Аббревиатуры MES, WMS, ERP и им подобные давно стали синонимами цифровизации. О них пишут, их предлагают, их «внедряют». Но за красивыми терминами часто теряется суть — какую конкретно задачу решают эти системы? 

В этом материале мы поговорим о MES (Manufacturing Execution System) — системе управления производственными процессами. Благодаря маркетинговым обещаниям, в массовом представлении MES часто выглядит как «серебряная пуля». Стоит ее внедрить — и брак волшебным образом исчезнет, себестоимость устремится к нулю, а производительность взлетит до небес. Звучит заманчиво, но насколько эта картина соответствует реальности?

Меня зовут Иван Балашов, я руковожу направлением цифрового производства в К2Тех. Мы занимаемся внедрением именно таких решений на промышленных предприятиях. В основе этой статьи — живой кейс, и я предлагаю посмотреть на MES без розовых очков и разобрать на примере, как MES повышает эффективность бизнеса. 

Архитектура производственного IT-стэка: куда встраивается MES?

Если взглянуть на предприятие с точки зрения архитектуры информационных систем, мы увидим многоуровневый стэк абстракций. Вот лишь некоторые из них:

· Физический уровень: Станки, роботы, конвейеры — оборудование, которое непосредственно выполняет производственные операции;

· Уровень автоматизации: кип, контроллеры, SCADA, HMI — системы, которые в реальном времени управляют этим оборудованием и предоставляют операторам интерфейс для взаимодействия с ним;

· Уровень персонала: Операторы, наладчики, технологи — люди, работающие с оборудованием и системами управления, корпоративный персонал;

· Уровень корпоративных ИТ-систем: ERP, CRM и другие, отвечающие за финансовое и бизнес-планирование, стратегическое управление.

· Слой «процессов»: процессы прописанные и не прописанные, но реально существующие и связывающие все эти уровни в единый организм.

И в эту, уже сложную, экосистему часто предлагают внедрить еще один элемент — MES. На первый взгляд, может показаться, что мы просто добавляем в стэк еще один слой абстракции, «еще одну коробку» в и без того длинном списке систем. И если сделать именно так — просто установить ПО и провести формальное внедрение — то по факту мы получим лишь увеличение сложности ИТ-ландшафта без какой-либо ощутимой отдачи. И архитектура станет сложнее и проблем прибавится.

Что же необходимо сделать, чтобы  MES не просто был «установлен», а реально генерил измеримую пользу? Ответ кроется не в самой системе, а в том, как она используется в существующем производственном контуре и культуре.

Немного истории: что такое MES на самом деле?

Раньше в своем блоге я уже разбирал базовые определения MES (здесь и здесь). По своей сути, MES — это инструмент для автоматизации управленческих и контрольных функций. 

Здесь же, чтобы понять суть MES, обратимся к классике. Еще в 90-х годах ассоциация MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association) сформулировала 11 функций MES:

1. Dispatching – управление производственными заданиями.

2. Operations/Detail Scheduling – детальное планирование операций.

3. Resource Allocation & Status – управление ресурсами.

4. Document Control – контроль производственной документации.

5. Data Collection/Acquisition – сбор производственных данных.

6. Labor Management – управление трудовыми ресурсами.

7. Quality Management – управление качеством (QM).

8. Process Management – управление ходом процесса.

9. Performance Analysis – анализ эффективности (OEE).

10. Product Tracking & Genealogy – прослеживаемость продукции.

11. Maintenance Management – управление техобслуживанием.

На практике MES — это не магия, а сложный программно-аппаратный комплекс, который становится «цифровым дирижером» цеха. Его цель — не сделать хорошо «вообще», а дать ответ на ключевые вопросы: что происходит прямо сейчас? Почему простаивает станок? Что привело к браку в этой партии?

А когда автоматизация вообще возможна? Условия фундаментальны: 

• Процесс должен существовать — он должен быть определен и повторяться из раза в раз.

• В процессе должны быть задействованы люди — иначе автоматизировать нечего (если людей нет, то это уже автоматический процесс).

• Труд людей в этом процессе можно алгоритмизировать и часть «функций» передать системе.

Ключевое слово — «процесс». Если его нет, то MES превращается в дорогую игрушку, которая в лучшем случае визуализирует хаос. Но что делать, если процессов нет?

Ответ, как ни парадоксально, прост: их необходимо спроектировать или как минимум описать желаемое. Прежде чем начинать автоматизацию, нужно проанализировать существующие бизнес-процессы, формализовать и стандартизировать операции, а уже затем – «прописать» эти регламенты в логике MES. Фактически, успешное внедрение MES всегда начинается не с покупки софта, а с проектирования и внедрения правильных процессов на предприятии. Без этого фундамента любая система обречена. Не стоит забывать и о том, что если есть процесс (а у нас он может быть новым) - должны быть и люди, которые обеспечивают работу этого процесса.

Пример из жизни 

Хватит теории — давайте обратимся к практике. Рассмотрим реальный кейс (в целях конфиденциальности опустим название компании). Речь идет о производителе крупной и мелкой техники с объемом выпуска в сотни тысяч единиц в год. Производственный цикл простой: металлообработка (рубка, формование, сварка), покраска и финальная сборка изделия. Коллектив завода — суперпрофессионалы, которые кратно увеличили производительность относительно проектной мощности производства. 

Однако, как известно, у любой медали есть обратная сторона. В данном случае «тревожный звонок» исходил от директора по производству. Его регулярно беспокоили две проблемы, которые уже стали рутиной:

1. Списание материалов (металла). Бухгалтерия требовала ежемесячного точного списания материалов. Каждый раз списание превращалось в многодневный процесс инвентаризации остатков, «прикидываниями» и ручными подсчетами, отвлекающими ключевых специалистов от работы и в итоге подгонкой отчета под ответ.

2. Периодическое невыполнение плана из-за отсутствия материалов (этого самого металла). Несмотря на общие высокие показатели, возникали ситуации, когда запуск производственного задания был невозможен из-за отсутствия металла. При этом цех был «завален» НЗП, но по бумагам НЗП нет.

Компания не то, чтобы не замечала проблемы, но кажется смирилась с положением дел. Были попытки ввести должность «отпускающего» кладовщика, который будет фиксировать каждую выдачу и списывать материал в реальном времени, но столкнулись с ограничениями по увеличению штата. Затем решили так: раз нет кладовщика, пусть данные вносят сами рабочие: забрал материал — отчитайся сразу. На практике это привело к тому, что персонал либо забывал вносить данные, либо вносил их с ошибками под давлением производственного темпа. Но это все не помогло. Лишние действия и новые люди не решили вопрос.

В итоге что мы имеем: стабильно работающее, рентабельное предприятие, выдающее несколько норм. Проблемы с материалами и списанием воспринимаются как «фоновый шум» — досадные, но терпимые издержки успешной работы. Процесс не идеален, но он рабочий. Ситуация со списанием раз в месяц — это управленческий ритуал.

Возникает ключевой вопрос: зачем что-то менять, если и так всё хорошо? Ответ в том, что текущий успех хрупок. Он держится на героизме сотрудников и скрытых резервах, которые рано или поздно будут исчерпаны. Задача внедрения MES в такой среде — не сломать работающую систему, а сделать её успех устойчивым, предсказуемым и не зависящим от человеческого фактора.

Как кастоMESировать процесс

В условиях нашего кейса полномасштабное внедрение всех функций было избыточным. Однако MES — модульная концепция. Мы предложили заказчику реализовать не всю систему, а точечный набор функций, дающий максимальную отдачу при минимальном вмешательстве:

1. Диспетчеризация;

2. Мониторинг оборудования;

3. Сбор факта с каждого рабочего центра.

Реализация только этого небольшого функционала позволила бы сформировать цифровой след и отследить в реальном времени, сколько материала фактически использовалось на рубке, сколько деталей передано на покраску и сколько их них затем признаны годными и переданы далее на сборку. 

В этом случае расход материала начинает рассчитываться по факту, а не исходя их нормативов по готовой продукции. А реальные остатки на складе начнут формироваться исходя из фактического потребления, что позволяет построить прогнозную модель пополнения запасов и избежать простоев из-за нехватки металла.

KLMN-модель: от данных к управленческим решениям

Самая мощная ценность MES — появление инструмента для точечного анализа потерь. Введем метрики:

· K — количество заготовок после рубки.

· L — количество годных деталей после формовки.

· M — количество годных деталей после покраски.

· N — количество единиц готовой продукции.

Анализ разностей между этими показателями превращает хаотичные потери в структурированные задачи:

· Если (K - L) >> 0: Проблема в процессе формовки (брак, повреждение, недоделка и тд).

· Если (L - M) >> 0: Брак на этапе покраски. Можно детализировать: дефекты металла, проблемы с нанесением краски, проблема с краской, проблема с печью и т.д.

· Если (M - N) >> 0: Проблемы на финальной сборке или на пути к ней (отбраковка, повреждение заготовок).

С таким подходом  директор по производству управляет не героизмом сотрудников, а объективными данными. При интеграции подобной модели он сможет:

1. Снизить прямые материальные потери за счет идентификации и устранения причин брака на каждом этапе.

2. Снизить косвенные издержки за счет ликвидации внеплановых простоев.

3. Повысить общую эффективность оборудования (OEE) и снизить нагрузку на персонал.

Внедренный цифровой след позволяет перейти от догадок к точной диагностике. Вот что показал анализ данных по модели KLMN в реальных условиях:

· Узел 1: (K - L) ≈ 0. Заготовки с рубки до формовки доезжали в полном объеме. Проблема потерь на логистическом участке была исключена.

· Узел 2: (L - M) > 0, но в пределах нормы. Как и предполагалось, этап покраски давал стабильный, прогнозируемый брак. Это не было зоной неожиданных потерь.

· Узел 3: (M - N) >> 0. Иногда M - N = M. Вот он, главный инсайт. Система фиксировала, ушло M единиц, а на склад готовой продукции (ГП) не поступило вообще ничего (N=0). 

Куда же девалась продукция? Оказалось, что на предприятии стихийно сложилась практика: если заказ на сборку был сформирован не полностью,  то «некомплект» (по сути крашеный металл) не возвращали на линию, а отвозили на отдельный, «временный» склад. Он представлял собой лабиринт из длинных и высоких стеллажей, забитых заготовками, но организационно «потерянными». Феномен «параллельного склада» был секретом Полишинеля — о его существовании знали многие, но он не был проблемой. 

После внедрения задача понять экономический эффект из головоломки превращается в конкретные расчеты:

1. Прямые потери: Стоимость неучтенного металла (K-L), брака на покраске (L-M), оплата труда.

2. Стоимость «замороженных» активов: стоимость годных заготовок, обнаруженных на «временном» складе.

3. Косвенные убытки: “упущенная выгода” в связи с простоем оборудования из-за нехватки материалов.

Что в итоге

Освободился склад, который теперь можно использовать по-другому или оставить пустым. Больше не возникает срывов заказов из-за нехватки металла. Производство стало дешевле, а оборудование служит дольше. Процессы списания и отчетности упростились, что избавило от лишних проблем. В коллективе улучшилась атмосфера, и нагрузка на сотрудников снизилась.

Этот кейс наглядно показал, что даже частичная цифровизация — не про красивые графики, а про проявление скрытых, но крайне дорогостоящих организационных дефектов, которые годами могут тормозить развитие даже самого успешного производства.