Comment le MES participe-t-il aux échanges de données dans l’usine ?

Dans la presse professionnelle, sur les salons, dans les médias grand public, on entend parler de l’industrie 4.0, du big data, des objets connectés, de la révolution des technologies au profit de nouvelles organisations collaboratives où les échanges de données sont constants et multi directionnels. Mais si les grands groupes ont nommé un DCO (Digital Chief Officer) et débloqué des moyens pour refondre l’IT et remplacer les logiciels un à un, qu’en est-il pour les PMI ?

La nécessité de faire communiquer les systèmes d’information industriels entre eux et avec les solutions de gestion de l’entreprise s’impose pour faire face aux nouveaux enjeux de rapidité et de flexibilité. Les systèmes sont contraints de sortir de leur cloisonnement pour permettre aux entreprises de gagner en réactivité et en performance.

Quelles solutions existent pour faciliter le partage d’information ? Commençons par faire le point sur le MES, notion qui a donné naissance à des logiciels dits MES permettant de regrouper dans un même système informatique l’ensemble des processus de la fabrication. Dans l’article suivant, nous discuterons des alternatives au système complet par l’interconnexion de logiciels métier afin de construire ou de compléter un MES existant.

Apparu au début des années 90, la notion de MES, pour Manufacturing Executing System, peut se traduire en français par « système d’exécution des fabrications ». Elle désigne un système informatique de contrôle et de suivi des travaux de fabrication communiquant entre le niveau bas du Contrôle-Commande (occupé par les automatismes et la supervision), et le niveau haut de la Gestion (occupé par l’ERP). Le MES a pour objectif de faciliter le suivi de toutes les informations de fabrication en temps réel et la réception des données émises à partir des systèmes de contrôle et de supervision.

On a longtemps représenté le positionnement du MES dans la fameuse pyramide du CIM (Computer Integrated Manufacturing). Cette représentation est devenue critiquable et désuète à certains égards. Tout d’abord parce que la frontière entre SCADA et MES peut être beaucoup plus floue ; certains systèmes MES communiquent directement avec les automates ou se passent de supervision dans le cas de contrôle en pied de machine avec saisie par l’opérateur. Par ailleurs, le découpage hiérarchique des Systèmes d’Information correspond de moins en moins aux organisations matricielles et transverses qui s’imposent de plus en plus. Ce qui demeure c’est la difficulté tant technique que culturelle à faire communiquer le monde de l’atelier (monde du temps réel et des données brutes) avec le monde de la gestion de l’entreprise (monde des données agrégées à l’échelle de temps élastique).

Pour assurer l’exécution de l’ensemble des tâches liées à la production, le MES regroupe pas moins de 11 fonctions différentes définies par la norme ISA-S95 :

1 Acquisition des données

2 Ordonnancement des opérations

3 Gestion du personnel

4 Gestion des ressources

5 Cheminements des produits et des lots

6 Traçabilité et généalogie

7 Contrôle qualité

8 Gestion des procédés

9 Analyse des performances

10 Gestion des documents

11 Gestion de la maintenance

-> Voir les onze fonctions en détail en fin d’article.

Chez ATYS concept, on aime à considérer que l’efficacité énergétique devrait être la douzième fonction du MES, tant elle trouve sa place dans une démarche de performance globale et qu’elle est à la fois tributaire de la donnée temps réelle (remontant du terrain) et de l’analyse multi métiers (technique, qualité, financière).

Il existe de nombreux produits dits MES qui reprennent plus ou moins tout ou partie des onze fonctions du MES. A minimum, il est possible de trouver des logiciels de suivi d’atelier pour le lancement des Ordres de Fabrication et le suivi temps réel du TRS (Taux de Rendement Synthétique). Souvent par ailleurs, certains réduisent le MES au suivi de l’atelier.

On distinguera les logiciels MES adaptés aux process continus de ceux adaptés à la fabrication de pièces. Il faut aussi considérer certains MES dédiés aux ateliers peu automatisés conduits par des pupitres en pied de machine. Certains sont assez généralistes, ils rassemblent plusieurs fonctions opérationnelles (production, maintenance, qualité…) et présentent à l’origine les mêmes caractéristiques fonctionnelles générales quel que soit le secteur d’activité de l’entreprise. Ces solutions présentent l’avantage de centraliser un large spectre de besoins fonctionnels possibles de l’entreprise et de pouvoir potentiellement digitaliser la quasi-totalité des processus métiers. Mais leur pertinence atteint ses limites lorsqu’elles sont confrontées aux spécificités du secteur d’activité de l’entreprise. Elles peuvent éventuellement s’adapter aux besoins particuliers des utilisateurs sous réserve de développements spécifiques, souvent coûteux et problématiques en termes de maintenabilité, et bien souvent certains processus sont traités à l’extérieur du logiciel.

D’autres sont très spécialisés sur un secteur d’activité, en répondant aux spécificités du secteur d’activités de l’entreprise, en particulier aux problématiques réglementaires ou fonctionnelles propres à leur secteur mais ne couvrent en général que quelques fonctions parmi les onze.

Finalement, nombreuses sont les solutions MES partielles. Et nombreuses sont les entreprises à posséder des logiciels indépendants pour tel ou tel processus, très souvent échangeant des données par tableaux Excel.

Le MES est une notion qui répond à la recherche d’efficacité, notamment en décloisonnant l’entreprise. Nombreux sont les logiciels MES à ne couvrir qu’une partie des onze fonctions décrites par la norme ISA-95. Dans l’article suivant, nous discutons de solutions pour construire ou compléter un MES existant, afin de progresser sans tout remettre en cause.

1 Acquisition des données
Objectif : collecter et sécuriser les données brutes relatives à la production, à la qualité et à la sécurité :
– Acquisition à partir du niveau le plus bas
– Collecte automatique ou manuelle

2 Ordonnancement des opérations
Objectif : diminuer les temps de réglage, connaître précisément l’utilisation de chaque ressource
– Séquencement d’opérations en fonction des priorités, des attributs, des gammes et/ou des recettes
– Représentation visuelle du séquencement
– Prise en compte des chemins alternatifs, des chevauchements…

3 Gestion du personnel
Objectif : organiser et coordonner les équipes
– Etat du personnel en temps réel
– Suivi des présences et des temps de travail
– Gestion des compétences et des habilitations

4 Gestion des ressources
Objectif : connaître et optimiser les ressources de l’entreprise: machines, outils, compétences opérateurs, matières…
– Réservation des disponibilités en fonction de l’ordonnancement
– Historique détaillé et états en temps réel

5 Cheminement des produits et des lots
Objectif : mettre à jour le planning prévisionnel
– Gestion des flux: commandes, batch, lot, OF
– Information transmise aux différents postes de travail
– Prise en compte des aléas et retour d’information à l’ordonnanceur (taux d’avancement, de retard)
– Gestion des encours

6 Traçabilité et généalogie
Objectif : être en conformité avec les normes et réglementations, satisfaire les exigences des clients
– Traçabilité du process: état, encours
– Généalogie des produits
– Centralisation de toutes les informations: composants, matières, fournisseurs, lot, numérique de série, conditions de production, alarmes

7 Contrôle qualité
Objectif : améliorer la gestion de la qualité et la réactivité en cas de problème
– Analyse en temps réel des données collectées
– Observation SPC et SQC
– Gestion des opérations de contrôle hors production
– Gestion des informations du laboratoire (LIMS)
– Déclenchement d’actions correctives

8 Gestion des procédés
Objectif : agir vite pour optimiser la production, aider à la décision de remise en conformité
– Contrôle de la production
– Pilotage par correction automatique des dérives
– Gestion sur tout ou partie des ressources
– Gestion des alarmes

9 Analyse des performances
Objectif : fournir des tableaux de bord pertinents pour optimiser la production
– Suivi d’indicateurs en temps réel sur des produits et opérations: utilisation de la machine, disponibilité de la machine, cycle du produit, SPC/SQC
– Rapports périodiques en temps réel ou sur le long terme
– Comparaison avec les exercices précédents et/ou avec les objectifs

10 Gestion des documents
Objectif : utiliser et partager les mêmes documents techniques
– Contrôle de la conformité des dossiers et des formulaires: instructions de travail, recettes, plans, procédures opérationnelles, programmes…
– Transfert de l’information entre ressources

11 Gestion de la maintenance
Objectif : assurer la disponibilité des ressources pour la production
– Déclenchement opportun des interventions périodiques et préventives
– Historique des évènements
– Outil d’aide au diagnostic

Revenir à l’article