Hệ thống MES là gì? Lợi ích của nó với doanh nghiệp sản xuất

Trong thị trường ngày nay, các nhà sản xuất cần tăng cường hiệu quả sản xuất để đạt được lợi thế cạnh tranh. Để làm được điều này, doanh nghiệp cần một giải pháp giúp quản trị, quản lý hoạt động, giảm rủi ro trong sản xuất và tăng hiệu suất trong hoạt động. Và đây là lý do MES – hệ thống điều hành sản xuất trong doanh nghiệp ra đời.

Hệ thống MES là gì?

Hệ thống MES lần đầu được ra mắt với cấu trúc gồm 11 chức năng của MES bởi Hiệp hội Giải pháp Doanh nghiệp Sản xuất (MESA) vào những năm 1990. Đặc biệt, từ năm 2005 đến 2013, các phần bổ sung hoặc sửa đổi của tiêu chuẩn ANSI / ISA-95 đã tái xác định cấu trúc của MES theo hướng chi tiết và ưu việt hơn. Sau gần 30 năm được ứng dụng và phát triển vào thực tiễn, hệ thống phần mềm MES đang phát huy rất nhiều ưu điểm trong hoạt động điều hành sản xuất trong doanh nghiệp.

Về mặt kỹ thuật, hệ thống điều hành sản xuất (MES) là các giải pháp phần mềm được xây dựng để đảm bảo chất lượng và hiệu quả sản xuất và giúp các hoạt động sản xuất được thực thi một cách chủ động và có hệ thống. Hệ thống này kết nối nhiều thiết bị, máy móc, quy trình sản xuất thông qua các thiết bị đo đạc hoặc tín hiệu từ bộ điều khiển. Thông tin sản xuất được tích hợp trực tiếp với các màn hình hiển thị được bố trí ở các vị trí sản xuất và ứng dụng hoạch định nguồn lực doanh nghiệp.

MES cung cấp giải pháp giúp thay đổi cách sử dụng hệ thống cơ sở vật chất hiện có của doanh nghiệp để tạo ra sản lượng lớn hơn và giảm chi phí tối thiểu. Từ đó, doanh nghiệp có thể tối ưu không chỉ quá trình sản xuất mà cả hệ thống quy trình quản trị trong hoạt động doanh nghiệp.

MES được coi là hệ thống trung gian giữa các hệ thống giải pháp hoạch định nguồn lực doanh nghiệp ERP với các hệ thống điều khiển quy trình như hệ thống kiểm soát giám sát và thập dữ liệu SCADA ,…

Các khái niệm liên quan tới hệ thống MES

Để hiểu hơn về hệ thống, một vài khái niệm liên quan đến MES được giải thích dưới đây:

• Hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP): Các công cụ quản lý quy trình kinh doanh mạnh mẽ và chiến lược tích hợp tất cả các khía cạnh của doanh nghiệp vào một hệ thống thông tin toàn diện có thể được truy cập bởi các cá nhân trong toàn bộ tổ chức;

• MESA-11: Được thành lập vào năm 1997, mô hình này được tạo ra bởi Hiệp hội Giải pháp Doanh nghiệp Sản xuất (MESA) bao gồm 11 chức năng cốt lõi của một MES tiêu chuẩn. Chúng bao gồm:

1. Thu thập dữ liệu
2. Lên kế hoạch sản xuất
3. Quản lý nhân sự
4. Quản lý quy trình
5. Phân tích hiệu suất
6. Quản lý tài liệu
7. Quản lý tài nguyên
8. Theo dõi sản xuất
9. Truy xuất nguồn gốc
10. Kiểm soát chất lượng
11. Quản lý bảo trì

• Tiêu chuẩn ANSI / ISA-95: Được Hiệp hội tự động hóa quốc tế tạo ra cho các nhà sản xuất toàn cầu, đây là bộ hướng dẫn chuẩn để các nhà phát triển tuân theo khi tạo phần mềm tự động liên kết các hệ thống doanh nghiệp như hệ thống điều khiển SCADA và ERP;
• Hiệu quả thiết bị tổng thể (OEE): Đơn vị đo lường tổng hợp của đơn vị đánh giá mức độ hoạt động của một thiết bị so với tiềm năng đầy đủ của nó;

Đọc thêm: OEE là gì?

• Hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA): Hệ thống các phần mềm và phần cứng cho phép các nhà sản xuất duy trì hiệu quả, xử lý dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn và truyền đạt các vấn đề hệ thống để giúp giảm thời gian chết

Các lợi ích quan trọng khi ứng dụng hệ thống MES vào hoạt động sản xuất

Giấy, bảng tính, cơ sở dữ liệu độc lập, hệ thống đo lường và hệ thống SCADA không thể cung cấp dữ liệu đúng lúc để thúc đẩy doanh nghiệp sản xuất theo tốc độ và nhu cầu phát triển nền sản xuất ngày này. Trong sản xuất, MES thay thế các hệ thống riêng lẻ kể trên để kết nối liền mạch giữa các tầng dữ liệu trong doanh nghiệp, tạo ra một chuỗi dữ liệu quan trọng không bị gián đoạn trong tất cả các hoạt động sản xuất. Dưới đây là một vài lợi ích quan trọng của hệ thống MES khi được sử dụng:

1. Thu thập thông tin đúng lúc giúp đưa ra các hoạt động quản trị tức thời

• Các phân tích quan trọng trong thời gian thực, chẳng hạn như các chỉ số hiệu suất và chất lượng, được hiển thị ở định dạng đồ họa trực quan cao mô phỏng các quy trình sản xuất
• Trao quyền điều khiển công cụ cho người vận hành  để phản ứng nhanh hơn khi có vấn đề phát sinh
• Cải tiến tiêu chuẩn của máy móc, dây chuyền sản xuất, hoạt động sản xuất, nhà máy

2. Giảm chi phí vận hành

• Chi phí nhân công trực tiếp: Hệ thống điều hành sản xuất giám sát các máy móc, tiến độ công việc và thông báo cho các bộ phận vận hành khi cần thiết, do đó thời gian của người lao động được giải phóng cho các nhiệm vụ khác, tiết kiệm chi phí lao động trực tiếp
• Chi phí nhân công gián tiếp: dữ liệu vận hành được tự động thu thập từ các máy móc và thiết bị, cải thiện độ chính xác và tiết kiệm thời gian của người vận hành
• Chi phí vật liệu: Khi quy trình sản xuất được giám sát chặt chẽ sẽ giúp tối ưu hóa số lượng vật liệu được sử dụng để đáp ứng thông số kỹ thuật; song song với đó dữ liệu thời gian thực về thông số sản xuất có thể ngăn chặn tình trạng sản xuất vượt mức cho phép
• Chi phí năng lượng: giám sát liên tục việc sử dụng năng lượng của tất cả các thiết bị trong nhà máy sẽ nhanh chóng giúp xác định lỗi và tối ưu hóa việc sử dụng thiết bị. Từ đây doanh nghiệp có thể nhận biết được các thiết bị đang được sử dụng có cần nâng cấp, thay thế hay sửa chữa hay không, để đảm bảo chi phí năng lượng cho daonh nghiệp.

Đọc thêm: Nghìn lẻ một cách hạn chế chi phí trong nhà máy sản xuất thông minh

3. Điều khiển hiệu suất sản xuất

• Bảng điều khiển cho thấy hiệu suất thời gian thực của ca, dây chuyền sản xuất và nhà máy
• Thông lượng và sử dụng tài sản: các dữ liệu chính xác về thời gian chết – khi nào, ở đâu và trong bao lâu sẽ giúp cải thiện hiệu suất của máy / dây chuyền / nhà máy
• Hoạt động chuyển đổi: hệ thống MES có chức năng thông báo cho nhân viên chủ chốt khi công việc gần hoàn thành; với chức năng lập lệnh sản xuất, phần mềm MES hỗ trợ lập kế hoạch tốt hơn cũng như phản ứng nhanh với các sự kiện ngoài ý muốn như thiếu nguyên liệu hoặc hỏng thiết bị
• Chu kỳ thời gian: phần mềm MES theo dõi OEE (hiệu quả thiết bị tổng thể), cho phép nhân viên vận hành tập trung vào các hoạt động cải tiến theo chu kỳ dựa trên những thông tin chính xác

4. Cải thiện sự linh hoạt

• Giảm thời gian Triển khai sản xuất sản phẩm mới (NPI)
• Tích hợp mượt mà hơn các quy trình mới, nhà máy và nhân sự
• Tích hợp nhiều hơn với chuỗi cung ứng

5. Giúp dễ dàng theo dõi và tuân thủ các quy định

• Truy xuất nguồn gốc nguyên vật liệu và truy vết sản phẩm lỗi hỏng
• Kiểm tra chất lượng sát sao theo từng khâu sản xuất

Kết

Nếu quy trình sản xuất của doanh nghiệp đang chạy nhiều ứng dụng cũ, thì việc hợp nhất chúng trong một nền tảng số sẽ mang lại nhiều lợi ích: Kiểm soát tốt hơn, Giảm chi phí (lưu trữ, văn phòng phẩm, không gian,…). Quan trọng nhất, hệ thống MES đảm bảo sự liền mạch và liên tục của dòng chảy thông tin trong đơn vị sản xuất, giúp hoạt động thực thi diễn ra trơn tru và giảm thời gian chết.

Giống như nhạc trưởng của một dàn nhạc, hệ thống điều hành sản xuất sẽ dẫn đường trong hoạt động vận hành và sản xuất trong doanh nghiệp. Trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư, sự phát triển các hệ thống điều hành sản xuất sẽ quyết định tương lai của chính ngành sản xuất. Với sự tích hợp các công nghệ mới thực tế ảo tăng cường (AR), trí tuệ nhân tạo (AI) và máy móc thông minh, hệ thống MES sẽ cho phép các nhà sản xuất triển khai các nhà máy thông minh.