MES software: cos’è, a cosa serve e come funziona

Un Manufacturing Execution System, o MES è un software completo dedicato alle linee di produzione in grado di monitorare, tracciare, documentare e controllare l’intero processo produttivo del prodotto, dalle materie prime ai prodotti finiti.

Cos’è un software MES

Il software MES, o Manufacturing Execution System, come viene spesso chiamato, può essere il collante che tiene insieme le operazioni di un’azienda manifatturiera. Ma cos’è esattamente il software MES? I sistemi di esecuzione della produzione (MES) sono sistemi che tengono insieme le operazioni di un impianto di produzione. Spesso le organizzazioni hanno molte parti in movimento, molte attività da tracciare in fabbrica e che devono essere automatizzate e monitorate con il software MES. In questo articolo vedremo cos’è un MES software e come si differenzia da altri tipi di tecnologie aziendali, e soprattutto quali sono i benefici e i vantaggi aziendali dell’utilizzo del software MES per la produzione.

Come funziona MES software

Per capire come funziona un software MES, spesso è utile analizzarlo e comprenderlo nel contesto di come si confronta con altri tipi di tecnologie aziendali. Nelle industrie più o meno strutturate i MES software si collegano e scambiano dati con i sistemi ERP o Enterprise Resources Planning, una sorta di sistemi di back office che mettono in comunicazione i processi operativi e finanziari, oppure con i CRM per i processi di vendita, con i sistemi WMS per la gestione dell’inventario e del magazzino. I processi produttivi di raccolta e condivisione dati dei sensori, macchine di misura, robot o PLC invece si collegano al MES software sia tramite le applicazioni SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) sia al PLM (Product Lifecycle Management) per la gestione del ciclo di vita del prodotto.

Ciò che queste tecnologie però non riescono ad eseguire nella loro interezza è automatizzare i processi processi produttivi. Pensate a un impianto di produzione e a tutti i robot e alle persone, alle catene di montaggio e alle postazioni di lavoro, a tutto l’inventario e al movimento delle merci in entrata e in uscita dall’impianto di produzione, ai lavori in corso: ci sono molte attività che riguardano la produzione e i sistemi ERP ne possono tenere traccia solo a posteriori.

I MES manufacturing systems, invece, tracciano a livello capillare ciò che accade in officina e seguono le fasi del processo, raccogliendo informazioni dai sensori, dai robot e dalle persone in contemporanea alle attività di approvvigionamento, tutto questo durante l’intera catena di produzione. Il MES software per il controllo della produzione riesce quindi a colmare anche le lacune e fa fare un ulteriore passo avanti alle funzionalità dei sistemi ERP in termini di pianificazione delle risorse di produzione o di programmazione della produzione.

Come detto, il software MES può collegarsi alle fasi precedenti, parallele e successive al processo di produzione. Il MES può ad esempio informare il reparto vendite tramite collegamento all’ERP riguardo a quando è pianificata la data di approntamento di un prodotto grazie al monitoraggio di ogni passaggio del prodotto in questione attraverso i vari reparti produttivi. Spesso questo tipo di rilevazione viene eseguita grazie all’utilizzo di sistemi RFID apposti sui prodotti o materiali e ordini di lavoro ch vengono rilevati da sensori o scanner integrati nei macchinari con tecnologia l’industria 4.0.

In base al punto della catena di produzione nella quale si trova il prodotto, il MES software è in grado di fornire le tempistiche accurate di fine produzione e consegna. Allo stesso tempo, in caso di eventuale anomalia di un macchinario, è in grado di comunicarne l’avaria in autonomia se collegato ad un sistema di gestione della manutenzione come un CMMS, permettendo così al reparto incaricato di intervenire senza che l’operatore debba preoccuparsi di segnalare il fermo macchina. L’automatizzazione di queste attività permette sicuramente una riduzione dei tempi di intervento e la possibilità di mettere a disposizione le informazioni circa lo stato di salute dei macchinari, dalle quali effettuare analisi circa il tipo di manutenzione da implementare, o semplicemente riuscire a tracciare in modo veloce le richieste di intervento e il loro stato di avanzamento.

A cosa serve un MES software

Gli obiettivi delle industrie manifatturiere. Le industrie manifatturiere hanno impianti di produzione il cui obiettivo principale è produrre prodotti di alta qualità con costi operativi ridotti.

Quando parliamo di industria manifatturiera, i problemi maggiori sono:

• scarsa pianificazione
• difficoltà nel monitorare la manodopera e tracciare il personale di produzione
• efficienza della produzione
• utilizzo dei materiali
• consegna nei tempi del prodotto finito

L’implementazione in azienda di un Manufacturing Execution System serve e aiuta a raggiungere gli obiettivi di business aziendale.

Grazie al monitoraggio puntuale e costante di tutti gli step produttivi e delle linee fisiche di produzione riesce ad identificare i colli di bottiglia permettendo così al management di prendere decisioni basati su dati riscontrabili.

Segnala le lavorazioni critiche e aiuta ad ottimizzare i flussi di lavoro accorciando di conseguenza i tempi di consegna.

Le funzioni e caratteristiche principali di un MES system per la produzione

• Raccolta e elaborazione dati: dalla fase di approvvigionamento il MES software aziendale è in grado di relazionare i dati dell’inventario del magazzino con il fabbisogno della produzione.
• Controllo di produzione: monitoraggio in tempo reale delle fasi produttive, anche grazie all’elaborazione dei dati forniti da sistemi integrati specifici delle soluzioni IoT e 4.0
• Monitoraggio costi e KPI: controllo dei carichi di lavoro dei reparti produttivi e monitoraggio degli avanzamenti
• Controllo della qualità: analisi delle non conformità di produzione e del prodotto finito. Analizzando i flussi di lavoro consente risparmi in termini di sicurezza e qualità.
• Tracciamento ordini di produzione: monitoraggio in tempo reale delle fasi dei processi di produzione, della reportistica e dei costi.
• Analisi carichi di lavoro: ottimizzandoli per evitare sovraccarichi di produzione.
• Tracciamento del prodotto: dalla materia prima a prodotto finito e consegna
• Monitoraggio stato macchinari: tramite SCADA acquisisce i dati dei sensori dei macchinari, restituendone lo stato di salute contribuendo a ridurre i fermo macchina e i tempi di attesa della produzione.
• Integrazioni: il software MES è integrabile con altri sistemi aziendali in uso anche da altri reparti, come ad esempio il software CMMS per la manutenzione. Questa integrazione consente di abbattere la scarsa comunicazione tra i reparti e agevola il raggiungimento di un ROI più alto per l’intera azienda.

Cosa fa un sistema MES per la produzione

Il software MES mette insieme tutte le operazioni, da un capo all’altro, dei processi di produzione, dalle materie prime in magazzino all’officina, passando per le diverse postazioni di lavoro e delle operazioni in corso, fino all’assemblaggio finale, al processo di finitura, per poi tornare al magazzino.

Traccia tutto quello che succede lungo il percorso, non solo quello che succede con i prodotti finali, ma anche quello che succede ai macchinari, quali sono i volumi di lavoro di ciascuna macchina in officina, quando devono essere revisionati.

Questi sono solo alcuni esempi di come il MES software metta insieme tutti i diversi processi all’interno di un impianto di produzione e colleghi anche i processi dell’officina di produzione con gli altri sistemi disponibili in azienda.

I benefici di un sistema MES in azienda

• Miglioramento della qualità e del controllo della produzione: I sistemi MES forniscono valore organizzando e rendendo a prova di errore i processi dalle materie prime ai prodotti finiti.
• Garantire la conformità alle normative: I MES riducono il rischio di richiami fornendo informazioni precise sui componenti utilizzati nei prodotti fabbricati.
• Sincronizzazione dei processi: I MES aiutano a monitorare e regolare il tempo di ciclo di ogni fase per ridurre al minimo il WIP e accelerare la produzione.
• Aumentare la visibilità: I sistemi MES grazie a dashboard personalizzate restituiscono le informazioni rilevanti su ciò che sta accadendo nella linea produttiva, in modo da poter individuare tempestivamente i problemi e mantenere l’operatività senza intoppi.
• Velocizzare la creazione dei report: sistemi MES possono garantire che tutti i membri dell’azienda possano accedere alle informazioni di cui hanno bisogno quando ne hanno bisogno.

L’integrazione tra MES software e CMMS

Sebbene il software MES sia un sistema completo per il controllo della produzione, l’integrazione dei macchinari, dei controlli di qualità e delle analisi legate alle linee produttive il Manufacturing Execution System da solo non è sufficiente ad analizzare e restituire la completezza dei dati legati alle attività di manutenzione e produzione.

L’integrazione di un software per la manutenzione permette di eliminare i lack di comunicazione tra i reparti e di velocizzare così le attività.

Nelle aziende manifatturiere le attività di manutenzione sono quelle che permettono di mantenere i macchinari e le attrezzature di lavoro funzionanti e performanti.

Queste attività di manutenzione gestite da un CMMS (Computerized Maintenance Management System) sono fondamentali per il conseguimento degli obiettivi aziendali ma spesso possono entrare in conflitto con le attività di produzione.

Se da una parte interrompere la produzione per manutenere interi macchinari o parti di essi può essere visto come un problema da parte degli operatori e quindi di intralcio al raggiungimento degli obiettivi di business aziendale, dall’altra le attività di manutenzione servono proprio per permettere agli stessi reparti di produzione di poter usufruire di apparecchiature sempre performanti e sicure, evitando vere e proprie interruzioni di produzione.

L’utilizzo di un software CMMS per la pianificazione delle attività di manutenzione (che siano di tipo preventiva o programmata) permette ai reparti di operation (produzione) di essere messi al corrente rispetto a quando queste attività straordinarie sono state pianificate, per permettergli all’occorrenza di gestire il carico di lavoro e far si che questi “blocchi” risultino meno impattanti sulla produzione.

L’integrazione di un MES software per la produzione con un software CMMS per la manutenzione è fondamentale nel momento in cui un’azienda ritenga necessario utilizzare la strategia di manutenzione predittiva. Grazie infatti all’utilizzo di tecnologia IoT tramite l’utilizzo di contatori o sensori di rilevamento, la comunicazione tra i macchinari, il loro stato di salute e le segnalazioni delle attività da svolgere su di essi in base alle loro condizioni, vengono segnalate dal sistema MES ma gestite dal software CMMS per tutto il processo di espletamento delle operazioni di manutenzione.

Il sistema MES aziendale quindi può soddisfare fino ad un certo punto e solo per determinati eventi il flusso di produzione e manutenzione.

Il MES infatti è in grado di segnalare eventuali anomalie e guasti del macchinario fino a quel momento in funzione, senza però segnalarne la causa radice oppure tracciare il tempo di reattività alla risoluzione del guasto.

Per procedere con questo tipo di analisi è necessario integrare al MES software uno strumento come il CMMS in grado di fornire una completezza e un’accuratezza dei dati riferiti alla sfera delle attività di manutenzione, che risultano quindi attività parallele e propedeutiche allo svolgimento delle attività di produzione.

Integrando il sistema MES di produzione con un software CMMS per la gestione della manutenzione, è possibile inoltre ridurre i tempi morti per la richiesta di intervento grazie all’utilizzo di funzioni specifiche come l’assegnazione automatica degli ordini di lavoro ad addetti specifici oppure l’inserimento di documentazione tecnica esclusiva del macchinario.

La gestione del magazzino ricambi e le check-list dedicate permettono di velocizzare il workflow delle attività di ripristino dell’asset riducendo i tempi di fermo macchina e di conseguenza incrementando la produttività.

MES e CMMS: i benefici

• Tracciamento dei tempi di fermo macchina
• Monitoraggio delle prestazioni degli impianti
• Rilevamento causa radice (Root Cause Analysis)
• Monitoraggio tempi di intervento
• Migliore comunicazione tra reparti produttivi e di manutenzione

Il ruolo del MES nell’Industria 4.0

La tecnologia dell’informazione oltre a creare nuove opportunità per migliorare la produzione, sta trasformando anche il modo in cui le aziende, soprattutto quelle manifatturiere, vengono gestite. Per essere competitivi gli impianti di produzione devono stare al passo con questi cambiamenti cercando di digitalizzare in modo sempre più capillare le loro operazioni, interconnettendo le linee produttive con gli organi gestionali aziendali. Per mettere in pratica questo cambiamento in modo efficace ed efficiente è necessario riconoscere le tecnologie giuste atte al raggiungimento degli obiettivi aziendali e identificare il momento giusto per implementarle.

Il software MES è da considerarsi uno step fondamentale per raggiungere il livello di automazione definita dall’Industria 4.0. L’industria 4.0 è una grande parola d’ordine, una grande tendenza per le aziende manifatturiere.

Il MES software è un componente chiave, una sorta di cuore dell’industria 4.0, che collega tutti i dati e l’automazione alle macchine, al lavoro in corso, alla manodopera, a tutto ciò che accade in officina e, infine, ai sistemi aziendali e ad alcuni altri sistemi di back office.

Il sistema MES anche se risulta un sistema informatico complesso e completo in grado di gestire e interfacciarsi con diversi sistemi informatici, da solo non basta.

Per permettergli di poter mettere in pratica tutte le sue funzionalità e permettere all’azienda di beneficiarne, è necessario ovviamente associarlo ad altri sistemi di rilevamento, tracciamento e monitoraggio delle operazioni.

In quest’ottica l’Industry 4.0 introduce il concetto di “smart factory ” in cui sistemi di varia natura interconnessi controllano i processi dell’azienda, prendono decisioni condivise

L’obiettivo del Piano Transizione 4.0 è quello di sostenere le industrie italiane nella digitalizzazione dei sistemi produttivi, aiutando il sistema manifatturiero nazionale a migliorare la propria competitività sui mercati globali.