MES: cos’è e come aiuta a ottimizzare i costi aziendali

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MES: cos’è e come aiuta a ottimizzare i costi aziendali

Manufacturing Execution System è il sistema operazionale che gestisce l’avanzamento della produzione, ottimizza i processi e l’impiego delle risorse, avendo così un impatto centrale sul paradigma Industria 4.0

Pubblicato il 24 Gen 2023

di Emanuele Villa

Il settore della manifattura sta fronteggiando notevoli sfide. Da un lato, l’incertezza macroeconomica e le supply chain sempre più complesse hanno un impatto su tempi, costi e pianificazioni. Dall’altro, una clientela molto esigente impone qualità senza compromessi, personalizzazione, lead time ristretti e, soprattutto, capacità di assecondare trend di consumo in costante cambiamento. Qui entra in gioco il MES (Manufacturing Execution System). In altri termini, oggi per prosperare è necessaria agilità, e proprio per questo i paradigmi di produzione connessa, smart o 4.0 sono d’attualità da più di un decennio.

Attuare un modello di smart manufacturing non è banale, sia per la gestione del cambiamento che per l’architettura tecnica sottostante. Il MES, acronimo di Manufacturing Execution System, è il pilastro del nuovo paradigma.

Cosa si intende con MES Manufacturing Execution System

Cosa si intende con MES, Manufacturing Execution System? Da manuale, MES è il sistema informativo operazionale che sovrintende la gestione e il controllo della funzione produttiva.

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Le soluzioni disponibili sono contraddistinte da forte modularità, e quindi da un’estensione funzionale non del tutto standardizzata. Uno degli aspetti fondamentali del MES è infatti la capacità di adattamento e personalizzazione rispetto a processi produttivi che possono differire molto da un’azienda all’altra.

È molto complesso tracciare un confine netto tra sistemi operazionali come MES e APS (Advanced Planning & Scheduling), o tra MES e WMS (Warehouse Manufacturing System). Alcune soluzioni vengono infatti inquadrate nella categoria SCES (Supply Chain Execution System) proprio per la condivisione di funzionalità in ottica di miglioramento delle operation.

Tuttavia, per comprendere cosa si intende con MES, Manufacturing Execution System, si possono evidenziare alcuni elementi fondanti:

  • Controllo, monitoraggio e avanzamento delle fasi di produzione;
  • Gestione delle risorse, tra cui gli operatori e le materie prime/semilavorati;
  • Acquisizione di dati dalle macchine;
  • Pianificazione e ottimizzazione della produzione;
  • Reportistica e analisi di performance;
  • Gestione della tracciabilità;

Date le sue funzionalità, MES è quindi la piattaforma attorno a cui ruotano le esigenze di efficienza, efficacia, abbattimento di sprechi e costi, ottimizzazione dei processi, riduzione dei fermi e innovazione palesate dall’industria.

MES: la tecnologia che trasforma la produzione

Governando il ciclo produttivo nella sua interezza e sfruttando i benefici della digitalizzazione (automazione compresa), si può affermare che MES sia la tecnologia che trasforma la produzione.

MES è un abilitatore di manufacturing data-driven o 4.0. Il sistema, integrato con il mondo delle macchine (IIoT) e con i sistemi gestionali, acquisisce dati attraverso tutto il processo: operatività e alert delle macchine, dichiarazioni e attività degli operatori, tempi di ciclo e di attrezzaggio, allocazione delle risorse, rendimento dei reparti e via dicendo.

In questo modo, MES consente ai responsabili della produzione di monitorare le performance effettive dell’ambiente produttivo e di trasformarli in ottica di massimizzazione dell’efficienza. A titolo d’esempio, MES consente di distribuire (in gergo, “schedulare”) gli ordini di produzione sui vari macchinari al fine di minimizzare il downtime dovuto all’attrezzaggio degli utensili.

MES è la tecnologia che trasforma la produzione poiché apre alle imprese il mondo della data analysis e consente loro di valorizzare il dato anche in ottica predittiva. I dati acquisiti dal MES sono alla base di fattispecie innovative nell’ambito della gestione e della manutenzione degli asset (manutenzione predittiva, in primis), ma anche della previsione attendibile dei consumi di materie prime, con tanto di ottimizzazione delle scorte.

MES: tracciabilità, controllo e qualità

Molte imprese adottano soluzioni MES per le tracciabilità e il controllo della produzione.

La tracciabilità è una funzionalità nativa di molti sistemi MES e consiste nell’acquisizione, nella gestione e conservazione di tutte le informazioni necessarie a documentare i processi di produzione, trasformazione, assemblaggio e movimentazione di materie prime, semilavorati, parti e prodotti finiti.

Il concetto di MES per la tracciabilità è connesso a quello di rintracciabilità, che consente alle imprese (in alcuni casi anche ai clienti finali) di risalire dal prodotto al lotto di produzione, da questo alle lavorazioni effettuate, alle macchine e alle squadre coinvolte, alle materie prime, ai fornitori e via dicendo (tracciabilità di filiera). La tracciabilità, abilitata dalle informazioni raccolte dal MES e dagli altri sistemi operazionali coinvolti, permette alle imprese di:

  • Ottimizzare i cicli produttivi;
  • Risalire alle cause di prodotti difettosi;
  • Regolare i rapporti con i partner della supply chain;
  • Minimizzare gli effetti di un richiamo;
  • Allinearsi alle prescrizioni normative.

Il Manufacturing Execution System controlla la produzione in quanto elemento di contatto tra l’universo delle macchine, quello degli operatori – che interagiscono attraverso controlli a bordo macchina, terminali radio, tablet e altri dispositivi – e il business, sintetizzato dall’ERP.

La sinergia di cui sopra crea un patrimonio informativo che il MES traduce in report, dashboard e KPI sintetici (es, OEE – Overall Equipment Effectiveness), attraverso cui prendere decisioni finalizzate all’efficientamento, all’abbattimento degli sprechi e alla flessibilità.

Miglioramento della qualità e riduzione dei costi con MES

Dirette conseguenze di quanto affermato finora sono il miglioramento della qualità e la riduzione dei costi con MES.

Il Quality Management è strettamente connesso al monitoraggio sistemico della produzione per identificare difetti, errori umani, sprechi, downtime e colli di bottiglia. Le funzionalità di Quality Management consentono inoltre di impostare istruzioni dettagliate di lavoro che – visualizzate a bordo macchina o su dispositivo mobile – semplificano l’attività degli operatori e abbattono le possibilità di errore. Il tutto, collegato ad alert proattivi indirizzati agli operatori stessi o ai responsabili di reparto.

Si è detto che le imprese possono contare su un miglioramento della qualità e la riduzione dei costi con il Manufacturing Execution System. Per quanto concerne i costi, ci si riferisce non soltanto a quelli connessi agli sprechi (tempo e risorse) e ai processi non ottimizzati, ma anche all’ottimizzazione delle scorte, ai costi del lavoro e alla razionalizzazione dei consumi energetici.

MES: la soluzione per la conformità normativa

Tante aziende “interpretano” i sistemi MES come la soluzione per la conformità normativa. Il tema è ampio, ma la capacità del MES di acquisire e conservare dati da tutti gli elementi costitutivi dei processi di fabbrica lo rende un punto saldo per la verifica della conformità rispetto a normative generali e di settore.

Diversi esempi dimostrano come MES sia la soluzione per la conformità normativa. Si pensi alla sicurezza sul lavoro negli ambienti produttivi, laddove il MES, debitamente integrato con soluzioni IoT, può registrare informazioni sulla qualità e la temperatura dell’aria, sull’esposizione a sostanze chimiche o a determinati livelli di pressione sonora.

Altro use case interessante è la tracciabilità nel mondo food, al centro di una regolamentazione precisa. A titolo d’esempio, il Regolamento Europeo 178/2002 ha stabilito che gli operatori del settore debbano essere in grado di risalire a chi ha fornito loro alimenti e mangimi, oltre ad aver fissato rigorose procedure di etichettatura.

MES: l’integrazione dei sistemi aziendali

Secondo una definizione autorevole, MES è “un bridge che collega il layer di pianificazione a quello inferiore di controllo”, laddove per layer di controllo si intende quello di governo delle macchine, ovvero i sistemi SCADA/PLC.

L’efficacia dei sistemi informativi di produzione si basa proprio su MES e l’integrazione dei sistemi aziendali. Per confluire in un modello data-driven, il Manufacturing Execution System va integrato con tutti i sistemi di controllo delle macchine (IIoT) e, lato business, con l’ERP e/o altri software dipartimentali.

Manufacturing Execution System, il MES protagonista nella comunicazione

La comunicazione MES-ERP è bidirezionale: tipicamente, ERP riceve e gestisce gli ordini di produzione, MES li traduce in ordini di lavoro e procede con tutta la fase esecutiva, coordinando sistemi, piattaforme e risorse a livello di fabbrica. MES, poi, comunica a ERP il consumo dei materiali, l’evasione degli ordini ed eventuali problematiche che possono impattare tempi, costi, processi amministrativi e di procurement.

Le soluzioni MES sono disponibili on-premise e come servizi cloud. In quest’ultimo caso, la necessità di latenze ridottissime e di massima resilienza ha determinato l’implementazione di architetture estese edge-to-cloud.

MES: la soluzione per la gestione delle scorte

Posto che una rottura di stock causa inevitabilmente un downtime, costi e (talvolta) danni reputazionali, diverse aziende considerano Manufacturing Execution System la soluzione per la gestione delle scorte.

Il tema è complesso, e può essere gestito da diversi sistemi, in particolare dal MES e dal WMS, che tengono conto e aggiornano costantemente i livelli di inventario di tutte le materie prime, i componenti e i semilavorati, definendo le logiche di lavorazione sulla base delle esigenze dell’azienda e della industry di riferimento (es, nel food si usa la logica FEFO, First Expired First Out, per via delle scadenze). Lo stesso sistema può fare previsioni di consumo futuro ed eseguire operazioni di riordino (allertando l’ufficio acquisti) sulla base delle logiche definite dal business.

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Emanuele Villa

Giornalista

Appassionato di tecnologia da sempre, ho deciso che avrei impegnato il mio tempo raccontandola e lo faccio dal lontano 2000. Dopo un lungo percorso nel mondo della tecnologia consumer, ora mi occupo soprattutto di Digital Transformation.

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