¿Qué es un sistema MES?
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Dos trabajadores comparan métricas en el sistema MES de su empresa

Un sistema de ejecución de fabricación (MES, siglas en inglés de manufacturing execution system) es una solución basada en software utilizada en la fabricación para monitorear y controlar los procesos en la planta de producción.

Un sistema de ejecución de fabricación (MES, siglas en inglés de manufacturing execution system) es una solución basada en software utilizada en la fabricación para monitorear y controlar los procesos en la planta de producción.En la gestión de operaciones de fabricación, un sistema MES sirve como un puente entre los sistemas de planificación y control de una empresa, como un sistema de planificación de recursos empresariales (ERP, siglas en inglés de enterprise resource planning) y las operaciones de fabricación reales. El propósito principal de un sistema MES es rastrear y documentar la transformación de las materias primas en productos terminados en tiempo real. Captura datos de varias fuentes, incluidas máquinas, sensores y operadores, para proporcionar información precisa y actualizada sobre el estado de las actividades de producción.

Un sistema MES brinda visibilidad y control en tiempo real sobre los procesos de producción, lo que permite a las partes interesadas monitorear las operaciones, identificar cuellos de botella, minimizar el tiempo de inactividad y tomar decisiones informadas con prontitud. Al facilitar la planificación y programación de la producción optimizadas, el sistema MES garantiza una asignación eficiente de recursos, un equilibrio de la carga de trabajo y entregas a tiempo, lo que conduce a una mayor rentabilidad. También desempeña un papel fundamental en el aseguramiento de la calidad y el cumplimiento al aplicar los procedimientos de control de calidad, monitorear métricas y capturar datos en tiempo real. Con su capacidad para gestionar niveles de inventario, rastrear movimientos de materiales y garantizar la disponibilidad oportuna de materiales, el sistema MES optimiza la gestión de inventario y minimiza los retrasos en la producción. Además, permiten la toma de decisiones basada en datos al proporcionar datos de producción completos y precisos, para que las organizaciones puedan mejorar continuamente los procesos y optimizar la utilización de recursos. El sistema MES puede ayudar a los responsables tomar de decisiones a determinar la efectividad total del equipo (OEE, siglas en inglés de overall equipment effectiveness), una métrica amplia utilizada para monitorear la efectividad de la fabricación. Al optimizar los flujos de trabajo, automatizar tareas y proporcionar retroalimentación en tiempo real, los sistemas MES mejoran la eficiencia y la productividad de la planta. Además, estos sistemas de gestión permiten la trazabilidad y la genealogía, cruciales para industrias con regulaciones estrictas, al rastrear el movimiento de materiales y procesos a lo largo del ciclo de vida de fabricación inteligente.

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Cómo Funciona

Un sistema de software MES captura datos en tiempo real de varias fuentes en la planta de producción, y utiliza esa información para monitorear y controlar las operaciones de fabricación. Esta es una descripción general del proceso:

  • Recopilación de datos: el sistema recopila datos de múltiples fuentes, incluidas máquinas, sensores, operadores y otros sistemas de información, como sistemas ERP o sistemas de gestión del ciclo de vida del producto (PLM, siglas en inglés de product lifecycle management). Estos datos pueden incluir tasas de producción, estados de máquinas, niveles de inventario, mediciones de calidad, entre otros.

  • Integración de datos: los datos recopilados son procesados e integrados dentro del sistema MES, que crea una visión integral del entorno de fabricación. Esta integración garantiza que el sistema MES tenga información precisa y actualizada con la que trabajar.

  • Programación de producción: con base en las órdenes de producción recibidas de los sistemas de planeación de nivel superior, el sistema MES genera un cronograma de producción. Este considera factores, como las prioridades de orden, los recursos disponibles, las capacidades de las máquinas y la disponibilidad de mano de obra.

  • Gestión de órdenes de trabajo: el sistema asigna órdenes de trabajo a operadores o estaciones de trabajo según el cronograma. Proporciona a los operadores instrucciones, especificaciones y documentación necesaria para ayudarles a llevar a cabo sus tareas. El sistema realiza un seguimiento del progreso de cada orden de trabajo y actualiza el estado del trabajo en curso en tiempo real.

  • Integración de máquinas y equipos: el sistema interactúa con máquinas y equipos en la planta de producción para monitorear su estado, recopilar datos de producción e intercambiar información. Esta integración se puede lograr a través de diversos medios, como sensores de máquinas, interfaces de controladores lógicos programables (PLC, siglas en inglés de programmable logic controllers) o protocolos de comunicación, como enlace e incrustación de objetos (OLE, siglas en inglés de object linking and embedding) para el control de procesos (OPC).

  • Gestión de calidad: los datos de calidad se capturan durante la producción, como mediciones, inspecciones y resultados de pruebas. Aplica procedimientos de control de calidad, activa alertas o notificaciones para problemas de calidad y registra información relacionada con la calidad para su análisis y trazabilidad.

  • Gestión de materiales e inventario: el sistema MES rastrea el movimiento de materiales y componentes a lo largo del proceso de producción. Supervisa los niveles de inventario, inicia las requisiciones o reabastecimiento de materiales, y garantiza que los materiales correctos estén disponibles en el momento adecuado y en las cantidades correctas.

  • Análisis e informes de datos: los datos recopilados se analizan para proporcionar insights en tiempo real y métricas de rendimiento. Genera reportes, paneles de control y visualizaciones que ayudan a la gerencia y a los operadores a tomar decisiones informadas e identificar áreas de mejora.

  • Integración con sistemas de nivel superior: el sistema interactúa con otros, como ERP, PLM o de gestión de la cadena de suministro (SCM, siglas en inglés de supply chain management). Esta integración permite el intercambio de datos, la sincronización de la información y la alineación de los procesos de fabricación con las operaciones comerciales generales.

Ejemplos de sistemas MES

Una solución MES se puede implementar y adaptar para ajustarse a los requisitos específicos de varias industrias. Si bien las funcionalidades principales de un sistema MES siguen siendo congruentes en todas las industrias, la forma en que se aplican y las características específicas pueden variar. Estos son algunos ejemplos de cómo funciona un sistema MES en diferentes industrias:

Automotriz

En la fabricación automotriz, el sistemas MES desempeña un papel crucial en la coordinación de líneas de ensamblaje complejas. Realiza un seguimiento del progreso de los vehículos en la línea de montaje, supervisa la disponibilidad de los componentes y sincroniza las operaciones en diferentes estaciones de trabajo. En sistema MES en la industria automotriz a menudo se centra en garantizar el control de calidad, gestionar las retiradas y mantener el cumplimiento de los estándares de la industria.

Farmacéuticos

El sistemas MES en la industria farmacéutica está diseñado para imponer un estricto cumplimiento normativo y garantizar la integridad del producto. Realiza un seguimiento y documenta todo el proceso de fabricación, incluido el seguimiento de lotes, la genealogía y el cumplimiento de las buenas prácticas de manufactura (BPM). El sistema MES de esta industria destaca la gestión de lotes, la gestión de recetas, los registros electrónicos de lotes y el control de calidad en tiempo real.

 

Alimentos y bebidas

En la industria de alimentos y bebidas, el sistema MES ayuda a manejar las complejidades de la gestión de recetas, la formulación y el cumplimiento de las regulaciones de seguridad alimentaria. Hace un seguimiento de los ingredientes, gestiona las recetas, monitorea las tasas de producción y aplica procedimientos de control de calidad. El sistema MES de esta industria también puede incluir funciones para gestionar la trazabilidad de los lotes, el control de alérgenos y el cumplimiento de las normas específicas del sector.

Industria electrónica

El sistema MES en la industria electrónica se enfoca en gestionar los intrincados procesos involucrados en la fabricación de componentes y dispositivos electrónicos. Maneja la gestión de la lista de materiales (BOM, siglas en inglés de bill of materials), asegura un seguimiento preciso de los componentes, monitorea el rendimiento del equipo y brinda visibilidad en tiempo real de los procesos de producción. El sistema MES de esta industria a menudo se integra con equipos, como máquinas de recogida y colocación, y sistemas de prueba automatizados.

Aeroespacial y defensa

En la fabricación aeroespacial y de defensa, el sistema MES ayuda a garantizar el cumplimiento de las estrictas regulaciones, gestionar procesos de montaje complejos y mantener altos niveles de control de calidad. Rastrea el movimiento de piezas, gestiona las órdenes de trabajo para el ensamblaje de aeronaves o sistemas de defensa, supervisa el cumplimiento de las normas de la industria y facilita la documentación de los procesos de prueba e inspección.

Bienes de consumo

El sistema MES de la industria de bienes de consumo ayuda a gestionar la producción de bienes de consumo de alta rotación (FMCG, siglas en inglés de fast-moving consumer goods), como alimentos envasados, bebidas, productos de cuidado personal y artículos domésticos. Se centran en optimizar la eficiencia de la producción, gestionar las variaciones de envasado y coordinar múltiples líneas de producción. El sistema MES de esta industria a menudo se integra con equipos de embalaje, y proporciona datos en tiempo real sobre las tasas de producción, los parámetros de calidad y los niveles de inventario.

Desafíos para implementar el sistema MES

Implementar y operar un sistema MES puede conllevar ciertos riesgos y desafíos. Estos son algunos de los más comunes:

  • Implementación compleja: la adquisición e implementación del sistema MES pueden ser complejas y llevar mucho tiempo. Requiere una planificación significativa, configuración, integración con los sistemas existentes y personalización para alinearse con procesos de fabricación específicos. La complejidad de la implementación puede llevar a retrasos, sobrecostos presupuestarios e interrupciones potenciales durante la fase de transición. Manufacturing Enterprise Solutions Association (MESA) es una comunidad global sin fines de lucro dedicada a ayudar a las empresas miembro a implementar y aplicar con éxito el sistema MES y metodologías relacionadas.

  • Integración de datos: integrar un sistema MES con otros sistemas, como ERP, PLM o SCM puede ser un desafío. Garantizar un intercambio y sincronización de datos fluidos entre diferentes sistemas puede requerir una amplia personalización, mapeo de datos y esfuerzos de integración. Las incongruencias o errores de datos durante la integración pueden derivar en información inexacta y dificultar una toma de decisiones eficaz.

  • Gestión de cambios: la implementación de un sistema MES digital suele implicar cambios en los procesos de negocio, los flujos de trabajo y los roles dentro de la organización. La resistencia al cambio de los empleados o partes interesadas puede representar desafíos y afectar la adopción por parte del usuario. Las estrategias adecuadas de gestión del cambio, incluida la capacitación y la comunicación, son cruciales para superar la resistencia y garantizar una transición y aceptación sin problemas del sistema MES.
  • Seguridad de los datos: el sistema MES maneja grandes volúmenes de datos de producción confidenciales, incluida la propiedad intelectual, los parámetros del proceso y la información de calidad. Garantizar la seguridad de los datos y protegerlos contra el acceso no autorizado o las amenazas cibernéticas es primordial. Se deben implementar medidas de seguridad sólidas, como el cifrado de datos, los controles de acceso de los usuarios y las protecciones de red, para mitigar los riesgos.

Es importante tener en cuenta estos desafíos al planificar la implementación de un sistema MES. Pero recuerde que todas las transformaciones vienen con tales desafíos, y la ausencia de un sistema MES puede llevar a ineficiencias, disminuciones de productividad y competitividad reducida. Con el enfoque correcto, estos desafíos pueden superarse.

 

Tendencias en el sistema MES

Varias tendencias de transformación digital están conformando la evolución del sistema MES en los últimos años.

  • MES basado en la nube: la computación en la nube ha ganado terreno en la industria manufacturera, y el software MES se ofrece cada vez más como una solución basada en la nube. El sistema MES basado en la nube ofrece beneficios, como escalabilidad, flexibilidad, costos de infraestructura reducidos y un acceso más fácil a los datos desde múltiples ubicaciones. También facilitan la integración con otras aplicaciones basadas en la nube y permiten la colaboración en tiempo real.

  • Integración IIoT: la integración de los sistemas MES con el Internet industrial de las cosas (IIoT, siglas en inglés de industrial internet of things) es una tendencia importante. El sistema MES está aprovechando las tecnologías IIoT para recopilar datos de sensores, máquinas y dispositivos conectados en tiempo real. Esta integración permite una visibilidad mejorada, analytics predictivos, supervisión remota y optimización de los procesos de fabricación.

  • Analytics de big data: el sistema MES está aprovechando las capacidades analíticas de big data para procesar y analizar las grandes cantidades de datos generados en las operaciones de fabricación. Se aplican algoritmos analíticos avanzados y técnicas de aprendizaje automático para identificar patrones, correlaciones e insights útiles.Esto ayuda a optimizar la producción, mejorar la calidad y permitir el mantenimiento predictivo.

  • Aplicaciones móviles: las aplicaciones móviles se integran cada vez más en el sistema MES para permitir el acceso en tiempo real a datos y funcionalidades desde smartphones y tabletas. Los operadores, supervisores y gerentes pueden monitorear y controlar los procesos de fabricación, ver los paneles de control de producción y recibir notificaciones en sus dispositivos móviles. Las aplicaciones MES móviles mejoran la agilidad operativa y permiten la toma de decisiones sobre la marcha.

  • Integración con sistemas de cadena de suministro: el sistema MES está expandiendo sus capacidades de integración para conectarse con los sistemas de la cadena de suministro. Esta integración permite un flujo de información sin problemas entre los sistemas MES, ERP y SCM, lo que brinda una mejor visibilidad de la cadena de suministro, planificación de la demanda y sincronización. Facilita una mejor colaboración con proveedores, clientes y asociados logísticos.

  • IA y aprendizaje automático: las tecnologías de IA y aprendizaje automático se están aplicando en el sistema MES para automatizar la toma de decisiones, optimizar procesos y habilitar capacidades predictivas. Los algoritmos de IA pueden analizar datos históricos, identificar anomalías, predecir resultados de producción y recomendar mejoras en los procesos. Esta tendencia empodera al sistema MES para brindar insights inteligentes en tiempo real y dar soporte a la toma de decisiones basada en datos.

  • Interfaces de usuario y visualización mejoradas: el sistema MES se centra en proporcionar interfaces de usuario intuitivas y capacidades de visualización avanzadas. Se están incorporando paneles de control interactivos, visualización 3D, realidad aumentada y realidad virtual para mejorar la experiencia del usuario y facilitar una mejor comprensión de los datos de producción. Esto permite a los operadores y gerentes identificar rápidamente tendencias, anomalías y áreas de mejora.

  • Cumplimiento y características regulatorias: con regulaciones cada vez más estrictas en diversas industrias, el sistema MES está incorporando características normativas y de cumplimiento más sólidas. Esto incluye características para el mantenimiento de registros electrónicos, registros de auditoría, gestión de documentación y cumplimiento de normas y regulaciones específicas de la industria. El sistema MES desempeña un papel fundamental para garantizar el cumplimiento de las regulaciones, como los requisitos de la FDA, en la fabricación de dispositivos farmacéuticos y médicos.

Estas tendencias reflejan el enfoque de la industria en aprovechar tecnologías avanzadas, conectividad y analytics de datos para mejorar la eficiencia, agilidad y toma de decisiones en las operaciones de fabricación. La implementación de estas tendencias en el sistema MES puede proporcionar a los fabricantes una ventaja competitiva.

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