製造実行システム(MES)は、製造現場で生産プロセスを監視・制御するために使用されるソフトウェア・ベースのソリューションです。
MESは、製造現場での生産プロセスを監視および制御するために使用されるソフトウェア・ベースのソリューションです。製造業オペレーション管理では、MESは、エンタープライズ・リソース・プランニング(ERP)システムなどの企業の計画および制御システムと、実際の製造オペレーションの間のブリッジとして機能します。
MESの主な目的は、原材料から最終製品への変化をリアルタイムで追跡し、文書化することです。機械、センサー、演算子などのさまざまなソースからデータを収集し、生産活動のステータスに関する正確な最新情報を提供します。
MESは生産プロセスのリアルタイムの可視性と制御を提供し、ステークホルダーがオペレーションをモニターし、ボトルネックを特定し、ダウンタイムを最小限に抑え、情報に基づいた迅速な意思決定を行うことを可能にします。MESシステムは、最適化された生産計画とスケジューリングを容易にすることで、効率的なリソースの割り当て、作業負荷のバランス、時間通りの納品を保証し、収益性の向上につながります。
また、品質管理手順の実施、指標のモニター、リアルタイムのデータ取得をすることにより、品質保証とコンプライアンスにおいて重要な役割を果たします。MESシステムは、在庫レベルを管理し、材料の移動を追跡し、材料をタイムリーに入手できるようにする機能により、在庫管理を最適化し、生産の遅延を最小限に抑えます。
さらに、MESシステムは、包括的で正確な生産データを提供することでデータドリブンな意思決定を可能にし、組織がプロセスを継続的に改善し、リソース利用を最適化できるようにします。MESシステムは、意思決定者が製造効率を監視するために使用される広範な指標である設備総合効率(OEE)を確認するのに役立ちます。
MESシステムは、ワークフローを合理化し、タスクを自動化し、リアルタイムのフィードバックを提供することで、工場現場の効率と生産性を向上させます。さらに、これらの管理システムは、スマートな製造ライフサイクル全体を通じて、材料とプロセスの移動を追跡することにより、厳格な規制のある業界にとって重要なトレーサビリティと系図を可能にします。
MESソフトウェア・システムは、工場現場のさまざまなソースからリアルタイムのデータを取得し、その情報を使用して製造作業をモニターおよびコントロールします。プロセスの概要は次のとおりです。
データ収集: システムは、機械、センサー、オペレーター、ERP システムや製品ライフサイクル管理 (PLM) システムなどの他の情報システムを含む複数のソースからデータを収集します。 このデータには、生産率、機械のステータス、在庫レベル、品質測定などが含まれます。
データ統合: 収集されたデータは MES システム内で処理および統合され、製造環境の包括的なビューが作成されます。 この統合により、MES が正確かつ最新の情報を使用できるようになります。
生産スケジューリング: 上位計画システムから受け取った生産オーダーに基づいて、MES は生産スケジュールを生成します。 このスケジュールでは、注文の優先順位、利用可能なリソース、機械の能力、労働力の空き状況などの要素が考慮されます。
作業指示管理: システムは、スケジュールに基づいて作業指示をオペレータまたはワークステーションに割り当てます。 オペレーターがタスクを実行するのに役立つ指示、仕様、および必要な文書を提供します。システムは各作業指示の進行状況を追跡し、進行中の作業ステータスをリアルタイムで更新します。
機械と装置の統合: システムは製造現場の機械や装置とインターフェースし、それらの状態を監視し、生産データを収集し、情報を交換します。 この統合は、マシン センサー、プログラマブル ロジック コントローラー (PLC) インターフェイス、プロセス制御 (OPC) 用の OLE (オブジェクト リンクおよび埋め込み) などの通信プロトコルなど、さまざまな手段を通じて実現できます。
品質管理: 測定、検査、テスト結果などの品質データは、生産中に収集されます。 品質管理手順を強制し、品質問題に関するアラートや通知をトリガーし、分析とトレーサビリティのために品質関連情報を記録します。
材料と在庫の管理: MES は、生産プロセス全体を通じて材料とコンポーネントの移動を追跡します。 在庫レベルを監視し、資材の要求や補充を開始し、適切な資材が適切なタイミングで適切な量で利用可能になるように支援します。
データ分析とレポート作成: 収集されたデータは分析されて、リアルタイムの洞察とパフォーマンス指標が提供されます。 管理者やオペレーターが情報に基づいた意思決定を行い、改善すべき領域を特定するのに役立つレポート、ダッシュボード、および視覚化を生成します。
上位システムとの統合: システムは、ERP、PLM、サプライ チェーン管理 (SCM) システムなどの他のシステムと連携します。この統合により、データの交換、情報の同期、製造プロセスと業務全体の調整が可能になります。
MESソリューションは、さまざまな業界の特定の要件に合わせて、実装およびカスタマイズできます。MESのコア機能は業界を問わず一貫していますが、その適用方法や具体的な機能は異なる場合があります。MESがさまざまな業界でどのように機能するかの例をいくつか示します。
自動車製造において、MESは複雑なアセンブリー・ラインを調整する上で重要な役割を果たします。組立ライン上の車両の進捗状況を追跡し、コンポーネントの可用性を監視し、さまざまなワークステーション間で操作を同期します。
自動車業界のMESは、多くの場合、品質管理の確保を支援し、リコールの管理、業界標準への準拠の維持に重点を置いています。
製薬業界のMESは、厳格な規制遵守を強制し、製品の保全性を保証するように設計されています。バッチ追跡、系統図、適正製造基準(GMP)の順守など、製造プロセス全体を追跡および文書化します。
この業界のMESは、バッチ管理、レシピ管理、電子バッチ記録、リアルタイム品質管理を重視しています。
食品および飲料業界では、MESは複雑なレシピ管理、配合、食品安全規制の遵守を管理するのに役立ちます。
MESは、原材料を追跡し、レシピを管理し、生産率を監視し、品質管理手順を実施します。この業界のMESには、ロットの追跡可能性、アレルゲン管理、業界固有の規格への準拠を管理するための機能が含まれる場合もあります。
エレクトロニクス業界のMESシステムは、電子部品やデバイスの製造に関わる複雑なプロセスの管理に重点を置いています。
これらは部品表(BOM)管理を処理し、正確なコンポーネント追跡をの確保を支援し、機器のパフォーマンスを監視し、生産プロセスのリアルタイムの可視性を提供します。この業界のMESシステムは、ピック・アンド・プレース機械や自動試験システムなどの機器と統合されることがよくあります。
航空宇宙および防衛の製造において、MESシステムは厳しい規制への準拠を確保し、複雑な組み立てプロセスを管理し、高レベルの品質管理を維持するのに役立ちます。
これらは、部品の移動を追跡し、航空機や防衛システムの組み立ての作業指示を管理し、業界標準への準拠を監視し、テストおよび検査プロセスの文書化を容易にします。
消費財業界のMESシステムは、加工食品、飲料、パーソナルケア製品、家庭用品などの急速に変化する消費財(FMCG)の生産管理を支援します。
生産効率の最適化、包装のバリエーションの管理、複数の生産ラインの調整に重点を置いています。この業界のMESシステムは、多くの場合、包装機器と統合されており、生産率、品質パラメータ、在庫レベルに関するリアルタイムのデータを提供します。
MESシステムの導入と運用には、特定のリスクと課題が伴う可能性があります。ここでは一般的なものをいくつかご紹介します:
実装が複雑:MESシステムの調達と実装は複雑で時間がかかる場合があります。特定の製造プロセスに合わせて、大規模な計画、構成、既存システムとの統合、およびカスタマイズが必要です。
実装の複雑さにより、移行フェーズで遅延、予算超過、混乱が生じる可能性があります。米国のMES推進団体製造であるManufacturing Enterprise Solutions Association(MESA)は、メンバー企業がMESシステムと関連方法論を正常に実装および適用できるよう支援することを目的とした、世界的な非営利コミュニティーです。
データ統合:MESシステムをERP、PLM、SCMなどの他のシステムと統合することは困難な場合があります。異なるシステム間でシームレスなデータ交換と同期確保を支援するには、大規模なカスタマイズ、データ・マッピング、統合の取り組みが必要になる場合があります。統合中にデータの不整合やエラーが発生すると、情報が不正確になり、効果的な意思決定が妨げられる可能性があります。
変更管理:ペーパーレスなMESシステムの実装には、組織内のビジネス・プロセス、ワークフロー、役割の変更が伴うことがよくあります。従業員や関係者が変化に抵抗すると、課題が生じ、ユーザーの導入に影響を与える可能性があります。トレーニングやコミュニケーションを含む適切な変更管理戦略は、抵抗を克服し、MESシステムのスムーズな移行と受け入れを確実にするために不可欠です。
データ・セキュリティー:MESシステムは、知的財産、プロセス・パラメーター、品質情報など、大量の機密性の高い生産データを処理します。データのセキュリティーを確保し、不正アクセスやサイバー脅威から保護することが最も重要です。リスクを軽減するには、データ暗号化、ユーザー・アクセス制御、ネットワーク保護などの強力なセキュリティー対策を講じる必要があります。
MESシステムの導入を計画するときは、これらの課題を念頭に置くことが重要です。ただし、すべての変革にはそのような課題が伴い、MESシステムの欠如は非効率性、生産性の低下、競争力の低下につながる可能性がありますが、適切なアプローチによって、これらの課題は克服できます。
近年、いくつかのデジタル変革のトレンドが MES システムの進化に影響を与えています。
クラウドベースの MES: クラウド コンピューティングは製造業界で普及しており、MES ソフトウェアはクラウドベースのソリューションとして提供されることが増えています。 クラウドを活用したMESシステムには、拡張性、柔軟性、インフラストラクチャー・コストの削減、複数の場所からのデータへの容易なアクセスなどの利点があります。また、他のクラウドベースのアプリケーションとの統合を容易にし、リアルタイムのコラボレーションを可能にします。
IIoT 統合: MES システムと産業用 IoT (IIoT) の統合は重要なトレンドです。 MES システムは IIoT テクノロジーを使用して、センサー、マシン、接続されたデバイスからデータをリアルタイムで収集します。 この統合により、製造プロセスの可視性、予測分析、リモート監視、最適化が強化されます。
ビッグデータ分析: MES システムは、ビッグデータ分析機能を使用して、製造業務で生成される膨大な量のデータを処理および分析します。 高度な分析アルゴリズムと機械学習技術を適用して、パターン、相関関係、要アクションな洞察を特定します。これにより、生産の最適化、品質の向上、予測メンテナンスが可能になります。
モバイル アプリケーション: モバイル アプリケーションは、スマートフォンやタブレットからデータや機能にリアルタイムでアクセスできるように、MES システムに統合されるケースが増えています。 オペレーター、スーパーバイザー、マネージャーは、製造プロセスを監視および制御し、生産ダッシュボードを表示し、モバイル・デバイスで通知を受け取ることができます。モバイル MES アプリは、運用の俊敏性を向上させ、外出先での意思決定を可能にします。
サプライ チェーン システムとの統合: MES システムは、サプライ チェーン システムと接続するための統合機能を拡張しています。 この統合により、MES、ERP、SCMシステム間のシームレスな情報の流れが可能になり、サプライチェーンの可視性、需要計画、同期の向上が実現します・サプライヤー、顧客、物流パートナーとの連携を強化します。
AI と機械学習: AI と機械学習のテクノロジーは、意思決定の自動化、プロセスの最適化、予測機能の有効化のために MES システムに適用されています。 AIアルゴリズムは、履歴データを分析し、例外を特定し、生産結果を予測し、プロセスの改善を推奨します。この傾向により、MES システムはリアルタイムのインテリジェントな洞察を提供し、データに基づく意思決定をサポートできるようになります。
強化されたユーザー インターフェイスと視覚化: MES システムは、直感的なユーザー インターフェイスと高度な視覚化機能の提供に重点を置いています。 インタラクティブなダッシュボード、3Dビジュアライゼーション、拡張現実、仮想現実が組み込まれ、ユーザー・エクスペリエンスが向上し、実稼働データの理解を促進します。これにより、オペレーターと管理者は傾向、異常、改善領域を迅速に特定できます。
コンプライアンスおよび規制機能: さまざまな業界で規制がますます厳しくなる中、MES システムにはより強力なコンプライアンスおよび規制機能が組み込まれています。これには、電子記録保存、監査証跡、文書管理、業界固有の標準および規制の遵守などの機能が含まれます。MES システムは、医薬品および医療機器製造における FDA 要件などの規制への準拠を保証する上で重要な役割を果たします。
これらの傾向は、製造業務における効率、機敏性、意思決定を向上させるために、先進テクノロジー、接続性、データ分析を活用することに業界が注力していることを反映しています。これらのトレンドをMESシステムに導入すると、メーカーに競争力をもたらすことができます。
作業指示がどのように機能するか、および組織内で作業指示管理を最適化する方法を学びます。
コンピュータ化されたメンテナンス管理システムの略で、CMMSは資産の管理、メンテナンスのスケジュール、作業指示の追跡を支援するソフトウェアです。
エンタープライズ・アセット・マネジメント(EAM)は、ソフトウェア、システム、サービスを組み合わせて、運用資産のライフサイクル全体にわたる品質の維持、管理、最適化を支援します。
AIを搭載したモバイル・ロボットは労働力を拡大します。
2020年の衝撃波が世界中に広がり、消費者が広範なサプライ・チェーン問題の影響を感じて以来、サプライ・チェーンの可視性はミッシング・リンクとなっています。
メンテナンス技術者は、多くの場合、稼働停止後に生産を再開しなければならないという多大なプレッシャーを感じます。計画を立てることは、このプレッシャーを軽減するのに役立つ。