Qu’est-ce qu’un Manufacturing Execution System (MES) ?

Un MES est un logiciel utilisé dans le secteur de la fabrication pour surveiller et contrôler les processus de production dans l’atelier. Dans la gestion des opérations de production, les MES servent de passerelle entre les systèmes de planification et de contrôle d’une entreprise, tels qu’un système de planification des ressources de l’entreprise (ERP), et les opérations de production proprement dites.

L’objectif principal d’un MES est de suivre et de documenter la transformation des matières premières en produits finis en temps réel. Il capture les données provenant de diverses sources, notamment des machines, des capteurs et des opérateurs, afin de fournir des informations précises et actualisées sur l’état des activités de production.

Les MES offrent une visibilité et un contrôle en temps réel des processus de production, ce qui permet aux parties prenantes de surveiller les opérations, d’identifier les goulots d’étranglement, de réduire au minimum les temps d’arrêt et de prendre rapidement des décisions éclairées. En facilitant l’optimisation de la planification et du calendrier de production, les MES permettent d’assurer une affectation efficace des ressources, d’équilibrer les workloads et de respecter les délais de livraison, ce qui se traduit par une plus grande rentabilité.

Ils jouent également un rôle critique dans l’assurance qualité et la conformité en appliquant les procédures de contrôle qualité, en surveillant les indicateurs et en capturant des données en temps réel. Grâce à leur capacité de gestion des niveaux de stocks, de suivi des mouvements de matériel et de garantie de la disponibilité des matériaux en temps voulu, les MES optimisent la gestion des stocks et minimisent les retards de production.

En outre, ils permettent de prendre des décisions fondées sur les données en fournissant des données de production complètes et précises, permettant ainsi aux entreprises d’améliorer continuellement leurs processus et d’optimiser l’utilisation de leurs ressources. Les MES peuvent aider les décideurs à vérifier l’efficacité globale des équipements (OEE), un indicateur général utilisé pour contrôler l’efficacité de la fabrication.

En rationalisant les workflows, en automatisant les tâches et en fournissant un retour d’information en temps réel, les MES améliorent l’efficacité et la productivité de l’usine. De plus, ces systèmes de gestion permettent la traçabilité et la généalogie, essentielles pour les secteurs soumis à des réglementations strictes, en suivant le mouvement des matériaux et des processus tout au long du cycle de production intelligente.

Un logiciel MES capture des données en temps réel à partir de diverses sources dans l’atelier et exploite ces informations pour surveiller et contrôler les opérations de fabrication. Voici un aperçu général du processus :

Collecte de données : le système collecte des données provenant de sources multiples, notamment des machines, des capteurs, des opérateurs et d’autres systèmes d’information tels que les systèmes ERP ou les systèmes de gestion du cycle de vie des produits (PLM). Ces données peuvent inclure les taux de production, l’état des machines, les niveaux de stock, les mesures de qualité et plus encore.

Intégration des données : les données collectées sont traitées et intégrées dans le MES, permettant ainsi d’obtenir une vue d’ensemble de l’environnement de production. Cette intégration contribue à garantir que le MES dispose d’informations précises et à jour.

Calendrier de production : selon les ordres de production reçus des systèmes de planification de niveau supérieur, le MES génère un calendrier de production. Ce calendrier tient compte de facteurs tels que la priorité des commandes, les ressources disponibles, la capacité des machines et la disponibilité de la main-d’œuvre.

Gestion des bons de fabrication : le système attribue les bons de fabrication aux opérateurs ou aux postes de travail en fonction du calendrier. Il fournit aux opérateurs des instructions, des précisions et la documentation nécessaire pour les aider à accomplir leurs tâches. Il suit la progression de chaque bon de fabrication et met à jour l’état d’avancement des travaux en temps réel.

Intégration des machines et des équipements : le système communique avec les machines et les équipements de l’atelier afin de surveiller leur état, de collecter des données de production et d’échanger des informations. Cette intégration peut être réalisée par divers moyens tels que des capteurs de machine, des interfaces d’automate programmable industriel ou des protocoles de communication tels qu’OLE (Object Linking and Embedding) pour le contrôle des processus (OPC).

Gestion de la qualité : les données relatives à la qualité sont collectées au cours de la production, telles que les mesures, les inspections et les résultats des tests. Elles permettent d’appliquer les procédures de contrôle de la qualité, de déclencher des alertes ou des notifications en cas de problèmes de qualité et d’enregistrer les informations relatives à la qualité à des fins d’analyse et de traçabilité.

Gestion des matériaux et des stocks : le MES suit le mouvement des matériaux et des composants tout au long du processus de production. Il surveille les niveaux de stock, lance des demandes de matériel ou des réapprovisionnements et contribue à veiller à ce que les bons matériaux soient disponibles en temps voulu et dans les quantités adaptées.

Analyse des données et production de rapports : les données collectées sont analysées pour fournir des informations en temps réel et des indicateurs de performance. Il génère des rapports, des tableaux de bord et des visualisations qui aident la direction et les opérateurs à prendre des décisions éclairées et à identifier les domaines à améliorer.

Intégration avec des systèmes de niveau supérieur : le système communique avec d’autres systèmes tels que les systèmes ERP, PLM ou de gestion de la chaîne d’approvisionnement (SCM). Cette intégration permet l’échange de données, la synchronisation des informations et l’alignement des processus de fabrication sur les opérations globales de l’entreprise.

Les solutions MES peuvent être mises en œuvre et adaptées pour répondre aux exigences spécifiques des différents secteurs. Si les caractéristiques de base d’un MES restent cohérentes d’un secteur à l’autre, la manière dont elles sont appliquées et les fonctionnalités spécifiques peuvent varier. Voici quelques exemples de la manière dont les MES fonctionnent dans différents secteurs d’activité :

L’implémentation et l’exploitation d’un MES peuvent présenter certains risques et défis. Voici quelques exemples courants :

Implémentation complexe : l’achat et la mise en œuvre d’un MES peuvent être complexes et chronophages. Elles nécessitent une planification importante, une configuration, une intégration avec les systèmes existants et une personnalisation pour s’aligner sur les processus de fabrication spécifiques.

La complexité de la mise en œuvre peut engendrer des retards, des dépassements de budget et des perturbations potentielles au cours de la phase de transition. La Manufacturing Enterprise Solutions Association (MESA) est une communauté mondiale à but non lucratif qui a pour mission d’aider les entreprises membres à mettre en œuvre et à appliquer efficacement les MES et les méthodologies connexes.

Intégration de données : l’intégration d’un MES avec d’autres systèmes tels que l’ERP, le PLM ou le SCM peut s’avérer complexe. Veiller à l’échange et à la synchronisation transparents des données entre les différents systèmes peut nécessiter des efforts considérables de personnalisation, de mappage des données et d’intégration. Les incohérences ou erreurs de données pendant l’intégration peuvent entraîner des informations inexactes et entraver la prise de décision efficace.

Gestion des changements : la mise en œuvre d’un MES dématérialisé implique souvent des changements dans les processus métier, les workflows et les rôles au sein de l’organisation. Les employés ou les parties prenantes réfractaires au changement peuvent constituer un obstacle et nuire à l’adoption du système par les utilisateurs. Il est essentiel de mettre en place les bonnes stratégies de gestion du changement, y compris la formation et la communication, pour surmonter la résistance et assurer une transition et une acceptation fluides du MES.

Sécurité des données : les MES traitent d’importants volumes de données de production sensibles, y compris la propriété intellectuelle, les paramètres de processus et les informations relatives à la qualité. Il est donc primordial d’assurer la sécurité des données et de les protéger contre les accès non autorisés ou les cybermenaces. Des mesures de sécurité robustes, telles que le chiffrement des données, le contrôle des accès utilisateur et la protection du réseau, doivent être mises en place pour atténuer les risques.

Il est important de garder ces questions en tête lorsque vous planifiez la mise en œuvre d’un MES. N’oubliez pas que toutes les transformations impliquent de tels défis, et que l’absence d’un MES peut conduire à des inefficacités, à des baisses de productivité et à une diminution de la compétitivité. Avec la bonne approche, tous ces défis peuvent être relevés.

Ces dernières années, plusieurs tendances de transformation numérique ont façonné l’évolution des MES.

MES sur le cloud : le cloud computing a gagné du terrain dans le secteur de la fabrication, et les logiciels MES sont de plus en plus souvent proposés sous la forme de solutions basées sur le cloud. Les MES basés sur le cloud offrent des avantages tels que l’évolutivité, la flexibilité, la réduction des coûts d’infrastructure et un accès plus facile aux données à partir de plusieurs emplacements. Ils permettent également d’intégrer d’autres applications basées sur le cloud et de collaborer en temps réel en toute simplicité.

Intégration de l’IIoT : l’intégration des MES à l’Internet industriel des objets (IIoT) est une tendance forte. Les MES exploitent les technologies IIoT pour collecter en temps réel des données provenant de capteurs, de machines et d’appareils connectés. Cette intégration permet de gagner en visibilité, d’améliorer l’analyse prédictive, la surveillance à distance et l’optimisation des processus de fabrication.

Analyse du big data : les MES exploitent les capacités d’analyse du big data pour traiter et analyser les importantes quantités de données générées par les opérations de fabrication. Des algorithmes d’analyse avancés et des techniques de machine learning sont appliqués pour identifier des modèles, des corrélations et des informations exploitables. Cela permet d’aider à optimiser la production, à améliorer la qualité et à mettre en place une maintenance prédictive.

Applications mobiles : les applications mobiles sont de plus en plus intégrées aux MES afin de permettre un accès en temps réel aux données et aux fonctionnalités à partir de smartphones et de tablettes. Les opérateurs, les superviseurs et les directeurs peuvent surveiller et contrôler les processus de fabrication, consulter les tableaux de bord de production et recevoir des notifications sur leurs appareils mobiles. Les applications mobiles MES améliorent l’agilité opérationnelle et permettent de prendre des décisions en cours de route.

Intégration avec les systèmes de chaîne d’approvisionnement : les MES étendent leurs capacités d’intégration pour se connecter aux systèmes de la chaîne d’approvisionnement. Cette intégration permet un flux d’informations transparent entre les systèmes MES, ERP et SCM, améliorant ainsi la visibilité de la chaîne d’approvisionnement, la planification de la demande et la synchronisation. Elle facilite la collaboration avec les fournisseurs, les clients et les partenaires logistiques.

IA et machine learning : les technologies d’IA et de machine learning sont utilisées dans les MES pour automatiser la prise de décision, optimiser les processus et activer les capacités prédictives. Les algorithmes d’IA peuvent analyser les données historiques, identifier les anomalies, prévoir les résultats de production et recommander des améliorations des processus. Cette tendance permet aux MES de fournir des informations pertinentes en temps réel et de soutenir la prise de décision fondée sur les données.

Interfaces utilisateur et visualisation améliorées : les MES se concentrent sur la fourniture d’interfaces utilisateur intuitives et de capacités de visualisation avancées. Les tableaux de bord interactifs, la visualisation 3D, la réalité augmentée et la réalité virtuelle sont intégrés pour améliorer l’expérience utilisateur et permettre une meilleure compréhension des données de production. Les opérateurs et les directeurs peuvent ainsi identifier rapidement les tendances, les anomalies et les domaines à améliorer.

Fonctionnalités de conformité et de respect des réglementations : les réglementations étant de plus en plus strictes dans divers secteurs, les MES intègrent des fonctionnalités plus robustes en matière de conformité et de réglementation. Il s’agit notamment de fonctionnalités d’enregistrement électronique, de pistes d’audit, de gestion de la documentation et de respect des normes et réglementations spécifiques au secteur. Les MES jouent un rôle crucial en garantissant la conformité avec des réglementations telles que les exigences de la FDA dans la fabrication de produits pharmaceutiques et d’appareils médicaux.

Ces tendances reflètent l’importance accordée par l’industrie aux technologies avancées, à la connectivité et à l’analyse des données pour améliorer l’efficacité, l’agilité et la prise de décision dans les opérations de fabrication. La mise en œuvre de ces tendances dans les MES peut donner aux fabricants un avantage concurrentiel.