facebook
Exkluzivní partner sekce
Tematické sekce
 
Branžové sekce
Přehledy
 
Tematické seriály
 

GDPR

General Data Protection Regulation zásadně mění zpracování osobních údajů a zavádí nové povinnosti...

články >>

 

Jak uřídit IT projekt a nezbláznit se

Užitečné tipy a nástroje pro řešení problémů řízení inovací a vývoje produktů...

články >>

 

Industry 4.0

Průmysl 4.0

Jaký vliv bude mít čtvrtá průmyslová revoluce na výrobu a výrobní firmy?

články >>

 

Komplexní svět eIDAS

O nařízení eIDAS již bylo mnoho řečeno i napsáno. A proto jediné, o čem...

články >>

 

Trendy v CRM

Systémy pro řízení vztahů se zákazníky (CRM) prochází v posledních letech výraznou změnou. Zatímco dříve...

články >>

 

Příručka úspěšného IT manažera

Dnes je řada IT manažerů opomíjena. Úspěšní bývají brouci Pytlíci a Ferdové...

články >>

 
Partneři webu
Navisys
IT SYSTEMS 5/2008 , Plánování a řízení výroby

Výrobní informační systémy v průmyslu

Co přináší informační systémy typu MES



IS typu MESMyšlenka využít počítačové systémy k podpoře výrobních činností je již více než třicet let stará. Objevila se už na počátku 80. let minulého století. Nejprve se pro tyto systémy používal název computer integrated manufacturing (CIM), od kterého se, s rostoucí šíří záběru těchto systémů a zahájením prodeje komerčních produktů, přešlo k označení MES (manufacturing execution systems). Tyto výrobní informační systémy, dnes již obecně označované zkratkou MES, představují speciální kategorii informačních systémů určených zejména pro výrobní podniky.


Moderní výrobní technologie dnes pracují na vysokém stupni automatizace a poskytují velmi žádanou flexibilitu při změnách produktů, materiálových vstupů nebo ve výrobních postupech. Tyto technologie umožňují vysokou kvalitu výrobků a vysokou produktivitu výroby. Jejich pořízení stojí samozřejmě nemalé prostředky. Uvážíme-li tyto vysoké pořizovací náklady, je až překvapivé, v kolika firmách jsou tyto základní výrobní prostředky na úrovni výroby řízeny bez dostatečné systémové podpory a naprosto nedostatečnými prostředky.
Obecně jsou systémy kategorie MES článkem mezi ERP (ekonomickými) informačními systémy na úrovni podniku a systémy pro automatizaci technologických procesů (výroby) na její fyzické úrovni. Na rozdíl od ERP systémů pracují s aktuálními výrobními daty v reálném čase, což jim umožňuje pružně reagovat jak na výjimečné události ve výrobě, tak i na okamžité požadavky obchodu a přizpůsobovat výrobní proces tak, aby byl co nejefektivnější.
Funkcionalita MES systémů pokrývá, dle definice organizace MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association), jedenáct základních funkčních okruhů. V tomto článku nebudeme citovat z definic, ale raději se zamyslíme nad tím, co MES systémy konkrétně přináší, nebo mohou přinášet, pro různé typy výrob.
Seznamu funkcionalit organizace MESA se přidržíme jen jako osnovy. Jednotlivé funkcionality neznamenají každá samostatný systém, ale jsou to funkce, které může MES systém poskytovat a které jsou spolu provázány. Při následné realizaci systému v konkrétních podmínkách se ale řada funkcí může navzájem překrývat, a naopak některé funkce nemusí být zahrnuty vůbec.

IS typu MES

Přidělování a stav zdrojů (resource allocation and status)

Dnešní ERP systémy většinou obsahují možnost plánovat do omezených kapacit zdrojů. Tyto kapacity se ovšem pohybují v teoretické rovině. Jejich skutečná aktuální dostupnost a kapacita se od teoretické značně liší. MES systémy většinou pracují se skutečnou a aktuálně dostupnou kapacitou zdrojů s přihlédnutím k ostatním skutečnostem ve výrobě. Zejména při operativním plánování výroby je nutné mít aktuální informace o dostupnosti a využití zdrojů.

Operativní plánování (operation/detailed scheduling)

Operativní plánování, někdy spolu s dispečerským řízením výroby, bývá srdcem MES systému, a to díky vstupu aktuálních dat z výroby o dostupnosti zdrojů a průběhu výroby. Do operativního plánování (či rozvrhování) vstupují data z nadřazeného ERP systému většinou na úrovni výrobních zakázek. Plánování, které bývá součástí MES systémů, umožňuje podrobné rozplánování na jednotlivé operace, a hlavně umožňuje operativně reagovat na situace ve výrobě.
I když se to tak z pohledu managementu výrobních firem nezdá, nejrozšířenějším nástrojem pro plánování na úrovni výroby je MS Excel. Je to s podivem, pokud si uvědomíme, jaká pozornost je u většiny firem věnována optimalizaci výroby a zvyšování její propustnosti, ale není to zcela nepochopitelné. Mnoho firem totiž narazilo na problémy při pokusech zavést plánování „shora“ z ERP systému. Vzhledem k tomu, že některé informace ERP systém nemá, může být plán z ERP systému pouze „hrubým“ plánem a precizovat přesné pořadí jednotlivých výrobních operací je nutné na základě informací o dostupnosti a aktuálním výkonu dané části výroby. Pokud se firmy pokusily použít toto „hrubé“ plánování pro plánování přímo ve výrobě, většinou se spálily a z nouze vznikl „systém Excel“. Proti flexibilitě Excelu nelze zajisté nic namítat, ovšem ta hraje roli zejména v úvodní fázi, kdy je systém vlastně tvořen, ale později pro rutinní provoz takovému systému samozřejmě mnoho vlastností chybí. Za všechny jmenujme jen dvě: například možnost kontrol vazeb při změně operativního plánu nebo schopnost rychle informovat o změně plánu všechny zúčastněné.

Dispečerské řízení výroby (dispatching production units)

Některé typy výrob jsou řízeny dispečersky, tedy centrálně, a veškerá rozhodnutí týkající se dané jednotky by tudíž měla být učiněna na základě úplných informací. V případě úplného sběru dat z výrobního procesu a možnosti jasně a rychle (nejlépe automaticky) předat příkaz ke korekci parametrů výrobního procesu je dispečerský způsob řízení jednoznačným přínosem. Na úrovni MES systému nejde o změny a sledování parametrů technologických, ale výrobních. Nic samozřejmě nebrání tomu, aby technologická a výrobní úroveň byla spojena pod kontrolou jednoho dispečinku.

Správa dokumentace (document control)

U většiny moderních systémů není problém, aby například záznam každé výrobní položky obsahoval odkaz (tzv. link) na nějaký dokument. To však zdaleka není správa dokumentace. V intencích MES systémů se také nebavíme o systémech na evidenci dokumentů (a jejich archivaci). Součástí MES systému by měla být funkcionalita, která umožní nutnou správu dokumentace. Především jde však o dostupnost dokumentace tam a tehdy, v průběhu výrobního procesu, kde je to třeba. V elektronickém průmyslu a v dalších oborech je běžné použití terminálů pro zobrazování aktuální výrobní dokumentace pro každý právě vyráběný díl. Ve výrobách, které jsou kusové, malosériové či do značné míry parametrické se bez dostupnosti dokumentace pro jednotlivé výrobky pracovníci neobejdou. Ne všude se však hodí zobrazování dokumentace přímo na displej terminálu. Jde o to zvolit správnou technologii pro daný charakter výroby.

IS typu MES

Sběr a archivace dat (data collection/acquisition)

Za sběr dat lze prohlásit i tzv. odvádění výroby probíhající jedenkrát za den, ale tento způsob nedává možnost reagovat na výkyvy v produkci. MES systém bez sběru dat je jako slepý policajt na křižovatce: může řídit, ale nevidí co.
Některé části MES systému závisí na sběru dat do té míry, že bez něj postrádají z velké části smysl. Sběr dat může být dle typu výroby různě komplikovaný a různě nákladný. U moderních automatizovaných částí výroby to bývá často jen otázka napojení. Na druhou stranu například u čistě ručních výrob bývá sběr dat nákladný, a navíc do značné míry zatížený „lidským faktorem“, ovšem i zde lze sběr dat za určitých podmínek smysluplně aplikovat.
I když se to zdá být zbytečné zdůrazňovat, je nutné data nejenom sbírat, nýbrž i interpretovat a používat. Typickou situací ve výrobách není to, že data nejsou sbírána, ale hlavně to, že data nejsou nijak využívána.

Řízení pracovních sil (labour management)

Elektronizace řízení pracovních sil končí v mnohých podnicích u elektronického systému pro sledování docházky. To je slibný počin, protože vybavení pracovníků elektronickými identifikačními prostředky (čipy v různém provedení) může být prvním krokem ke skutečnému řízení pracovních sil. Sledování, jestli někdo do práce přišel či z práce odešel, má význam spíše bezpečnostní a evidenční, pro řízení výroby jen omezený, a pokud není přímo napojen na operativní plánování, tak žádný.
Pokud je však využito elektronické identifikace pracovníků pro sledování účasti na jednotlivých operacích, lze pomocí napojení na operativní plánování a další části MES systému dosáhnout podstatného zlepšení ve využití pracovních sil.

Řízení kvality (quality management)

Některé typy výrob vyžadují velice komplikované sledování kvality a typickým úkolem pro MES systém je například zajištění odběru vzorků, evidence výsledků testů a jejich správné přiřazení apod. V takovýchto typech výrob se většinou bez podpory MES systému neobejdou, ale i u výrob, kde je kvalita hodnocena pouze „pohledově“ u každého výrobku, přináší MES systém další informace, nejen procento zmetků, na jejichž základě může být kvalita dále zvyšována, například podrobným sledováním trendů.
Systémy MES mohou také hlídat dodržování správného výrobního postupu. Zaručují, že na výrobku byly provedeny všechny operace a ve správném pořadí. Sledují, zda byly použity správné suroviny, ve správné operaci a ve správném množství a zda byly dodrženy předepsané procesní parametry.

Řízení procesu (process management)

MES iniciuje, reaguje a informuje o činnostech tak, jak se ve výrobě skutečně odehrály. Z toho vyplývá schopnost rychle reagovat na podmínky, jež ovlivňují průběh výroby, kombinovaná se zaměřením na redukci činností, které nepřinášejí žádnou hodnotu. Nasazení MES systému by mělo vést k efektivnímu výrobnímu procesu.
Na úrovni MES systému nás nezajímá tolik technologická stránka procesu jako ta výrobní. Jinak řečeno: nezajímá nás tolik, „jak“ to bude uděláno, ale „kdy, kde a čím“. Samozřejmě to nevylučuje možnost, že technologické a výrobní řídicí systémy spojíme.
Jde nám tedy o sledování a řízení výrobních procesů a všech událostí, které na ně mají vliv.
Vznik prostoje, jeho příčina a další události mohou být automaticky rozpoznány. Systém vhodně zareaguje a automaticky vyrozumí zodpovědné osoby o jeho vzniku.
Největší úskalí se zpravidla ukrývá v reakci na výjimečné situace ve výrobě. Obvykle se ve schopnosti rychlé reakce skrývají velké rezervy. S neustále rostoucím množstvím informací ve výrobním procesu stoupají nároky i na jejich vyhodnocování. Tato data se navíc v průběhu procesu velmi rychle mění, proto bývá jejich následné zpracování a vyhodnocování problémem. Zde se už lidé bez pomoci specializovaných systémů neobejdou.

IS typu MES

Řízení údržby (maintenance management)

Velice důležitým, ale také velice často zanedbávaným, podpůrným prostředkem výroby je údržba. Je často chápána jako nutné zlo: je nutné mít zařízení v pořádku, ale údržba nic nevydělává. Z důvodu snižování a přehlednosti nákladů je často údržba „outsourcována“. To ovšem řeší náklady, nikoliv optimalizaci z pohledu flexibility údržby. Pokud je však dodavatelská firma napojena přímo na výstupy z MES systému, a naopak údržbáři odvádí svou práci přímo on-line do MES systému, zvyšuje se průchodnost výroby. Řízení údržby logicky váže na dostupnost zdrojů.

Trasování a genealogie výrobků (product tracking and genealogy)

Product tracking neboli trasování výrobků, nebo také traceabilita, bývá součástí MES systémů především tam, kde to vyžaduje litera zákona nebo zákazník ( ISO apod.). Všude tam, kde je vyžadována přesná dokladovatelnost jednotlivých výrobních kroků a dlouhodobé uchovávání kompletní historie výroby jednotlivých produktů, sérií nebo šarží. Uchovávání dat a informací o historii výrobku si už dnes neumíme představit v jiné než elektronické podobě.

Analýzy výkonnosti (performance analysis)

Jak již bylo výše uvedeno, jsou informace, pro které v ERP systémech prostě není místo. Proto je nutné, aby analyzování výkonnosti probíhalo na úrovni MES systému. Ve většině MES systémů jsou alespoň základní analýzy k dispozici. U některých systémů je možnost různě analyzovat data až ohromující, někdy možná trošku na úkor praktické využitelnosti.

Závěrem

Prošli jsme se jednotlivými funkcionalitami MES systémů tak, jak je definovala organizace MESA, ale pozorný čtenář jistě pochopil, že se jedná o funkcionality, které by měly být integrovány do jednoho kompaktního systému. Nejvyšší synergie dat lze dosáhnout při integraci systémů napříč celou firmou, od úrovně automatizace technologií přes úroveň řízení výroby až k nadřazeným podnikovým informačním systémům. Výhodou tohoto přístupu je, že všichni zainteresování lidé mají správné informace pro svá rozhodnutí. Bohužel situace, kdy firma vlastní a používá různé autonomní systémy, je dost typická. Problémem současných podniků bývá postupné vršení a nedokonalé propojování systémů, které může bránit průchodnosti pro určité typy informací. Pro úspěšné pokrytí výroby je třeba definovat smysluplné rozhraní mezi nimi. To znamená, že například MES systém by neměl přebírat funkce ERP systému a naopak, pokud to není opodstatněno nějakou „zvláštností“ daného typu výroby. Každý takový „výběžek“ jednoho systému do druhého většinou zhoršuje vzájemnou komunikaci mezi systémy.
Ovšem firmy, zejména ty velké, lídři svých oborů, na integraci a doplnění těchto systémů intenzivně pracují. Někde to jde rychleji, někde pomaleji.

Michal Jäger, Lubomír Otřísal
Autoři působí ve společnosti Merz
Chcete získat časopis IT Systems s tímto a mnoha dalšími články z oblasti informačních systémů a řízení podnikové informatiky? Objednejte si předplatné nebo konkrétní vydání časopisu IT Systems z našeho archivu.

Inzerce

Spolupráce Lenovo a AMD přináší firmám EPYCká řešení pro datová centra

AMD LenovoVzájemné partnerství společností Lenovo a AMD bylo dlouhé roky orientováno především na počítače a mobilní zařízení. Nejnovější kapitola této spolupráce se však odehrává na poli datových center.