. Информационные потоки между MES и этими системами управления процессами примерно одинаковы:

• к PLC: рабочие инструкции, рецепты, установки;
• из PLC: значения процесса, аварийные сигналы, скорректированные контрольные точки, производственные результаты.

Большинство систем MES включают в себя возможность подключения в рамках предлагаемого ими продукта. Прямая связь данных оборудования завода устанавливается путем синхронизации с Часто данные сначала собираются и диагностируются для управления в реальном времени в распределенной системе управления (DCS) или диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA). В этом случае MES подключаются к этим системам уровня 2 для обмена данными по этажам завода.

Промышленным стандартом для подключения к элементам производства является OLE для управления технологическими процессами (OPC). Но в настоящее время промышленный стандарт начал переходить на OPC-UA. Современные совместимые с OPC-UA системы не обязательно будут работать только в среде Microsoft Windows, они рассчитаны на запуск в GNU/Linux или других встроенных системах. Это снижает стоимость систем SCADA и делает их более открытыми с надежной безопасностью.

Производственные компании используют MES-системы на рынке для отслеживания сырья по заводскому пути до конечного состояния. При правильном использовании эта система может уменьшить количество отходов, обеспечить более точное отражение затрат, увеличить время безотказной работы и сократить потребность в некотором инвентаре. Существует несколько основных фактов, которые каждый должен знать о производственных системах исполнения.

Они управляют определениями продуктов

Любой опытный управляющий знает, что даже малейшее изменение материала может полностью изменить законченное состояние продукта. Недостаток или излишек способен повлечь серьезные изменения в качестве продукта. Все это может привести к дополнительным затратам.

Основные функции систем MES позволяют активно отслеживать компоненты, составляющие ваш продукт. Они дают вам возможность назначать жесткие параметры для вашего производственного оборудования, что в конечном итоге сокращает количество отходов и экономит деньги.

Они адекватно оценивают производственные ресурсы (с некоторой помощью)

Как упоминалось выше, системы класса MES могут определять точное количество материала, необходимого для создания продукта, что позволяет создать четкое определение изделия и поддерживать его целостность. Кроме того, вы всегда будете иметь представление о том, каковы ваши ресурсы на производстве. Эта категория включает в себя все: от учета физических материалов до знания количества обслуживаемых машин или наличия рабочей силы, необходимой для завершения работы. MES в сочетании с системой APS (Advanced Planningand Scheduling) имеют возможность реально прогнозировать даты завершения выпуска продукта на 100 % всех ресурсов, которые у вас есть при раздаче.

Они могут быть интегрированы с другими производственными системами

В одиночку системы исполнения производства часто имеют возможность планировать производственные процессы, но на уровне «бесконечной емкости» и, следовательно, технически могут работать как автономное программное обеспечение для планирования. Тем не менее они, как правило, функционируют лучше при использовании в сочетании с другим программным обеспечением для обработки производства, таким как APS, так что конечные ограничения могут также отражаться для более точного и оптимизированного планирования.

APS определяет производственный график как набор рабочих заказов для удовлетворения производственных требований, обычно получаемых от планирования ресурсов предприятия (ERP), что в свою очередь помогает в основном использовать ресурсы.

Они обеспечивают анализ эффективности производства

После того как продукт начал прокладывать себе путь на производстве, MES может создавать отчеты на основе текущего его состояния. Незавершенное производство, различные показатели за прошедший период и все другие данные эффективности можно отслеживать с помощью этой системы.

Отслеживание производственных данных

Когда продукт, наконец, вышел из производственной линии, MES отслеживает все данные относительно него и сохраняет их для дальнейшего использования. Более того, система не только предоставит вам организованный цифровой журнал ваших данных о продукте, она также сможет объединить эти сведения для будущих отчетов. Независимо от внутренних или внешних целей, у вас будут текущие обновленные данные о скорости процессов вашего производства, что в конечном итоге поможет получать больше прибыли.

В сочетании с MES может быть невероятно полезна для любого управляющего, который хочет увеличить время и скорость производства. Адекватное управление ресурсами, планирование производства и отслеживание продукции позволят любой компании увеличить производство и сократить количество отходов как умелым, так и расчетным образом.

MES и APS - вместе или по отдельности?

Прежде чем осуществлять обзор MES-систем, следует понять, как они взаимодействуют с другими подобными инструментами. Так, APS (Advanced Planning & Scheduling) - это собственная программная категория, такая как ERP или MES. APS охватывает стратегическое, тактическое и оперативное планирование. Последний, оперативный вариант использования много раз рассматривается как ядро ​​APS. Здесь планирование - это разработка конечной цели на ежедневной основе. Суть его состоит в том, чтобы разработать возможные планы по минимизации чрезмерных запасов и сократить сроки выполнения заказа. Существует множество поставщиков систем APS, которые вы можете найти в наши дни.

С другой стороны, система MES выполняет команды и контролирует. Существует программное обеспечение MES как без каких-либо функций планирования, так и с ограниченной функциональностью. В любом случае возможности не такие обширные, как в чистом программном обеспечении APS. В ежегодном «Обзоре продуктов MES» доля функциональности FCS с программным обеспечением MES увеличивается. Поскольку оно является транзакционным ПО, довольно сложно реализовать все обширные функции планирования в этом контексте. Планирование и прогнозирование требуют моделирования различных сценариев и не должны автоматически влиять на выполнение задач.

При плотной интеграции систем MES и APS (в виде замкнутой петли) все богатые функциональные возможности APS используются без каких-либо ограничений. Если эта система поддерживает многосайтовое планирование и мощный Интернет, вся цепочка поставок может быть спланирована, выполнена и контролироваться в режиме реального времени - глобально без географических ограничений. Например, при запуске операции (рабочей фазы) в Китае планировщик в США может видеть в режиме реального времени выполнение заказа. Также продавец может войти в приложение MES/APS через Интернет и просмотреть, когда продукт будет отправлен клиенту, без телефонных звонков и писем.

MES и MOM: в чем разница?

Терминология может сбивать с толку в индустрии программного обеспечения, особенно если вы только начинаете изучать данный вопрос. К сожалению, это наблюдение справедливо для ПО в промышленности и производстве. На протяжении многих лет использовалось множество разных систем, но путаницу вызывают только 2 аббревиатуры:

• MES - система исполнения производства.
• MOM - управление производственными операциями.

Чтобы понять разницу между ними, необходимо провести сравнительный анализ систем MES (PDF-таблицей) и MOM. Можно выделить их сходства и различия в ходе описания.

Как уже было указано выше, MES была впервые использована AMR в 1990-х годах, вытеснив систему Computer Computing Manufacturing (CIM), впервые принятую в конце 1980-х. Это произошло до того, как были установлены многие стандарты в этой отрасли (такие как ISA-95), и, конечно же, намного раньше, чем ERP укоренилась в качестве основной IT-магистрали для большинства глобальных производственных компаний.

Многие ранние системы MES были специально построены замкнутыми. Из-за этого им не хватало гибкости, необходимой для адаптации к меняющимся потребностям бизнеса. Это привело к тому, что многие ранние реализации имели очень длительные расчеты и часто создавали процесс реализации, который, казалось, не имел конца. По этим причинам при внедрении в производство система MES изначально заработала репутацию в качестве дорогостоящего и рискованного инструмента, который часто не достигал первоначальных целей ROI.

В то же время большая работа продолжала проводиться в сфере автоматизации промышленности, и появился ряд стандартов пакетного уровня (таких как ISA-88 и ISA-95). В них был определен термин «Управление производственными операциями» (MOM). В этой системе были определены подробные виды деятельности и бизнес-процессы, включая производство, качество, обслуживание и инвентаризацию.

Развитие MOM

Новые рыночные условия привели к появлению разработчиков, желающих ребрендировать и отделиться от продуктов прошлого, а именно от MES. Многие из них приняли термин MOM и сослались на свои предложения в качестве нового решения. Они предложили гибкость и масштабируемость, необходимые для того, чтобы система смогла стать настоящим корпоративным приложением, в том числе:

• архитектура на основе настраиваемой и расширяемой платформы;
• стандартизованная интеграция с ERP;
• интеграция на основе стандартов с промышленной автоматизацией;
• стандартизованная модель данных о производстве;
• широкие возможности - модель, визуализация, оптимизация, обновление и согласование производственных бизнес-процессов во всем мире;
• управление событиями - способность собирать, обобщать, анализировать и реагировать на производственные события в реальном времени.

Несмотря на эту тенденцию, прежние разработки не были забыты. Ведущие поставщики MES не стали отказываться от своего продукта. Вместо этого они перепроектировали свои системы и наделили их возможностями, не уступающими функциональности MOM.

Итак, в чем же различие?

Сегодня аббревиатура MOM обычно относится к бизнес-процессам, а не к программному обеспечению. Обозначение «Платформа MOM» (MOM Solution) чаще всего используется для дифференциации от более старых решений MES и имеет возможности, перечисленные выше.

MES по-прежнему используется в большинстве случаев. Иногда она может иметь аналогичные возможности с MOM, но, в отличие от нее, развивается более быстрыми темпами.

Примеры MES

В России сегодня лидируют три такие системы. Все они разработаны для лучшего управления производством, но рассчитаны на мелкосерийную его разновидность. В то же время отличия между ними присутствуют.

MES-система «ФОБОС» применяется на средних и относительно крупных машиностроительных производствах. Ее основными функциями выступают внутрицеховое управление и планирование. Она обязательно интегрируется с ERP-системой (или «1С: Предприятием»), перенаправляет в нее все полученные данные.

YSB.Enterprise была создана для деревообрабатывающей промышленности. К тому же она имеет некоторые особенности, из-за которых она больше подходит для небольших предприятий (таких, где уже недостаточно только 1С). MES-система имеет слишком мало специфических и необходимых функций для полноценной работы, но при этом в ней присутствуют дополнительные опции, в том числе управление продажами и бухгалтерией.

PolyPlan обладает еще меньшим набором функций MES, но при этом преподносится как инструмент оперативно-календарного планирования в сфере машиностроения (для гибких и автоматизированных производств). Стоимость MES-системы этого типа самая низкая.

Константин Беляков:
«Важен выбор не самой MES, а ее функций»

Manufacturing Execution System (MES), система управления производственными процессами, - специализированное прикладное программное обеспечение (ПО), предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции в рамках какого-либо производства. MES-системы относятся к классу систем управления уровня цеха, но могут использоваться и для интегрированного управления производством на предприятии в целом.

Как в целом Вы оцениваете развитие MES-систем?

Динамика внедрения есть, но не очень большая. На предприятиях, где говорят о внедрении MES-систем, в основном реализуются следующие функции: расчет ОЕЕ, генеалогия продукта или диспетчеризация (управление заданиями). Комплексных решений MES, с интеграцией ERP, MES, системой управления качеством, системой обслуживания и ремонта оборудования (EAM), - единицы.

Функционал MES и ERP-систем частично дублирует друг друга. Например, управление персоналом, качеством, производственными фондами и техобслуживанием есть и там, и там. Чем это обусловлено - реальной потребностью или маркетинговыми устремлениями производителей ПО?

Если мы рассматриваем эти системы как отдельно стоящие, то наличие дополнительного функционала - это, скорее, маркетинговые устремления. При принятии решения о внедрении того или иного варианта система с б?льшим функционалом будет выглядеть предпочтительнее. Опять же, если этот функционал востребован. Но если мы говорим, что на предприятии установлены обе системы (ERP и MES) и в них дублируется функционал, то это ошибка проектирования. На стадии проекта необходимо определить и разграничить функционал по системам. И, увеличив степень интегрирования систем, избежать дублирования функций.

Какие задачи логичнее решать в MES, а какие - в ERP-системе?

У ERP-систем может быть много функций, но основная задача, которую должна решать система ERP, - это централизованное управление финансами: планирование, регистрация и распределение факта, контроль. В ERP-системе должны находить свое отражение все действия компании (материальные и нематериальные), связанные с финансами, в какой бы системе они ни регистрировались. MES позволяет решать задачи факторного анализа исполнения производства, делать оценку эффективности использования оборудования, учитывать потребление энергоресурсов, осуществлять диспетчеризацию заданий и, безусловно, выстраивать генеалогию (прослеживаемость) процессов и др.

Какой экономический эффект можно получить при внедрении MES? Какие эффекты Вы наблюдали на вашем предприятии?

Применение MES позволяет снизить энергозатраты и потери материалов в производстве, а также увеличить эффективность работы оборудования и общую операционную эффективность в компании. Перед началом реализации «пилотного проекта» на «Балтике» перед нами стояли следующие задачи: рост эффективности использования оборудования и снижение потерь экстракта при производстве.

Эти цели были достигнуты, что было подтверждено руководством и экспертами заводов. Также были подтверждены дополнительные эффекты, один из которых - экономия энергоресурса на одном из производственных процессов.

Существует ли методология внедрения MES и какие типичные проблемы возникают при внедрении?

Подготовка к реализации проекта не отличается от обычной проектной деятельности: определение границ и состава проекта, фиксация решаемых задач, описание процессов, изучение окружения (системы, интеграции), написание технического задания, формирование архитектуры, выбор решения, реализация. А вот на стадии внедрения (ввода в эксплуатацию) возникают нетипичные проблемы. Так как MES замещает существующие процессы сбора данных и подготовки отчетов, начинаетcя противоборство со старой системой. И если нет поддержки и понимания этих процессов на уровне руководителя, то вероятность запуска системы будет стремиться к нулю. Система может быть «скомпрометирована» претензиями типа: «система не работает», «система постоянно виснет», «система неправильно показывает», «система этого не делает» и т. п. Тут нужно полное понимание руководства, с чем связаны те или иные претензии, насколько они обоснованы и т. д.

Зависит ли выбор MES от типа производства и специфики отрасли? Каковы могут быть критерии выбора?

Я бы сказал, что важен не выбор самой MES, а выбор функций для внедрения, которые обеспечивает MES. Зависимость от специфики есть, и достаточно серьезная. Например, для производственно-сборочных предприятий актуальна функция «диспетчеризации заказов», интегрированная с планированием производства. Для разливного оборудования - функция регистрации простоев и расчета эффективности. Для производств со значительной долей материалов в себестоимости - регистрация факта выпуска, генеалогия и интеграция с системой учета качества.

Основной критерий выбора - это выявление процесса, в котором есть проблематика или потенциал к совершенствованию, и подбор функции, которая сможет наиболее эффективно влиять на данный процесс.

Как можно кратко определить преимущества и недостатки западных и отечественных разработок?

Среди российских разработок я не встречал готовых «коробочных» решений. Обычно это продукт, являющийся результатом разработки компаний, занимающихся автоматизацией процессов. Отсюда и основные недостатки: системы чаще всего сконфигурированы на одну-две специфики производства. Вследствие того что «корни» системы уходят в автоматизацию, тиражирование, скорее всего, будет равно стоимости нового проекта. Альтернативных системных интеграторов для данных систем вы вряд ли найдете.

Из достоинств я бы отметил простоту разработки нестандартного функционала, встроенного в систему, так как вы контактируете непосредственно с разработчиком. Будет ли стоимость решения «достоинством» - не могу сказать, так как подобных систем не внедрял.

Западные компании предоставляют «коробочные версии» продукта. На рынке достаточно много системных интеграторов, которые предлагают свои услуги по конфигурированию этих продуктов.

Из недостатков я бы отметил стоимость лицензий, а также ограничения функций, накладываемые самим продуктом. Если понадобится решение, выходящее за рамки возможностей приобретенного ПО, то надо будет либо выходить на переговоры с разработчиками для реализации, либо делать его «на стороне», свободными средствами программирования.

Проекты внедрения MES-систем приносят весьма ощутимый экономический эффект. Так, проект на заводе фирмы Flender в Германии, где MES-система управляла примерно полутора сотнями единиц оборудования на базе разнородных систем ЧПУ и была интегрирована с ERP-системой SAP, окупился в течение года, при этом рост загрузки оборудования достиг 5%.

На первый взгляд, при интеграции ИТ-систем поддержки производственного процесса не должно возникать серьезных проблем. Любая современная система числового программного управления построена на базе промышленного компьютера, оснащенного сетевой картой. На многих предприятиях проложены локальные вычислительные сети, объединяющие рабочие места специалистов от уровня руководителей производства до уровня технологов и операторов. Казалось бы, ничто не мешает интегрировать в единое информационное пространство все задействованные в производственном контуре службы. Почему же сегодня на российских предприятиях столь редки полноценные внедрения систем управления ресурсами предприятия (Enterprise Resourse Planning, ERP), системы управления производством (Manufacturing Execution System, MES) и систем управления жизненным циклом изделия (Product Lifecycle Management, PLM).

Проблемы, которые возникают на предприятиях при внедрении MES-систем, можно разделить на организационные и технические.

Организационные причины

«Клиент не созрел». Часто предприятие не готово к внедрению информационной системы. Это проявляется во многом: организационных неурядицах, отсутствии инфраструктуры и специалистов, но главное - это отсутствие мотивации у персонала к развитию и повышению эффективности.

«Правило трех гвоздей». Об этом правиле, существовавшем во времена СССР, рассказал сотрудник кафедры одного из вузов. В кабинете начальства в стену были забиты три гвоздя. Бумагу с текстом распоряжения о выполнении того или иного приказа вывешивали на первый гвоздь. Если приходило напоминание, то его перевешивали на следующий гвоздь. Как можно догадаться, выполняли лишь те задачи, напоминание о которых «доходило» до третьего гвоздя. Это было порядка 20% задач. В контексте статьи сформулируем проблему как нежелание персонала выполнять распоряжения руководства. Причины здесь могут быть разные - от отсутствия должных разъяснений менеджмента до нежелания выполнять свои непосредственные обязанности.

«У вас никогда не будет проекта на этом предприятии». Так нам сказали на одном из крупных российских предприятий в кулуарах. Оказалось, что в третью смену на оборудовании выполнялись совсем не производственные задания. В это время станки работали, однако выпускали продукцию в интересах начальника цеха, занимавшегося коммерческой деятельностью «налево». Разумеется, при внедрении MES такая ситуация не могла бы сложиться в принципе. К сожалению, приведенный пример не единичен.

«Для галочки». Причины запуска проектов внедрения MES часто мало связаны с необходимостью управления производственным процессом. Подобные проекты нередко служат интересам отдельно взятых ответственных лиц, а не интересам производства. В качестве примера можно привести недавнее внедрение MES на одном крупном российском предприятии. Установленные на оборудовании датчики позволяли регистрировать сотни состояний. Тем не менее в рамках данного проекта для каждой единицы производственного оборудования регистрировалось только два состояния - «включено» и «выключено». Понятно, что при столь примитивных измерениях нечего и говорить об управлении производством. Разумеется, внедрение MES было признано успешным, а дочерняя фирма, запускавшая пилотный проект, получила заказ на его расширение.

Технические причины

Нестыковка модулей программного обеспечения. Зачастую возможность интеграции информационных систем, декларируемая вендором, является мнимой и необходима серьезная доработка программного кода.

Дороговизна интеграции. Вполне возможно, что стоимость интеграции ручного станка c MES будет сопоставима со стоимостью самого станка.

Закрытые системы ЧПУ. Не исключена высокая сложность интеграции MES с системой ЧПУ, информация о которой либо закрыта производителем оборудования, либо утеряна и не может быть восстановлена.

Гарантия на оборудование. Бывают ситуации, когда все готово для реализации проекта, однако производитель оборудования запретил вносить изменения и осуществлять инсталляцию дополнительного ПО в систему ЧПУ.

Недостаток функционала. Речь идет об отсутствии реализованного решения для интеграции MES с системами ERP и PLM.

Факторы успеха

Сформулируем необходимые условия для успешной реализации проекта внедрения MES.

Прежде всего проанализируйте необходимость внедрения MES-системы на предприятии и поставьте цель внедрения. Цель должна иметь измеримые критерии: повышение производительности, сокращение издержек, повышение качества и снижение времени простоев. Определение общей эффективности оборудования, оптимизация производства или внедрение MES как таковой - хорошие и полезные идеи, однако за ними должны стоять конкретные цифры и прибыль.

Найдите союзников - тех, кто поможет вам внедрить решение на всех уровнях производства. Топ-менеджер и мастер цеха в определенной мере равнозначно заинтересованы в наличии оперативной информации и выполнении производственного плана.

Определите рамки проекта. Для существующего производства рекомендуется начинать с пилотного проекта на 10–12 станков. Тем не менее продумайте, откуда вы будете получать производственные заказы, технологические программы, данные об инструменте и т. д. Заранее имейте в виду возможности расширения проекта от масштаба участка до уровня завода, от передачи заказов в формате Microsoft Exсel до их получения из ERP-системы за счет интеграции.

Приобретайте и используйте полностью унифицированное оборудование на базе одной-двух систем управления. Каждая система должна иметь возможность подключения в сеть на базе стандартного протокола. При приобретении нового оборудования требуйте, чтобы производитель сформировал блоки данных электроавтоматики для последующего автоматического сбора данных, кроме того, требуйте наличия регламентов технического обслуживания в электронном виде, а также функции управления инструментом для последующего сбора данных об инструменте в MES. Могут существовать и другие условия, необходимые для интеграции в сеть.

Все перечисленное значительно снизит затраты на проект и позволит оперативно реализовать такие важные функции MES, как контроль состояния и распределение ресурсов, анализ эффективности, управление процессами производства, управление техобслуживанием и ремонтом и т. д.

Каждый коммерческий проект должен окупаться и приносить прибыль. Заранее подготовьте для руководства аргументацию в пользу проекта и калькуляцию возврата на инвестиции (ROI).

Минимизируйте риски - используйте стандартные продукты с опробованными на практике процессами. Желательно наличие референс-проектов как в России, так и за рубежом. Использование нестандартных непроверенных решений сомнительно с точки зрения достижения результата и чревато потерями времени в будущем.

Используйте внедряемое решение с прицелом на дальнейшую интеграцию между системами ERP, PLM и MES для создания полноценной ИТ-инфраструктуры. То, что представляется сейчас привлекательным ориентиром на будущее, завтра может уже стать актуальным.

Существуют различные мотивы внедрения информационных систем на производстве. Независимо от них необходимо отдавать себе отчет в том, что MES-система будет эффективным инструментом повышения производительности труда и снижения издержек, только если цели и задачи внедрения и использования ясны и поддерживаются на всех уровнях производства. Полученные цифры и данные должны анализироваться, организационные проблемы не только выявляться, но и решаться, а при необходимости - эскалироваться. Помните: успех находится в ваших руках.

Аркадий Дильман, руководитель проекта компании Siemens; [email protected]

← Вернуться