תפריט נגישות

תכונות ויכולות מערכות לניהול רצפת הייצור - MES - Manufacturing Execution Systems

גדולתה של מערכת MES הינה ביכולתה לתמוך בניהול תהליכי הייצור, ובמקביל – לאסוף, לנתח, ולהציג בזמן אמת, נתוני איכות, עקיבות, יעילות משאבים ומדדים תפעוליים הדרושים לשיפור מתמיד של תהליך הייצור.

 הדרישות ההולכות וגדלות בתחום הייצור, מאלצות חברות שונות ברחבי העולם וכן בישראל לחפש דרכים להגדלת גמישות שרשרת האספקה. הצורך לעמוד בדרישות השוק ויחד עם זאת לשפר את הרווחיות ולשפר את רמת איכות המוצר, הובילה ארגונים רבים לחפש כלי מדידה וניהול שיאפשרו ניתוח תהליך הייצור בזמן אמת ושיפור התהליך.

בעשור הקודם, מערכת ה- ERP הביאה לשינוי דרמטי בתפיסת העולם של הארגון ונתנה כלים לתכנון שרשרת האספקה ברמת הארגון. אולם, פתרון ה- ERP שנראה בשעתו כפתרון האולטימטיבי לייעול תהליכי הייצור, ניתקל בקושי אובייקטיבי הנובע מרזולוציית המידע הקיים ברצפת הייצור ומזמינות המידע בזמן אמת, שדרש פיתוח מערכת מומחה לטיפול בשכבת הביניים שבין ריצפת הייצור ומערכות ה-ERP. גורמים נוספים כגון: התחרות, זמני תפוגה קצרים יותר ותקינה, המשפיעים על כל התהליכים העסקיים כולל ניהול הייצור, הוסיפו על הצורך במערכת לקישור ריצפת הייצור לתהליך המסחרי הכולל של החברה.

 

תוכנות לניהול ובקרת רצפת ייצור - MES (Manufacturing Execution System)  ,  מאפשרות לנטר ולבקר את הפעילויות החיוניות בייצור. מערכת MES כוללת בין שאר תכונות המערכת את היכולת לבצע עקיבות אחר המוצר, עקיבות בייצור, ניהול מתכונים, מעקב אחר מלאי בתהליך והזמנות ברצפת הייצור, זימון ייצור, בקרת פגמים בזמן אמיתי וכיוצ"ב. חלק מהיתרונות בשימוש במערכות MES הנו שיפור פריון העבודה והאיכות.

 

 

גדולתה של מערכת MES הינה ביכולתה לתמוך בניהול תהליכי הייצור, ובמקביל – לאסוף, לנתח, ולהציג בזמן אמת, נתוני איכות, עקיבות, יעילות משאבים ומדדים תפעוליים הדרושים לשיפור מתמיד של תהליך  הייצור. להלן סקירה חלקית של כלים ומדדים מקובלים בתחום   ה – MES:

 

  • :SPC (Statistical Process Control) רכיב לבצוע ניתוח סטטיסטי של תהליך הייצור. המודול הסטטיסטי הנו חלק מהתפיסה של שיפור התהליך על בסיס הנתונים המצטברים במהלך הניטור ובקרה של המערכת המבוקרת בזמן אמת. ההנחה היא שגם בתנאי ייצור נורמאלים חלות סטיות מהערכים המתוכננים. שינויים אלו ניתנים למדידה וניתוח סטטיסטי ומאפשרים לזהות מתי חלים שינויים משמעותיים המשפיעים על איכות המוצר. הניתוח הסטטיסטי מאפשר למפעיל לזהות ולנקוט במהלכים לתיקון הדרוש במהלך הייצור ו/או לעצור את התהליך ולמנוע אובדן חומר כתוצאה מסטיית תקן.

 

 

  • KPI (Key performance Indicator) - אוסף מדדים לבצוע מדידה השוואתית בין ערכים. קיימים סוגים רבים של KPI הנהוגים בחברות יצרניות, לדוגמה: מספר תקלות במוצר בפועל לעומת מספר תקלות רצוי, המאפשר על סמך מדדי איכות לנתח את איכות הייצור של התהליך; כמות חזויה לייצור לעומת הייצור בפועל; כמות חומרי גלם חזויה על פי התכנון לעומת הצריכה בפועל וכיו"ב. כדי שהשימוש ב KPI יהיה יעיל, חשוב להגדיר את הפרמטרים באופן מדויק, מדיד, ריאלי, בר השגה ותחום בזמן.

 

  • Scheduling – במערכות ERP תכנון זימון הייצור מורכב מסט קשיח של פקודות, המבוסס על ערכים ידועים (כושר ייצור של המכונה, זמינות וסוג חומר הגלם וכיוצ"ב). סט פקודות הנשלח ממערכת ERP ו/או PLM, אינו לוקח בחשבון את משתני המערכת. הרצף התיאורטי של התהליך שונה באופן מהותי מזה המתקבל בתהליך הייצור האמיתי. בכדי ליצור מערכת מבצעת ותכנון זמן יעיל, הננו זקוקים לדעת את פרטי המתקן המבוקר בזמן אמת, משתני תהליכי הייצור והאילוצים המשתנים בתהליך זה. מידע זה מגיעה באמצעות מערכת ה – MES אל מערכת זימון הייצור. 


 

  • OEE (Overall Equipment Effectiveness) מדד משולב לניתוח יעילות תהליך הייצור, הכולל נתוני איכות, ביצועי משאבי הייצור וזמינותם לייצור. בעולם מקובל לציין מדד זה כמכפלה של שלושה פרמטרים: איכות, זמינות וקצב ייצור; ומדד "טוב" נחשב כנתון OEE  מעל 80%. יחד עם זאת, חברות רבות מתקשות להגיע לרמת יעילות זו ומדד ה-OEE המשוקלל הינו נמוך יותר.

 

 

יתרון נוסף של מערכות MES הוא יכולתן לנצל משאבים ומערכות קיימות על מנת לשפר את רווחיות הייצור. יתרון זה בא לידי ביטוי ביכולת מערכת ה – MES להציף מידע ייצורי ולהגישו למקבלי החלטות ברמת מנהלי הייצור. לדוגמה: בקו ייצור בעל אמצעי זיהוי למוצרים פסולים, מתבצעת בדיקה ידנית כאשר מערכת הבקרה מזהה מוצר פסול. הבדיקה משמשת לקביעה באם ניתן להשמיש את המוצר או לא. הליך זה המבוצע ע"י מערכת הבקרה לא היה נגיש בעבר לאנשי בקרת איכות ודווח במקרה הטוב ידנית. כיום נתונים אלו מוזנים אוטומטית למערכת ה MES ומשם למערכת ה-ERP וניתנים לניתוח ודיווח בזמן אמת.

 

מערכות MES מכילות מספר חבילות תוכנה המאפשרות גמישות בהתאמה לצורכי הלקוח.  הקישור לתהליכים העסקיים בארגון הנו בממשק למערכות שונות כגון:

  1. ERP - Enterprise Resources and Planning System
  2. Product Lifecycle ManagementPLM
  3. Supervisory, Control And Data acquisition SCADA
  4. Scheduling & Planning S&P

 

 

לאחר מספר שנים בהן תחום ההתממשקות בין מערכות MES לבין מערכות נוספות לא היה מגודר, בשנים האחרונות הוגדרו מספר תקנים כגון S95  (המגדיר את מבנה הנתונים בהתממשקות בין מערכת ה – ERP לבין מערכת ה- MES) ו – S88 המגדיר תקנים לניהול ייצור מנתי, והתממשקות למערכות הבקרה. 

 

מי צריך מערכת MES?

 

מנהל המפעל :

 

המידע שמקבל מנהל המפעל כיום, נאסף בחלקו באופן ידני. המידע הממוחשב מגיע ממערכות שונות כגון: מערכות SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition system), מערכות DBA, ERP, PLM וכיו"ב. ניתוח הנתונים נעשה בדיעבד ומקשה על קבלת ההחלטות ויישומן. בנוסף, מידע זה נגוע בסובייקטיביות מסוימת הנובעת מאופן הדיווח הידני. אחת הבעיות בניתוח מידע המגיע מהשטח הנו באיכות המידע המגיע מאנשי התפעול. לא אחת נוצרים כשלים ו/ או אי דיוקים בניתוח, כתוצאה ממידע חלקי / שגוי.

 

מערכת ה-MES עם קישוריות למערכת ERP מאפשר למנהל המפעל לקבל מידע עדכני ומדויק על מערך הייצור. המידע מתייחס לתהליך כולו החל מרמות מלאי של חומרי גלם, דרך ההזמנות לייצור, הזנת חומרי הגלם לתהליך, מדדי יעילות, איכות ונצילות של מערך הייצור וכלה בהוצאת הסחורה ללקוח.

 

המידע המקוון העובר ממערכת ה-ERP דרך מערכת ה-MES למערכות הבקרה ולהיפך מאפשר לייעל תהליכים ברמת המפעל ואף ברמת כלל הארגון, כגון: תהליך הזמנות חומרי הגלם בהתאם לייצור בפועל; ניתוח נצילות קווי הייצור השונים באמצעות דוחות בזמן אמיתי בכל שלב של התהליך, על מנת להחליט אילו מוצרים לייצר באילו קווי ייצור כדי להשיג תפוקות מקסימאליות, ועוד.

  

מנהלי ייצור, אבטחת איכות ותחזוקה:

 

מערכת ה – MES מאפשרת למנהלי הייצור, אבטחת איכות ותחזוקה, שליטה ובקרה טובים יותר על תהליכי הייצור: ניהול ממוחשב של תהליך הייצור, כולל הורדת פקודות אצווה ממערכת ה-MES למערכת הבקרה; בדיקה וזיהוי אוטומטיים של כניסת חומר הגלם; מעקב בזמן אמיתי אחר פעולת המערכת; התרעות על סטיית תקן לחריגים; מדדי נצילות ויעילות המאפשרים ניטור בזמן אמיתי של בעיות בקווי הייצור ועקיבות; הפקת דוחות מוצר הכוללים מדדי איכות, תפעול ויעילות.

 

מנהלי מערכות מידע:

 

בהיעדר מערכת מרכזית לניהול הייצור ואיסוף מידע מתהליך הייצור, נדרשים מנהלי מערכות מידע למלא חסך זה באינפורמציה. לא אחת, נדרשים מנהלי IT להשתמש בכלים שונים על מנת להפיק דוחות, להזין נתונים המדווחים ידנית ולפתח ולתחזק מספר מערכות משלימות למערכות הקיימות בארגון. בסיסי נתונים שונים וכלי Microsoft Office משמשים לעיתים קרובות כמענה לצרכי התפעול של אנשי הייצור. אולם שימוש במערכות MES אשר קיימות כיום כתוכנת מדף, מאפשר הפחתה משמעותית של עלויות הפיתוח והתחזוקה של אותם כלי Ad-Hoc.

 

מערכת ה-MES מאפשרת קבלת נתונים כמות שהם (As Is), בזמן אמיתי ממערך הייצור. הדבר מאפשר ניתוח מדויק של הנתונים והשוואת תהליך הייצור בפועל לעומת המתוכנן (מצוי / רצוי) . כמו כן תהליך בדיקת העלויות בפועל ( Costing) מחושב אוטומטית על בסיס המידע הכולל המגיע ממערך הייצור ומתייחס גם לתקלות, מוצרים פסולים, עודפים לא מנוצלים ועוד.

  

כותב המאמר: צחי סטרומזה – מנהל שיווק ומכירות תחום  פתרונות תוכנה

קבוצת ג'נרל מהנדסים בע"מ

ליצירת קשר: zachis@geneng.com

09-8662822

 

פרסום באתר