Manufacturing Execution System MES Diszkrét termelési folyamatok számítógépes tervezése és irányítása Dr. Kulcsár Gyula

A gyártásirányítás fejlődése Tömeggyártás Számjegyvezérlés Mikroprocesszor Rugalmas gyártórendszer Számítógépes üzemi hálózatok MES

Számítógépes alkalmazások Vállalati funkcionális modellek és számítógépes alkalmazási területek Vállalati modell Számítógépes alkalmazások Üzleti folyamatok, vállalatirányítás Termék- tervezés Techno-lógiai folyamat- Termelési folyamatok, gyártásirányítás Integrált vállalatirányítási rendszer ERP Folyamat- tervező- rendszer CAPP Termelés- tervező rendszer PPS Termelés- tervezés Termelés tervezés Termék- tervező rendszer CAD Termelésirányító és végrehajtó rendszer MES

Integrált alkalmazási rendszerek a mai termelésinformatikában MES ERP Termelési főterv Anyag- szükséglet tervezés MRP Középtávú ütemezés Rövidtávú SFC CC FMS ROC CNC PLC Minőség- biztosítás Vásárlói kör menedzsment Beszállítói lánc menedzsment Termelési Kapacitás- tervezés Termék- Technológiai folyamatok tervezése Projekt- NC Programozás Program előkészítés Szerszám- kezelési rendszer szabályozás SCADA A termelés nyomon követése tevékenységek irányítása Gyártás Darabjegyzék- CRM SCM TMS CAPP Pénzügyi komponensek PDA Menedzsment információs Marketing CAQA SPC Cellavezérlés, CAE gépsor- vezérlés gyártó- Rugalmas Ellenőrzés és adatgyűjtés DNC PAC MIS BOM CAD PP Integrált alkalmazási rendszerek a mai termelésinformatikában

Valós idejű gyártásirányító rendszer Manufacturing Execution System (MES): Műhelyszintű számítógépes gyártásirányítási funkciók olyan együttese, melynek feladata a termelési tevékenységek tervezése, irányítása és optimalizálása, a függő rendelések kezelésétől az eredmények jelentéséig. Hardver/szoftver komponensek együttese. Felhasználói tevékenység, interakciók, interfészek Lokális lehetőségek és a globális üzleti célok összehangolása.

A MES informatikai környezete MES – Valós idejű gyártásirányítás SSM – Értékesítés és szolgáltatás menedzsment SCM – Beszállítói lánc menedzsment ERP – Vállalati erőforrások tervezése P/PE – Termék- és folyamat- fervezés Controls – Vezérlők (PLC, CNC, DC, MC, RC, …)

MES funkciók (Manufacturing Enterprise Solutions Assotiation, MESA) 1. Erőforrások allokálása 2. Finomprogramozás 3. Termelési egységek irányítása 4. Specifikációk kezelése 5. Üzemi adatbázis kezelés, adatgyűjtés 6. Munkaerő menedzsment 7. Minőségmenedzsment 8. Folyamat menedzsment 9. Karbantartás menedzsment 10. Termékkövetés 11. Teljesítmény analízis 12. Anyagkezelés

Erőforrások allokálása Resource Allocation and Tracking Erőforrások (gépek, eszközök, egyéb) Erőforrás felhasználás dokumentálása Állapot nyilvántartás, valósidejű lekérdezés Lefoglalás, felszabadítás … menedzselés Erőforrások allokása Ez a funkció irányítja, menedzseli az erőforrások – gépek, eszközök, emberi munkaerő, egyéb berendezések – felhasználását. Dokumentálja az erőforrás felhasználás időbeli lefolyását, és annak valós idejű állapotát lekérdezhetővé teszi. Az erőforrások allokálása alatt az erőforrások lefoglalását és diszpécser funkciók végrehajtását értjük.

Finomprogramozás Operations/Detail Scheduling A MES belső rendeléseket kap Gyártandó termékek specifikációja Gyártandó mennyiségek Legkorábbi kezdeti és megengedett véghatáridők Gyártási (anyagmozgatási) finomprogramot készít Anyagok rendelkezésre állásának ellenőrzése Operációk és erőforrások egymáshoz rendelése Job-ok indítási időpontjainak meghatározása Operációk indítási sorrendje erőforrásonként Technológiai alternatívák menedzselése Menedzser mutatók számítása és ellenőrzése Proaktív/Reaktív működés Finomprogramozás Ütemezi a beszerzést és a gyártási műveleteket. A folyamatok ütemezésének fő célja, hogy az adott művelet gördülékenyen kezdődjön el; ha elkezdődött, akadálymentesen folytatódjon tovább; majd hiba nélkül fejeződjön is be. Figyelembe véve a feladatok prioritásait, jellemzőit, attribútumait a finomprogramozás egy ütemtervet állít elő. Bemenete az adott megmunkálandó nyersanyagok és az azokat megmunkáló eszközök listája. Az ütemezés eredményeképpen előáll egy lista, melyben a nyersanyagokon elvégzendő műveletek, folyamatok sorozata található, amelyek a gyártás során ebben a sorrendben fognak végrehajtódni.

Termelési egységek irányítása Production Unit Dispatching Technológiai útvonal biztosítása Telephelyen belül Telephelyen kívül Munkahelyek, átmeneti tárolók stb. irányítása Koordináció, szinkronizáció Újraütemezés kérése Termelési egységek irányítása A gyártás során előállított termékek telephelyen belüli, továbbá telephelyen kívül eső helyre történő szállítását, és a termékek nyomon követését végzi. Két, a gyártás szempontjából igen fontos „célszemélynek” biztosít adatokat. Az egyik a vevő, akinek arról ad információt, hogy az adott termék mikor kerül legyártásra, mikor készül el. A másik a gyártó gépsor, aminek arról biztosít adatokat, hogy a termék mikor kerül az éppen aktuális munkahelyre gyártásra, honnan érkezik – másik gyártócellából, másik megmunkálási helyről, raktárból, vagy esetlegesen külső helytől, szállítótól –, továbbá arról, hogy az adott termék a megmunkálás után, előreláthatólag mikor hagyja el a megmunkálási területet, és onnan hová kerül.

Specifikációk kezelése Specification Management Gyártási egységekkel kapcsolatos információk kezelése: Specifikációk, jelentések, űrlapok, rajzok Alkatrészprogramok, műveleti utasítások Környezetvédelmi, biztonsági, egészségügyi előírások Szabványok Egyéb adatbázis rekordok … Specifikációk kezelése A gyártási egységekkel összerendelt információkat irányítja, menedzseli, felügyeli. Ezek lehetnek jelentések, űrlapok, rajzok, alkatrészprogramok, adatbázis rekordok, munkafolyamat leírások, szabványos műveleti eljárások.. Támogatja az előidejű tervezést, karbantartja a specifikációk verziószámát. A Specifikációk tartalmazhatják a környezetvédelemi előírásokat, biztonsági és egészségügyi szabályokat, és a hibaelhárítási eljárásokra vonatkozó információkat.

Adatgyűjtés Data Collection/Acquisition Gyártással kapcsolatos információk beszerzése, gyűjtése, karbantartása, rendelkezésre bocsátása Források Automatikus Szkennerek, érzékelők, szoftver interfészek, stb. Manuális Terminálok, mobil adatgyűjtő eszkörök, stb. Üzemi adatbázis kezelése Feladata, hogy beszerezzen, gyűjtsön és karbantartson minden olyan információt, ami a legyártandó termék és környezete nyomon követésével, karbantartásával, gyártási múltjával, továbbá más gyártási menedzsment funkciókkal kapcsolatosak. Adatszerzés céljából szkennerek, rádiófrekvenciás érzékelők és bemeneti terminálok kombinációját, szoftver interfészeket, illetve különálló szoftvereket használhat. Az adatok a gyártási szinten származhatnak automatikus és manuális forrásból. Az összegyűjtött adatokat percre készen rendelkezésre bocsátja.

Munkaerő menedzsment Labor Management Személyzeti állomány Aktuális státuszok Együttműködik az erőforrás allokációval Munkaerő menedzsment Egy adott pillanatban megadja a személyzeti állomány éppen aktuális státuszát. Munkaidő illetve munkahely látogatottsági jelentéseket készít. Ez a funkció együttműködhet az erőforrás allokációval annak érdekében, hogy meghatározható legyen az optimális hozzárendelés.

Minőségmenedzsment Quality Management Gyártási folyamat kiértékelése (mérés, elemzés) Hibák megelőzése (folyamaton belüli, ok-okozat relációk, átfogó elemzés) Káros hatások csökkentése Jelzés, beavatkozás Minőségjavítás Minőségmenedzsment Méri a gyártási folyamatokat és elemzi a keletkező adatokat. Magába foglalhat mind folyamatokon belüli kiértékeléseket, mind általános termék és folyamat nyomon követést és hibaazonosítást. Hibák esetén javaslatot adhat a lehetséges hibaokok felderítésére, illetve a hiba kiküszöbölésére, vagy a hiba okozta káros hatások csökkentésére. A minőségmenedzsment szerepe, hogy áthelyezi a hangsúlyt a termékek meghibásodásának kijavításáról, a hibák megelőzésére, továbbá a fokozatos minőségjavításra.

Folyamat menedzsment Process Management Megfigyeli a gyártási folyamatokat Döntéstámogatás Automatikus beavatkozás Folyamat menedzsment Megfigyeli és/vagy automatikusan korrigálja a gyártási folyamatokat. Támogatja az operátorok döntéshozatalát, hogy korrigálják a fellépő hibákat és javítsák a folyamatokon belüli tevékenységek színvonalát. Kritikus esetben riaszthatja a menedzsmentet, a gyártásban résztvevő alkalmazottakat, a folyamatoknak az elfogadható értéken kívül eső változásairól, vészhelyzetekről.

Karbantartás menedzsment Maintenance Management Tervezi és vezérli a berendezések eszközök karbantartási folyamatait Megelőző karbantartás Váratlan események kezelése Biztosítja az erőforrások rendelkezésre állását Karbantartás menedzsment Nyomon követi és vezérli a berendezések és eszközök karbantartási tevékenységeit, hogy biztosítsa azok rendelkezésre állását a gyártási műveletek elvégzésére. Menedzseli az ismétlődő, vagy megelőző karbantartás ütemezését, és választ, riasztást ad a sürgős hibákra. Karbantartja az események, és hibák előfordulásának történeti listáját, hogy segítse a hiba vagy az adott esemény meghatározását, diagnosztizálását.

Termékkövetés Product Tracking and Genealogy On-line naplózási funkció Előállított végtermékek gyártási folyamatának részletei Személyek, eszközök, berendezések Eljárások, munkafolyamatok Komponensek, segédanyagok Riasztások, kivételes események kezelése Termékkövetés Biztosítja, hogy minden időpillanatban látható legyen, hogy hol folyik munka, továbbá megfigyelhetővé teszi a munkahelyen lévő folyamatok, eszközök, emberi munkaerő rendelkezésre állását. Az állapot információk magukban foglalhatják, hogy kik dolgoznak az adott helyen, a nyersanyag komponenseket szállítók szerinti bontásban, sorozatszámokat, aktuális gyártási állapotokat, továbbá bármilyen riasztást, hibajavítást vagy más kivételes esemény kezelését, amelyek a termék előálításával kapcsolatosak. Az online naplózási funkció karbantartja az események historikus listáját. Ez a napló teszi lehetővé a felhasznált komponensek, illetve előállított végtermékek gyártási folyamatának utólagos nyomon követését.

Teljesítmény-analízis Performance Analysis Jelentések a termelési tevékenységek eredményéről Kiértékelés Korábbi eredmények Megfogalmazott elvárások, követelmények Teljesítményadatok Teljesítmény-analízis A gyártási tevékenységek eredményeinek aktuális jelentését biztosítja percre készen. Ezeket összehasonlíthatják a korábbi eredményekkel, illetve az adott területen megfogalmazott követelményekkel, elvárásokkal. A teljesítményadatok olyan összetevőket foglalnak magukba, mint az erőforrás vagy tartalékok kihasználtságára vonatkozó mérések, készlet, eszközök rendelkezésre állásának adatai, elkészült termék ciklusideje, továbbá, hogy milyen mértékben alkalmazkodott az ütemezéshez és mennyire felelt meg a szabványoknak. Több megjelenési formája lehet, így például riportok, diagrammok, online adatok, stb.

Anyag és eszköz menedzsment Material Management Árukészletek, komponensek, segédanyagok, késztermékek, eszközök mozgatása, tárolása Anyag-, és eszköz menedzsment Menedzseli az árukészletek, alkatrészek és eszközök mozgását, azok átmeneti és végleges tárolását (Tool Management).

Manufacturing Execution Systems MES MES komponensek és ezek fő kapcsolata (Erdélyi Ferenc) ERP CAPP ERP Prod. order management Scheduling Document control Quality assurance Production process Maintenance management Resource allocation Dispaching Shop floor control ERP Labor management Machine control Process management Process monitoring ERP Performance analysis Product tracking Data collection

Ütemezési és felügyeleti problémák Termelési folyamatok irányítása erősen modellfüggő Rendelések Ütemezési, allokációs feladatok komplexitása Változó termelési politikák, termelési célok Technológiai, erőforrás, anyag alternatívák kezelése Megoldási módszerek

Software Oliver L. Hung MES Suppliers Company Product Description CAMSTAR ControlVision Equipment control software MESA MES COMPAQ PROMIS, PROMIS Encore! MES, CIM Consilium Workstream DFS Fastech Integration CellWork, FactoryWorks, SPCWorks, WinSECS Automation level software and MES IBM SuperPOSEIDON/SiView CIM framework PRI Automation Transet Automation control software Texas Instruments WORKS Wonderware Intrack

Software Oliver L. Hung MES Suppliers Company Product General Industry Key Target Markets Hardware Platforms Database Operating Systems COMPAQ PROMIS batch process, repetitive semiconductor, electronics DEC VAX/ALPHA, HP-UX DEC RMS, Oracle Open VMS, VMS, Digital UNIX, HP-UX PROMIS Encore! Windows NT, UNIX Oracle Windows 95/NT, UNIX Consilium Workstream DES DEC VAX/APLHA,, UP-UX Informix, Oracle VAX, HP-UX IBM POSEIDON/SiView DB2 AIX /Windows NT

MESA 2010-es felmérése http://www.mescc.com/participants.html