Systémy MES vs. ERP pro výrobu

-- 19.02.12 19:19

Nestačilo by jednoduše použít stávající systém plánování podnikových zdrojů (Enterprise Resource Planning – ERP) namísto pořizování systému pro operativní řízení výroby (Manufacturing Execution System – MES)? Odpověď není tak jednoduchá jako otázka.

Skoro pokaždé, když firma spustí projekt správy výrobních operací (Manufacturing Operations Management – MOM), se objeví otázka: Nestačilo by jednoduše použít stávající systém ERP namísto pořizování systému MES? Je to přirozená otázka. Mnoho firem utratilo desítky až stovky milionů dolarů za systém ERP a chtějí z toho vytěžit maximum. Odpověď na tuto otázku ale není vždy jednoznačná. Moderní systémy ERP pokrývají širokou paletu podnikových procesů, včetně financí, logistiky, řízení přepravy, lidských zdrojů, prodeje a distribuce. Výroba je jen jednou, malou součástí celku. Skutečná otázka tedy zní: Může software ERP zvládat kromě podnikových procesů i procesy řízení výrobních operací? Odpověď zní, že „některé systémy ERP to někdy zvládat mohou, avšak pouze za omezených podmínek“.

Hlavní aktivity tvořící správu výrobních operací jsou dobře rozebrány a zdokumentovány v normách ANI/ISA 95 a IEC/ISO 62264. Tyto normy se rychle stávají základem pro většinu projektových požadavků systému MOM. Tyto normy definují činnosti MOM, ale nedefinují architekturu implementace ani nevymezují, jaký typ softwarového systému by se měl použít. Tradiční dodavatelé systémů poskytují podporu pro  většinu činností MOM a někteří dodavatelé zajišťují i funkčnost úrovně MOM. Rozhodování o řešení MES nebo ERP by mělo vycházet z několika faktorů, včetně základní požadované funkčnosti, velikosti firmy a rozsahu působnosti systému ERP, požadavků a schopnosti provozovat výrobu bez podpory systému po určitou dobu a typu řízení výrobních postupů – lokálního nebo centralizovaného. K základním funkčnostem podpory činností MOM patří:

1) automatizované pracovní toky pro podporu výrobních procesů,
2) automatizovaný sběr dat z výrobních zařízení a senzorů,
3) správa a sledování výrobních materiálů uvnitř pracovních center a mezi nimi,
4) správa a sledování výrobního zařízení,
5) generování výrobní dokumentace.

Tato základní funkčnost bývá často rozšiřována, aby zahrnovala podrobné plánování výroby, jako je plánování konečné kapacity, integrace pracovních toků s produkčním zařízením, správa a sledování kvalifikace a školení personálu, nástroje pro analýzu výroby, procesu a postupů pro projekty zdokonalování procesů, odstraňování problémů ve výrobě a generování klíčových výkonnostních ukazatelů (Key Performance Indicators – KPI). Jakýkoli systém ERP nebo MES, který údajně podporuje činnosti MOM, musí poskytovat základní požadované funkčnosti. Pečlivě posuzujte, jak dodavatel požadavky splňuje. Je to pomocí standardních, konfigurovaných nebo programovaných modulů? Dokáže programování systému ERP pro podporu činností MOM ušetřit peníze ve srovnání s komerčním systémem MES?

Velikost firmy a rozsah působnosti ERP

Dvěma obvykle neočekávanými aspekty při rozhodování, zda pro výrobní operace zvolit systém MES nebo ERP, je velikost firmy a rozsah působnosti systému ERP. Systémy ERP mohou být velké a všezahrnující nebo malé a úzce soustředěné. Je-li implementace systému ERP rozsáhlá a pokrývá-li několik obchodních jednotek, desítky výrobních závodů a velké procento podnikových procesů, pak nemusí být systém ERP schopen zvládat všechny podrobnosti potřebné pro podporu MOM. Systémy MOM vyžadují podrobné informace o uspořádání zařízení, výrobních recepturách a pracovních tocích. Systémy MOM často koordinují údržbu, řízení jakosti, skladové hospodářství a výrobní činnosti až na úroveň jednotlivých přístrojů, dílčích šarží materiálu a základních výrobních kroků. U velkých firem je těžké zvládat tak vysokou míru podrobnosti a udržovat ji v  centralizovaném systému.

Mnoho systémů ERP nedokáže snadno měnit měřítko působnosti a řídit skladové zásoby na úrovni polic, přepravek a přihrádek v rámci celého podniku. Většina celopodnikových systémů ERP funguje nejlépe s omezeným počtem skladovacích míst pro stanovování nákladů a opětovné objednávání. Ve středně velikém závodě mohou probíhat desítky pohybů materiálu za minutu, každý s koordinovaným podnikovým procesem. Pokud má daná firma jen několik závodů, pak systém ERP může zvládat podrobné informace potřebné pro podporu výrobních operací. Probíhají- li v několika závodech různé výrobní procesy, pak systém ERP není nejlepší volbou pro podporu MOM. Dalším důsledkem rozsahu působnosti systému ERP je očekávaná četnost transakcí podporovaná systémem. Četnost transakcí MOM ve středně velkém závodě mohou představovat i stovky transakcí za minutu.

Tuto četnost mohou systémy ERP zvládat. Pokud však musí být zvýšena s ohledem na desítky závodů rozmístěných po celém státě nebo i v zahraničí, výsledná četnost by zahltila většinu systémů ERP na bázi transakcí/zpráv. Čím větší je systém ERP (počet spravovaných závodů a četnost transakcí), tím je výhodnější mít lokální řešení MES, které by systému ERP pomáhalo. O využití systému ERP pro podporu MOM lze uvažovat, pokud systém ERP podporuje jen několik závodů a počet transakcí výměny dat mezi základní výrobní úrovní a systémem ERP je několik za minutu.

Výroba bez podpory?

Hlavním cílem manažerů závodů je udržet v závodě výrobu v chodu. Mnoho firem provozuje nepřetržitou výrobu a systémy pro podporu operací musejí mít vysokou dostupnost a spolehlivost. Systémy MES obvykle běží na lokálních hostitelských počítačích a jsou navrženy s ohledem na vysokou dostupnost. Mnoho systémů ERP běží na vzdáleném hostitelském počítači (třeba i na jiném kontinentu) a často má plánovanou odstávku k provedení záloh a aktualizací softwaru každý týden nebo měsíc. Odstávka systému ERP se obvykle plánuje na víkendy, např. na sobotní večer nebo nedělní ráno, aby se minimalizoval její dopad na firmu. Pokud systém podporující činnosti MOM běží na vzdáleném hostitelském počítači, nedostupnost může být způsobena také výpadkem sítě.

Tyto výpadky jsou obvykle mimo kontrolu firmy a mohou mít řadu příčin, jako je přetnutí komunikačních linek na staveništi mimo závod nebo přerušení podmořského kabelu lodí s vlečnou sítí. Schopnost běžet bez připojení patří mezi kritéria pro rozhodování o použití systému ERP, jenž běží na vzdáleném počítači, nebo lokálního systému MES. O využití systému ERP pro podporu MOM lze uvažovat, pokud pracoviště může běžet 24 a více hodin pomocí manuálních procesů, protože zálohy na bázi papírové dokumentace a alternativní komunikační prostředky, jako je telefon nebo fax, jsou snadno dostupné.

Systém ERP se systémem lokálního ukládání dat do vyrovnávací paměti lze použít pro podporu MOM, pokud pracoviště může běžet 8 až 24 hodin bez připojení k systému ERP, protože s pomocí papírových záloh a dat uložených ve vyrovnávací paměti je možno zvládnout krátkodobé výpadky. O využití systému MES pro podporu MOM uvažujte, pokud vaše pracoviště nedokáže běžet déle než 8 hodin pomocí manuálních procesů a papírových záloh. Obvyklým požadavkem systému ERP je, aby všechny závody vypadaly stejně, alespoň z hlediska logistiky a finančních podnikových procesů. Tím se výrazně snižují náklady na implementaci a podporu systému ERP.

Lokální vs. centralizované řízení

Této konzistentnosti je obtížné, ne-li nemožné dosáhnout u výrobních procesů MOM. Jen velmi málo firem má závody se stejným fyzickým rozvržením, s totožnou úrovní odbornosti pracovníků a s identickými zákonnými požadavky. Většina závodů má zavedeny projekty průběžného zlepšování, které upravují pracovní toky, mění výrobní procesy, rozložení zařízení, školení pracovníků, upravují receptury nebo procesní pokyny a doplňují automatizaci. Systémy MES jsou navrženy tak, aby zvládaly tyto změny a dokázaly pracovat s rozdíly mezi různými částmi výrobního závodu, ba dokonce i mezi různými výrobními linkami ve stejném úseku.

Architektura systémů ERP obvykle nepodporuje lokální postupy a nedokáže zohledňovat průběžné změny postupů. O využití systému ERP pro podporu MOM lze uvažovat, pokud existují limitované lokální pracovní toky, které nespravuje systém DCS nebo systém provádění dávek. O využití systému MES pro podporu MOM uvažujte, pokud existuje značná variabilita výrobních procesů v rámci závodu nebo existuje velká variabilita výrobního zařízení a lokálních pracovních toků v rámci závodu. Otázka použití systému ERP nebo MES pro podporu činností výrobních operací může být problematická, ale při uplatnění dobře definovaných kritérií může být odpověď na tuto otázku snadná.

Systém ERP je schopen podporovat činnosti MOM, pokud je podporována základní funkčnost, systém ERP má malý rozsah působnosti a pokrývá jen několik závodů, podporuje definice postupů pracovních toků na úrovni pracovišť a pokud výroba může pokračovat jednu nebo více směn i při nedostupnosti tohoto systému.Jestliže tomu tak není, pak může být pro potřeby správy výrobních operací nejlepší použít řešení na bázi systému MES. V případě velké rozmanitosti výrobních závodů může být „správná“ odpověď na otázku ERP nebo MES pro každý závod jiná. Kombinované řešení může tvořit systém s několika závody využívajícími lokální řešení MES společně s těmi, jež využívají centralizované řešení ERP. Některé závody mohou být dostatečně velké a složité na to, aby bylo smysluplné použít úplné lokální řešení MES, zatímco jiné mohou fungovat i s omezeními souvisejícími se vzdáleným systémem ERP.

ce

Dennis Brandl je prezident společnosti BR+L Consulting. Můžete jej kontaktovat na e-mailové adrese dbrandl@brlconsulting.com.

Autor: Dennis Brandl, BR&L Consulting