1. Bối cảnh cần có MES?
Thứ 1_ Với nguồn cơ sở dữ liệu rất lớn, có từ việc thu thập tự động hay từ mọi báo cáo của CBNV trong DN theo thời gian thực, thông qua công nghệ CN 4.0 (hay các thiết bị IioT)…
- Nhu cầu về một Hệ thống giúp tích hợp các quá trình: Thu thập, phân tích - tổng hợp và lưu trữ thông tin để hỗ trợ: Truy xuất nguồn gốc, ra các báo cáo quản trị, giúp người quản lý ra quyết định điều hành đúng, kịp thời và phù hợp Doanh nghiệp, trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.
Thứ 2_ Hệ thống Điều hành Sản xuất (MES) còn giúp tích hợp và kết nối liền mạch hơn, giữa hệ thống quản trị nguồn lực doanh nghiệp cấp cao (ERP, hiện chúng vẫn thiếu dữ liệu thu thập để real time), với hệ máy để thực thi các quy trình công nghệ, các thiết bị kiểm soát SX bên dưới.
Ví dụ: Rất nhiều các DN đã có ERP hàng chục năm, hiện đội ngũ IT phải bổ sung hệ thống MES, giúp vá chữa phần còn thiếu, đó chính là taọ kết nối giữa ERP và hệ thống cấp thấp bên dưới.
2. Hệ thống điều hành sản xuất (MES) là gì?
MES là phần mềm hỗ trợ ra quyết định cho quản lý thực thi SX, sau phân tích và giám sát, nhờ kết nối sâu với các thiết bị IIoT bố trí trong các công đoạn SX.
Hệ thống này còn đóng vai trò trung gian kết nối giữa hoạt động sản xuất với hoạch định nguồn lực DN (ERP), đồng thời, cũng hỗ trợ đắc lực cho việc phân tích và đánh giá các mục tiêu cấp doanh nghiệp, bởi MES tạo luồng thông tin minh bạch, dữ liệu chuẩn xác và khách quan.
Mục tiêu chính của MES là cải thiện hiệu quả vận hành, năng suất SX, bởi MES là hệ thống kiểm soát và kích hoạt phản ứng nhanh để xử lý các tình huống sau mỗi phát hiện bất thường theo thời gian thực.
MES cũng giúp các Phòng ban chức năng nâng hiệu suất và tăng tính kết nối hướng đến mục tiêu và kết quả cao hơn, bằng cách cung cấp, liên kết và kế thừa các dữ liệu dùng chung, từ khâu tiếp nhận đơn hàng, kế hoạch hóa các nguồn lực DN (ERP), đến dữ liệu báo cáo hay chỉ thị & phân việc khi vận hành máy trong SX.
3. Hệ thống Điều hành Sản xuất (MES) hoạt động như thế nào?
MES là một nền tảng thu thập, phân tích và quản lý dữ liệu, hoạt động dựa trên giao tiếp liên tục theo thời gian thực của các thiết bị từ công nghệ cách mạng công nghiệp 4.0 và IIoT
- Cảm biến công nghiệp và phần mềm điều khiển (SCADA, DCS…)
- Cơ sở hạ tầng truyền thông
- Thiết bị được kết nối thông minh (PLC)
- Các công cụ khác (QR code, thu phát hình, tiếng) và phần mềm phân tích
- Lưu trữ đám mây
- Và nhiều hơn nữa, tùy thuộc vào nhu cầu của tổ chức.
MES cần có sự giao tiếp với một loạt các thiết bị, ngôn ngữ phần mềm, tiêu chuẩn truyền thông và các yếu tố khác; Đây chính là tổ hợp phức tạp của MES.
Với khả năng giao tiếp này, hệ thống MES cho phép các nhà quản lý và người vận hành dễ dàng nhìn thấy bức tranh toàn cảnh về trạng thái và hiệu suất hoạt động của thiết bị (OEE), năng suất SX và giúp ra quyết định điều hành, xử lý vấn đề hiệu quả, kịp thời hơn.
4. Hệ thống phân cấp của kiến trúc MES
Kiến trúc MES dựa trên hệ thống phân cấp hoạt động nhiều cấp độ, theo định nghĩa của tiêu chuẩn ANSI/ ISA-95. Nguyên tắc phân cấp dựa trên các ứng dụng và mục tiêu của mỗi chức năng hoạt động trong Doanh nghiệp.
Hệ thống phân cấp như sau:
Cấp độ 4: Lập kế hoạch kinh doanh và chuẩn bị, khai thác các nguồn lực DN (ERP)
Cấp độ này liên quan đến việc lập các kế hoạch như: KH vật tư nguyên liệu và mua hàng, KH sản xuất (theo đơn hàng, tồn kho theo dự báo); Tiến độ thực hiện SX; Kế hoạch đảm bảo chất lượng...
Ở cấp độ này, các mục tiêu dài hạn cũng được quan tâm xét tới và dữ liệu này, sẽ được tổng hợp để chuyển đổi thành các yêu cầu về nguồn lực (5M: Vật tư, Nhân lực, Máy móc, Quy trình, Tài chính) dự kiến cần cho tháng, quý, các năm tiếp theo.
Cấp độ 3: Quản lý vận hành SX (MES)
Đây là cấp độ hiện thực hóa quản trị và minh chứng lợi ích lớn nhất của phần mềm MES.
Đây là cấp độ mà MES chủ động phân tích và so sánh dữ liệu thu thập từ mọi quá trình tương tác với SX, với các mục tiêu hoạt động, để từ đó, cung cấp cơ hội (các tín hiệu, cảnh báo…) cho các phản ứng và hành động KP- PN kịp thời và theo thời gian thực để tối đa hóa hiệu quả.
Cấp độ này cũng thể hiện sức mạnh công nghệ trong MES, qua lưu vết (truy xuất nguồn gốc) và hỗ trợ rất mạnh trong phân tích dài hạn các quy trình và dữ liệu kết quả quá khứ để lại, trong mọi góc độ (từ kinh doanh kéo đơn hàng, đến từng góc nhỏ của công đoạn SX)
Cấp độ 2: Kiểm soát sản xuất (mức 2)
Kết hợp với các thiết bị Cấp độ 1, cấp độ này liên quan đến việc giám sát cấp cao, đầu vào tự động hóa và các hành động phân tích sau giám sát đã được phần mềm hóa như: PLC, DCS, SCADA, giao diện HMI (màn cảm ứng để thao tác với máy/ PLC/ phần mềm).
Cấp độ 1: Kiểm soát sản xuất (mức 1)
Cấp độ này liên quan đến các cảm biến đặt tại các vị trí SX (rơ le, cảm biến, van, công tắc báo cáo, thiết bị Andon…) và các quy trình hỗ trợ giám sát (SOP), đồng thời cung cấp dữ liệu cơ sở cho tất cả các cấp thượng nguồn.
Cấp độ 0: Máy và thực thi Sản xuất
"Cấp độ 0" cũng là một phần của MES trong các tiêu chuẩn công nghiệp sản xuất, thực thi bởi quy trình công nghệ, HD sản xuất (SOP).
5. Lợi ích của Hệ thống Điều hành Sản xuất MES
MES mang lại nhiều lợi ích:
- Nâng cao hiệu quả: Với khả năng bao quát toàn diện và theo thời gian thực trong các hoạt động, quy trình SX, kiểm soát tồn kho và định mức sử dụng…, MES có thể đảm bảo rằng quy trình và tài nguyên (nguồn lực DN) đang được sử dụng hiệu quả nhất có thể.
- Giảm thời gian ngừng hoạt động: MES có thể kích hoạt và hỗ trợ giám sát KH bảo trì dựa theo các điều kiện/ tiêu chuẩn quy định bảo trì trong DN, nhờ sức mạnh xử lý tự động lượng lớn dữ liệu à Giảm hoặc loại bỏ thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch hay tốn kém tài chính để khắc phục khi hỏng hóc lớn xảy ra.
- Giảm lãng phí và giảm xung đột nội bộ: Cung cấp sự minh bạch trong sử dụng nguyên vật liệu và tăng cường kiểm soát các quy trình sản xuất/ kho/ mua hàng…, hệ thống MES làm giảm các chi phí phát sinh do thừa thiếu, chậm muộn, sai sót. Đặc biệt, giúp minh bạch thông tin nội bộ, giảm đáng kể xung đột phòng ban, do đổ lỗi, hiểu nhầm hoặc sếp ra quyết định sai do thông tin sai lệch…
- Tích hợp hệ thống: MES hoạt động như một trung gian giữa truyền dữ liệu từ cấp độ SX/ máy vận hành với cấp độ cao hơn là đáp ứng mục tiêu, yêu cầu Doanh nghiệp.
Với phạm vi hệ thống phần cứng, mềm và tiêu chuẩn truyền thông rất đa dạng, MES phải có khả năng thích ứng, tuân thủ và xử lý được đồng thời nhiều tiêu chuẩn
và phương pháp hiện hành.
6. Tiêu chuẩn MES
- Tiêu chuẩn giao tiếp, có thể bao gồm: OPC-UA; OPC-DA; SECS/ GEM và IPC-CFX
- Đối với IIoT, nó bao gồm: BLE và MQTT, BatchML, PackML, MIMOSA, REST, B2MML, ODBC,...
Hệ thống điều hành sản xuất MES tạo ra một xương sống quan trọng trong kết nối và triển khai công nghệ công nghiệp 4.0, trong ứng dụng ERP, liên kết cấp thấp SX, từ đó, các Doanh nghiệp SX sẽ tối đa hóa được hiệu quả cơ sở hạ tầng và giải pháp công nghệ.
Nếu bạn cần trao đổi với chúng tôi về các yêu cầu tư vấn, vui lòng liên hệ với KAIZENGO theo Hotline: 0919.150.276
