MES ürünü modül ve fonksiyon yapısı

Endüstri 4.0 yaklaşımının temel aldığı kavramlardan olan Siber-Fiziksel sistemler (Cyber-Physical Systems - CPS), akıllı nesnelerin birbirleri ile etkileşime girerek ya da ilişkili süreçlere izlenebilir, işlenebilir, analiz edilebilir veri üretmeleri prensibine dayanır. NSF (National Science Foundation) tarafından yapılan tanım ise “Her biri farklı mekanlarda olabilen ve farklı zamansal ölçeklerde veri üreten, çok sayıda ve farklı özellik sergileyen ve sayısız şekilde birbirleriyle etkileşime giren, derinlemesine iç içe geçmiş fiziksel ve yazılım bileşenlerinden oluşan sistemler”dir. Fiziksel bileşen olarak üretim işletmelerinde makine, araç, malzeme, ürün, yazılım bileşeni olarakta şirket içerisinde dikey entegrasyonda konumlandırılan ERP, MES gibi çözümler örnek gösterilebilir. Daha önceki yazılarımızda fiziksel nesnelerin veri kaynağı olarak tanımlanması (IoT, IIoT) ve dikey entegrasyonda yazılım konumlandırılması ile ilgili konulara değinmiştik. Bu bölümde ise en kritik orta katman çözümü olarak MES (Manufacturing Execution System) yazılımlarının modüler ve fonksiyonel özelliklerine değineceğiz.

Sipariş karşılama yöntemleri

Üretim işletmeleri, sipariş karşılamada farklı üretim yöntemleri kullanırlar.

ETO (Engineer-to-Order): Mühendislik çalışmalarına dayalı sipariş karşılama

CTO (Configure-to-Order): Mevcut ürün üzerinden konfigürasyon değişiklikleri ile sipariş karşılama

MTS (Make-to-Stock): Daha sonra gelecek siparişleri karşılanması amacı ile stoğa üretim

MTO (Make-to-Order): Mevcut ürün portföyü kullanılarak siparişe dayalı üretim

ATO (Assemble-to-Order): Hazır parçaların sipariş özelliklerine bağlı olarak birleştirilmesi

Görsel 1 : Üretim işletmelerinde sipariş karşılama yöntemleri

İşletmeler tek bir yöntem kullanabileceği gibi (Örn: MTO) birden fazla yöntem de aynı anda kullanılabilir. (Örn: ETO, CTO)

Tüm bu operasyonların üst seviye iş yazılımlarının (ERP) fonksiyonları ile yürütülmesi düşünülemez. Dolayısıyla MES çözümleri üretim operasyonlarının yürütülmesi ve üst seviye sistemler ile veri alışverişinde önemli rol oynamaktadır.

Değişen yapı

Dikey entegrasyonda veri akışı ISA-95 standartlarına uygun olarak gerçekleştirilmektedir.

Bu yapı içerisinde 4 seviye mevcuttur. (Görsel 2)

Seviye 1,2: Üretim süreçlerinde kullanılan nesnelerden dijital veri üretme, izleme ve kontrol (Sensörler, PLC,DCS,SCADA gibi)
Seviye 3: Veri toplama, işleme, malzeme-ürün izleme, performans yönetimi, kalite, bakım, üretim emri kontrol gibi üretim operasyonlarının yönetimi
Seviye 4: Kurumsal kaynak planlama ve lojistik yönetimi

Görsel 2 : ISA-95 standardında seviyeler (Kaynak: mesa)

Ancak ISA-95 standardı hem yatay entegrasyondaki veri trafiğini IoT düzeyinde karşılamakta hem de bulut bilişim teknolojisi (IoT Platformları) kullanımında yetersiz kalmaktadır. Bu amaçla oluşturulmuş farklı modeller mevcuttur ve daha sonraki makalelerimizde ayrıntılı olarak işlenecektir. (Örn: RAMI 4.0 - Reference Architectural Model Industrie 4.0)

Görsel 3 : RAMI 4.0 model (Kaynak: platform industrie 4.0)

Yerli, yabancı MES çözümleri

Son yıllarda farklı projelerde yerli ve yabancı MES çözümlerini değerlendirme ve karşılaştırma imkanım oldu. Yerli çözümlere baktığımda maalesef Endüstri 4.0 ile gündeme gelen makinelerden veri toplama isteği, sunulan çözümlerin sadece bu talebe karşılık verdiğini gördüm. Başka bir deyişle yerel MES çözümlerinin çoğunu “VERİ TOPLAMA ve OEE HESAPLAMA ARACI” olarak isimlendirebiliriz. Yabancı çözümleri değerlendirdiğimizde ise, uzun yıllar çalışma, farklı sektör tecrübeleri, bulundukları ya da hizmet verdikleri ülkelerdeki şirketlerin dijital dönüşüm olgunluk seviyelerindeki yükseklik gibi gerekçelerle, ERP sistemleri ile yürütülemeyen operasyonları modül ve fonksiyon yapısı ile kapsamlı bir şekilde gerçekleştirdiklerini gördüm.

MES çözüm modül ve fonksiyon alt yapısı

İdeal bir çözüm, konumlandığı orta katmanda veri akışını düzenli şekilde sağlayan bir araç olarak düşündüğümüzde, ana veri yönetiminden kalite, bakım gibi operasyonları da destekleyebilecek aşağıdaki modül ve fonksiyonlara sahip bir yapıda olması gerekir.

Ana veri ve kaynak yönetimi

Yatay ve dikey entegrasyonda kurumsal ana verinin (item master, BOM, routing, …) merkezi yönetimi, doğruluğunun tek bir merkezden sağlanması. (Single Source of Truth)

Sipariş Kabul

Sipariş karşılamada müşteri siparişlerinin koşullara dayalı değerlendirilmesi, kabul, red, özel şartların dikkate alınması.

Sipariş Yönetimi

Müşteri siparişlerinin üretim aşamalarınındaki durumlarının izlenmesi. Kaba planda, detay planda, üretim emri yaratıldı, operasyon aşamalarında, tamamlandı, sevke hazır, sevk edildi gibi durum bilgileri.

İhtiyaç planlama

Siparişin karşılanmasında farklı sınıf ve seviyelerde (hammadde, yarı mamul gibi) malzeme ihtiyaçlarının belirlenmesi.

Sipariş karşılama süre hesaplama

İş akışı ve kapasite kullanımına dayalı en uygun üretim tarihinin belirlenmesi.

Kapasite ihtiyaç planlama

Sipariş karşılamada kullanılabilir kapasite kontrolü ve kapasite kullanım ihtiyaçlarının belirlenmesi.

Üretim kaynak ve araçlarının kullanabilirlik kontrolü

Siparişin karşılanmasında üretim kaynakları ve araçlarının (kalıp, aparat, taşıyıcı gibi) uygunluk kontrolünün yapılması.

Sipariş yayınlama

Kesin sipariş onayı sonucu iş emrinin farklı statülerde (planlı, kesin planlı, üretime gönderilmiş) yayınlanması.

Grafiksel planlama

Planlamanın grafiksel tablo üzerinde izlenmesi.

Sıralama

İş emirlerinin karakteristik özelliklerine (öncelik, setup,…) göre sıralanması.

İş merkezi planlama

İş emri bazında bağlantılı operasyonların planlanması ve çizelgelenmesi.

İş gücü planlama

İş gücünün koşullara dayalı (tekli, çoklu, maliyet, yetkinlik gibi) planlanması.

Transfer, nakliye planlama ve kontrol

Stok transfer hareketlerinin (toplama, çekme gibi) planlanması ve kontrolü

İş emri belge yaratma

İş emri bağlantılı belgelerin (talimat, çizim, kalite prosedürleri gibi) oluşturulması

Üretim veri toplama -

Üretim verilerinin (başlama, bitirme, duruş gibi) toplanması

Makine veri toplama

Makine verilerinin (hız, sıcaklık gibi) toplanması

Çalışan zaman bilgileri toplama

Çalışan zaman bilgilerinin (operatör kimlik, aktif çalışma gibi) toplanması

Üretim emri görüntüleme

Üretim emirlerinin görüntülenmesi (durum bilgisi, öndeki/sonraki operasyonlar, tüketimler, üretimler gibi)

Uyarı, bilgilendirme

Koşullara dayalı bilgilendirmelerin yapılması (duruş sırasında sms, email bilgilendirme, sensör ölçüm değerlerinin eşik değerler ile karşılaştırılarak uyarı gibi)

Üretim kontrol (raporlama, istatistik)

Üretim verilerinin analizi ve raporlanması

Bakım yönetimi

Bakım envanter takibi, planlama, iş emirlerinin oluşturulması, onay, prosedürler, veri analizi ve raporlama, kestirimci bakıma yönelik analitik uygulamalar

Kalite yönetimi

Kalite özellikleri, şablonlar, kalite iş emirleri, onay, veri analizi

Belge yönetimi

Operasyonlar ile ilişkili tüm belgelere erişim, kontrol (çalışma, paketleme talimatları, kalite kontrol prosedürleri gibi)

Geriye doğru izlenebilirlik

Lot/parti/seri no kullanılarak ürünün geriye doğru izlenebilirliği

EDT Center, dijital dönüşüm ve Endüstri 4.0 alanında uluslarası tecrübe ve bilgi birikimi ile şirketlere baştan uca çözümler üretmektedir.

* Endüstri 4.0 bilinçlendirme eğitimleri

* Endüstri 4.0 Olgunluk Seviyesi Ölçümü

* Endüstri 4.0 Yol Haritası

* Uygun çözüm ve sağlayıcı bulma (www.i40markt.com) (www.it-matchmaker.com.tr)

* Proje yönetimi