Los sistemas de ejecución de fabricación ( MES ) son sistemas informáticos utilizados en la fabricación para rastrear y documentar la transformación de las materias primas en productos terminados. MES proporciona información que ayuda a los responsables de la toma de decisiones de fabricación a comprender cómo se pueden optimizar las condiciones actuales en la planta para mejorar la producción. [1] MES funciona como un sistema de monitoreo en tiempo real para permitir el control de múltiples elementos del proceso de producción (por ejemplo, insumos, personal, máquinas y servicios de soporte).
El MES puede operar en múltiples áreas funcionales, por ejemplo, la gestión de definiciones de productos a lo largo de su ciclo de vida , la programación de recursos , la ejecución y el envío de pedidos, el análisis de la producción y la gestión del tiempo de inactividad para la eficacia general del equipo (OEE), la calidad del producto o el seguimiento y rastreo de materiales . [2] El MES crea el registro "tal como está construido", capturando los datos, los procesos y los resultados del proceso de fabricación. Esto puede ser especialmente importante en industrias reguladas, como la de alimentos y bebidas o la farmacéutica, donde puede requerirse documentación y prueba de procesos, eventos y acciones.
La idea de MES podría verse como un paso intermedio entre, por un lado, un sistema de planificación de recursos empresariales (ERP) y, por otro, un sistema de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA) o de control de procesos ; aunque históricamente, los límites exactos han fluctuado. A principios de los años 90 se crearon grupos industriales como MESA International ( Manufacturing Enterprise Solutions Association ) para abordar la complejidad y asesorar sobre la ejecución de los sistemas MES.
Los sistemas de ejecución de fabricación, conocidos como MES, son programas de software creados para supervisar y mejorar las operaciones de producción. Su función es aumentar la eficiencia, resolver los problemas de la línea de producción con rapidez y garantizar la transparencia mediante la recopilación y el análisis de datos en tiempo real.
Los sistemas MES gestionan eficazmente los recursos de producción, como materiales, mano de obra, equipos y procesos. Entre sus funciones se incluyen el seguimiento de la producción, la gestión de la calidad, el manejo de órdenes de trabajo, el control de inventario, el análisis de datos y la elaboración de informes. Estas capacidades permiten a las empresas optimizar sus procesos de producción.
Estos sistemas suelen integrarse con los sistemas ERP para alinear las operaciones comerciales de la empresa con sus actividades de producción. Esta integración fomenta el flujo de información entre departamentos, mejorando la eficiencia y la productividad. Organizaciones como MESA International brindan orientación para implementar y mejorar los sistemas MES para ayudar a las empresas a navegar por las complejidades de las operaciones de fabricación. [3]
"Los sistemas de ejecución de fabricación [ayudan] a crear procesos de fabricación impecables y proporcionan información en tiempo real sobre los cambios en los requisitos", [4] y proporcionan información en una única fuente. [5] Otros beneficios de una implementación exitosa de MES pueden incluir:
Surgió una amplia variedad de sistemas que utilizaban datos recopilados para un propósito específico. El desarrollo posterior de estos sistemas durante la década de 1990 introdujo una superposición de funciones. Luego, la Asociación Internacional de Soluciones Empresariales de Manufactura (MESA) introdujo cierta estructura al definir 11 funciones que fijaban el alcance del MES. En 2000, la norma ANSI/ISA-95 fusionó este modelo con el Modelo de Referencia de Purdue (PRM). [7]
Se definió una jerarquía funcional en la que los MES se situaban en el Nivel 3, entre el ERP en el Nivel 4 y el control de procesos en los Niveles 0, 1 y 2. Con la publicación de la tercera parte de la norma en 2005, las actividades del Nivel 3 se dividieron en cuatro operaciones principales: producción, calidad, logística y mantenimiento.
Entre 2005 y 2013, partes adicionales o revisadas del estándar ANSI/ISA-95 definieron la arquitectura de un MES con más detalle, cubriendo cómo distribuir internamente la funcionalidad y qué información intercambiar interna y externamente. [ cita requerida ]
A lo largo de los años, las normas y modelos internacionales han refinado el alcance de dichos sistemas en términos de actividades [ cita requerida ] . Estas suelen incluir:
MES se integra con ISA-95 (anterior Modelo de Referencia de Purdue, “95” ) con múltiples relaciones.
El conjunto de sistemas que actúan según el nivel 3 de la ISA-95 puede denominarse sistemas de gestión de operaciones de fabricación (MOMS). Además de un MES, normalmente existen sistemas de gestión de información de laboratorio (LIMS), sistemas de gestión de almacenes (WMS) y sistemas de gestión de mantenimiento informatizado (CMMS). Desde el punto de vista del MES, los posibles flujos de información son:
Entre los sistemas que actúan según el nivel 4 de la norma ISA-95 se encuentran la gestión del ciclo de vida del producto (PLM), la planificación de recursos empresariales (ERP), la gestión de las relaciones con los clientes (CRM), la gestión de los recursos humanos (HRM) y el sistema de ejecución del desarrollo de procesos (PDES). Desde el punto de vista del MES, los posibles flujos de información son:
En muchos casos, se utilizan sistemas de integración de aplicaciones empresariales (EAI) de middleware para intercambiar mensajes de transacciones entre sistemas MES y de nivel 4. Se ha definido una definición de datos común, B2MML, dentro del estándar ISA-95 para vincular los sistemas MES con estos sistemas de nivel 4.
Los sistemas que actúan según el nivel 2 de ISA-95 son los sistemas de control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), los controladores lógicos programables (PLC), los sistemas de control distribuido (DCS) y los sistemas de automatización de edificios (BAS). Los flujos de información entre MES y estos sistemas de control de procesos son, en líneas generales, similares:
La mayoría de los sistemas MES incluyen conectividad como parte de su oferta de productos. La comunicación directa de los datos de los equipos de la planta se establece mediante la conexión al PLC. A menudo, los datos de la planta se recopilan primero y se diagnostican para el control en tiempo real en un sistema DCS o SCADA. En este caso, los sistemas MES se conectan a estos sistemas de Nivel 2 para intercambiar datos de la planta.
Hasta hace poco, el estándar de la industria para la conectividad de la planta ha sido OLE para control de procesos (OPC), pero ahora se está moviendo hacia la arquitectura unificada OPC (OPC-UA); lo que significa que los sistemas compatibles con OPC-UA no necesariamente se ejecutarán solo en el entorno de Microsoft Windows , sino que también podrán ejecutarse en Linux u otros sistemas integrados, lo que reduce el costo de los sistemas SCADA y los vuelve más abiertos con una seguridad sólida.