I sistemi MES

di Riccardo Grassi

scritto il

Modelli standard per la gestione della produzione e l'integrazione con gli altri sistemi aziendali

Dopo l’adozione completa e consistente dei sistemi per il controllo del business, a livello di puro controllo, le aziende di manufacturing (negli anni 70 e nell’inizio degli anni 80) hanno iniziato ad estendere i sistemi di business all’organizzazione dell’informazione relativamente alla produzione.

Quando questo è accaduto, la prima domanda è stata «come posso ottenere un sistema di affari aggiornato costantemente con le informazioni che vengono dal mio processo produttivo?».

Era poco efficace la comunicazione tra i sistemi di business ed i sistemi di controllo. Per sincronizzare e coordinare questi due mondi già collegati, è comparso, a migliorare questa comunicazione, un nuovo strato intermedio.

Questo nuovo layer gestisce tutte le attività relative all’esecuzione delle operazioni nell’ambiente manufacturing e di tutte le interfacce relative. Per questo AMR (Advanced Manufacturing Research) definì la sigla MES (Manifactory Execution System) che ancor oggi è la più usata.

I perché di un nuovo standard

Le organizzazioni internazionali hanno provato a dare una chiara definizione delle funzionalità MES e hanno scoperto modelli che descrivono e standardizzano i sistemi MES. Questi modelli MES non sono sufficienti per coprire la moltitudine delle differenti opzioni all’interno di una unità produttiva.

Invece di concentrarsi sulle funzioni statiche, come nel modello di MESA (Manufacturing Enterpriese Solutions Association), lo standard ISA-95 sviluppato dall’ ISA e dall’ANSI, definisce la terminologia ed i modelli usati nell’integrazione dei sistemi MES (Manufacturing Execution Systems).

Le funzionalità del software, il modello fisico della capacità produttiva, il modello di business ed il processo di produzione hanno dovuto essere definiti correttamente.

A partire da questa considerazione, lo standard ISA-95 permette di applicare alle aree principali della produzione, un modello generico e semplice.

I modelli risultanti sono più vasti nella portata che nella definizione stessa del MESA Quest’ultima è sufficientemente dettagliata e formale per l’utente finale da poterla usare nella definizione dei requisiti, e per i fornitori da usarla nella loro documentazione che descrive il sistema progettato.

L’obiettivo dello standard è di ridurre il rischio, i costi e gli errori connessi all’implementazione di un sistema aziendale e nella gestione delle operazioni di produzione, semplificando le inter-operazioni e facilitando l’integrazione.

All’interno dello standard ISA-95 le attività delle operazioni di produzione sono divise in quattro aree principali:

  • gestione della produzione,
  • manutenzione,
  • qualità
  • magazzino

Le specifiche ISA-95 sono state sviluppate con l’intento di incoraggiare una standardizzazione nell’uso dei termini e dei modelli in tutti gli attori coinvolti: architetture di riferimento dei prodotti software e nelle architetture di riferimento utilizzate dagli utenti finali.

In effetti ogni produttore ha tipicamente diverse applicazioni per il controllo della produzione e dove si abbiamo diversi fornitori si è costretti ad una integrazione complessa e costosa da implementare e mantenere.

In situazioni come questa, modelli e terminologia comuni ed uno stesso modo di intendere le cose, diventa imperativo. L’iniziativa ISA-95 è nata, definendo il concetto funzionale di un’impresa, con l’obiettivo di chiudere questo gap.

ISA-95 – La nuova sfida

Le attività di gestione della produzione sono quelle attività all’interno di una funzione produttiva atte a coordinare il personale, le attrezzature, ed il materiale la lavorazione delle materie prime e/o della conversione delle parti in prodotti.

La gestione delle funzioni di produzione includono le attività che possono essere effettuate da apparecchiature fisiche, da lavoro umano e dai sistemi informatici. Eseguendo queste attività di gestione della produzione, si raggiunge la missione del business.

La gestione delle attività di produzione include le attività della gestione delle informazioni circa la schedulazione, l’uso, la capacità produttiva, la definizione, la storia e le condizione di tutte le risorse (personale, attrezzature e materiale) all’interno dell’unità produttiva.

I sistemi industriali possono essere divisi generalmente in differenti categorie funzionali dipendenti dall’ obiettivo relativo.

Lo standard ISA-95 usa una gerarchia a quattro livelli ed il Livello 3 è riferito ai sistemi per l’esecuzione della produzione e quindi al MES.

Questo livello dello standard ISA-95 si suddivide in 4 aree:

  • la gestione delle operazioni della produzione
  • la gestione delle attività di manutenzione
  • la gestione delle attività della qualità
  • la gestione delle attività di magazzino

questa segmentazione è applicata quindi per definire le attività di un complesso produttivo. Lo standard ISA-95 è diviso in tre parti che trattano differenti aspetti del processo di integrazione dei sistemi di controllo della produzione.

La prima parte definisce i modelli e la terminologia per le informazioni scambiate fra i sistemi di business e di sistemi di produzione. La parte 2 definisce gli attributi del modello (Object Model) relativi alla definizione della parte 1. La parte 3 definisce il modello della gestione delle attività di produzione che rappresenta il flusso dati ed il modello delle attività che permette l’integrazione dei sistemi di controllo e di impresa come gli ERP.

In conclusione possiamo affermare che la complessità dei modelli di business legati alla produzione sono tali da necessitare una sintesi, seppur parziale, per fare in modo che tutti gli attori coinvolti possano parlare lo stesso linguaggio e si riconoscano nelle stesse problematiche.

Lo standard ISA-95 nasce appunto con lo scopo di definire il ring in cui combattere il match dell’automazione industriale.