Manufacturing Execution System (MES) - zrób to sam

Cześć, mam na imię Adam. Od ponad 20 lat zajmuję się szeroko pojętym doskonaleniem procesów. Pracowałem (i nadal pracuję) w dużych i średnich korporacjach.

Manufacturing Execution System (MES) tłumaczy się na język polski jako System Zarządzania Produkcją. MES pozwala zbierać różne sygnały z maszyn lub linii produkcyjnych dzięki czemu można zyskać informację o czasach cyklów, jakości produktu, przestojach itd. Dane są zbierane w czasie rzeczywistym oraz są również natychmiast dostępne, by umożliwić reagowanie osobom decyzyjnym.

Bardzo zwięzły opis MES znalazłem w Wikipedii. Ja jednak znowu napiszę coś o MES ze swojej perspektywy i doświadczenia.

Jeszcze nie poznałem firmy, która nie chciałaby mieć MESa. Tak samo również nie poznałem firmy, która wydałaby dowolnie duże pieniądze, żeby mieć MES. Zawsze taka chęć zderzy się z możliwościami finansowymi, przewidywanymi korzyściami, tempem implementacji oraz skalą systemu.

W dużej korporacji byłem światkiem implementacji, która trwała 4 lata. Okres oczekiwania był bardzo długi, ale skala ogromna, gdyż docelowo MES miał połączyć wszystkie maszyny. W każdym zakładzie mogło to być conajmniej kilkadziesiąt urządzeń. Wszystkie dane były dostępne z dowolnego miejsca na świecie. Słowem dobry system za miliony dolarów. Chyba miał jeszcze jedną wadę - potrafił się trochę przymulić.

Prosty MES można mieć obecnie nawet za kilkadziesiąt tys. PLN lub nawet w abonamencie z uwzględnieniem liczby maszyn i czasu trwania abonamentu.

W firmie Macopharama zrobiliśmy MES w roku 2009 na miarę potrzeb, to znaczy nie był bardzo rozbudowany, ale obejmował kluczowe maszyny tj. napełniarki i maszyny pakujące. Nasz MES nazwałem wdzięcznie MIS - Maco Information System. Podział pracy był następujący:

Technicy znaleźli w maszynach miejsca skąd można było zbierać sygnały, przeciągnęli kable pomiędzy maszynami a głównym sterownikiem PLC systemu.
Programista PLC zaprogramował główny program do zbierania sygnałów, w tym najważniejsze było zliczanie sygnałów z przepływomierzy przez szybkie liczniki (przez 2 sek trzeba było zliczyć kilkaset impulsów). Program PLC również mógł wysłać sygnał do zaworów napełniarki, aby zablokować kolejne napełnianie przy przekroczeniu tolerancji napełniania.
Specjalista IT skonfgurował serwer WWW Apache, PHP i MySQL.
Moje zadania to:
- Stworzenie całej koncepcji MES.
- Zaprogramowanie bazy danych i zbieranie danych o napełnieniach i pakowaniu. W przypadku napełnienia był to czas napełnienia oraz liczba zliczonych impulsów z przepływomierzy, których poziom jest proporcjonalny do objętości płynu, który został wprowadzony do pojemnika. W przypadku maszyn pakujących był to tylko czas pakowania poszczególnych sztuk.
- Zaprogramowanie interfejsu użytkownika.
- Zaprogramowanie bazy parametrów produktów.
- Zaprogramowanie systemu ściągania danych ze sterownika do bazy danych.
- Zaprogramowanie różnych analiz, raportów itd.
- Określenie za pomocą regresji i ANOVA wzorów przeliczających impulsy na objętości.
- Przeszkolenie użytkowników.

Jaki był efekt działania naszego MES?

Na maszynach pakujących uzyskaliśmy poprawę OEE. Wykazałem, że spowalniając nieznacznie maszyny możemy zwiększyć liczbę zapakowanych produktów na zmianę, gdyż zmniejszyliśmy przy tym liczbę mikroprzestojów spowodowanych błędami pakowania, które były związane z pośpiechem pracowników.

Bardziej spektakularne wyniki uzyskaliśmy na napełniarkach, gdzie zrezygnowaliśmy z pracochłonnej kontroli napełnień wykonywanej off-line na rzecz ciągłej kontroli poziomu impulsów. Dodatkowo zwiększyliśmy zdolność procesu oraz MES umożliwił wykrywanie na bieżąco wadliwych przepływomierzy.

Ten prosty MES działa już od 12 lat (stan na wrzesień 2021) i na razie nie zapowiada się, żeby miał przestać działać. Mimo że nie pracuję w Macopharmie już od kilku lat, miałem przyjemność w marcu 2021 włączyć nową lini napełniarek do mojego poczciwego MESa.

Podam kilka funkcji MIS.

Wyznaczanie ustawiania przepływomierzy na podstawie cech produktów i cech napełniarek. Ustawienie zależy od objętości, średnic, długości drenów dopływowych, dodatkowo każda napełniarka wymaga indywidualnych parametrów związanych z położeniem napełniarki względem zbiornika głównego, cech przepływomierza, szybkości działania zaworów itd. Ustawienie przepływomierzy jest konieczne przed rozpoczęciem każdego lotu produkcyjnego, gdzie każdy lot to zwykle inna referencja produktu.
Przeliczenie tolerancji w gramach na tolerancję w impulasach.
Zapisywanie objętości i czasu każdego napełnienia w impulsach i gramach.
Nadzorowanie poprawności napełnień. Przekroczenie tolerancji blokuje napełniarkę w celu wyjaśnienia zdarzenia. 99,9% przypadków przekroczenia jest spowodowane błędem operatora tj. zagięcie drenu dopływowego.
Rysowanie wykresów SPC w czasie rzeczywistym.
Tworzenie raportów koniecznych do dossier produkcyjnego (wymów farmacyjny).
Szereg analiz porównawczych, raportów, wykresów róznego typu: poziom impulsów, poziom objętości, czasy cykl, średnia prędkość napełniani, wyniki zmianowe itd.
Gromadzenie danych z pomiaru off-line mas.
Moduł kalibracji napełniarek.

Nie chciałbym zdradzać tajemnic firmowych, zatem na tym poprzestanę, jeżeli chodzi o szczegóły techniczne. Moja rekomendacja odnośnie MES. Teraz na rynku można znaleźć rozwiązania MES w rozsądnej cenie i to może być najlepsze wyjście na szybkie uzyskanie efektu. Jeżeli to jednak byłoby za drogie, to wystarczy trochę umiejętności programowania, specjalista od sterowników PLC i można coś samemów zrobić. MES w Macopharmie był gotowy po kilkumiesiącach pracy 3 osób.

Moim zdaniem lepszy jest prosty MES zaimplementowany szybko, niż brak MES lub jakiś sytem, który będzie za kilka lat.

Proszę skorzystać z formularza, jeżeli masz pytania nt. MES.

Autor: Adam Cetera (LeanSigma.pl)
Data utworzenia: 2021-09-26
Data modyfikacji: 2021-09-26

Zostaw komentarz poniżej, jeżeli chciałbyś coś dodać?