Manufacturing Execution System MES

Prévia do material em texto

Universidade Federal de
Ouro Preto
Instituto de Ciências Exatas e Aplicadas
Manufacturing Execution System MES
ARTHUR DEMUNER
DOUGLAS DO AMARAL MONTEIRO
HUGO BARROS
RENATO BATISTA
Trabalho Teórico apresentado ao Professor
Victor Costa Campos na disciplina Infor-
mática Industrial, da Universidade Fede-
ral de Ouro Preto.
João Monlevade, 12 de Agosto de 2016
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Conteúdo
1 OBJETIVO 1
2 INTRODUÇÃO 1
2.1 Contexto Histórico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2 Porque utilizar o MES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.3 Principais funções do MES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.4 Benefícios da utilização do MES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
3 GERENCIAMENTO DA PRODUÇÃO 4
3.1 MES - Intermediação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2 O problema da coleta de dados em tempo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.3 MES como ferramenta para melhoria contínua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.4 Diferenças de MES nas indústrias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.5 Futuro do MES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
4 CONCLUSÃO 7
Engenharia Elétrica Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
1 OBJETIVO
O objetivo desse trabalho é entender os conceitos principais do Manufacturing Execution System -
MES - e como este software pode ajudar uma empresa, independentemente de seu porte, a tomar decisões
eficientes e a controlar sua produção da melhor forma possível.
2 INTRODUÇÃO
Manufacturing Execution Systems, ou simplesmente MES, são os chamados sistemas focados no ge-
renciamento das atividades de produção, que estabelecem uma ligação direta entre o planejamento e o
chão de fábrica. É um conjunto de ferramentas (softwares e hardwares) que tem como objetivo confrontar
o que foi planejado com o que realmente está sendo executado, tudo isso em tempo real.
Os sistemas MES geram informações precisas que promovem a otimização de todas as etapas da
produção, desde a emissão de uma ordem até o embarque dos produtos acabados. A importância deste
sistema vem da lacuna que normalmente existe entre o ERP (Entreprise Resource Planning) e os softwares
específicos da linha de produção, como pode ser visto na figura 1, permitindo assim uma melhor gestão
na tomada de decisões.
Figura 1 � Divisões da empresa
Engenharia Elétrica 1 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
2.1 Contexto Histórico
O termo MES foi originado em 1990 pela AMR � (Advance Manufacturing Research), que é uma
empresa de pesquisas para a área industrial. Este primeiro conceito caracterizou o MES como uma classe
de sistemas de informação que reside na camada de software que fica entre os sistemas de automação no
chão de fábrica e os sistemas corporativos da empresa denominados ERP (Entreprise Resource Planning).
A partir de 1995 a ISA (Sociedade Internacional de Automação), que é uma organização global sem
fins lucrativos fundada em 1945 com o objetivo de emitir padrões para automação, dentre os quais
encontra-se a norma ISA-95, composta por várias partes com o objetivo de prover integração entre os
ERPs e os sistemas de controle, começou a emitir os primeiros rascunhos de sua norma ISA-95, definindo
assim os níveis das camadas de software. São essas: 4 � ERP; 3 � MES; 2,1 e 0 � Automação.
E com isso a ISA propôs vários modelos e terminologias para serem utilizados nos sistemas do tipo
MES. Em 2004, a MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association) International) que é uma
comunidade global de manufaturas focada em prover dirigentes nessa área, apresentou uma extensão ao
conceito original do MES, em um modelo chamado de �Collaborative MES Model� ou c-MES. Este é um
modelo que é definido por uma estratégia chamada de �Collaborative Manufacturing� na qual todas as
organizações e indivíduos, tanto internos quanto externos a uma corporação, devem trabalhar juntos.
Finalmente a ARC Advisory Group, uma empresa fundada em 1986 para pesquisa e orientação em
manufatura, energia e soluções de cadeia de suprimentos, propôs um modelo denominado de �Collabo-
rative Manufacturing Management (CMM)�, onde define uma visão holística da manufatura, incluindo
toda a sua complexidade de interações, suas aplicações e processos.
2.2 Porque utilizar o MES
O MES pode importar dados do ERP e fazer a integração dos mesmos com o dia-a-dia da produção,
gerenciando e sincronizando as tarefas produtivas com o fluxo de materiais. Em um processo industrial
considera-se que o maior valor agregado costuma estar na produção, então, é de fundamental importância
investir em sistemas que otimizem esse processo, assim como o controle e qualidade do produto.
2.3 Principais funções do MES
Estas são algumas das funções que os sistemas MES costumam ter:
• Importação de dados do sistema ERP (Entreprise Resource Planning): itens, estações de trabalho,
armazenagem, estoque, planos da qualidade, dados de funcionários, etc.
Engenharia Elétrica 2 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
• Importação de parâmetros para a produção, como pedidos e prioridades de manufatura.
• Emissão automatizada de instruções para que o armazém entregue o material nas células de traba-
lho.
• Exibição da fila de trabalho, instruções e documentação específica para a célula de trabalho, em
função das prioridades definidas anteriormente.
• Armazenamento das informações de atividades da produção: tempos de operação (por operador),
tempos de máquinas, componentes usados, material desperdiçado, etc.
• Instruções para reposição de material na linha de produção.
• Armazenamento e divulgação dos dados de qualidade (inspeções, check lists e não conformidades)
Instruções para a continuidade do fluxo de materiais pela linha.
• Análise de métricas e desempenho da produção Integração do ERP com o chão de fábrica; Apon-
tamento de mão de obra;
• Controle estatístico do processo (CEP) e de indicadores de capacidade (Cp, Cpk);
• Monitoramento on-line da produção (paradas, ritmo de produção, refugos e retrabalhos);
• Gestão on-line da produtividade de máquinas (OEE) e mão de obra (OLE);
• Controle das ocorrências e indicadores de Manutenção (MTBF, MTTR);
2.4 Benefícios da utilização do MES
Os principais benefícios que podem ser obtidos na implementação do MES são:
• Apoio à manufatura enxuta.
• Apoio à melhoria contínua.
• Melhora a confiabilidade do produto final (melhor qualidade).
• Aumenta a visibilidade das atividades do chão de fábrica, assim como dos custos do processo de
manufatura.
• Sincronização da produção com a cadeia de suprimentos;
• Redução de lead-times;
Engenharia Elétrica 3 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
• Melhoria dos níveis de atendimento dos prazos de entrega;
• Melhoria da qualidade de informação da produção;
• Redução de diferenças de inventários;
• Redução de estoques;
• Redução de setups;
• Melhoria da produtividade industrial;
• Redução de quebras e aumento de disponibilidade das máquinas e equipamentos;
• Redução de perdas de materiais;
• Melhoria da apuração do custo real da produção;
• Redução de custos de produção;
• Conformidade com normas e regulamentações;
3 GERENCIAMENTO DA PRODUÇÃO
A MESA International preparouuma lista de descrições de atividades em várias áreas do gerencia-
mento da produção que podem ser incluídas numa implantação de MES. Muitas plantas têm muitas das
funcionalidades elencadas abaixo incluídas em suas atividades diárias e em seu processo produtivo. O
MES, por definição, se refere aos sistemas computadorizados, integrados e suas aplicações em tempo-real.
Mais uma vez, a definição de sistema de execução de manufatura é um sistema computadorizado, on-line,
integrado, resultado da união de métodos e ferramentas usadas para alcançar o objetivo de produção.
Um MES gerencia os elementos essenciais da produção - materiais, equipamentos, pessoal, informações
de processo e instalações. Sendo um sistema elaborado de acompanhamento, ele preenche o espaço entre
a camada de planejamento da empresa e a camada de controle do chão-defábrica. Um MES se distingue
por sua atitude em relação aos dados que recebe: foca o produto ao invés dos materiais ou processos.
Enquanto colhe dados em todos os recursos produtivos, seu propósito é rastrear historicamente como os
produtos são feitos na fábrica.
Engenharia Elétrica 4 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
- Alocação de recursos e status
- Gerencia recursos, incluindo máquinas, ferramentas, habilidades de trabalhadores, e
outros equipamentos e entidades como documentos, que devem estar disponíveis para o
início de uma operação;
- Planejamento de produção/detalhamento;
- Realiza sequenciamento baseado em prioridades,
atributos, características de unidades de produção e operações;
- Movimentação de produção;
- Gerencia o fluxo de unidades produzidas em forma de ordens, lotes ou outras unidades;
- Controle de documentos;
- Controla registros e formulários que devem ser mantidos junto com a unidade de pro-
dução, incluindo instruções de trabalhos, desenhos, padrões operacionais, programas, re-
gistros de lote, - Coleta/aquisição de dados;
- Implementa a ligação para obter parâmetros e dados intrínsecos à operação;
- Gerenciamento do trabalho;
- Informa o estado do pessoal minuto a minuto;
- Gerenciamento da qualidade;
- Realiza análise em tempo-real de medições coletadas da manufatura para garantir a
qualidade do produto e para identificar problemas;
- Gerenciamento do processo;
- Provê visibilidade de onde está a ordem o tempo todo e sua disposição no processo.
Informações de estado podem incluir pessoas trabalhando nela, componentes por forne-
cedor, números de lote e de série, condições atuais de produção, alarmes, retrabalhos e
outros desvios relativos ao produto;
- Análise de performance;
- Monitora minuto a minuto os resultados reais das operações, com comparações históricas
e planejamento.
3.1 MES - Intermediação
Agindo como um "meio de campo", o MES interfaceia com sistemas de controle distribuído (DCS),
sistemas de controle, supervisão e aquisição de dados (SCADA) e sistemas de controle de processo, assim
como sistemas de planejamento - todos em tempo-real. O DCS alimenta o MES com dados de estado
Engenharia Elétrica 5 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
de ordens de produção, matéria-prima, trabalho, materiais e equipamentos; o MES então alimenta o
sistema de planejamento com informações de execução de ordens, estoques, conformidade com exigências
de qualidade e desempenho operacional. O fluxo de dados através de um MES é o seguinte: inicialmente
o MES recebe uma dada demanda do sistema de planejamento - um cliente faz um pedido, que o MRP
transforma em necessidades de produção de determinados componentes, por exemplo. O MES transmite
a ordem de produção para o chão-de-fábrica imediatamente.
3.2 O problema da coleta de dados em tempo real
Imaginemos como seria altamente prejudicial um sistema que toma decisões em tempo real com base
em informações ultrapassadas. Este é um dos grandes desafios na implementacao de Manufacturing
Execution Systems. Eles são altamente dependentes da confiabilidade dos dados, sem a qual este seria
inutil. Alem disso, um outro ponto interessante é o fato de o sistema se auto-dirigir, sendo dispensável a
inclusão manual de informações. O sistema ideal é o que coleta dados automaticamente, não através de
inputs manuais e é capaz de trabalhar estes dados em diferentes frequências.
3.3 MES como ferramenta para melhoria contínua
Integrado com outras ferramentas o MES se torna uma ferramenta principal para o suporte às inicia-
tivas de melhoria contínua. Se a integração com CAD e ERP é atingida, considere o valor de se adicionar
ferramentas de simulação a este já potente conjunto de ferramentas de melhoria contínua. Programas
de simulação são excelente na modelagem de fluxos de manufatura, estabelecimento de parâmetros de
produtividades e capacidades, ajuste de células críticas e tempos de ciclo associados. Poucos fornecedores
de MES oferecem recursos de simulação, e esta é uma combinação que deve ser avaliada na aquisição de
MES. O real valor do MES pode ser explorado neste cenário. O conjunto de dados históricos do MES
pode ser utilizado para determinar reais capacidades da manufatura baseado em mix de produtos real e
distribuição de ordens de fabricação através da manufatura.
3.4 Diferenças de MES nas indústrias
Os Sistemas de Execução de Manufatura geram benefícios similares independentemente da indústria
a que são aplicados. Entretanto, há também motivações únicas a cada indústria que dão maior impor-
tância a funções específicas de MES sobre outras dependendo do ambiente de manufatura. Por exemplo,
o MES nas manufaturas de medicamentos deve prover o registro eletrônico de lotes, a coleta de dados, e
Engenharia Elétrica 6 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
os requisitos de validação dessa indústria, muitos dos quais derivados de normas do FDA. Na manufatura
de semicondutores, particularmente nas plantas de fabricação de wafers, programação com capacidade
finita, utilização de recursos, produção e qualidade são fatores chave que o MES precisa gerenciar. As
motivações do negócio trazem variações importantes no modo como os sistemas MES são vistos, compra-
dos e implementados nas diferentes indústrias. Essas diferenças serão discutidas abaixo, em uma visão
geral dos padrões de compra e tendências de MES.
3.5 Futuro do MES
Para onde está o mercado de MES indo? Alguns preveem uma união entre as funcionalidades dos
controles e do MES. Outros predizem que os fornecedores de MES serão fundidos com companhias de ERP.
Iniciativas como o desenvolvimento do padrão SP-95 pela ISA indicam um padrão de integração controles-
MES. Ainda que o SP-95 esteja em seu início, ele representa uma tentativa bastante necessária de se definir
claramente como sistemas de controle e outros sistemas empresariais deveriam operar conjuntamente, sem
por em risco a segurança e desempenho de sistemas em tempo real.
4 CONCLUSÃO
Sistemas de Execução de Manufatura- MES, evoluíram para se alocar entre a comunicação e os
sistemas de planejamento de manufatura ( MRP, MRPII, ERP etc...), e os sistemas de controles usados
para comandar os equipamentos no chão de fábrica. São sistemas computacionais desenvolvidos para
ajudar os gerentes de produção a usar as informações para executar o plano de manufatura, ou seja,
para alcançar o objetivo da produção. É uma formatização de métodos e procedimentos de produção
dentro de sistemas integrados de computadores. O MES fornece uma solução de tecnologia de informação
que possibilita que a capacidade de manufatura seja utilizada como uma arma competitiva, não como
obrigação, é uma ferramenta principal para melhoria contínuaEngenharia Elétrica 7 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
PROCESAMENTO DIGITAL DE SINAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Referências
[1] COSTÁBILE, L. T. MES- Sistemas de execução de manufatura como ferramenta de melhoria contí-
nua. Disponível em:< http://www.unaerp.br/sici-unaerp/edicoes-anteriores/2006/secao-4-2/980-mes-
sistemas-de-execucao-de-manufatura-como-ferramenta-de-melhoria-continua/file>. Acessado em: 09
de Agosto de 2016.
[2] VANDERLEI, M. L.. Implantação de controle baseado no Sistema de Execução da
Manufatura (MES): Análise em empresa de usinagem no setor aeronáutico. Disponível
em:<http://livros01.livrosgratis.com.br/cp116680.pdf>. Acessado em: 08 de Agosto de 2016.
[3] BUONAMICI, V. O que é MES � Manufacturing Execution Systems? Disponível
em:<http://www.ppi-multitask.com.br/o-que-e-mes-manufacturing-execution-systems>. Acessado
em: 08 de Agosto de 2016.
Engenharia Elétrica 8 Projeto de Reconhecedor de Comandos de Voz
	OBJETIVO
	INTRODUÇÃO
	Contexto Histórico
	Porque utilizar o MES
	Principais funções do MES
	Benefícios da utilização do MES
	GERENCIAMENTO DA PRODUÇÃO
	MES - Intermediação 
	O problema da coleta de dados em tempo real
	MES como ferramenta para melhoria contínua
	Diferenças de MES nas indústrias 
	Futuro do MES 
	CONCLUSÃO