Caractéristiques principales des systèmes d'exécution de la fabrication : Quelles sont les fonctionnalités auxquelles vous pouvez vous attendre ?

Les fabricants sont poussés à aller plus vite, à respecter des normes plus strictes et à s'adapter à des changements constants sur le terrain. Le problème est que de nombreuses plateformes MES n'ont pas été conçues pour ce type de pression. Elles enferment les équipes dans des processus rigides et ne laissent pas beaucoup de place à la croissance.

C'est pourquoi les détails de votre MES sont importants. Des fonctionnalités telles que la traçabilité en temps réel, la conception modulaire et la connectivité en périphérie ont une incidence directe sur la capacité d'une usine à suivre le rythme, à rester conforme et à réagir en cas de changement.

Ce qui suit est une ventilation des caractéristiques MES qui font la différence aujourd'hui, c'est-à-dire comment elles fonctionnent dans la pratique et ce à quoi il faut prêter attention si vous évaluez votre prochain système.

Un système d'exécution de la fabrication, également connu sous le nom de MES, est un logiciel puissant orienté vers la production, utilisé pour obtenir une visibilité en temps réel des opérations.

Gartner en donne une définition utile:

"Les systèmes d'exécution de la fabrication (MES) sont une catégorie de logiciels qui gèrent, surveillent et synchronisent l'exécution des processus physiques en temps réel impliqués dans la transformation des matières premières en produits intermédiaires et/ou finis.

Elles coordonnent l'exécution des ordres de travail avec la planification de la production et les systèmes d'entreprise. Les applications MES fournissent également un retour d'information sur les performances du processus et prennent en charge la traçabilité au niveau des composants et des matériaux, la généalogie et l'intégration avec l'historique du processus, le cas échéant".

Malgré leurs différences, tous les MES partagent un certain nombre de caractéristiques essentielles. Certains MES sont plus performants que d'autres dans certains domaines, mais ils sont tous censés posséder au moins quelques-uns des "modules" suivants :

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• Documentation sur les produits
• Suivi et généalogie des produits et des pièces
• Gestion de l'exécution des processus
• Gestion des ressources
• Gestion de la qualité
• Ressources humaines
• Collecte des données
• Intégration des systèmes

Les usines ne sont plus jamais immobiles. Les cycles de production ne cessent de se raccourcir, la demande évolue sans prévenir et de plus en plus de tâches sont effectuées à la limite des opérations. Ce rythme oblige les systèmes à s'adapter aussi rapidement que les personnes sur le terrain.

C'est là que les détails de votre MES sont importants. Ils déterminent si vous cherchez à résoudre les problèmes après qu'ils se soient produits ou si vous avez une longueur d'avance. La bonne configuration aide les équipes à pivoter sans perdre la conformité, et leur donne l'assurance que les décisions sont fondées sur des données réelles.

Quelques forces façonnent actuellement la conception des MES

• Le déploiement en nuage facilite la mise en place de nouveaux sites ou l'augmentation de la capacité sans que le service informatique n'ait à s'occuper d'une longue configuration.

• La conception modulaire permet aux ingénieurs de modifier les flux de travail lorsqu'ils en ont besoin, au lieu d'attendre la révision du système.

• L'IIoT et les connexions périphériques placent les données des machines et des lignes devant les personnes qui peuvent agir sur elles.

• Les outils d'analyse et d'IA éliminent le bruit pour que les équipes puissent prendre des décisions dans l'instant.

L'approche de Tulipen matière de MES reflète ces réalités. Elle s'articule autour d'applications modulaires qui peuvent se développer ou changer d'elles-mêmes, se connecter proprement à d'autres systèmes et donner aux ingénieurs la possibilité de construire ce dont les opérations ont réellement besoin, sans le bagage qui vient avec les systèmes monolithiques traditionnels.

Cependant, il n'y a pas deux usines identiques. Les besoins varient d'une industrie à l'autre et selon le type d'opérations de fabrication. La fabrication par lots fonctionne très différemment de la fabrication discrète, etc.

Cette variété de flocons de neige entre les usines a fait échouer les tentatives d'organisations telles que MESA et ANSI visant à normaliser la définition de MES

Dans ce billet, nous allons examiner en profondeur les caractéristiques principales qui font généralement la force d'un MES

Commençons par examiner les fonctionnalités et les caractéristiques que chacun de ces modules peut offrir.

Définition du produit

Les systèmes d'exécution de la fabrication gèrent la documentation nécessaire à l'atelier pour fabriquer un produit. Cette tâche est accomplie grâce à des fonctionnalités telles que

• Gestion des nomenclatures: Soit recevoir une BOM fabrication (mBOM) d'un système externe, soit recevoir la BOM ingénierie (eBOM) et gérer la transformation de l'eBOM en mBOM au sein du MES
• Gestion des changements et de la configuration: Gestion des révisions de produits de sorte que lorsqu'un produit est mis à jour, le plan de processus peut être mis à jour avec un contrôle des révisions et une référence aux changements pertinents dans les modèles eBOM et CAO de la définition du produit.

Suivi et généalogie des produits et des pièces

Ces fonctions MES visent à garantir la disponibilité des bonnes pièces au bon endroit et au bon moment dans la production. En voici quelques-unes :

• Sortie de pièces: Suivez les pièces depuis leur sortie du stock jusqu'à leur installation ou leur utilisation dans le cadre d'une opération de production, en passant par les zones de stockage de l'atelier.
• Préparation des pièces: Générez une liste de sélection de pièces qui est soit envoyée au système d'inventaire, soit transportée manuellement.
• Kitting de pièces: Générez une liste de pièces à assembler dans des bacs ou des chariots avant de commencer un travail afin de vous assurer que toutes les pièces sont disponibles dans le processus.
• Niveaux d'inventaire WIP: Gardez la trace des niveaux d'inventaire WIP des pièces délivrées aux travaux, mais non installées, et transmettez les informations au système d'inventaire.
• Suivi des produits en attente : Suivez les produits lorsqu'ils se déplacent d'un poste de travail à l'autre. Pour ce faire, vous pouvez utiliser des lecteurs de codes-barres ou suivre le numéro de série, le numéro de lot ou le numéro Ordre de travail .
• Registres d'installation des pièces et généalogie des produits: Conservez l'historique du produit et la piste d'audit, y compris une généalogie complète des matériaux et des composants utilisés dans l'assemblage. Le MES peut également vérifier la BOM conforme à l'exécution par rapport à la BOM conforme à la conception ou à la planification.
• Durée de conservation et expiration des matériaux: Gardez une trace des dates de péremption des matériaux afin d'éviter que les travailleurs n'utilisent des matériaux périmés.

Gestion de l'exécution des processus

Les systèmes d'exécution de la fabrication offrent des fonctionnalités permettant de gérer la production et de garantir le respect des flux de travail appropriés :

• Routines de processus : Définissez et gérez le plan du processus, qui détaille les règles de séquence d'exécution, les instructions de travail, les ressources et les exigences en matière de collecte de données pour chaque opération et chaque étape.
• Instructions de travail: Versions numériques des instructions de travail avec texte et illustrations qui guident le technicien dans la séquence de processus appropriée - comment installer les outils, positionner les pièces, faire fonctionner les machines et effectuer des vérifications en cours de route.
• Guidage à travers les étapes du travail : Au-delà des instructions de travail, le MES peut guider le technicien à travers les différentes étapes, depuis la sélection d'un travail sur une liste de répartition, l'enregistrement du travail pour démarrer le chronomètre, la collecte de données pour les mesures et les pièces, jusqu'à l'enregistrement de l'achèvement du travail.
• Suivi de l'avancement des travaux de production : Suivez la réalisation des commandes par zone d'opération, ressources utilisées, nomenclatures et pièces utilisées, afin que les planificateurs de la production puissent déterminer où se trouve chaque unité ou lot dans le cycle de fabrication, quels matériaux sont nécessaires et à quel moment. Ce niveau de visibilité aide les ingénieurs à planifier les stocks, à programmer la production et à informer précisément les clients de la date à laquelle les commandes seront prêtes. En demandant au personnel de pointer au début et à la fin d'un travail, cette fonction permet de suivre les coûts de main-d'œuvre pour chaque travail.
• Événements et alertes: Enregistrez des événements tels que l'achèvement d'un travail par une machine ou un opérateur et déclenchez des alertes par courrier électronique au superviseur ou au service d'assistance si nécessaire. Par exemple, une alerte peut être déclenchée si une condition hors norme est remplie, si une ligne s'arrête, etc.
• Contrôle de la production: Ces fonctions permettent d'accélérer la résolution des problèmes qui retardent la production, de coordonner et d'approuver les déviations des travaux planifiés et d'intégrer les modifications techniques urgentes qui ont un impact sur les calendriers de production. En général, les fonctions de contrôle de la production fournissent des écrans et des rapports qui aident le personnel à analyser les problèmes et à les résoudre le plus rapidement possible.
• Répartition des travaux de production: Fournir une liste quotidienne des tâches à effectuer à partir de l'ERP et offrir la possibilité de reporter des tâches, de résoudre des problèmes non planifiés, etc. Cette fonctionnalité comporte généralement des affichages graphiques, tels que des diagrammes de Gantt, qui permettent d'évaluer les performances et de déterminer si les travaux ont pris du retard ou s'ils sont en voie d'être achevés dans les délais.

Gestion des ressources

Fonctionnalités permettant de gérer les ressources dans la production, telles que l'outillage, les matériaux, etc.

• Poste de contrôle / Tableau de planification: Le tableau de planification contient une vue périodique du plan directeur avec les outils de planification et de contrôle nécessaires pour gérer les quantités à produire afin de garantir le bon déroulement du processus de production, les ordres planifiés d'un processus et les ordres de fabrication.
• Gestion des outils et des ressources (TRM): Gérer les outils et autres matériaux et équipements auxiliaires nécessaires à la production. Plus qu'un système d'inventaire, le MES est censé gérer l'état des ressources d'exploitation, en déterminant quels outils sont disponibles, lesquels sont compatibles avec quelles machines et en évaluant leur état dans le but d'effectuer une maintenance préventive et de réduire les temps d'arrêt.
• Étalonnage de l'outillage : En relation avec le TRM, puisque le MES dispose d'informations utiles pour chaque outil, l'étalonnage peut être déclenché sur la base de la fréquence d'utilisation réelle. En outre, le MES peut exiger que les outils soient correctement étalonnés avant d'être utilisés.
• Transmission des réglages des machines: Gérez et transmettez les paramètres des machines afin de garantir une configuration et une maintenance adéquates pour chaque machine, ainsi que des instructions de travail pour la faire fonctionner correctement, dans le but d'éviter les temps d'arrêt inutiles.
• Programmes de machines en fonctionnement: Stockez et gérez les programmes des machines en fonctionnement, qu'il s'agisse de simples fiches de configuration ou de programmes de commande numérique (CN) ou de machines à mesurer les coordonnées (MMT).
• Logistique du matériel et de la production : Fournir des informations sur les matériaux en circulation (ceux qui sont concernés par les travaux en cours (WIP) ou en dehors des installations de stockage communes) afin que leurs activités de transport puissent être lancées au bon moment.

Qualité

Intégrer la qualité dans le processus de production par la vérification en cours de fabrication.

• Contrôle statistique des processus (CSP) : Le contrôle statistique des processus capture les données, les traite et les compare aux valeurs de consigne pour déterminer si elles sont dans les limites de la tolérance. Si ce n'est pas le cas, la fonction SPC peut déclencher une alarme pour avertir les parties prenantes concernées. Les systèmes MES doivent enregistrer ces points de données capturés pour suivre leurs tendances et les rendre disponibles dans la production afin d'identifier et de prévenir les erreurs avant qu'elles ne se produisent.
• Vérification de la configuration du produit: Le MES peut contribuer à garantir que les produits sont construits selon les spécifications techniques correctes en conservant les enregistrements de l'historique des dispositifs (DHR, également connus sous le nom de rapports "As-Built"), qui comprennent une liste des avis de modification technique (ECN) incorporés dans chaque unité de produit. S'il y a des écarts entre les configurations telles que construites et telles que conçues, le MES peut gérer les approbations nécessaires pour s'assurer que les fabricants n'expédient pas de produits en dehors des spécifications.
• Gestion de la non-conformité (NCM): retracer les aspects techniques, les conditions de fabrication et les matériaux d'entrée des produits de mauvaise qualité, dans le but d'introduire et de mesurer l'efficacité des contre-mesures.
• Marchandises entrantes: Ce module permet d'enregistrer et de suivre les marchandises entrantes et expédiées afin de garantir une numérotation précise des lots et d'alerter les parties prenantes si les valeurs dépassent les seuils de tolérance.
• Gestion du matériel d'inspection : Semblable à la gestion des outils et des ressources, cette fonction permet de s'assurer que l'équipement d'inspection est correctement entretenu. Elle permet également de s'assurer que l'équipement répond aux normes requises et qu'il est utilisé pour les tests et les procédures d'inspection appropriés.
• Données process Processing (PDP) : Cette fonction capture les données de production, telles que la température et l'humidité, et les vérifie par rapport aux limites de tolérance ou d'intervention. En cas d'erreur, elle recommande des contre-mesures.

Ressources humaines

Ces fonctionnalités permettent de gérer les personnes impliquées dans les opérations.

• Enregistrement du temps de travail du personnel : Gardez une trace des données d'entrée et de sortie du personnel, ainsi que des temps d'absence et d'autres variables liées au temps qui peuvent aider la production, en particulier lorsque la main-d'œuvre doit être planifiée de manière efficace.
• Qualifications et certifications du personnel: Tenez à jour les dossiers de certification des employés ainsi que leur expérience dans différents types d'emplois. Vérifiez que les employés qui s'engagent pour un travail ont les certifications et l'expérience nécessaires pour l'effectuer.
• Salaires incitatifs: Mettez en place des systèmes de primes basés sur l'incitation, en utilisant données de production, les temps d'absence et Ordre de travail pour calculer les niveaux de performance.
• Planification à court terme de la main-d'œuvre: Obtenez une vue d'ensemble de tout le personnel actif afin de planifier les horaires manuellement ou automatiquement, en tenant compte des situations de charge au niveau du département, de l'usine ou de l'entreprise.
• Contrôle d'accès: Gérer le contrôle d'accès à l'installation de production pour s'assurer que seul le personnel autorisé peut accéder à l'atelier, faire fonctionner les machines, etc.
• Gestion de l'escalade : Faites remonter les problèmes liés à la qualité, à l'utilisation, aux temps d'arrêt, etc. Si les seuils sont dépassés, des mécanismes d'escalade et d'alarme sont déclenchés pour faire remonter le problème et alerter la bonne partie prenante afin de réduire la durée des états opérationnels défectueux.

Collecte de données

MES aident à la collecte et à l'intégration des données dans l'ensemble de l'atelier.

• données de production Acquisition: Saisissez données de production à partir des personnes, de la consommation de matériel et de la qualité sur différentes périodes et mettez-le à la disposition de la direction en temps réel par le biais d'affichages et d'analyses.
• Collecte dedonnées sur les machines : Capturez l'état des machines manuellement via des interfaces ou automatiquement via des protocoles industriels et des systèmes de bus ou des capteurs tels que des balances, et mesurez les indicateurs clés de performance tels que TRS, le temps de fonctionnement, etc. et identifiez les goulets d'étranglement et les points de défaillance dans la production.
• Collecte des données In-Données process : Données process Facilitez la collecte manuelle et automatique des données à l'aide de listes de contrôle et de mesures enregistrées, ainsi que de dispositifs tels que les lecteurs de codes-barres, Identification par radiofréquence, les interfaces de mesure, etc.

Intégration des systèmes

Le MES doit pouvoir s'intégrer à d'autres systèmes de production.

• Stockage des données: Le MES doit disposer de données actualisées et normalisées. Il doit pouvoir communiquer avec les bases de données existantes dans l'entreprise ainsi qu'avec de nouvelles bases de données par l'intermédiaire d'API, de connecteurs ou autres.
• Intégration avec d'autres systèmes : Le MES doit pouvoir s'intégrer et interagir avec les autres systèmes de l'entreprise. Au niveau de l'entreprise, il doit pouvoir interagir avec les systèmes ERP, personnel et SGQ (système de gestion de la qualité) . Au niveau de la gestion de la production, il doit pouvoir interagir avec les machines par le biais de protocoles industriels tels que OPC-UA, ainsi qu'avec les entrées PC des stations d'information.
• Déploiement: La plupart des MES sont sur site, mais les principaux fournisseurs tendent de plus en plus à proposer des MES basés sur le cloud, et de nouveaux acteurs émergent qui sont de plus en plus orientés vers le cloud.

Le MES évolue rapidement. Il ne s'agit plus d'une version numérisée de la paperasserie. Les plateformes modernes sont conçues pour s'adapter aux besoins de la production, se connecter à d'autres systèmes et s'adapter à la croissance des usines.

ArchitectureComposable
Les anciens systèmes MES sont lourds et difficiles à modifier une fois qu'ils sont opérationnels. Un système composable divise la plateforme en modules. Chaque module s'occupe d'une tâche - suivi de la production, surveillance des équipements, gestion de la qualité. Comme ils sont indépendants, vous pouvez les ajouter quand vous en avez besoin, les mettre à jour séparément, tout en les faisant fonctionner comme un système connecté.

Il est ainsi possible de :

• Dérouler par étapes au lieu de le faire en une seule fois

• Régler les fonctions pour une ligne de produits spécifique

• Apporter des changements dans des délais courts sans impliquer les services informatiques à chaque étape.
  

Déploiements dans le nuage et hybrides
De nombreuses plateformes MES fonctionnent désormais dans le nuage. Certains fabricants utilisent une configuration hybride, conservant les tâches sensibles au temps au niveau local tout en stockant les données et en effectuant des analyses dans le nuage. La livraison dans le nuage réduit les frais d'infrastructure, accélère le déploiement et facilite la connexion avec l'ERP et d'autres systèmes d'entreprise par le biais d'API.

AI, Apprentissage machine, et Digital Twins
De nouvelles fonctionnalités commencent à faire passer le MES d'un outil de reporting à un outil d'aide à la décision :

• Prédictions de maintenance établies à partir des données historiques des machines

• Alertes sur les anomalies de qualité et de production basées sur des signaux en direct

• Guidage de l'opérateur grâce à des assistants IA qui font apparaître les réponses sur le sol

Toutes les plateformes MES ne sont pas construites de la même manière. Alors que beaucoup reposent encore sur des architectures monolithiques qui sont des systèmes rigides et tout-en-un, les approches modernes s'orientent vers des modèles composable et cloud-native qui donnent la priorité à la flexibilité, à la vitesse et à l'intégration.

Voici une comparaison rapide :

LesMES Composable permettent aux fabricants de construire le système dont ils ont besoin, sans être enfermés dans les limites de ce que permet une plateforme existante.

Même si chaque MES varie en fonction de l'industrie, du type d'opérations de fabrication et de la taille du client, ils partagent tous une certaine combinaison des caractéristiques énumérées ci-dessus. Lorsqu'il est correctement mis en œuvre, le MES offre aux fabricants une visibilité en temps réel qui leur permet de prendre de meilleures décisions. Cependant, en raison de la nature rigide de leur technologie, les MES sont des systèmes difficiles qui mettent du temps à montrer leur retour sur investissement.

Les nouvelles technologies telles que les applications de fabrication permettent aux fabricants modernes d'accéder à un grand nombre des fonctionnalités de base énumérées ci-dessus, sans les défis communs du MES Avec des plateformes d'opérations telles que Tulip, chacune des fonctionnalités MES énumérées ci-dessus peut devenir une application spécifiquement conçue et développée par les personnes les plus proches des opérations.

Si vous souhaitez savoir comment le MESTulip peut vous aider à améliorer la façon dont vous gérez vos opérations, contactez un membre de notre équipe dès aujourd'hui!