Ứng dụng hệ thống MES để sản xuất thông minh

Các chức năng của hệ thống MES trong sản xuất

Hệ thống điều hành sản xuất (Manufacturing Execution System - MES) được sử dụng trong các nhà máy với các mục đích theo dõi, kiểm soát hệ thống sản xuất và lưu trữ dữ liệu phức tạp, đảm bảo các hoạt động sản xuất thực hiện một cách hiệu quả và cải thiện năng suất lao động.

Cụ thể, MES là một loại phần mềm chuyên dụng trong sản xuất, giúp doanh nghiệp (DN) quản lý, giám sát và đồng bộ hóa việc thực hiện các quy trình vật lý theo thời gian thực. Các ứng dụng MES cũng cung cấp phản hồi về hiệu suất, hỗ trợ khả năng truy xuất nguồn gốc ở cấp độ nguyên liệu và thành phần. Nhìn chung, MES có thể cung cấp dữ liệu nhanh chóng, chi tiết hơn về tình trạng hoạt động của toàn bộ nhà máy, từ đó giúp DN đưa ra các quyết định hợp lý và kịp thời để tối ưu hóa sản xuất.

Một hệ thống MES tiêu chuẩn sẽ cung cấp cho DN nhiều chức năng cốt lõi, song các chức năng của hệ thống MES có thể nhóm thành 4 nhóm chính bao gồm: quản lý hoạt động sản xuất, quản lý các nguồn lực trong sản xuất, quản lý máy móc thiết bị và các thông tin về sản phẩm.

Trong đó, chức năng quản lý hoạt động sản xuất sẽ bao gồm lập kế hoạch thực thi sản xuất, điều động các nguồn lực phục vụ triển khai kế hoạch sản xuất. Mục tiêu là đảm bảo dữ liệu sản xuất luôn chính xác, nhất quán và cập nhật, qua đó tăng năng suất và loại trừ các rủi ro do thiếu thông tin hoặc thông tin không giống nhau ở tất cả các bộ phận, khâu sản xuất.

Chức năng quản lý các nguồn lực sản xuất sẽ cho phép DN xác định và theo dõi trạng thái của các nguồn lực của nhà máy và cách chúng được sử dụng trong quá trình sản xuất bảo gồm cả các loại nguyên vật liệu, bán thành phẩm và nguồn lực về nhân công nhân sự.

Chức năng quản lý các thông tin về sản phẩm cho phép theo dõi thông tin sản phẩm, cung cấp các công cụ cần thiết để quản lý chất lượng sản phẩm. Và cuối cùng, chức năng quản lý máy móc thiết bị của hệ thống MES cho phép phân tích hiệu suất tổng thể của các loại máy móc thiết bị, xây dựng kế hoạch bảo trì nhằm giảm thời gian ngừng hoạt động và gián đoạn sản xuất. Các chức năng của khối chức năng này còn nhằm đến việc thu thập dữ liệu từ máy móc và hoạt động sản xuất.

Liên thông dữ liệu là yếu tố cốt lõi tạo nên sự thông minh trong sản xuất

Thị trường MES được dự báo sẽ tăng từ 11,5 tỷ USD năm 2021 lên 17,1 tỷ USD vào năm 2026 với tốc độ tăng trưởng kép (CAGR) hàng năm là 8,3% từ năm 2021 đến năm 2026. Một số yếu tố chính thúc đẩy sự tăng trưởng của thị trường này bao gồm nhu cầu sản xuất hàng loạt và kết nối chuỗi cung ứng ngày càng tăng, các ứng dụng tự động hóa công nghiệp ngày càng nhiều, đồng thời gia tăng sự hội tụ công nghệ thông tin (IT) và công nghệ vận hành (OT) trong các ngành sản xuất khác nhau.

Thực chất, việc ứng dụng hệ thống MES là một phần trong quá trình chuyển đổi sang mô hình nhà máy thông minh. Theo ông Vương Quân Ngọc, Giám đốc tư vấn chuyển đổi số của FPT Digital, nhà máy thông minh không chỉ vận hành trên nền tảng tự động hoá mà bản chất “thông minh” là việc liên thông dữ liệu giữa hệ thống quản trị vận hành nhà máy và hệ thống công nghệ số. 

“Trong quá trình tư vấn cho các DN sản xuất muốn hướng đến mô hình nhà máy thông minh, FPT Digital luôn đưa ra vấn đề tích hợp các hệ thống lõi MES, PLM (Product Lifecycle Management - quản lý vòng đời sản phẩm) và ERP (Enterprise Resource Planning - hoạch định nguồn lực DN) để có được mạch xuyên suốt về dữ liệu, phục vụ việc quản trị vận hành liên tục. Đây cũng là nền tảng quan trọng để các hệ thống tự động hoá được tích hợp, cho phép khai thác dữ liệu vận hành tối ưu trên toàn chuỗi giá trị”, ông Vương Quân Ngọc nói.

Ngoài ra, việc tích hợp hệ thống lõi này với nền tảng điện toán đám mây cũng hỗ trợ cho việc vận hành nhà máy từ xa và liên tục, hướng đến một nền tảng quản trị thông minh như mục tiêu của quá trình CĐS.

Làm thế nào để ứng dụng MES hiệu quả trong sản xuất?

Theo kinh nghiệm lâu năm chuyên tư vấn về CĐS cho nhiều DN, FPT Digital khuyến nghị các DN cần lưu ý một số vấn đề để có thể ứng dụng MES hiệu quả. Đó là hãy lựa chọn một nhà cung cấp giải pháp tin cậy, bởi vì hệ thống MES phải có khả năng mở rộng và nâng cấp trong dài hạn, đồng thời hỗ trợ tối đa tích hợp các ứng dụng vệ tinh, các cảm biến, và tích hợp đầy đủ với hệ thống hoạch định nguồn lực ERP của DN. Ví dụ như khả năng áp dụng các công nghệ như trí tuệ nhân tạo (AI), học máy (ML) của hệ thống, để nâng cao việc xử lý dữ liệu trong sản xuất và qua đó chuyển đổi dữ liệu thành thông tin hữu ích để liên tục sáng tạo các chức năng mới.

Yếu tố bảo mật của hệ thống cũng cần được chú trọng. Hệ thống MES cần có khả năng tạo ra một vòng khép kín tránh rò rỉ dữ liệu không cần thiết, đồng thời đảm bảo khả năng truy xuất, lưu trữ lịch sử để kiểm soát dữ liệu và hạn chế rủi ro hệ thống mang lại. Ngoài ra, nếu được thiết kế giao diện thân thiện và linh hoạt, phù hợp với người sử dụng, dễ hiểu và linh hoạt sẽ thuận lợi cho quá trình áp dụng MES thành công.

DN sản xuất nên đầu tư MES hay không? 

Trên thực tế, không có bất kỳ tiêu chuẩn nào giúp đánh giá một DN như thế nào thì nên hay không nên ứng dụng MES vào quá trình sản xuất. Tuy nhiên, có thể nhận thấy bất kỳ DN nào khi ứng dụng MES đều tăng cường năng lực sản xuất, rút ngắn và tối ưu thời gian sản xuất, trong khi vẫn đảm bảo chất lượng và gia tăng khả năng cạnh tranh với các đối thủ.

Theo chuyên gia tư vấn CĐS của FPT Digital, đặc biệt với các DN thâm dụng lao động, khâu gia công sản phẩm nhiều, sản xuất sản phẩm hàng loạt và quy mô sản xuất lớn (nhiều nhà máy, nhiều máy móc thiết bị trong nhà máy và số lượng công nhân lớn) thì triển khai MES sẽ thu được nhiều lợi ích hơn. Đặc biệt, một điều quan trọng DN cần lưu ý trong quá trình thiết kế và ứng dụng MES là hệ thống phải được tùy chỉnh phù hợp với chiến lược, với nhu cầu và đặc thù sản xuất, trong khi vẫn đảm bảo những yếu tố chuyên ngành sản xuất mà DN đang tham gia./.