Manufacturing Execution Systems (MES):The Missing Link

Anda telah menerapkan merek perangkat lunak ERP yang populer. Sistem PLM Anda berdengung seperti mobil sport yang disetel dengan baik. Anda memiliki CAD/CAM dan TMS dan perangkat lunak simulasi jalur alat, dan semua orang Anda telah dilatih tentang penggunaannya. Anda telah menghabiskan banyak uang untuk perangkat lunak dan konsultan, memiliki semua sistem yang benar, namun Anda mengabaikan tanggal pengiriman penting minggu lalu dan Anda masih berjalan ke toko beberapa kali sehari untuk memeriksa pekerjaan. Apa yang memberi?

Kemungkinan besar sudah waktunya untuk mengambil langkah besar berikutnya menuju nirwana produksi dengan menerapkan Manufacturing Execution System (MES). Anggap saja sebagai mata rantai yang hilang antara ERP, lantai toko, dan semua sistem perangkat lunak lain yang digunakan untuk mengelola bisnis manufaktur. MES memberikan tingkat visibilitas produksi dan pelacakan pekerjaan yang lebih tinggi daripada ERP. Itu membuat penjadwalan real-time benar-benar real-time. Ini menawarkan akses yang sebelumnya tidak dapat dicapai ke data kinerja dan kualitas, bersama dengan alat analisis yang diperlukan untuk meningkatkan keduanya.

Biarkan Saya Menghitung Cara

MES melakukan semua ini dan lebih banyak lagi, tetapi yang tidak dilakukannya adalah termasuk dalam kategori perangkat lunak yang rapi dan mudah ditentukan. Faktanya, pencarian Google untuk perangkat lunak MES mengembalikan sejumlah hasil "Perangkat Lunak MES Terbaik", beberapa di antaranya mengarah ke pemasok yang mungkin dapat mengeja MES tetapi hanya itu saja. Pencarian akan menemukan daftar panjang fitur MES seperti pengumpulan data, penjadwalan produksi induk, pelacakan tenaga kerja, dan sebagainya, fungsi yang mungkin sudah dilakukan oleh sistem ERP mana pun. Bahkan bagi mereka yang memiliki pengetahuan tentang sistem perangkat lunak, MES dapat sedikit membingungkan.

Seseorang yang diperlengkapi dengan baik untuk membantu menavigasi wilayah yang suram ini adalah Andrew Robling, manajer produk senior di Epicor Software Corp., Austin, Texas. Baginya, tidak ada yang membingungkan tentang MES, atau manfaatnya bagi perusahaan besar dan kecil.

“MES memang berarti banyak hal bagi banyak orang, tetapi intinya adalah tentang mengumpulkan data langsung dari peralatan dan peralatan mesin sehingga Anda dapat membuat keputusan yang lebih baik,” katanya. “Data itu mungkin sedasar status mesin atau berapa banyak suku cadang yang diproduksi sejauh ini, dan dari sana meluas ke pemantauan proses yang sebenarnya, menangkap nilai seperti suhu dan tekanan mesin, atau data kualitas suku cadang untuk tujuan SPC [kontrol proses statistik]. ”

Pengumpulan data dapat dilakukan secara otomatis, katanya, dengan integrasi ke PLC (programmable logic controller) yang dipasang di mesin, misalnya, atau sepenuhnya manual dalam bentuk layar sentuh lantai toko dan perangkat seluler. Fleksibilitas ini mungkin membantu menjelaskan mengapa banyak orang di industri berjuang untuk menawarkan definisi yang jelas tentang MES, dan mengapa kemampuannya bervariasi dari satu vendor ke vendor lainnya. Akan tetapi, ambigu atau tidak, ada satu hal yang disepakati semua orang—jika ingin meningkatkan visibilitas ke cara kerja bagian dalam lantai produksi dan dengan demikian meningkatkan efisiensi manufaktur, MES adalah cara terbaik untuk mencapainya.

Jadilah Nyata (Waktu)

Pertimbangkan salah satu yang paling penting dari semua kegiatan manajemen lantai toko, penjadwalan pekerjaan yang akurat. Menurut Robling, MES memungkinkan untuk menjaga roda di bus produksi, daripada mengetahuinya jatuh kemarin sore. “Toko membutuhkan mekanisme untuk menampilkan informasi pekerjaan secara real time, untuk memberi tahu orang-orang bahwa peralatan tidak beroperasi sebagaimana mestinya, atau bahwa alat pemotong akan rusak,” katanya.

Dengan MES, ini dapat dicapai dengan berbagai cara. Mungkin dasbor tingkat manajemen yang berubah menjadi merah jika ada masalah, atau tampilan bergaya Andon (perangkat kontrol visual) di lantai pabrik yang memberikan informasi tentang status alat berat saat ini, tingkat produksi, dan peringatan ketidaksesuaian. Robling mengatakan beberapa toko bahkan akan mengirim peringatan melalui sistem alamat publik perusahaan. “Pendekatan apa pun yang digunakan, sistem ini memberi orang kesempatan untuk segera mengambil tindakan korektif, mungkin menghindari jam operasi alat berat yang tidak efisien.”

MES tidak hanya untuk tingkat produksi otomotif. Robling setuju bahwa MES lebih umum dengan pabrikan yang lebih besar, tetapi mencatat bahwa bahkan bengkel kerja kecil dapat menikmati manfaat yang signifikan—sebenarnya, merekalah yang paling sering mendapatkan keuntungan.

“Kami bekerja dengan sebuah toko di Pennsylvania baru-baru ini yang memperkirakan tingkat OEE mereka [keefektifan peralatan secara keseluruhan] berada di suatu tempat di pertengahan tahun 60-an,” katanya. “Setelah menerapkan MES, mereka menemukan bahwa beberapa contoh waktu henti mesin yang mereka rekam secara manual setiap hari pada kenyataannya jauh lebih tinggi—dalam urutan beberapa ratus gangguan kecil per shift yang tidak perlu dilaporkan oleh operator. Hasil? OEE mereka kira-kira 15 persen lebih rendah dari yang diharapkan. MES tidak hanya menyediakan visibilitas untuk masalah ini, tetapi juga data yang dibutuhkan untuk mengatasinya.”

Bagaimana dengan IBU?

Penyelidikan ke MES sering menemukan istilah terkait, Manajemen Operasi Manufaktur (MOM). Subba Rao, petugas inovasi untuk grup manajemen operasi manufaktur di Siemens Digital Industries Software, Plano, Texas, menjelaskan bahwa MES dapat dianggap sebagai versi MOM yang lebih kecil dan kurang komprehensif, setidaknya dari perspektif Siemens Digital Industries Software.

"IBU lebih luas," kata Rao. “Di mana MES lebih fokus pada pengumpulan data waktu nyata, MOM memanfaatkan data tersebut untuk manajemen kualitas, aktivitas pemeliharaan, kolaborasi loop tertutup pada informasi teknik untuk lantai pabrik, dan orkestrasi berbagai proses yang diperlukan untuk menghasilkan produk berkualitas. Kami menyebutnya sebagai otak digital untuk operasi produksi, yang memberikan wawasan dan transparansi kepada semua yang terlibat.”

Dia juga menjelaskan bahwa, dibandingkan dengan lima tahun yang lalu, MES dan kakak perempuannya MOM lebih mudah untuk diimplementasikan, sebagian besar berkat Industri 4.0 dan IIoT (Industrial Internet of Things). Itu karena peralatan mesin CNC saat ini serta jenis peralatan industri lainnya biasanya penuh dengan sensor yang mendeteksi segala sesuatu mulai dari beban sumbu hingga getaran spindel. Sensor ini mudah dihubungkan dan dengan senang hati berbagi data dengan sistem perangkat lunak eksternal, memungkinkan segala macam pemeliharaan prediktif, pemantauan proses, dan peningkatan terjadi.

Konektivitas yang disederhanakan sangat bagus, kata Rao, tetapi apa yang dilakukan dengan data itulah yang diperhitungkan. “Operator, pemrogram mesin, pengawas kontrol produksi, dan semua orang yang terlibat ingin tahu apa yang sedang dikerjakan saat ini, bagaimana kinerja toko, dan bagaimana proses dapat ditingkatkan untuk inovasi produk saat ini dan masa depan,” katanya. “Tapi itu hanya sebagian kecil dari apa yang IBU bawa ke meja. Semua orang di perusahaan mencari cara yang lebih baik untuk melakukan tugas tertentu, baik itu tim kontrol kualitas yang ingin menganalisis tren statistik atau manajer logistik yang perlu menyiapkan materi. MOM, dan pada tingkat lebih rendah MES, membantu memfasilitasi koordinasi dan orkestrasi yang diperlukan untuk mencapai produksi yang benar-benar efisien.”

Hasil yang Dioptimalkan

Tunggu dulu—bagaimana jika tingkat pengiriman dan kualitas telah berjalan pada 98 persen atau lebih tinggi selama dua tahun terakhir? Bagaimana jika waktu penyiapan kira-kira sebaik yang diharapkan, terutama, katakanlah, di lingkungan dengan volume rendah dan campuran tinggi? Dan, katakan juga, penjadwalan lantai toko dan "orkestrasi" berjalan dengan baik. Mengapa mengacaukan gerobak apel?

Pertanyaan bagus. Sangat mungkin bahwa dalam contoh ini, toko mesin atau bisnis fabrikasi lembaran logam tidak memerlukan fungsionalitas tingkat lanjut yang dibahas di sini, dan bahwa pengumpulan data dan pelacakan pekerjaan yang menjadi standar dengan sebagian besar sistem ERP—yang sebenarnya dilabeli oleh banyak orang di industri sebagai MES—hanya itu yang diperlukan untuk terus mencapai level “home run” saat ini.

Namun pertimbangkan informasi ini dari ECI Software Solutions, Fort Worth, Texas, yang menunjukkan bahwa MES membawa efisiensi produksi ke tingkat yang sama sekali baru.

Banyak sistem ERP melakukan pekerjaan yang layak dalam penjadwalan, pada tingkat makro. Tetapi bagaimana ketika sebuah toko sedang membengkokkan lembaran baja tahan karat 20-gauge, atau memotong slot di titanium dengan end mill ” [12,7 mm], dan ingin mengetahui semua pekerjaan lain yang tersedia yang memiliki atribut tersebut sehingga dapat memanfaatkan setup dan perkakas yang sama? MES memberikan kesempatan untuk mengoptimalkan pusat kerja berdasarkan nilai apa pun yang diinginkan toko, dan kemudian mengomunikasikan jadwal yang diperbarui kembali ke sistem ERP, sehingga semuanya bekerja secara harmonis, menurut perusahaan.

Ini adalah sesuatu yang sebagian besar sistem ERP tidak dapat melakukannya sendiri, menurut ECI, karena mereka tidak memiliki antarmuka mesin yang diperlukan atau akses ke informasi teknik. Namun, MES menghasilkan pemanfaatan mesin yang jauh lebih besar, lebih sedikit skrap, dan waktu penyiapan yang lebih singkat. Dan karena MES yang diimplementasikan dengan benar menangkap data dalam proses seperti beban peralatan dan hasil inspeksi, ada peluang peningkatan proses yang substansial yang tidak mungkin tercapai. Garis bawah? MES adalah tempat yang baik untuk memulai inisiatif Industri 4.0.

Selamat tinggal Pengetahuan Suku

Tentu saja, pengoptimalan mesin mengasumsikan bahwa data teknik benar-benar tersedia, dan data tersebut bersih, terorganisir dengan baik, dan semuanya ada di satu tempat. Namun, bagi banyak toko, terutama yang tidak memiliki departemen teknik formal, informasi ini tersebar di lembar perkakas dan sistem pemrograman, atau berada di kepala para ahli mesin veteran dan perakit logam lembaran yang telah membuat keajaiban lantai toko terjadi untuk 30 tahun terakhir. Pertanyaannya kemudian menjadi, apa yang terjadi ketika karyawan yang berharga ini pensiun atau meninggalkan perusahaan?

Dalam banyak hal, ini adalah nilai sebenarnya dari MES. Ini bertindak sebagai gudang pusat untuk semua dokumen, gambar, dan instruksi yang diperlukan untuk mengatur dan mengoperasikan peralatan manufaktur. Kemudian memonitor kinerja peralatan itu, mengelola produksi dan data terkait kualitas yang keluar darinya, memasukkan data itu kembali ke sistem perangkat lunak lain perusahaan, dan memberi manusia kesempatan untuk mengidentifikasi cara meningkatkan proses dan pemanfaatan mesin.

Singkatnya, MES melakukan apa yang telah dilakukan orang selama ada tombol untuk mendorong atau tuas untuk menarik. Ini menghilangkan intuisi dan firasat bahwa terlalu banyak toko bergantung setiap hari, mengubah apa yang seharusnya menjadi pengetahuan suku menjadi aset perusahaan, menurut ECI.

Poka-Yoke Besar

Pada dasarnya, MES adalah tentang kontrol dan kemampuan untuk proses-bukti kesalahan, dan melalui pemeriksaan kesalahan itu menghindari masalah produksi, menurut Mike Hart, direktur strategi produk untuk manufaktur dan industri IoT di Plex Systems Inc., Troy, Mich. “Ini tentang menghubungkan titik-titik.”

Titik-titik itu mungkin termasuk peralatan pekerjaan dan persyaratan bahan baku, katanya, serta ekspektasi perencanaan dan kontrol kualitasnya. Apa yang berjalan sekarang, apa yang berjalan sore ini, dan apa yang berjalan minggu depan untuk dipertimbangkan, dan apa dampak aktivitas ini terhadap tingkat inventaris. MES mengikat sumber informasi yang sering berbeda ini bersama-sama untuk menciptakan organisasi yang terhubung. Ini memberi operator akses mudah ke alat yang dibutuhkan untuk menjadi efektif dalam pekerjaan mereka, sementara manajemen memperoleh pandangan yang lebih koheren tentang sistem bisnis mereka, bersama dengan informasi yang dibutuhkan untuk membuat keputusan yang cerdas.

Peningkatan visibilitas memang bagus, tetapi bagaimana MES membantu membuat proses menjadi bukti kesalahan? “Karena jika Anda tahu siapa yang melakukan proses tertentu atau menjalankan mesin tertentu, Anda dapat menggunakan informasi itu untuk mengetahui pelatihan apa yang mereka terima, dan apakah mereka memenuhi syarat untuk melakukan pekerjaan itu,” kata Hart. “Tetapi bahkan lebih dari itu, MES memastikan bahwa semua rencana kontrol yang tepat sudah ada dan orang-orang 'memeriksa kotak' pada waktu dan tempat yang tepat. Jika tidak, tanda bahaya segera dikibarkan—bukan besok, bukan saat pekerjaan selesai, tapi sekarang juga.”

Memindahkan Gigi

Jika MES begitu hebat, mengapa tidak lebih banyak toko yang berinvestasi di dalamnya? Dalam hal ini, mengapa ada begitu banyak fokus industri pada ERP, padahal tampaknya manfaat nyata datang dengan implementasi MES? Dengan risiko menyatakan yang sudah jelas, ERP adalah persyaratan untuk hampir semua perusahaan manufaktur, atau setidaknya perusahaan mana pun dengan lebih dari segelintir karyawan dan fokus pada pertumbuhan.

Sederhananya, ERP membayar tagihan. Secara harfiah. Fungsi akuntansi seperti hutang, piutang, pelaporan pajak, dan banyak lagi akan sangat sulit tanpa perangkat lunak ERP, seperti halnya pengendalian persediaan, pengiriman dan penerimaan, manajemen pesanan penjualan, pembelian, dan MRP yang sangat penting. Sistem ERP juga membanggakan beberapa tingkat penjadwalan dan fungsionalitas kontrol lantai toko, meskipun sebagian besar gagal dalam mengelola pekerjaan bagian dalamnya. Oleh karena itu perlunya MES.

“Kami telah melihatnya berjalan dua arah, tetapi ya, beberapa toko memilih untuk mengejar strategi MES terlebih dahulu,” kata Hart. “Itu benar-benar tergantung pada poin rasa sakit apa yang mereka alami. Jika ada masalah, misalnya, dengan keterlacakan material, atau toko menghadapi tantangan kualitas dan mereka ingin menyoroti apa yang terjadi di luar sana pada saat tertentu, mereka biasanya akan memulai dengan MES. Karena itu, salah satu manfaat utama MES adalah potensi integrasi dengan ERP dan sistem manufaktur lainnya, jadi penting untuk tetap memperhatikannya saat Anda bergerak maju.”

Sapa Kaisar

Ingatlah bahwa penerapan MES menimbulkan banyak pertimbangan dan potensi jebakan yang sama seperti ERP. “Tidak ada gunanya melakukannya kecuali data Anda benar,” kata Jim Errington, wakil presiden eksekutif penjualan dan layanan untuk Fujitsu Glovia Inc., El Segundo, California. “Saya mengatakan ini kepada pelanggan ERP dan MES, bahwa bagaimanapun caranya hebat sistemnya atau betapa hebatnya alatnya, mengisinya dengan data yang buruk hanya akan memberikan jawaban yang buruk.”

Errington berbagi cerita tentang pelanggan yang bekerja dengannya baru-baru ini. Setelah menghabiskan waktu berbulan-bulan untuk membersihkan tagihan material dan routernya, mereka mengaktifkan sisi perencanaan pabrik dari perangkat lunak MES mereka, hanya untuk membebani pusat kerja yang kritis. Masalah? Tidak ada yang memperhatikan waktu perpindahan yang tidak akurat. “Seperti banyak toko, mereka tidak pernah memiliki sistem penjadwalan yang nyata, jadi nilai-nilai ini tidak pernah dilihat,” kata Errington. “Semua orang menyadari bahwa Anda tidak dapat memindahkan casting dua ton secara instan, tetapi dalam kasus ini, itulah yang mereka perintahkan kepada sistem.”

Pengawasan itu akhirnya membuat mereka terlambat beberapa hari, tambahnya, dan membutuhkan waktu berminggu-minggu untuk pulih dari kesalahan sederhana. Inilah mengapa sangat penting untuk melibatkan para insinyur dan perencana serta orang-orang yang membebani biaya dalam implementasi apa pun—MES atau lainnya—untuk menghindari situasi seperti ini. “Banyak orang mengatakan bahwa data adalah raja; mungkin begitu, tapi itu membuat akurasi data menjadi yang utama,” kata Errington.

Contoh penjadwalannya menggambarkan satu hal penting lagi tentang MES. Tidak seperti ERP, MES adalah gajah yang bisa dimakan dalam gigitan kecil. Misalnya, sangat mungkin untuk menerapkan hanya fungsi penjadwalan, seperti yang dilakukan pelanggan Glovia, atau mengintegrasikan MES dengan perangkat lunak pemeliharaan toko untuk pelacakan OEE, atau menggunakannya untuk mengumpulkan data produksi pada pemotong laser otomatis yang baru saja Anda pasang, atau memberikan informasi yang lebih baik ke jalur perakitan ... daftarnya terus berlanjut. Ya, integritas data dan pemeliharaan yang baik sama pentingnya, tetapi upayanya hampir pasti akan lebih kecil dan ROI jauh lebih cepat.

Pesannya jelas:buah gantung rendah berlimpah bahkan di perusahaan-perusahaan terbaik, dan MES adalah anak tangga yang dibutuhkan untuk memetiknya. “Ini akan menjadi semakin jelas saat kita memasuki Industri 4.0 dan lebih banyak perusahaan ingin mengumpulkan dan menganalisis data yang berasal dari peralatan mesin mereka,” kata Errington. “MES memberi kami kemampuan untuk menghubungkan pabrik dengan bisnis lainnya, menyediakan data waktu nyata, penjadwalan yang lebih akurat, pemanfaatan mesin yang lebih besar, dan kontrol yang lebih baik atas setiap aspek lantai produksi. Bagi kami, MES bukanlah barang yang bagus untuk dimiliki—ini harus dimiliki, setidaknya untuk setiap pabrikan yang ingin tetap kompetitif.”