Hệ thống MES là giải pháp thực thi sản xuất toàn diện trong mô hình sản xuất thông minh khi số hoá nhà máy. Vậy Hệ thống điều hành sản xuất MES là gì? Vì sao lại có sự khác biệt giữa Mes System và phần mềm MES? Hãy để ACS Solutions giải đáp cụ thể cho bạn cũng như hướng dẫn cách áp dụng giải pháp này để tối ưu hoá khả năng điều hành sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm và tăng hiệu suất nhà máy.

Hệ Thống MES Là Gì?

Hệ thống MES (hay Manufacturing Execution System) là giải pháp phần mềm toàn diện chuyên dùng để thực thi, giám sát, và tối ưu hóa các hoạt động sản xuất trong một nhà máy. Hệ thống điều hành sản xuất tập trung vào các khía cạnh: quy trình, sản xuất, bảo trì, chất lượng, vật tư, kết nối và theo dõi dữ liệu thời gian thực.

Vai Trò Của Hệ Thống MES Trong Sản Xuất

Kết nối thông tin: Xóa bỏ rào cản thông tin, tăng cường liên lạc giữa các bộ phận, tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả hoạt động.

  • Phân tích dữ liệu: Cung cấp dữ liệu thời gian thực (real-time) từ thiết bị, máy móc và con người, giúp nhà quản lý nhận diện vấn đề. Từ đó giúp doanh nghiệp tìm ra giải pháp phù hợp để nâng cao năng suất, giảm thiểu chi phí và thúc đẩy lợi nhuận.
  • Tuân thủ quy định: Đảm bảo việc sản xuất tuân thủ quy định chất lượng, an toàn lao động và môi trường.
  • Tích hợp thông minh: Là cầu nối liền mạch giữa các phần mềm và hệ thống khác nhau trong doanh nghiệp như ERP, QMS, EAM, SCM và hệ thống tự động hóa. Nhờ vậy, dữ liệu được thống nhất và đồng bộ, tạo nền tảng thông tin chung cho toàn bộ hoạt động.
  • Trung tâm điều khiển: Hệ thống MES đóng vai trò trung tâm chỉ huy, đưa ra hướng dẫn và điều khiển các hoạt động sản xuất một cách hiệu quả.

Chức Năng Cốt Lõi Của Hệ Thống Điều Hành Sản Xuất MES

Một số chức năng của hệ thống điều hành sản xuất MES mang đến cho doanh nghiệp bao gồm:

Quản lý và giám sát sản xuất theo thời gian thực

  • Theo dõi và giám sát toàn bộ quá trình sản xuất theo thời gian thực, từ nguyên vật liệu đầu vào đến thành phẩm.
  • Cung cấp thông tin về tiến độ, trạng thái sản xuất, giúp nhà quản lý ra quyết định nhanh chóng và hiệu quả.
  • Phân bổ công việc cho nhân viên, đảm bảo sự suôn sẻ của quy trình sản xuất.
  • Nâng cao năng suất và giảm thiểu chi phí thông qua việc tối ưu hóa quy trình.

Quản lý chất lượng sản phẩm

  • Đảm bảo chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn quốc tế.
  • Theo dõi và kiểm tra chất lượng sản phẩm tại nhiều giai đoạn.
  • Lưu trữ dữ liệu về chất lượng sản phẩm, giúp truy xuất nguồn gốc dễ dàng.
  • Phát hiện và khắc phục các vấn đề về chất lượng một cách nhanh chóng.

Phân tích hiệu suất tổng thể thiết bị (OEE) và lên kế hoạch bảo trì

  • Theo dõi và phân tích hiệu suất của thiết bị (OEE).
  • Cảnh báo sớm các vấn đề tiềm ẩn về thiết bị.
  • Lập kế hoạch bảo trì thiết bị hiệu quả.
  • Tăng tuổi thọ và nâng cao hiệu quả sử dụng thiết bị.

Quản lý nguyên vật liệu

  • Theo dõi và quản lý lượng vật liệu tồn kho.
  • Đặt hàng vật liệu tự động.
  • Đảm bảo vật liệu được sử dụng đúng cách.
  • Giảm thiểu lãng phí vật liệu.

Truy xuất nguồn gốc

  • Tự động tạo mã Barcode, QR Code, hoặc RFID cho từng sản phẩm.
  • Theo dõi toàn bộ thông tin về chuỗi cung ứng.
  • Truy xuất nguồn gốc sản phẩm dễ dàng.
  • Tăng cường sự minh bạch và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Cung cấp báo cáo chi tiết

  • Cung cấp các báo cáo chi tiết về hiệu quả sản xuất, chất lượng sản phẩm, hiệu suất thiết bị.
  • Giúp nhà quản lý đưa ra quyết định dựa trên dữ liệu thực tế.
  • Nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất.

Lưu trữ và quản lý dữ diệu sản xuất (Master Data)

  • Lưu trữ và quản lý dữ liệu cơ bản về sản phẩm, quy trình sản xuất, nhà cung cấp.
  • Đảm bảo dữ liệu chính xác và cập nhật.
  • Tăng cường sự đồng nhất và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Quản lý sản phẩm theo mã vạch

  • Sử dụng mã vạch để theo dõi sản phẩm và vật liệu.
  • Quản lý tồn kho hiệu quả.
  • Giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.

Lợi Ích Khi Triển Khai Hệ Thống MES

Theo nghiên cứu của Aberdeen Group khảo sát 223 doanh nghiệp về hiệu quả của việc triển khai hệ thống MES giúp doanh nghiệp:

Lợi ích của hệ thống MES trong sản xuất

Lợi ích của hệ thống MES trong sản xuất

 

Tăng hiệu suất

  • Giúp doanh nghiệp tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng quốc tế như ISO 9001, TS 16949 và FDA.
  • Cung cấp thông tin tình trạng sản xuất từ đầu vào nguyên liệu đến lúc giao hàng.
  • Tăng năng suất trung bình 15%.
  • Tăng hiệu quả đầu tư ROI.
  • Hỗ trợ đưa ra quyết định tối ưu ngay tại nơi sản xuất theo thời gian thực.
  • Tăng độ tin cậy về tuân thủ giao hàng.
  • Tăng dịch vụ khách hàng.

Giảm thiểu rủi ro

  • Duy trì lượng hàng tồn kho (Stock) và công việc đang tiến hành (WIP) thấp.
  • Giảm thời gian chờ hàng (lead time) sản xuất trung bình 27%.
  • Giảm chi phí hoạt động sản xuất trung bình 10%
  • Giảm chi phí cho vật tư 31% và nhân công 25%.
  • Giảm rủi ro về chất lượng sản phẩm.
  • Giảm tỷ lệ lỗi sản phẩm.

Để có thể ứng dụng MES System cho doanh nghiệp của bạn, cần tuân thủ theo các yêu cầu sau:

  • Tìm một đơn vị uy tín, đã từng triển khai hệ thống MES cho các nhà máy cùng ngành.
  • Kiểm tra khả năng bảo mật và linh hoạt cùa hệ thống (Nên tìm đơn vị trực tiếp cung cấp giải pháp chứ không phải đơn vị thương mại).
  • Kiểm tra mức độ thân thiện và khả năng thao tác (dễ hay khó) của giao diện.
  • Luôn sẵn sàng tích hợp và mở rộng theo mô hình doanh nghiệp.

Khó khăn gặp phải

  • Quản lý quá trình sản xuất và kiểm soát chất lượng đầu ra.
  • Ghi nhận dữ liệu sản xuất thủ công.
  • Gặp sự cố do không giám sát real time máy móc
  • Việc truy xuất nguồn gốc gặp nhiều khó khăn và phức tạp.

Giải pháp đưa ra

  • Hệ thống quản lý sản xuất: giám sát quá trình sản xuất , bao gồm lập kế hoạch, theo dõi tiến độ, kiểm soát chất lượng và lưu trữ dữ liệu.
  • App cho bộ phận sản xuất: thực hiện các lệnh sản xuất trên điện thoại thông minh.
  • App cho bộ phận chất lượng: nhập thông tin về các lỗi sản phẩm.
  • App cân hàng và in QRcode.
  • Kết nối IoT với máy móc: thu thập dữ liệu thời gian dừng, thời gian chạy, lý do dừng và sản lượng.
  • Dashboard realtime: thông tin về tình trạng sản xuất và chất lượng theo thời gian thực.
  • OEE: giúp giám sát hiệu suất sản xuất và tối ưu quá trình.
  • Master data: lưu trữ các dữ liệu và quá trình sản xuất để dễ dàng truy xuất.

Kết quả mang lại khi triển khai hệ thống MES

  • Cải thiện chất lượng sản phẩm và quản lý sản xuất.
  • Loại bỏ rủi ro giúp tăng hiệu suất.
  • Dữ liệu được ghi nhận tự động, giảm thiểu sai sót và tiết kiệm thời gian.
  • Giám sát các máy móc và xử lý sự cố kịp thời.
  • Truy xuất nguồn gốc sản phẩm nhanh chóng và chính xác.
  • Dữ liệu và chất lượng được lưu trữ và quản lý ngăn nắp.

Các Ngành Công Nghiệp Được Hưởng Lợi Từ Phần Mềm MES

Dưới đây là các ngành phù hợp để triển khai hệ thống MES:

  • Sản xuất rời rạc: Các ngành như ô tô, điện tử, dệt may, máy móc… thường có quy trình sản xuất phức tạp.
  • Sản xuất theo quy trình: Các ngành như cơ khí chế tạo, nhựa, linh kiện điện tử, hóa chất, dược phẩm, thực phẩm và đồ uống đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn sản xuất.
  • Sản xuất theo dự án: Các ngành như đóng tàu, xây dựng.
  • Công nghiệp nặng: Các ngành như luyện kim, khai thác mỏ.

So sánh giữa MES System và MES Software

Để giúp bạn có cái nhìn tổng quan giữa MES System và MES Software, hãy làm một so sánh nhỏ:

Đặc điểm MES System MES Software
Định nghĩa MES System bao gồm cả 2 phần: phần cứng và phần mềm điều hành sản xuất. MES Software là một phần của MES System, chỉ gói gọn trong phần mềm của hệ thống điều hành sản xuất.
Phần cứng (Hardware)

Server MES, Server IoT do IT quản lý và sử dụng

Máy tính cho người điều hành, nhà quản lý và quản đốc

Máy tính trạm / HMI / Tablet / Mobile / PDA / scanner cho người vận hành

Cảm biến, thiết bị thu thập dữ liệu

 MES Software không bao gồm phần cứng
Phần mềm (Software)

Phần mềm Server đa số chạy trên Linux đảm bảo sự ổn định, xử lý dữ liệu realtime và phi cấu trúc

Phần mềm MES có thể chạy được trên Window / Mobile / Web

Phần mềm lớp tích hợp

Phần mềm lớp platform

Phần mềm nhúng

 MES Software thường chạy trên Window hạn chế về dữ liệu realtime
Chức năng Hệ thống MES có chức năng bao gồm: Quản lý và điều hành sản xuất, thu thập dữ liệu và tích hợp hệ thống Phần mềm MES chỉ có chức năng: Quản lý và điều hành sản xuất
Giao diện người dùng (UI) Giao diện quản lý, điều hành, dashboard cho nhà quản lý

 

Giao diện vận hành cho người vận hành

Trực quan dữ liệu nhà xưởng từng công đoạn

Giao diện quản lý IoT và tích hợp

 Giao diện quản lý, điều hành, dashboard cho nhà quản lý

 

Giao diện vận hành cho người vận hành
Liên kết Các thành phần được liên kết với nhau để tạo thành hệ thống MES hoàn chỉnh MES Software tương tác với các thành phần khác của hệ thống để thực hiện các chức năng cụ thể
Mục tiêu Hệ thống MES đáp ứng cho một lĩnh vực chuyên sâu có đặc thù riêng Phần mềm MES đáp ứng nhu cầu chung

Thực Trạng Nhà Máy Tích Hợp Hệ Thống MES Tại Việt Nam

Tuỳ vào quy trình sản xuất và nhu cầu của mỗi doanh nghiệp, việc tích hợp MES với từng hệ thống sẽ mang lại hiệu quả khác nhau:

Hệ thống MES tích hợp với các hệ thống khác

Hệ thống MES liên kết dữ liệu với các hệ thống ở tầng 4 (MES vs ERP, MES vs PLM, MES vs CRM):

  • MES -> PLM: Kết quả kiểm tra sản phẩm.
  • PLM -> MES: Định nghĩa sản phẩm, chứng từ giao nhận.
  • MES -> ERP: Kết quả sản xuất và tiêu thụ vật tư.
  • ERP -> MES: Kế hoạch sản xuất, yêu cầu của đơn hàng.
  • MES -> CRM: Giám sát, truy xuất lịch sử sản xuất.
  • CRM -> MES: Phàn nàn của khách hàng về sản phẩm.

MES System kết với các hệ thống ở tầng 3 và bên dưới:

  • MES -> WMS: Yêu cầu nguồn vật tư.
  • WMS -> MES: Tình trạng có sẵn của vật tư, vận chuyển thành phẩm.
  • MES -> CMMS: Dữ liệu vận hành của thiết bị, yêu cầu bảo trì.
  • CMMS -> MES: Quy trình bảo dưỡng, bảo trì.
  • SCADA/PLC/IO -> MES: Giá trị hoạt động, cảnh báo, kết quả sản xuất.
  • MES -> SCADA/PLC/IO: Hướng dẫn làm việc, work instructions, cài đặt tham số.

Hệ thống MES tích hợp IIoT

MES 4.0 được ra đời nhờ sự kết hợp giữa phần mềm MES và IIoT. Hệ thống này tập trung vào các trụ cột:

  • Sản xuất: Nâng cao hiệu quả, tối ưu hóa quy trình.
  • Chất lượng: Đảm bảo chất lượng sản phẩm, truy xuất nguồn gốc.
  • Cung ứng: Quản lý vật liệu hiệu quả, giảm thiểu lãng phí.
  • Bảo trì: Dự đoán và bảo trì thiết bị chủ động.

Tuỳ vào quy mô sản xuất, doanh nghiệp có thể lựa chọn 1 trong 2 mô hình:

  • Mô hình truyền thống: Phân tầng theo mô hình ISA 95, phù hợp với doanh nghiệp sản xuất lớn.
  • Mô hình không phân tầng: Ứng dụng Edge Computing và IoT, phù hợp với doanh nghiệp mới thành lập.

Kết luận

Hệ thống MES đã và đang đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, giúp doanh nghiệp cắt giảm chi phí và cải thiện chất lượng sản phẩm. Hãy để ACS Solution cùng đội ngũ đồng hành cùng bạn trên con đường số hoá nhà máy trong thời đại công nghệ 4.0.