Che cos'è un software MES
Un software MES, dove la sigla MES sta per Manufacturing Execution System, è il sistema che governa l'esecuzione della produzione fra il gestionale e la macchina. Raccoglie in tempo reale i dati dei reparti, avanza gli ordini di produzione fase per fase e restituisce misure di efficienza, qualità e costo, con lo scopo di rendere visibile ciò che accade davvero in fabbrica anziché ciò che si presume stia accadendo.
La collocazione del software MES fra la pianificazione gestionale e il controllo di macchina non è una convenzione commerciale, poiché discende dal modello a livelli descritto dallo standard ISA-95, che assegna proprio a questo livello le funzioni di esecuzione e di raccolta dei dati di produzione. Chi voglia approfondire la differenza fra il perimetro esecutivo e quello più ampio delle operazioni può leggere la pagina dedicata ai sistemi MES e MOM.
Quando un software MES serve davvero e quando no
Un software MES produce ritorno quando la produzione ha tante variabili, diversi centri di lavoro, quando i cicli e le fasi sono molteplici e diverse per tipo di produzione e quando il costo del prodotto dipende in misura sensibile dal tempo macchina e dal tempo uomo. In quei contesti le perdite non stanno in un punto solo ma si distribuiscono in mille rivoli fatti di attese, riavvii, attrezzaggi ripetuti e rilavorazioni, e nessuno di quei rivoli emerge dai documenti amministrativi.
Un software MES non serve invece, o serve molto meno, a chi produce pochi articoli su una linea unica con cicli stabili e nessuna variabilità di mix. Un progetto avviato senza le condizioni giuste diventa un costo che nessun indicatore riuscirà a giustificare e la verifica di queste condizioni è il primo passo del nostro metodo di implementazione.
Che cosa cambia in reparto con un software MES
Il primo effetto di un software MES riguarda lo spostamento dell'analisi, prima ancora del risparmio. Finché mancano dati di campo si sviluppano solo sensazioni, e le sensazioni in fabbrica sono quasi sempre ottimistiche. Nella nostra esperienza su centinaia di stabilimenti, la stima a occhio dell'efficienza risulta sistematicamente più alta della misura, e lo scarto non dipende dalla buona fede di nessuno, dipende dal fatto che le piccole inefficienze come ad esempio le microfermate non lasciano traccia e anzi vengono considerate normalità.
Il secondo effetto riguarda la reperibilità dell'informazione. Sapere in quale fase si trovi una commessa, quante ore siano state consumate e quale scarto abbia generato smette di essere una ricerca e diventa una consultazione statistica preziosa. Su questo terreno si costruiscono poi gli indicatori, dall'indice OEE ai KPI aziendali, fino al lead time di attraversamento.
I due scenari di convivenza con l'ERP
Qui sta la differenza principale fra Heuris e la maggior parte delle alternative. Molti software MES impongono l'intero impianto produttivo e costringono l'azienda ad abbandonare strumenti che funzionavano benissimo, con il risultato frequente di peggiorare la situazione di partenza; altri, all'opposto, si limitano al solo modulo di controllo e lasciano scoperto tutto il resto. Heuris si adegua invece allo stato dell'arte del software già presente in azienda.
Nel primo scenario il cliente dispone di un buon ERP con cui già pianifica. Heuris ne preleva gli ordini di produzione, li mantiene nel MES per il monitoraggio e li restituisce al gestionale per il versamento del finito, lo scarico dei componenti e la costificazione delle ore. Nel secondo scenario il gestionale copre soltanto ordini, bolle e fatture: allora Heuris si fa carico di distinta base, ordini di produzione, cicli, fasi e di tutto ciò che manca. La meccanica dello scambio dati è descritta nella pagina sull'integrazione fra ERP e MES.
La copertura funzionale del software MES, modulo per modulo
Dentro il software MES l'avanzamento di produzione registra l'apertura e la chiusura di ogni fase, con i tempi effettivi e le causali di fermo, e serve a ricostruire il costo reale della commessa, quello effettivamente maturato in reparto. La gestione dei materiali associa consumi e versamenti alle fasi, così che la giacenza rifletta la produzione e non una rilevazione periodica. Il controllo qualità raccoglie i dati di collaudo in linea e li lega al lotto, requisito indispensabile per la tracciabilità richiesta nei settori regolamentati.
Vi si aggiungono la gestione dei cicli e delle distinte, il presidio dei modelli produttivi, che cambiano profondamente la logica di avanzamento fra make to stock e make to order, e la reportistica direzionale. Chi voglia vedere come i modelli si riflettano sulla configurazione può leggere la pagina sullo schedulatore MES per modelli produttivi.
La raccolta dati in reparto
Nessuna funzione a valle di un software MES vale più della qualità del dato che entra. La rilevazione avviene da panel touch o tablet a bordo macchina, da lettori di codici a barre e, dove il parco macchine lo consente, in automatico dalla sensoristica a bordo macchina. Il dato prelevato dalla macchina offre un vantaggio evidente, poiché non passa dall'interpretazione di nessuno e non è modificabile a posteriori.
La progettazione della rilevazione, cioè quanti punti di raccolta servano e quale granularità abbia senso chiedere agli operatori, è trattata per esteso nella pagina sulla raccolta dati di produzione, dove trovano spazio anche gli sprechi che senza misura restano invisibili.
Qualità e manutenzione
Il collaudo in linea, i piani di controllo e la gestione delle non conformità vivono meglio dentro il software MES che in un archivio separato, perché il difetto va letto insieme alla macchina, al turno e al lotto di materiale che lo hanno prodotto. La stessa logica vale per la manutenzione, dove il contatore delle ore macchina e gli allarmi rilevati alimentano i piani preventivi senza doppie registrazioni. Sul tema abbiamo due approfondimenti, uno sul software di manutenzione e uno sul rapporto fra manutenzione predittiva e preventiva.
La schedulazione, in breve
Il MES esegue, la schedulazione decide l'ordine. Heuris affianca al software MES uno schedulatore a capacità finita con motore euristico proprietario, nel quale i referenti aziendali regolano pesi e tarature e mantengono il comando sulle priorità. Il tema merita una trattazione a sé, per cui rimandiamo alla pagina sulla schedulazione euristica, a quella sulla pianificazione della produzione e a quella sul software APS a capacità finita.
Integrazione e protocolli di campo
La base dati del software MES è Microsoft SQL Server. Il colloquio con i macchinari avviene attraverso i protocolli industriali consolidati, fra cui OPC UA, Modbus e il collegamento diretto a PLC e sistemi SCADA, mentre verso il gestionale si può operare in diversi modi, con accesso al database, tabelle di scambio, servizi web o interfacce native a seconda di ciò che l'ERP mette a disposizione. La scelta del canale si compie sempre sul campo, dopo aver verificato che cosa il parco macchine esponga realmente.
Il metodo di implementazione del software MES
Il percorso si articola in cinque passi, cioè assessment, definizione dei bisogni, redazione di un project charter, offerta master non vincolante e infine prova sul campo. Il project charter è il documento che descrive perimetro, responsabilità, criteri di successo e tutele reciproche, e resta riservato alle aziende con cui lavoriamo. Ogni passaggio è descritto nella pagina dedicata al metodo di implementazione.
Il POC come tutela dell'investimento
Un progetto di software MES impegna cifre importanti e chiede fiducia prima di poter mostrare risultati. Per questo il percorso si apre con una prova strutturata a perimetro ristretto, il POC, dimensionata attorno a una ventina di giornate di lavoro più i costi vivi di trasferta e computata al costo minimo. Il valore del POC viene poi scomputato dal prezzo dell'offerta master.
Fino alla chiusura del project charter il cliente non è vincolato. Se decide di non proseguire, la spesa resta limitata alla sola prova, mentre l'impegno maggiore lo abbiamo sostenuto noi. Ci esponiamo a questa asimmetria perché conosciamo il comportamento del prodotto sul campo e non temiamo di dimostrarlo, anziché limitarci ad argomentarlo attraverso qualche demo di prodotto.
Che cosa serve perché il progetto riesca
Servono anagrafiche articolo ordinate, cicli e tempi verificati almeno sulle famiglie principali, una responsabilità interna chiaramente assegnata e la disponibilità del reparto a registrare ciò che accade. Nessuno di questi elementi si acquista insieme alla licenza. Quando manca il primo, il software MES restituisce misure precise di dati sbagliati, che è la condizione peggiore in cui trovarsi, poiché produce decisioni infondate.
La resistenza al cambiamento
Sostituire un software MES già in uso è un'operazione tecnicamente lineare, dato che le abitudini di registrazione esistono già. Introdurne uno dove non c'è mai stato richiede invece almeno sei mesi di lavoro interno, e la ragione non è informatica: mancanza di dati strutturati, pressappochismo nelle registrazioni, dimenticanze, diffidenza verso la misura del proprio lavoro e difficoltà iniziale nell'uso di tablet e lettori compongono un attrito reale, che va governato con formazione e presenza. Chi promette l'attivazione in poche settimane su un'azienda che parte da zero sta descrivendo la sola installazione del software MES, che è cosa ben diversa dal progetto organizzativo necessario. La cultura di miglioramento che regge questo passaggio è la stessa della lean production.
I risultati misurati sui clienti
Preferiamo mostrare numeri verificati su installazioni reali, anonimizzate nel nome e integrali nei dati. Il ritorno dell'investimento in un software MES si colloca in genere fra i dodici e i diciotto mesi, con differenze sensibili secondo il modello operativo e l'entità della spesa, e i benefici derivano dall'efficientamento dei processi più che dal taglio di singole voci di costo. I settori coperti sono diversi, dal MES automotive al MES packaging, con la misura dell'OEE come denominatore comune.
Le schede raccolte nelle case history riportano investimento, canone, beneficio lordo e mese di pareggio di cassa per lo stampaggio plastica, per l'industria alimentare, per la ricambistica automotive, per un scatolificio del packaging, per la produzione di bottiglie in PET, per una piccola meccanica dell'indotto automotive e per la migrazione descritta nella scheda Gespro Heuris. Sul fronte fiscale, le agevolazioni applicabili al software sono riepilogate nella pagina sull'iperammortamento.
Hardware e requisiti tecnici del software MES
L'hardware non è compreso nella fornitura e resta a carico del cliente. Occorrono un server Windows con database MS SQL e almeno 32 GB di memoria e 500 GB di disco, un accesso VPN per l'assistenza e i terminali di reparto, cioè panel touch o tablet, dimensionati sul numero di postazioni di rilevazione. Il dimensionamento definitivo si stabilisce in fase di assessment, quando sono noti il volume delle transazioni e la profondità dello storico da mantenere. Qualora il cliente lo desideri siamo in grado di fornire tutte le soluzioni hardware necessarie. Ci piace tuttavia rispettare la bontà delle forniture che troviamo già installate in azienda e che, se ben funzionanti, preferiamo mantenere.
Domande frequenti sul software MES
Un software MES sostituisce l'ERP? No. Il MES governa l'esecuzione in reparto e restituisce al gestionale i dati di consuntivo, per cui i due sistemi convivono e si scambiano informazioni.
Quanto dura l'introduzione di un software MES? La sostituzione di un sistema esistente si misura in settimane. La prima introduzione in un'azienda che non ne ha mai avuto uno richiede almeno sei mesi, per la parte di cambiamento organizzativo.
Quanto costa un software MES? Il costo dipende dal numero di postazioni, dai moduli attivati e dal grado di integrazione. Il percorso comincia con un POC a perimetro ristretto, di norma una ventina di giornate, il cui valore viene scomputato dall'offerta successiva.
Il software MES funziona anche con macchine non recenti? Sì. Dove il controllo non espone dati si rileva da segnali elettrici o da postazione operatore, con una granularità inferiore ma comunque utile alla misura.
In quanto tempo rientra l'investimento in un software MES? Nelle installazioni misurate il pareggio di cassa si colloca in genere fra i dodici e i diciotto mesi.
Il primo incontro è gratuito. Ci sediamo con voi, guardiamo i numeri che avete e vi diciamo se un software MES conviene, anche quando la risposta è no. Se conviene, il passo successivo è una prova a perimetro definito, prima di qualunque contratto.
