Los sistemas de ejecución de fabricación ( MES ) son sistemas computarizados que se utilizan en la fabricación para rastrear y documentar la transformación de 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 el rendimiento de 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).
MES puede operar en múltiples áreas funcionales, por ejemplo, gestión de definiciones de productos a lo largo del ciclo de vida del producto , programación de recursos , ejecución y despacho de pedidos, análisis de producción y gestión del tiempo de inactividad para la efectividad general del equipo (OEE), la calidad del producto o el seguimiento y localización de materiales. . [2] MES crea el registro "as-built", capturando los datos, procesos y resultados del proceso de fabricación. Esto puede ser especialmente importante en industrias reguladas, como la de alimentos y bebidas o la farmacéutica, donde puede ser necesaria documentación y pruebas 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 un sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) o control de procesos, por el otro; aunque históricamente los límites exactos han fluctuado. Grupos industriales como MESA International ( Asociación de Soluciones Empresariales de Fabricación ) se crearon a principios de la década de 1990 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. Desempeñan un papel importante a la hora de impulsar la eficiencia, resolver rápidamente los problemas de la línea de producción 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. Sus características incluyen seguimiento de la producción, manejo de órdenes de trabajo de gestión de calidad, control de inventario, análisis de datos e informes. Estas capacidades permiten a las empresas optimizar sus procesos de producción.
Estos sistemas a menudo se integran 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 sobre la implementación y el avance de 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 podrían incluir:
Surgió una amplia variedad de sistemas que utilizan datos recopilados para un propósito específico. Un mayor desarrollo de estos sistemas durante la década de 1990 introdujo una superposición en la funcionalidad. Luego, la Manufacturing Enterprise Solutions Association International (MESA) introdujo cierta estructura al definir 11 funciones que establecen el alcance de MES. En el año 2000, el estándar ANSI/ISA-95 fusionó este modelo con el Modelo de Referencia Purdue (PRM). [7]
Se definió una jerarquía funcional en la que los MES estaban situados en el Nivel 3 entre el ERP en el Nivel 4 y el control de procesos en los Niveles 0, 1, 2. Con la publicación de la tercera parte de la norma en 2005, las actividades del Nivel 3 se dividieron en cuatro principales operaciones: 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 necesaria ]
A lo largo de los años, los estándares y modelos internacionales han refinado el alcance de dichos sistemas en términos de actividades [ cita necesaria ] . Estos suelen incluir:.
MES se integra con ISA-95 (modelo de referencia de Purdue anterior , “95” ) con múltiples relaciones.
El conjunto de sistemas que actúan según ISA-95 Nivel 3 se puede denominar 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 computarizados (CMMS). Desde el punto de vista del MES, los posibles flujos de información son:
Ejemplos de sistemas que actúan según ISA-95 Nivel 4 son la gestión del ciclo de vida del producto (PLM), la planificación de recursos empresariales (ERP), la gestión de relaciones con el cliente (CRM), la gestión de recursos humanos (HRM) y el sistema de ejecución de desarrollo de procesos (PDES). Desde el punto de vista del MES, los posibles flujos de información son:
En muchos casos, los sistemas de integración de aplicaciones empresariales (EAI) de middleware se utilizan 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 a estos sistemas de Nivel 4.
Los sistemas que actúan según ISA-95 Nivel 2 son control de supervisión y adquisición de datos (SCADA), controladores lógicos programables (PLC), sistemas de control distribuido (DCS) y sistemas de automatización de edificios (BAS). Los flujos de información entre MES y estos sistemas de control de procesos son más o menos 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 y diagnostican primero para su 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 planta.
Hasta hace poco, el estándar de la industria para la conectividad de la planta era OLE para control de procesos (OPC), pero ahora se está trasladando a la arquitectura unificada OPC (OPC-UA); lo que significa que los sistemas compatibles con OPC-UA no necesariamente se ejecutarán solo en el entorno Microsoft Windows , sino que también podrán ejecutarse en Linux u otros sistemas integrados, lo que disminuirá el costo de los sistemas SCADA y los hará más abiertos con una seguridad sólida.