MES (Manufacturing Execution System) to, w wolnym tłumaczeniu, System Realizacji Produkcji. Wykorzystując technologie informatyczne i elementy automatyki, może znacząco wpływać na efektywność firmy oraz poprawę jakości produkcji. Połączenie MES z systemami biznesowymi, np. ERP sprawia, że w istocie proces produkcyjny napędzany jest informacjami, które mogą pomóc wykonywać poszczególne operacje, inicjować pożądane procesy. Może też korzystnie wpłynąć na obszary tzw. szczupłej produkcji. Aby jednak wydobyć pełnię możliwości, z punktu widzenia efektów Lean Production, konieczne jest m.in. należyte wdrożenie.

Rośnie, ale powoli

Ocenia się, że obecnie systemów MES używa jedna trzecia przedsiębiorstw na świecie i procent ten będzie się zwiększać. Tomasz Babiarz, Ekspert w Dziale Wdrożeń, eq system, nie ma wątpliwości, że również w Polsce rynek systemów MES zdecydowanie rośnie. – Z roku na rok coraz więcej przedsiębiorstw używa tego typu rozwiązań. Natomiast zauważamy, że systemy te coraz częściej są wdrażane w oderwaniu od całościowego podejścia do sterowania produkcją. Moje obserwacje pokazują, że dużo firm produkcyjnych stara się stworzyć takie rozwiązania we własnym zakresie, w ramach wewnętrznych działów IT, a wynika to z tego, że bardzo często firmy dostarczające system MES nie znają specyfiki danego zakładu – dodaje T. Babiarz. Jego zdaniem klienci uważają, że są w stanie zbudować takie rozwiązanie własnym sumptem po niższych kosztach i z lepszym efektem. Kluczowy jest natomiast wybór odpowiedniego partnera do współpracy.

Wojciech Mazurek, Właściciel, PPHU Neuron, twierdzi, że owa jedna trzecia to szacunki, a one zazwyczaj pochodzą z ankiet, które wypełnia niewielki procent, często dużych przedsiębiorstw. – Nikt o nic nie pyta firm, które mają 10–20 maszyn – mówi W. Mazurek, pozostając jednak przekonany, że polski rynek z pewnością jest rynkiem perspektywicznym, szczególnie jeśli chodzi o małe i średnie rozwiązania. Duże systemy MES w większości są domeną zakładów produkcyjnych należących do wielkich koncernów i to ich centrale decydują, czy i jaki system wdrożyć. Choć są od tej reguły wyjątki.

Podobną opinię prezentuje Bartłomiej Lux, Prokurent w CFI Systemy Informatyczne – VENDO.ERP^®. Jako przedstawiciel producenta i dostawcy rozwiązań klasy ERP, APS, MES, uważa, że zbliżające się spowolnienie gospodarcze nawet zwiększy zainteresowanie firm narzędziami poprawiającymi efektywność działania i podejmowania decyzji. – Moment spowolnienia to w przedsiębiorstwach czas na wdrożenia nowoczesnych rozwiązań. Widzimy obecnie zwiększone zainteresowanie nimi – dodaje nasz rozmówca.

To, że potencjał wdrożeniowy na polskim rynku jest duży, podkreśla Wojciech Obst, Dyrektor Działu Produkcja, PSI Polska. Firmy coraz mocniej się informatyzują, inwestując w rozwiązania zgodne z koncepcją Przemysłu 4.0. Istnieje coraz większa potrzeba pełnej integracji z halą produkcyjną, otrzymywaniem na bieżąco informacji o statusie produkowanych zleceń oraz możliwości szybkiego reagowania na zachodzące zmiany. – Szczególnie w dzisiejszych turbulentnych czasach, kiedy podwyżki cen energii, przerwane łańcuchy dostaw czy wręcz braki surowców powodują że, musimy bardzo dynamicznie sterować zasobami produkcyjnymi, reagując na zmieniające się priorytety – konkluduje W. Obst.

Lepiej późno niż wcale

Nie jest tajemnicą, że zazwyczaj firmy decydują się na wdrożenie systemu MES wówczas, gdy zaczynają się problemy, a konkretnie, kiedy zakończą wdrożenie systemu klasy ERP. T. Babiarz (eq system) zaznacza, że wiąże się to ze schematem wdrożenia systemu ERP stosowanym przez wielu dostawców tego typu oprogramowania, czyli objęcie systemem ERP procesów związanych z obrotem towarowym i księgowością. – Uwzględnianie w systemie ERP tematów produkcyjnych i okołoprodukcyjnych ma miejsce pod sam koniec procesu wdrożeniowego. Wówczas następuje zderzenie oczekiwań klienta z rzeczywistością i okazuje się, że systemy klasy ERP w zakresie planowania, harmonogramowania i ewidencji produkcji nie spełniają oczekiwań przedsiębiorstwa produkcyjnego – dodaje nasz rozmówca, zaznaczając, że to jest właśnie ten moment, kiedy firma produkcyjna albo decyduje się na samodzielne rozwinięcie systemu ERP w zakresie ewidencji produkcji, albo szuka kolejnego systemu ERP, wierząc, że tym razem uda się objąć systemem ERP zarządzanie produkcją, albo w końcu decyduje się na dedykowane rozwiązanie z obszaru MOM (Manufacturing Operations Management), składające się z systemu klasy MES wraz z planowaniem i harmonogramowaniem produkcji w ramach systemu APS.

Jeszcze bardziej dosadnie precyzuje swe poglądy W. Mazurek (PPHU Neuron), przypominając, że stworzony przez niego system powstał w 2005 r. i był traktowany jako nikomu do niczego niepotrzebna ciekawostka. Aż do 2008 r., kiedy kryzys spowodował, że nie dało się już dłużej strat wrzucać w marże. – To przykre, ale głównym motywatorem dla tego typu systemów jest zwykły strach, strach przed konkurencją, przed spowolnieniem, przed chaosem, którego właśnie doświadczamy – mówi W. Mazurek.

B. Lux (CFI Systemy Informatyczne) zauważa, że najczęściej przyczyną jest chęć zwiększenia efektywności działań. – Klienci zadają sobie pytania: „Czy na pewno wykorzystuję możliwości obecnego parku maszynowego?”, „Czy mam kupić kolejną maszynę, a może to, co mam, jest wystarczające, lecz trzeba tym lepiej zarządzać?” – wyjaśnia nasz rozmówca.

W. Obst (PSI Polska) zaznacza, że coraz częściej właściciele firm lub osoby zarządzające podświadomie czują, że tracą pieniądze. Zdają sobie sprawę że produkcja mogłaby wytworzyć więcej w tym samym czasie. Często też zdarza się, że nie dotrzymują terminów lub mają problem z obsługą priorytetowych zleceń produkcyjnych. – Z reguły spotykamy się z sytuacją, w której firma posiada system ERP pomagający w zaplanowaniu produkcji, ale nic ponadto. Bardzo często dane technologiczne są niespójne, często brakuje czasów technologicznych lub wręcz całych marszrut. Wyzwaniem jest uporządkowanie części technologicznej systemu ERP oraz przygotowanie interfejsu pozwalającego na komunikację z MES. W przypadku takowego interfejsu konieczne jest często zaangażowanie dostawcy ERP. Ważne jest, aby rozumiał, w jaki sposób jest skonfigurowany nasz system, i posiadał zasoby niezbędne do przeprowadzenia integracji – mówi przedstawiciel PSI Polska.

Dobrze zacząć

Podobnie jak we wdrażaniu innych programów informatycznych, także w przypadku MES kluczowe jest rozpoznanie rzeczywistych potrzeb przyszłego użytkownika. W zależności od firmy, potrzeby w tym zakresie mogą być różne i cele stawiane przed tego typu projektem odmienne. – Dobrze, jeśli cele określają optymalizację i poprawę procesów wewnątrz firmy produkcyjnej, a niekoniecznie są związane ze zwiększeniem stopnia kontroli nad pracą ludzi i maszyn, gdyż wówczas pojawia się opór wewnątrz organizacji spowodowany obawami załogi przed zmianami. Jeśli wdrożenie systemu MES jest wewnętrznie źle komunikowane, personel w przedsiębiorstwie produkcyjnym, kierownicy zmianowi, brygadziści, team-leaderzy, operatorzy może się poczuć zagrożeni, uważając, że menadżerowie wyższego szczebla chcą jeszcze bardziej eksploatować istniejące zasoby – mówi T. Babiarz (eq system) i dodaje, że dobrą praktyką jest zaangażowanie w proces zmiany przedstawicieli pracowników produkcji, którzy – mając wpływ na projekt – czują się częścią przedsięwzięcia. Takie podejście pozwala też wydobyć wiedzę od praktyków o procesach, których specyfika ma wpływ na to, w jaki sposób zbierane są dane.

W. Mazurek (PPHU Neuron) zaleca, by zacząć od stworzenia prostego systemu, nawet gdyby wydawał się mało perspektywiczny. – Analizy przedwdrożeniowe, a szczególnie powoływanie zespołów do spraw, nie zastąpią samodzielnie zdobytych doświadczeń, a problemem – tak dla klienta, jak i dla dostawcy – jest to, że klient nie do końca wie, co zamawia – argumentuje W. Mazurek.

B. Lux (CFI Systemy Informatyczne) przypomina, że MES to integracja z maszynami i urządzeniami (to nie jest rozwiązanie SFC) i to jest największe wyzwanie dla dostawcy. Firmy posiadają różny park maszynowy, różne sterowniki PLC, systemy SCADA lub posiadają park maszynowy, który nie posiada automatyki. Najczęściej obydwie te sytuacje występują u klientów jednocześnie. – Zawsze zaczynamy od celów biznesowych klienta, a po ich określeniu, wspólnie z nim wykonujemy analizę, w której zawieramy koncepcję działania. Dobieramy odpowiednie urządzenia do komunikacji – opieramy się o sieć przemysłową Modbus, dostarczamy własne urządzenia, do których mamy możliwość zainstalowania różnego rodzaju potrzebnych czujników. Wszystkie elementy naszego systemu MES są oparte o IoT (Internet Reczy) i są zgodne z ideą Przemysłu 4.0 – dodaje B. Lux.

„Pudełkowe”, czy „na miarę”?

Na rynku istnieją rozwiązania „pudełkowe”, ale doświadczenia mówią, że wdrażanie ich w średnich i dużych przedsiębiorstwach nie daje oczekiwanych efektów, gdyż każda firma posiada własną specyfikę i własne cele. – Naszą zdecydowaną przewagą jest zwinność działania, dzięki zastosowanym urządzeniom IoT oraz wiedzy. Potrafimy podłączyć do systemu różnego typu maszyny i urządzenia, które niekoniecznie mają odpowiednią do tego automatykę – mówi B. Lux (CFI Systemy Informatyczne), dodając, że integrację z systemami ERP zapewnia nowoczesna architektura i technologia. Użytkownik może mieć mobilny dostęp do systemu niezależnie od zastosowania platformy operacyjnej, nie ma znaczenia, czy to jest Android, Windows czy IOS.

– Rozwiązania „pudełkowe” dla małych firm często są całkowicie wystarczające. Autorskie rozwiązanie eq system – platforma XPRIMER – bazuje na wiedzy eksperckiej zdobywanej latami, wynikającej z prowadzenia projektów optymalizacji produkcji w przedsiębiorstwach o różnej wielkości i z różnych branż. Naszą przewagą jest duża elastyczność proponowanego rozwiązania, co pozwala dostosować je do każdej organizacji. Przy czym system XPRIMER.MES, wraz z IoT i traceability, jest dla nas tylko jednym z elementów zamkniętej pętli sterowania produkcją według standardu MRP2. Współpracując z firmą produkcyjną, uzupełniamy procesy ewidencji produkcji jeszcze o dwa istotne aspekty, a mianowicie planowanie produkcji i planowanie dostępności zasobów ludzkich – informuje T. Babiarz (eq system), dostrzegając, że obecnie tzw. czynnik ludzki staje się ograniczeniem w zarządzaniu procesami produkcyjnymi, a eq system jest w stanie połączyć obszar planowania i ewidencji produkcji z planowaniem grafików pracy, uwzględniającymi nie tylko zmieniające się przepisy prawa pracy, ale także rzeczywiste zapotrzebowanie na pracowników o określonych kompetencjach.

– Nasz system Golem OEE MES jest rozwiązaniem „pudełkowym”. Udostępniamy pełną dokumentację więc każdy klient który chce i czuje się na siłach może wdrożyć system samodzielnie. Wielu naszych klientów integruje Golema z innymi systemami albo obudowuje go własnymi rozwiązaniami. Oczywiście każdy, kto woli dostać kompletny system, może skorzystać z pomocy naszych partnerów – mówi W. Mazurek (PPHU Neuron), zaznaczając jednocześnie, że w systemie Golem zrezygnowano z komunikacji ze sterownikami lub komputerami maszyn na rzecz obserwacji prostych sygnałów. Daje to, poza niskimi kosztami, pewność, że każdą maszynę podłączymy do systemu. Obserwacja sygnałów powiązana z meldunkami od operatorów daje kompletny obraz pracy maszyny, tak w czasie rzeczywistym, jak i w dowolnej perspektywie czasowej. – Poza dokumentacją, można pobrać wersję testową, co przy zakupie najmniejszego koncentratora pozwala na wszechstronne przetestowanie systemu – dodaje nasz rozmówca.

Doświadczenie PSI oraz ilość zrealizowanych procesów wdrożeniowych dla różnych branż i gałęzi przemysłu powodują, że obniżono koszty i czas wdrożenia systemu. – Nasze rozwiązanie, PSIasm, można skonfigurować praktycznie samodzielnie, posiłkując się dokumentacją, dostarczonymi tutorialami oraz ewentualną pomocą konsultacyjną – mówi W. Obst, dodając, że PSIasm to jedyna platforma zarządzania produkcją, która pozwala efektywnie planować produkcję (APS), monitorować realizację produkcji (MES) oraz kontrolować proces produkcyjny (SCADA). Poszczególne moduły mogą zostać wdrożone niezależnie.

Nie bać się technologii

Sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe, rozszerzona rzeczywistość, IoT/IIoT (Industrial Internet od Things), Digital Twins (cyfrowe bliźniaki) – to pojęcia, o których w kontekście wydajnej produkcji słyszymy coraz częściej. Mają one zresztą wpływ na funkcjonowanie MES.

W. Obst (PSI Polska) twierdzi, że inteligentne maszyny są w pewnym sensie aktorami całego procesu produkcyjnego, którzy prowadzą ciągłą interakcję z systemami, takimi jak MES, APS czy SCADA. Możliwe są dynamiczne zmiany harmonogramu produkcyjnego, bazujące na sygnałach od maszyn, komunikacja między maszynami (np. w na styku produkcji i logistyki produkcyjnej) czy też stosowanie rzeczywistości rozszerzonej jako naturalnego rozwinięcia klasycznych instrukcji stanowiskowych. – Wizja przyszłości bazująca na systemach informatycznych sterujących pracą produkcji oraz inteligentnych maszynach, komunikujących się ze sobą i realizujących procesy produkcyjne staje się rzeczywistością, a w niektórych fabrykach funkcjonuje już teraz – dodaje W. Obst.

T. Babiarz (eq system) przypomina, że wykorzystanie IoT, Machine Learning i AI w rozwoju systemów MES wpływa przede wszystkim na możliwość symulacji procesów w innych warunkach, zmieniając wybrane parametry. Duże ilości zbieranych danych poprawiają efektywność i jakość procesów, ale wymagają też przeprowadzania analiz. – Obecnie firmy zbierają więcej danych, niż są w stanie przetworzyć i przenalizować, więc z większością danych nic się nie dzieje. Obszar związany ze sztuczną inteligencją, uczeniem maszynowym i Digital Twins w przyszłości usprawni procesy podejmowania decyzji oraz predykcję, czyli wczesne wykrywanie ewentualnych nieprawidłowości lub elementów wadliwych. Widzę jednak, że jest to element, który w Polsce jeszcze kuleje i choć z punktu widzenia wizji Przemysłu 4.0 bardzo cenny, ciągle jest niewykorzystywany – dodaje T. Babiarz.

W. Mazurek (PPHU Neuron) jest nieco sceptyczny, mówiąc, że technologie obiecują nam wprawdzie wiele, ale na razie należy zachować powściągliwość. – Weźmy tak bliskie mi utrzymanie ruchu. Sprzedaje się taką oto narrację, że dzięki IoT, AI i Big Data możliwa jest predykcja, która pozwoli wcześnie wykrywać albo wręcz przewidywać awarie. To prawda, ale nie dodaje się, że tyczy się to tylko niektórych rodzajów urządzeń i tylko niektórych rodzajów awarii. Niestety, już pojawiają się menadżerowie, którzy zdają się wierzyć, że predykcja pozwoli im ograniczyć wielkość działów UR – konkluduje szef PPHU Neuron.

Co do tego, że sztuczna inteligencja, maszynowe uczenie, rozszerzona rzeczywistość stwarzają nowe możliwości rozwoju dla dostawców, a zastosowanie urządzeń IoT w rozwiązaniach MES spowodowało, że wdrożenie jest po prostu szybsze i prostsze, nie ma wątpliwości B. Lux (CFI Systemy Informatyczne). – Nie potrzebujemy ingerować w infrastrukturę hali produkcyjnej. Urządzenia nie potrzebują też dodatkowego okablowania, ponieważ wykorzystują inne protokoły do przesyłania danych z urządzeń. AI, ML można wykorzystać na różne sposoby. W naszym rozwiązaniu opracowaliśmy model, dzięki któremu zwiększamy efektywność naszego systemu MES. Dzięki zastosowanej predykcji eliminujemy potencjalne braki i straty – dodaje nasz rozmówca.

Michał Jurczak

Ten i inne artykuły znajdziecie w czasopiśmie Kaizen – dostępnym w naszym sklepie