Système de pilotage de la production (MES)
Le guide complet
Découvrez tout ce que vous devez savoir à propos des MES, comment ils fonctionnent et comment ils peuvent optimiser vos opérations afin d’améliorer le rendement de votre entreprise. Ce guide tente de démystifier les multiples facettes de l’intelligence manufacturière prises en charge par les systèmes de pilotage de la production (MES).
Les fonctionnalités clés du MES
Le MES se distingue des autres solutions en vous offrant une vue d’ensemble vos activités de production avec des points focaux sur les différentes composantes de vos opérations. Ces points focaux peuvent être la gestion des procédés, et le suivi des ordres de fabrication, tout comme une gestion complète des processus de qualité et de la généalogie des produits. De ce fait, un MES pourra non seulement vous offrir une visibilité sur les opérations plancher, mais aussi assurer une communication transparente des données entre les départements.
Conventionnellement, un MES comprend un ensemble de fonctionnalités de base, comme la planification de la production, des ressources et du personnel. Le MES est également, et surtout, un agrégateur de données de production. Cela favorisera l’analyse de performance, comme la mesure du TRG (taux de rendement de global). En centralisant l’information, on facilite aussi l’analyse des procédés et de la qualité. Enfin, cet ensemble de fonctionnalités permet plus de flexibilité dans les opérations, en partie grâce au suivi en temps réel de la production.
Acquisition et collecte de données
Pour se lancer dans l’intelligence manufacturière, il faut, d’abord, collecter de la donnée. C’est au cœur des initiatives de l’Industrie 4.0.
En se connectant aux équipements, la collecte de données s’amorce. Les signaux machines sont alors enregistrés en temps réel dans une base de données. La donnée étant par la suite organisée et contextualisée, vous commencerez déjà à percevoir de la valeur ayant gagné en visibilité sur vos opérations. Cette donnée acquise vous permettra déjà d’intervenir à des événements problématiques et sera utilisée par la suite pour des analyses de performance.
Analyse de performance
L’analyse de performance est centrale dans un MES. Si normalement, l’analyse de performance est un réel casse-tête nécessitant temps et connaissances diverses, le MES facilite grandement cette tâche.
Avec la collecte de donnée et l’interconnectivité avec d’autres systèmes, le MES encode des informations importantes. On peut penser à l’identification du temps nécessaire pour compléter un cycle de production, le niveau d’utilisation des ressources ou encore les temps d’arrêt. Ces données sont consolidées au sein de conviviaux tableaux de bord. Cela permet d’obtenir une vue d’ensemble sur les contraintes opérationnelles, de cibler les meilleures tactiques pour gérer ces contraintes et calculer des mesures de performances clés comme le taux de rendement global (TRG).
Le taux de rendement global a pour objectif de calculer l’efficacité d’une ligne ou d’un équipement, puis, du même fait, trouver des solutions aux écarts de performance. Effectivement, puisque le taux de disponibilité des équipements, le taux de produits de qualité réalisés et le taux de performance sont mis en relation, les facteurs affectant principalement le rendement sont plus facilement déterminés. En rendant la valeur du TRG disponible à quiconque, des actions préventives, voire proactives peuvent être posées sur les équipements pour en assurer leur rendement optimal.
Traçabilité et généalogie
Autant les consommateurs que les normes gouvernementales requièrent maintenant de connaître la provenance des produits et ce qui les composes. C’est d’ailleurs pourquoi la fonctionnalité de traçabilité et de généalogie est l’une des plus cruciales d’un MES.
Un MES peut offrir le suivi complet du cycle de production d’un produit. La généalogie brosse le portrait de l’évolution du produit et de ce qui le compose pour simplifier le contrôle qualité et répondre aux réglementations de certaines industries. La traçabilité, quant à elle, permet de conserver la trace du produit à toutes les étapes du cycle de production. Ainsi, dans l’éventualité d’un rappel, il est plus simple et rapide de retrouver tous les produits potentiellement problématiques en identifiant où ils se trouvent, quand et comment ont-ils été produits afin de poser des actions simplement sur les produits nécessaires.
Gestion des opérations de qualité
Que ce soit pour conserver un avantage concurrentiel, pour répondre à des réglementations ou tout simplement pour assurer le bon fonctionnement du produit, la gestion de la qualité est plus que jamais primordiale.
Avec une demande croissante de produits complexes à fabriquer et à expédier rapidement, un suivi approfondi des procédés vous permet de garantir un meilleur taux de livraison à temps tout en réduisant les pertes. En automatisant le suivi et la synthèse des procédés de fabrication sur des tableaux de bord conviviaux, on vient renforcer le contrôle qualité. Vous pouvez atténuer les risques d’erreur en centralisant la donnée de différents systèmes de tests, d’échantillonnage et de laboratoires. Enfin, on pourra aussi intercepter les produits problématiques plus rapidement grâce à la mise en place d’alarmes et de notifications préprogrammées.
État et allocation des ressources
L’augmentation de la production entraîne souvent une multitude de nouveaux défis dans la planification des ressources. Il convient donc d’avoir un système central pour lier les contraintes entre elles et optimiser la consommation des ressources.
En se connectant efficacement et en échangeant des informations en temps réel avec des systèmes administratifs comme un ERP, la gestion des ressources est facilitée par un MES. Cette interconnectivité peut alors permettre aux dirigeants et aux opérateurs de gérer plus facilement le niveau de ressources disponibles en fonction de la demande.
Gestion du personnel
Bien qu’un MES ne puisse remplacer un superviseur pour assurer le bon déroulement des opérations sur le plancher de production, il peut grandement aider à les planifier.
Là où la gestion de la main-d’œuvre peut souvent être fastidieuse, le MES sert de bras droit pour l’ordonnancement. En symbiose avec les systèmes de planification de la production comme l’APS, une le fait d’opter pour une usine connectée à travers un MES permettra d’optimiser l’allocation des travailleurs en fonction des modèles d’opération, des rôles de chaque employé et des besoins de l’entreprise. En mesurant la progression des tâches et des produits rendus, vous aurez suffisamment d’information pour venir supporter vos employés et optimiser vos scénarios de production.
Gestion des opérations et ordonnancement
Une usine connectée favorise une communication et une planification optimale entre la réalité de l’usine et les composantes administratives de l’entreprise.
Le MES vous offre une transparence qui vous permet de planifier avec succès le meilleur enchaînement, ainsi que de réagir d’incongruité. En synchronisant le MES à l’ERP, les cadres peuvent choisir la meilleure planification parmi différents scénarios générés en fonction de vos contraintes opérationnelles. Cette planification permet de réduire efficacement le gaspillage, de minimiser les changements et de donner à votre équipe les moyens de respecter les délais. Suivez également les tâches de production afin de bonifier votre planification par rapport au contexte réel du plancher de production.
Répartition des unités de production
Puisque le MES suit et mesure toutes les activités d’une ligne de production, il peut contribuer à vos ambitions d’excellence opération en réduisant les temps de paramétrages.
Un MES peut vous aider à réduire les temps d’arrêt en assurant une répartition des unités à produire en fonction des machines et ressources disponibles. La répartition se fera dans le but de réduire les temps de paramétrages. Ainsi, les contraintes de tailles, de quantité, de durée de production et tout autre procédé sensible d’avoir un impact sur les temps de production seront pris en considération. Par exemple, on pourra identifier les unités à haut volume par rapport à ceux de faible volume pour allouer plus de ressources au produit le plus demandé.
Gestion des procédés
Le MES sert de point central pour superviser tous les événements d’une ligne de production.
Le MES offre une vue d’ensemble transparente qui permet de fixer des objectifs réalistes pour votre équipe. Par exemple, on peut effectuer le suivi en temps réel de la progression des ordres de fabrication. L’enregistrement des actions de production génère également une grande quantité de données et de mesures clés qui permettront aux gestionnaires et ingénieurs d’optimiser les séquences et procédé de fabrication en fonction des événements enregistrés.
Gestion de la maintenance
Que vous produisiez des produits complexes à faible volume ou des produits de consommation courante à la tonne, la maintenance périodique et préventive de vos équipements est cruciale pour garantir le bon déroulement de vos opérations.
En veillant à ce que l’entretien et les vérifications soient effectués convenablement et régulièrement, vous réduisez considérablement les risques d’accidents et d’erreurs. Un MES conserve les données d’utilisation des machines afin de brosser un portrait de son usure et des travaux à y effectuer pour garder une productivité optimale. Dans certains cas, on peut même configurer des fonctionnalités de maintenance préventive à l’aide de modèle algorithmique en intelligence artificielle.
Gestion documentaire
Réduire son utilisation du papier et sa dépendance aux documents physique sont parmi les raisons les plus souvent citées de passer à l’industrie 4.0.
Un MES permet de réduire la quantité de tâches nécessitant la manipulation de document papier. La dématérialisation a plusieurs avantages comme l’automatisation des entrées de raison d’arrêts, ou encore la numérisation de documents de travail comme les plans d’assemblage. Ainsi, un MES va au-delà de la capture et la gestion de données, elle permet de libérer du temps aux employés afin qu’ils puissent réaliser des tâches à plus grande valeur ajoutée.
La pyramide d’automatisation ISA-95 est souvent citée à titre de référence en termes d’écosystème type d’un environnement de production en intelligence manufacturière. Bien qu’en apparence, le MES ne semble qu’une couche de la pyramide, son rôle est plus complexe et complet. Effectivement, le MES joue un rôle primordial dans la communication entre les niveaux inférieurs, soit l’automatisation de la production en soi, et le niveau supérieur, soit la logistique et la gestion administrative.
En bref, les équipements généreront des signaux en fonction de l'activité des capteurs. Ces signaux seront enregistrés par les automates programmables (PLC) qui remonteront l’information au SCADA (en anglais, Supervisory Control and Data Acquisition) et/ou le HMI (interface humain-machine) afin qu’un opérateur puisse contrôler la machine en fonction des signaux envoyés. Si le niveau du SCADA/HMI utilise les signaux pour assurer le contrôle adéquat de machine, le MES, quant à lui, enregistrera les données pour suivre la progression de la production et analyser les événements problématiques afin d’optimiser les procédés et séquences de production. Il agit donc comme courroie de transmission entre les niveaux de production tangible et l’ERP pour suivre l’évolution des commandes, puis suivre les actifs et ressources de production.
En d’autres mots, le PLC capte le signal, comme une température, le transmet au niveau de contrôle dans l’éventualité où des actions urgentes soient à poser. Le MES décode le signal, lui attribue un contexte pour identifier des mesures plus importantes à apporter et notifier les autres systèmes si des impacts plus importants résultent de ce signal. Ce transfert d’information semble long et complexe, mais le logiciel permet une communication et un échange fluide en temps réel et en continu.
C’est dans la connectivité entre les systèmes que se loge la clé de l’industrie 4.0 et le réel retour sur investissement. En ayant accès aux données opérationnelles, vous pouvez prendre des décisions plus rapidement grâce à des informations fiables. Peu importe ce que vous produisez, vous n’êtes pas à l’abri des problématiques manufacturières. Un MES vient donc se loger dans votre écosystème TI, comme le logiciel de choix pour faire le pont entre les opérations et le management en captant toute l’information opérationnelle cruciale, comme les temps d’arrêt, la productivité et les pertes.
En ce qui concerne la réseautique, le MES est normalement hébergé sur le réseau opérationnel (OT). Cependant, de plus en plus de systèmes MES offrent une configuration hybride ou complètement infonuagique qui peuvent être supportée par les réseaux Internet ou le réseau administratif. Dans tous les cas, pour assurer une accessibilité aux bons acteurs au sein de l’entreprise, pour assurer une communication optimale entre les systèmes et pour assurer la sécurité de vos données, des accès protégés par des pare-feu seront nécessaires.
Quelles sont les limites d’un MES?
En général, un système MES peut être personnalisé à vos couleurs, peut être configuré en fonction de votre réalité opérationnelle, peut être connecté à vos autres systèmes de gestion et bien plus. Si certaines configurations sont simples, rapide et recommandés pour un meilleur fonctionnement, certaines entreprises souhaiteront personnaliser toutes les fonctionnalités d’un MES ce qui engendra beaucoup de développement. Cela engendrera ainsi des délais supplémentaires dans l’implémentation du système, des frais à court et long terme ainsi que des efforts de maintenance de la plateforme plus importants. En somme, il faut se rappeler que le MES est un logiciel très polyvalent avec de nombreuses possibilités, mais qu’une sur personnalisation résultera en plusieurs débordements, en raison du risque de dénaturalisation de l’outil.
En ce qui concerne les limitations fonctionnelles, elles se logent dans sa dépendance aux autre logiciels auxquels ils se connectent. La force du MES est de synthétiser la donnée de production et de centraliser les documents et informations requises pour l’exécution de la production. Il est dépendant des entrants au niveau administratif et des entrants au niveau machines pour bien fonctionner.
Enfin, bien que l’ERP s’apparente au MES, il y a plusieurs différences entre ces deux logiciels. Par exemple, un ERP offre des fonctionnalités de suivi et de planification de la production. En revanche, il ne s’agit que d’une vue d’ensemble, n’ayant pas accès à toutes les données qu’un MES capte au niveau des opérations. Et vice-versa.
Comment un MES collecte-t-il de la donnée de production?
Avant la mise en place d’un logiciel de collecte de données, c’était aux opérateurs d’effectuer manuellement la collecte de données à partir des quelques signaux facilement disponibles et leurs observations. Un MES facilite ce processus en se connectant directement aux équipements à partir du PLC (ou à l’aide de capteurs spéciaux selon le MES choisi) pour extraire la donnée en temps réel et l’historiser en un même écosystème.
La donnée extraite des machines étant brute, le MES décode le tout pour en faciliter la compréhension. Il pourra contextualiser la donnée et l’organiser par événements de production, en fonction des machines ou en fonction de tout autre besoin de structure de données que vous avez. En plus de faciliter la consultation des données, le MES enrichira les mesures en associant, par exemple, un événement à l’opérateur responsable de la machine pour faciliter le suivi et la compréhension des déséquilibres de production. En fait, le MES permettra de savoir le où, le quand, le quoi et le comment d’événements de production inhabituels.
Quelle est la relation entre un MES et un ERP?
Le MES agit au niveau des activités de production. Son but est de maximiser les opérations de fabrication en outillant les différents employés impliqués dans la production des ingénieurs aux superviseurs d’usine en passant par les opérateurs également. En contrepartie, l’ERP est utilisé au niveau des activités de planification administrative. Son champ d’expertise est la gestion de la logistique d’affaires en facilitant la gestion des commandes, la gestion financière, la gestion du personnel. En fait, il procure une vue d’ensemble sur l’ensemble des activités de l’entreprise, tandis que le MES se concentre sur les opérations de production.
Cela n’empêche pas que la relation entre le MES et l’ERP est primordial au succès des opérations manufacturières. Le MES agit à titre de point focal entre l’ERP et les autres systèmes et outils numériques utilisés pour faire fonctionner les usines. Avec sa macro-vision sur les opérations, l’ERP fournit les informations nécessaires au MES, comme les ordres de fabrication, pour exécuter la production. Le MES peut ensuite gérer les détails de la production tout en transmettant de l’information sur l’état des opérations manufacturières à l’ERP.
En somme, les deux systèmes travaillent ensemble afin de veillez au suivi, la gestion et l’optimisation des activités des infrastructures de production.
Opérations
Le MES simplifie la gestion des opérations manufacturières en centralisant toute l’information nécessaire par rapport à la performance et à l’état des équipements.
- Simplifie la collecte de donnée : Fini la prise de mesure manuelle par les opérateurs. Le MES favorise une collecte de donnée complète et en temps réel du comportement des équipements.
- Taux de rendement global : En calculant cette métrique clé, le MES offre une base d’analyse pour mieux comprendre les aléas de vos équipements et comment améliorer votre utilisation de ceux-ci. Séquençage, temps de paramétrages, temps d’arrêt, rien n’est oublié afin de vous outiller à atteindre le plus haut taux d’efficacité.
- Gestion des ressources premières : Ne soyez jamais à sec de ressources grâce au suivi de la consommation et l’allocation intelligente des ressources que permet le MES.
- Gestion et planification des effectifs : Assurez-vous que les bonnes personnes soient sollicitées aux bons endroits en fonction de votre planification optimale de production. Le MES fournit également des outils aux opérateurs pour les rendre plus autonomes dans leur travail au quotidien.
- Maintenance préventive des équipements : En gagnant en visibilité sur les comportements de vos équipements, vous pourrez poser des actions de maintenance pour prévoir les bris et arrêts non planifiés.
Qualité
Le MES veille à ce que le suivi de la qualité soit simple et efficace afin de maximiser votre rendement de production et de limiter les coûts supplémentaires.
- Suivi et centralisation des métriques clés : Assurez-vous de livrer des produits qui atteignent vos standards grâce au suivi des métriques et à la centralisation des données de différents systèmes d’analyse et de laboratoires.
- Réduction des pertes : Le suivi d’un flot constant de données de production vous offre une plus grande réactivité pour arrêter la production ou isoler les produits problématiques dès que possible afin de réduire les rejets.
- Généalogie : Évitez les rappels une fois le produit sorti de l’usine en documentant automatiquement et à tout moment le cycle de vie complet de la production de chaque article.
- Traçabilité : Facilitez la conformité environnementale et gouvernementale grâce à un moyen plus rapide de suivre les produits tout au long de leur cycle de production.
Direction
Avec une meilleure communication entre les opérations et la gestion administrative, les dirigeants sont en positon plus favorable pour prendre des décisions rapidement grâce à une vue d’ensemble complète.
- Ordre de fabrication : Suivez en tout temps l’évolution d’une commande de sa réception dans l’ERP à sa sortie en entrepôt.
- Suivi du cycle de production: Sachez rapidement si les étapes du cycle de production sont bien suivies pour pouvoir intervenir uniquement lorsque nécessaire.
- Relations clients: Soyez outillé pour connaître l’état de la production afin de pouvoir améliorer la communication et la transparence entre l’entreprise et ses clients ou partenaires.
- Centralisation des opérations: Puisque tous les points d’intérêts se retrouvent dans un même écosystème numérique, gagnez en vélocité et transparence.
Finance
En ayant accès à l’état des lieux sur l’ensemble des opérations manufacturières, la planification financière est simplifiée puisqu’on peut intervenir pour prévenir des événements aux impacts financiers notables.
- Accroître la profitabilité : En offrant aux équipes opérationnelles un outil leur permettant d’optimiser leurs pratiques de production, on réduit de ce fait les frais de roulement ce qui optimise les marges.
- Optimisation des ressources : Prévoyez plus rapidement et facilement vos besoins en termes de ressources pour favoriser un approvisionnement plus efficace et durable sans crainte de pénurie.
- Gestion des actifs : Planifiez plus efficacement vos actifs en déterminant plus rapidement les besoins de maintenance, de remplacement ou d’acquisition d’équipements.
Autres départements
- Innovation : L’accès aux données de production actuel et antérieur offre un outil supplémentaire aux équipes d’innovation et développement pour nourrir leur processus créatif.
- Ventes : En optimisant la planification de la production et le contrôle qualité, assurez une livraison conforme ou meilleure aux promesses de vente initiales.
Comment choisir le MES approprié pour son entreprise?
Afin de vous accompagner dans votre processus de sélection de la solution adaptée à vos besoins, nous vous proposons ici-bas une liste de critères à considérer. Votre cheminement vers une automatisation complète vient avec une foule d’éléments à prendre en compte. Par exemple, quel type d’infrastructure avez-vous en place pour supporter cette nouvelle solution, quels sont les signaux que vous souhaitez capter, avez-vous des procédés qui sont propices à la numérisation et bien plus.
Critères à considérer lors de la sélection d’un MES
Infrastructure TI
Demandez-vous ce que votre infrastructure informatique actuelle peut supporter. En supposant que vous ayez le potentiel de connecter vos équipements, vous devrez tout de même déterminer vos besoins en matière de données et de sécurité afin de savoir quel type de trafic le système devra supporter.
Niveau d’automatisation actuel
Examinez vos installations manufacturières actuelles : vos automates programmables (PLC) sont-ils à jour ; vos équipements peuvent-ils être connectés ? En déterminant si vos opérations remplissent les conditions préalables, vous pourrez établir un plan pour aller de l'avant avec un projet MES ou revoir ce qui doit être mis à niveau.
Les équipements à connecter et les signaux disponibles
Établissez un plan afin d'identifier les équipements et les procédés que vous souhaitez connecter afin de recueillir des données. Bien qu'il soit tentant d’opter pour une intégration complète, il peut être avantageux, selon votre situation, de commencer petit et de faire croître votre solution graduellement.
Prise en charge du projet MES
En ce qui concerne la gestion du projet, les entreprises identifieront généralement un utilisateur principal, que l’on appelle champion chez PT Digital. Cette personne sera le spécialiste en charge de comprendre l’outil, de collaborer avec l’intégrateur et qui, ultimement, initiera et formera les opérateurs de l'entreprise à utiliser le MES. Il est alors crucial de choisir un champion dédié qui sera responsable de la réussite du projet suite à son intégration.
Stratégie de données
Pour réussir son implémentation, il est primordial de déterminer les résultats souhaités. Grâce à la connectivité, de nombreuses données peuvent être extraites des opérations, mais toutes ces données n’ont pas besoin d’être visualisées si elles n’ont pas d’utilité spécifique. Une bonne stratégie de données est importante, car elle peut réduire les coûts et la durée de l’intégration.
Plan de transformation numérique
La planification à long terme est essentielle pour respecter nos objectifs initiaux. Une intégration se fait généralement de manière progressive sur une longue période. Ainsi, de nombreux événements peuvent survenir en cours de projets pouvant affecter les paramètres initiaux du projet. Il est donc important de prévoir un moment pour la prise de besoin et la prise de connaissances de votre environnement par l’intégrateur. Outre les échéances, le plan doit aussi inclure la stratégie de stockage des données et l’identification détaillée des procédés que vous souhaitez optimiser. Il ne fait aucun doute que le MES constituera un pilier fondamental de votre transition numérique. La planification vous permettra d’assurer une livraison de valeur optimale afin que vous puissiez atteindre votre potentiel.
La réussite d’un projet MES sera à la hauteur de sa planification. C’est pourquoi vous vous devez de savoir parfaitement ce que vous désirez réaliser avec ce projet. Identifiez vos besoins, vos priorités et incluez votre intégrateur à la création de ce plan pour mener à bien ce projet.
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Dites-nous en plus sur votre projet et nous organiserons une session de consultation personnalisée pour vous.
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