Sistem Eksekusi Manufaktur (MES): Rangkaian Krusial untuk Pengiriman Tepat Waktu

Anda telah menerapkan merek ERP populer. Sistem PLM Anda berjalan seperti mobil sport yang diatur dengan baik. Anda memiliki CAD/CAM dan TMS dan perangkat lunak simulasi jalur perkakas, dan semua orang Anda telah dilatih pada penggunaannya. Anda telah menghabiskan banyak uang pada perangkat lunak dan konsultan, memiliki semua sistem yang benar, dan namun Anda melewatkan tanggal pengiriman penting minggu lalu dan Anda masih keluar ke bengkel beberapa kali sehari untuk memeriksa pekerjaan. Apa yang terjadi?

Besar kemungkinan saatnya untuk mengambil langkah besar berikutnya menuju nirwana produksi dengan menerapkan Sistem Eksekusi Manufaktur (MES). Anggaplah sebagai rangkaian yang hilang antara ERP, lantai produksi, dan semua sistem perangkat lunak lainnya yang digunakan untuk mengelola bisnis manufaktur. MES menyediakan visibilitas produksi dan pelacakan pekerjaan yang lebih tinggi daripada ERP. Ini membuat jadwal waktu nyata benar-benar waktu nyata. Ini menawarkan akses yang sebelumnya tidak tercapai ke data kinerja dan kualitas, bersama dengan alat analitik yang diperlukan untuk meningkatkan keduanya.

 

Biarkan Saya Menghitung Caranya

MES melakukan ini dan banyak lagi, tetapi apa yang tidak dilakukan adalah tergolong dalam kategori perangkat lunak yang rapi dan mudah didefinisikan. Faktanya, pencarian Google untuk perangkat lunak MES mengembalikan sejumlah hasil "Best MES Software", beberapa dari yang mengarah ke supplier yang mungkin bisa mengeja MES tetapi itu saja. Pencarian akan menemukan daftar panjang fitur MES seperti pengumpulan data, jadwal produksi utama, pelacakan tenaga kerja dan sebagainya, fungsi yang mungkin sudah dilakukan oleh sistem ERP apapun. Bahkan bagi mereka yang paham tentang sistem perangkat lunak, MES dapat sedikit membingungkan.

Seseorang yang sangat berwenang untuk membantu menavigasi area yang kabur ini adalah Andrew Robling, manajer produk senior di Epicor Software Corp., Austin, Texas. Baginya, tidak ada yang membingungkan tentang MES, atau manfaatnya yang dibawa untuk perusahaan besar dan kecil.

"MES memang berarti banyak hal bagi banyak orang, tetapi di hatinya itu tentang mengumpulkan data secara langsung dari peralatan dan alat mesin sehingga Anda dapat membuat keputusan yang lebih baik," katanya. "Data itu mungkin semudah status mesin atau berapa banyak bagian yang telah diproduksi hingga hari ini, dan dari sana dapat memperluas ke pemantauan proses yang sebenarnya, menangkap nilai seperti suhu dan tekanan mesin, atau data kualitas bagian untuk tujuan SPC [kontrol proses statistik]."

Pengumpulan data dapat otomatis, katanya, dengan integrasi ke PLC (programmable logic controller) yang dipasang pada mesin, misalnya, atau sepenuhnya manual dalam bentuk layar sentuh lantai produksi dan perangkat seluler. Fleksibilitas ini mungkin membantu menjelaskan mengapa banyak di industri kesulitan untuk menawarkan definisi yang jelas tentang MES, dan mengapa kemampuannya bervariasi dari vendor ke vendor. Ambigu atau tidak, ada satu hal yang sepakat semua orang—jika ingin meningkatkan visibilitas ke dalam operasi dalam lantai produksi dan oleh karena itu meningkatkan efisiensi manufaktur, MES adalah cara yang baik untuk sampai ke sana.

Jadikan Waktu Nyata

Pertimbangkan salah satu aktivitas manajemen lantai produksi yang paling penting, jadwal pekerjaan yang akurat. Menurut Robling, MES memungkinkan untuk menjaga roda bis produksi tetap berputar, alih-alih menemukan bahwa itu telah tabrakan kemarin sore hari. "Bengkel membutuhkan mekanisme untuk menampilkan informasi pekerjaan secara waktu nyata, untuk memberi tahu orang bahwa peralatan tidak beroperasi sebagaimana mestinya, atau bahwa alat pemotong akan gagal," katanya.

Dengan MES, ini dapat dicapai dalam berbagai cara. Ini bisa menjadi dashboard tingkat manajemen yang berubah merah jika ada masalah, atau layar tampilan gaya Andon (perangkat kontrol visual) di lantai pabrik yang memberikan informasi tentang status mesin saat ini, tingkat produksi, dan peringatan non-konformitas. Robling mengatakan beberapa bengkel bahkan akan mengirim pemberitahuan melalui sistem panggilan umum perusahaan. "Pendekatan apa pun yang digunakan, sistem ini memberi orang kesempatan untuk mengambil tindak perbaikan segera, mungkin menghindari jam operasi mesin yang tidak efisien."

MES bukan hanya untuk tingkat produksi otomotif. Robling setuju bahwa MES lebih umum pada produsen besar, tetapi mengatakan bahwa bahkan bengkel pekerja kecil dapat meniknati manfaat signifikan—faktanya, ini adalah mereka yang sering mendapat manfaat paling banyak.

"Kami bekerja dengan bengkel di Pennsylvania akhir-akhir ini yangkira tingkat OEE mereka [efektivitas mesin keseluruhan] ada di pertengahan 60-an," katanya. "Setelah menerapkan MES, mereka menemukan bahwa sejumlah contoh downtime mesin yang mereka catat manual setiap hari sebenarnya jauh lebih tinggi—sekitar ratusan gangguan kecil per shift yang operator tidak melaporkan. Hasilnya? Tingkat OEE mereka sekitar 15 persen lebih rendah dari yang diharapkan. MES tidak hanya menyediakan visibilitas untuk masalah ini, tetapi juga data yang diperlukan untuk mengatasinya."

Bagaimana dengan MOM?

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

"MOM lebih luas," kata Rao. "Di mana MES lebih berfokus pada pengumpulan data waktu nyata, MOM memanfaatkan data tersebut untuk manajemen kualitas, aktivitas pemeliharaan, kolaborasi loop tertutup pada informasi rekayasa untuk lantai pabrik, dan orkestrasi berbagai proses yang diperlukan untuk memproduksi produk berkualitas. Kami suka menyebutnya 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 saudara kembarnya MOM lebih mudah dari sebelumnya untuk diterapkan, berkat besarnya Industry 4.0 dan IIoT (Industrial Internet of Things). Itu karena alat mesin CNC hari ini serta jenis peralatan industri lainnya biasanya penuh dengan sensor yang mendeteksi segala sesuatu mulai dari beban sumbu hingga getaran spindle. Sensor ini mudah dihubungkan dan lebih dari senang berbagi data dengan sistem perangkat lunak eksternal, memungkinkan segala macam pemeliharaan prediktif, pemantauan proses, dan perbaikan untuk terjadi.

Konektivitas yang disederhanakan adalah bagus, kata Rao, tetapi itu adalah apa yang dilakukan dengan data yang penting. "Operator, programmer mesin, pengawas kontrol produksi dan semua orang yang terlibat ingin tahu apa yang sedang dikerjakan saat ini, bagaimana performa bengkel, dan bagaimana proses dapat ditingkatkan untuk inovasi produk saat ini dan masa depan," katanya. "Tapi itu hanyalah irisan kecil dari apa yang MOM bawa ke meja. Semua orang di perusahaan mencari cara yang lebih baik untuk melakukan tugas-tugas tertentu, baik itu tim kontrol kualitas yang ingin menganalisis tren statistik atau manajer logistik yang perlu menyiapkan bahan. MOM, dan dalam tingkat yang lebih rendah MES, membantu memfasilitasi koordinasi dan orkestrasi yang diperlukan untuk mencapai manufaktur yang benar-benar efisien."

Hasil yang Dioptimalkan

Tunggu sebentar—bagaimana jika tingkat pengiriman dan kualitas telah berjalan pada 98 persen atau lebih selama dua tahun terakhir? Bagaimana jika waktu setup hampir sebaik yang dapat diharapkan, terutama, katakanlah, di lingkungan volume rendah, campuran tinggi? Dan, katakan juga, bahwa jadwal lantai produksi dan "orkestrasi" sudah dalam genggam. Mengapa mengganggu kestabilan?

Pertanyaan bagus. Secara penuh mungkin dalam contoh ini, sebuah bengkel mesin atau bisnis pembuatan logam lembaran tidak memerlukan fungsionalitas lanjutan yang dibahas di sini, dan pengumpulan data serta pelacakan pekerjaan yang datang standar dengan sebagian besar sistem ERP—yang banyak di industri sebut sebagai MES—adalah yang diperlukan untuk terus mencapai tingkat "home run" saat ini.

Tapi pertimbangkan informasi ini dari ECI Software Solutions, Fort Worth, Texas, yang menunjukkan bahwa MES membawa efisiensi produksi ke level yang sepenuhnya baru.

Banyak sistem ERP melakukan pekerjaan yang baik dalam jadwal, pada tingkat makro. Tapi bagaimana jika bengkel sedang membenggakkan lembaran stainless steel 20-gauge, atau memotong slot di titanium dengan end mill 1/2 inci [12,7-mm], dan ingin tahu 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 bengkel, dan kemudian mengkomunikasikan jadwal yang diperbarui kembali ke sistem ERP, sehingga semuanya bekerja dalam harmoni, menurut perusahaan.

Ini adalah sesuatu yang sebagian besar sistem ERP tidak dapat lakukan sendiri, menurut ECI, karena mereka tidak memiliki interfacing mesin yang diperlukan atau akses ke informasi rekayasa. MES memiliki, meskipun, yang menghasilkan utilizasi mesin yang jauh lebih besar, kurang sisa, dan waktu setup yang lebih pendek. Dan karena MES yang diterapkan dengan baik menangkap data dalam proses seperti beban peralatan dan hasil inspeksi, ada peluang perbaikan proses yang substansial yang sebaliknya tidak akan tercapai. Kesimpulannya? MES adalah tempat yang baik untuk memulai inisiatif Industry 4.0.

Selamatkan Pengetahuan Suku

Tentu saja, optimisasi mesin mengasumsikan bahwa data rekayasa sebenarnya tersedia, dan bahwa itu bersih, terorganisir dengan baik, dan semua di satu tempat. Untuk banyak bengkel, terutama yang tidak memiliki departemen rekayasa formal, informasi ini tersebar di lembar perkakas dan sistem pemrograman, atau tinggal di kepala tukang mesin dan pembuat logam lembaran veteran yang telah membuat sihir lantai produksi terjadi selama 30 tahun terakhir. Pertanyaan kemudian menjadi, apa yang terjadi ketika karyawan berharga ini pensiun atau meninggalkan perusahaan?

Dalam banyak hal, ini adalah nilai sejati MES. Ini bertindak sebagai repositori pusat untuk semua dokumen, gambar, dan instruksi yang diperlukan untuk menyiapkan dan mengoperasikan peralatan manufaktur. Kemudian ini memantau kinerja peralatan tersebut, mengelola data produksi dan terkait kualitas yang keluar darinya, menyediakan data itu kembali ke sistem perangkat lunak lain perusahaan, dan memberi manusia kesempatan untuk mengidentifikasi cara untuk meningkatkan proses dan utilizasi mesin.

Singkatnya, MES melakukan apa yang telah dilakukan orang selama ada tombol untuk ditekan atau tuas untuk ditarik. Ini menghilangkan intuisi dan perasaan perut yang terlalu banyak bengkel andalkan setiap hari, mengubah apa yang sebaliknya akan menjadi pengetahuan suku menjadi aset korporat, menurut ECI.

Poka-Yoke Besar

Pada dasarnya, MES tentang kontrol dan kemampuan untuk memproses error-proof, dan melalui pemroofing itu menghindari masalah produksi, menurut Mike Hart, direktur strategi produk untuk manufaktur dan IoT industri di Plex Systems Inc., Troy, Mich. "Itu tentang menghubungkan titik-titik."

Titik-titik itu mungkin mencakup kebutuhan perkakas dan bahan baku pekerjaan, katanya, serta harapan perencanaan dan kontrol kualitasnya. Ada yang sedang berjalan sekarang, yang sedang berjalan sore ini, dan yang akan berjalan minggu depan untuk dipertimbangkan, dan dampak aktivitas ini terhadap tingkat inventaris. MES mengikat sumber informasi yang seringkali terpisah ini bersama-sama untuk menciptakan organisasi yang terhubung. Ini memberi operator akses mudah ke alat yang diperlukan untuk efektif dalam pekerjaan mereka, sementara manajemen mendapatkan pandangan yang lebih koheren tentang sistem bisnis mereka, bersama dengan informasi yang diperlukan untuk membuat keputusan cerdas.

Visibilitas yang meningkat adalah bagus, tetapi bagaimana MES membantu untuk membuat proses error-proof? "Karena jika Anda tahu siapa yang melakukan proses tertentu atau menjalankan mesin tertentu, Anda dapat kemudian menggunakan informasi itu untuk mengetahui pelatihan apa yang telah mereka terima, dan apakah mereka berkelayakan untuk melakukan pekerjaan," kata Hart. "Tapi lebih dari itu, MES memastikan bahwa semua rencana kontrol yang tepat tersedia dan orang-orang 'memeriksa kotak' pada waktu dan tempat yang tepat. Jika mereka tidak, bendera merah segera diangkat—bukan besok, bukan saat pekerjaan selesai, tapi saat ini."

Beralih Gigi

Jika MES sangat bagus, mengapa lebih banyak bengkel belum menginvestasikannya? Untuk itu, mengapa ada begitu banyak fokus industri pada ERP, saat seolah-olah manfaat nyata datang dengan implementasi MES? Dengan risiko menyatakan yang jelas, ERP adalah kebutuhan untuk hampir setiap perusahaan manufaktur, atau setidaknya setiap perusahaan dengan lebih dari sekelompok karyawan dan mata pada pertumbuhan.

Singkatnya, ERP membayar tagihan. Secara harfiah. Fungsi akuntansi seperti payables, receivables, pelaporan pajak, dan lainnya akan sangat sulit tanpa perangkat lunak ERP, sebagaimana kontrol inventaris, pengiriman dan penerimaan, manajemen pesanan penjualan, pembelian, dan MRP yang sangat penting. Sistem ERP juga menampilkan beberapa tingkat fungsionalitas jadwal dan kontrol lantai produksi, meskipun sebagian besar gagal dalam mengelola operasi internalnya. Oleh karena itu kebutuhan akan MES.

"Kami telah melihatnya pergi ke kedua arah, tapi ya, beberapa bengkel memilih untuk mengejar strategi MES terlebih dahulu," kata Hart. "Ini sangat tergantung pada titik nyeri yang mereka alami. Jika ada masalah, misalnya, dengan traceabilitas bahan, atau bengkel menghadapi tantangan kualitas dan mereka ingin memberikan cahaya pada apa yang terjadi di luar sana pada waktu apa pun, mereka biasanya akan memulai dengan MES. Itu dikatakan, salah satu manfaat kunci MES adalah potensi integrasi dengan ERP dan sistem manufaktur lainnya, jadi penting untuk tetap mempertimbangkan hal itu saat Anda maju."

Ucapkan Selamat kepada Kaisar

Ingatlah bahwa penerapan MES memunculkan banyak pertimbangan dan potensi jebakan yang sama seperti ERP. "Tidak ada gunanya melakukannya kecuali data Anda benar," kata Jim Errington, vice president eksekutif penjualan dan layanan untuk Fujitsu Glovia Inc., El Segundo, Calif. "Saya mengatakan ini kepada pelanggan ERP dan MES sama-sama, bahwa tidak seberapa hebat sistem atau seberapa super alatnya, mengisinya dengan data buruk hanya akan memberikan jawaban buruk."

Errington berbagi kisah tentang pelanggan yang dia kerjakan akhir-akhir ini. Setelah menghabiskan bulan-bulan membersihkan bill of material dan router mereka, mereka menyalakan sisi perencanaan pabrik dari perangkat lunak MES mereka, hanya untuk melebihi beban pada pusat kerja kritis. Masalahnya? Tidak ada yang memperhatikan waktu pergerakan yang tidak akurat. "Seperti banyak bengkel, mereka tidak pernah memiliki sistem jadwal yang sebenarnya, jadi nilai-nilai ini tidak pernah dilihat," kata Errington. "Semua orang menyadari bahwa Anda tidak dapat memindahkan cetakan dua ton secara instan, tetapi dalam hal ini, itulah yang mereka katakan pada sistem untuk dilakukan."

Kesalahan pengawasan ini akhirnya membuat mereka tertinggal jadwal selama beberapa hari, katanya menambahkan, dan memakan waktu bertiga minggu untuk pulih dari kesalahan sederhana. Itulah mengapa sangat penting untuk melibatkan engineer, perencana, dan orang costing dalam setiap implementasi—MES atau tidak—supaya menghindari situasi seperti ini. "Banyak orang mengatakan bahwa data adalah raja; mungkin begitu, tapi itu membuat akurasi data adalah kaisar," kata Errington.

Contoh jadwalnya mengilustrasikan satu poin penting lagi tentang MES. Tidak seperti ERP, MES adalah gajah yang dapat dimakan dalam gigitan kecil. Misalnya, cukup mungkin untuk menerapkan hanya fungsi jadwal, seperti yang dilakukan pelanggan Glovia, atau mengintegrasikan MES dengan perangkat lunak pemeliharaan bengkel 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 garis rangkaian … daftarnya berlanjut. Ya, integritas data dan pengelolaan rumah yang baik sama pentingnya, tetapi upaya akan hampir tentu lebih kecil dan ROI jauh lebih cepat.

Pesanannya jelas: buah rendah melimpah bahkan di perusahaan yang paling terkelola dengan baik, dan MES adalah tangga yang diperlukan untuk memetiknya. "Ini akan semakin jelas saat kita memasuki Industry 4.0 dan lebih banyak perusahaan ingin mengumpulkan dan menganalisis data yang datang dari alat mesin mereka," kata Errington. "MES memberi kami kemampuan untuk menghubungkan pabrik dengan sisa bisnis, menyediakan data waktu nyata, jadwal yang lebih akurat, utilizasi mesin yang lebih besar, dan kontrol yang lebih baik atas setiap aspek lantai produksi. Bagi kami, MES bukanlah hal yang bagus untuk dimiliki—adalah hal yang harus dimiliki, setidaknya untuk setiap produsen yang ingin tetap kompetitif."