Разработка MES системы (АСУП): гайд для предприятий

Давайте приступим к изучению ключевых аспектов и шагов по разработке MES системы, чтобы помочь Вашему предприятию достичь нового уровня производственной эффективности и конкурентоспособности.

Начнем с полного определения.

Система MES (Manufacturing Execution System) или АСУП (Автоматизированная система управления производством) - это программно-аппаратный комплекс, созданный для управления и контроля операций на производстве. Она играет ключевую роль в обеспечении эффективной работы производственных предприятий, что обеспечивается благодаря ее функциям.

Основные функции системы MES включают в себя:

• планирование производства,
  
• отслеживание выполнения заказов, управление запасами,
  
• сбор данных о производственных операциях,
  
• контроль качества,
  
• синхронизацию между различными производственными отделами и многое другое.
  

Система MES обеспечивает оперативный контроль и синхронизацию производственных процессов, что позволяет повысить производительность, эффективность и гибкость предприятия.

Она интегрируется с другими системами управления производством, такими как:

• система планирования ресурсов предприятия (ERP).
• система управления промышленным оборудованием (SCADA) и другими.

Интеграция MES с другими ИС обеспечивает гармоничную работу всего производственного процесса.

Система MES (АСУП) помогает оптимизировать процессы предприятий, повысить производительность и качество продукции, а также улучшить управление производством в целом.

Системы MES (АСУП) имеют множество преимуществ, которые способствуют оптимизации работы производственных предприятий.

Рассмотрим некоторые из них с пояснениями:

Системы MES автоматизируют множество производственных процессов, что помогает улучшить эффективность и ускорить производство.

Например, они позволяют автоматически планировать оптимально распределять ресурсы, что приводит к сокращению времени цикла производства и увеличению объема производства.

Системы MES позволяют наблюдать за каждым этапом производственного процесса, предоставляя точную информацию о выполнении задач и состоянии каждого изделия. Это помогает выявлять и устранять потенциальные проблемы, а также повышает качество продукции.

Например, система MES может отслеживать данные о качестве материалов, проводить контроль соблюдения стандартов производства и предупреждать о возможных отклонениях.

Системы MES помогают управлять запасами материалов и компонентов, предотвращая недостаток или избыточность запасов. Они учитывают планы производства, заказы, потребности и предоставляют управленческую информацию для принятия решений о закупках и использовании ресурсов.

Например, система MES может автоматически формировать заказы на запасные части, исходя из реальных потребностей и актуального состояния склада.

Системы MES обеспечивают гибкость в планировании и выполнении производственных задач. Они позволяют быстро адаптироваться к изменениям в заказах или условиях производства. Например, если возникает срочный заказ или изменение в спецификации производства, система MES автоматически оповестит и перераспределит ресурсы, чтобы обеспечить выполнение задачи в срок.

Таким образом, системы MES (АСУП) предоставляют ряд преимуществ, включая повышение производительности, точный контроль и прослеживаемость, оптимизацию запасов и гибкость производства. Они помогают предприятиям достичь высокой эффективности, снизить затраты и обеспечить высокое качество продукции.

Сейчас рассмотрим 2 примера разработки систем MES специалистами нашей компании.

Создана система MES с интегрированной технологией планирования на базе искусственного интеллекта.

Такое решение помогает реализовать функции календарного и объемного планирования загрузки производства, выполнения заказов.

Содержит готовые модули интеграции с основными решениями ERP-систем.

Базовый функционал решения MES (АСУП):

• планирование заказов и распределение по производственным линиям;
  
• минимизация времени простоя, выявление узких мест;
  
• современная микросервисная архитектура решения на базе шаблона CQRS.
  

Применение:

• Планирование производственных мощностей.
  
• Планирование заказов.
  
• Составление расписания.
  
• Планирование рабочих мест бригады.
  
• Отображение рабочей нагрузки с визуализацией узких мест.
  
• Представление деталей заказа: данные, изображение, чертеж, 3D-модель).
  
  

Примечания
Предусмотрено 2 варианта внедрения: через установку на оборудование предприятия или использования облачного решения.

Преимущества облачной MES/АСУП

• Глобальная доступность данных.
  
• Отказоустойчивость распределенного решения.
  
• Аналитика больших данных / Big Data.
  
• Удобство использования с помощью микросервисов.
  

В основе - инструменты Google OR-Tools.

Функции системы:

• Увеличение пропускной способности производства "одним" нажатием кнопки за счет мгновенного поиска "узких" мест.
  
• Оптимальное планирование выполнения заказов.
  
• Сокращение сроков выполнения заказов.
  
• Разблокирование планирования "узких" мест.
  

! Возможность бесшовной интеграции с существующими на производстве ERP-системами.

Результат:
Полнофункциональная система MES (АСУП) по подписке.

Front end систем MES (АСУП):
React JS, Redux.

Back end систем MES (АСУП):
Kotlin, Axon Framework, MongoDB, Spring.

Развертывание систем MES (АСУП):
Hashicorp Nomand.

Дополнительные сервисы для систем MES (АСУП):
Hashicorp Consul.

Если говорить о разработке с нуля, то такой вариант может стать оптимальным для предприятий крупного масштаба, имеющих достаточный бюджет.

Если предприятие промышленного производства не готово выделить полную сумму, то можно воспользоваться внедрением решения из уже имеющихся на рынке или доработать его.

Описанные выше кейсы относятся к разработке систем с нуля, чтобы предоставлять готовые решения MES (АСУП) для производственных предприятий.

По этому варианту можно построить бизнес, т.к. доступ к системам предоставляется по подписке.

В целом, на рынке РФ происходит активный выпуск готовых систем MES (АСУП) из-за ухода иностранного софта.

Поэтому еще раз обратим внимание на возможные варианты решения вопроса с системой MES для предприятий и бизнеса.

1. Использование готового решения - системы MES (АСУП) от российского производителя.
   
2. Доработка готового решения под требования и цели предприятия.
   
3. Разработка индивидуальной системы MES (АСУП) с нуля.
   
4. Разработка системы MES (АСУП) для бизнеса: чтобы предоставлять готовый продукт предприятиям.
   
   

Про первые 2 варианта мы подробно рассказали в статье здесь.

Сейчас более подробно остановимся на пунктах 3 и 4.

Разработка системы MES (Manufacturing Execution System) с нуля означает создание уникальной комплексной информационной системы для управления производством. Как мы уже говорили, MES является ключевым компонентом автоматизированной системы управления производством (АСУП) и включает в себя множество функций, таких как сбор, анализ и отображение данных производственных операций, контроль качества, планирование и управление производственными ресурсами, отслеживание материалов и многое другое.

Учитывая все эти аспекты при разработке системы MES с нуля, будет создана эффективная, гибкая и безопасная система, которая оптимизирует производственные процессы и улучшает эффективность предприятия.

Разработка системы MES (Manufacturing Execution System) с нуля включает в себя несколько этапов:

Ориентировочная стоимость разработки системы MES с нуля также зависит от размера и сложности проекта. Обычно она составляет от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов долларов США. Однако, для получения более точной стоимости и сроков разработки рекомендуется провести предварительный анализ требований и связаться с профессиональными разработчиками систем MES.

Разработка системы MES с нуля может быть сложной задачей, но имеет потенциал значительно повысить эффективность и конкурентоспособность производства.

Теперь рассмотрим вариант построения бизнеса на разработке системы MES (АСУП) и продажи предприятиям.

Вариант построения бизнеса на разработке системы MES (АСУП) и ее продажи для предприятий на российском рынке можно считать перспективным по следующим причинам:

Однако, стоит заметить, что конкуренция на рынке разработки систем MES продолжает набирать обороты.

Чтобы успешно развивать бизнес в этой области, важно иметь конкурентные преимущества, такие как высокое качество продукта, гибкость в адаптации к потребностям клиентов, надежность и хорошую поддержку пользователей.

Также рекомендуется провести дополнительное более глубокого исследование рынка, чтобы оценить потенциальный спрос, конкурентную среду и потребности российских предприятий в системах MES. Это поможет определить оптимальные стратегии для успешного входа и развития в этом бизнесе.

Учет всех этих аспектов позволит разработать готовое решение MES, которое будет отвечать потребностям предприятий, а также обеспечивать долгосрочную успешную работу и развитие бизнеса.

С вариантами для предприятий относительно MES-систем и базовыми вопросами о разработке решения для бизнеса разобрались, теперь поясним про системы MES (АСУП) на облаке, т.к. упоминали данный вариант в описании кейсов.

Облачные системы MES (АСУП) – это системы управления производством, которые работают в облаке или виртуальной среде, не требуя локальной установки и поддержки на предприятии. Они предоставляют возможность доступа к функциональности MES через интернет, используя удаленные серверы и хранилища данных.

Облачная система MES (АСУП) предоставляет ряд преимуществ, которые делают ее привлекательным выбором для предприятий. Рассмотрим их подробнее.

1. Гибкость и масштабируемость

Облачные системы MES позволяют предприятиям масштабироваться и гибко реагировать на изменения бизнес-потребностей. Предприятия могут легко увеличивать или уменьшать объемы ресурсов, в зависимости от вариации производственных процессов.

Подтверждение:

Облачные платформы, такие как Amazon Web Services (AWS) и Microsoft Azure, предлагают широкий выбор инфраструктурных ресурсов и возможности масштабирования, что позволяет предприятиям гибко управлять своими потребностями в ресурсах.

2. Низкие затраты на инфраструктуру

При использовании облачной системы MES, предприятия сокращают затраты на приобретение, установку и обслуживание серверного оборудования. Вместо этого, они платят за использование услуг, основываясь на объеме и производительности системы.

Подтверждение:

Исследования американского исследовательского центра показывают, что использование облачных решений может снизить операционные расходы до 30% благодаря отсутствию необходимости в приобретении и поддержке собственного серверного оборудования.

3. Быстрая реализация и обновления

Облачные системы MES обычно предлагают предварительно настроенные функциональности и шаблоны, что ускоряет процесс внедрения и позволяет предприятиям быстро начать использовать систему.

Подтверждение:

Исследования аналитиков показывают, что время реализации облачных решений сокращается на 40% по сравнению с традиционными локальными установками, что позволяет предприятиям быстрее начать получать пользу от использования системы.

4. Улучшенная доступность и мобильность

Облачные системы MES позволяют доступ к данным и функциональности системы через интернет с любого устройства, что обеспечивает мобильность и гибкость для сотрудников предприятий.

Подтверждение:

Использование облачных технологий обеспечивает доступность системы с глобальным охватом, что позволяет сотрудникам получать нужные данные и информацию из любой точки мира и с любого устройства.

5. Высокий уровень безопасности данных

Облачные провайдеры вкладывают значительные ресурсы в обеспечение безопасности данных, включая шифрование, многоуровневые аутентификационные методы и мониторинг их инфраструктуры на предмет угроз.

Подтверждение:

Провайдеры облачных услуг, такие как AWS и Azure, соответствуют самым высоким стандартам безопасности, включая сертификацию ISO 27001, SOC 2 и PCI DSS, что гарантирует защиту данных предприятий.

Облачная система MES предоставляет такие преимущества, как гибкость, низкие затраты, быструю реализацию, доступность, мобильность и безопасность данных. Эти преимущества подтверждаются исследованиями и опытом предприятий, использующих облачные решения для систем MES.

Сравнение стоимости разработки облачной системы MES и обычной зависит от нескольких факторов.

1. Инфраструктура

При разработке облачной системы MES, нет необходимости приобретать и поддерживать собственные серверы и инфраструктуру, поскольку все системные ресурсы хранятся и управляются провайдером облачных услуг. Это может снизить начальные затраты на инфраструктуру и сэкономить расходы на обслуживание и обновление.

2. Масштабируемость

Облачные системы MES позволяют легко масштабировать инфраструктуру и ресурсы в зависимости от потребностей вашего предприятия. Вы можете увеличить или уменьшить мощности и объемы хранения по запросу. Это может уменьшить затраты на проектирование и настройку физической инфраструктуры.

3. Лицензирование и обновления

В случае облачных систем MES провайдеры обычно предлагают гибкую модель лицензирования, например, плату за использование по мере необходимости или подписку на услугу. Это может быть полезно для бюджетного планирования, особенно если Вы предпочитаете избежать больших капитальных затрат. Кроме того, обновления и патчи обычно внедряются провайдером, освобождая Вас от этих обязанностей и сопутствующих расходов.

4. Интеграция и совместная работа

Облачные системы MES часто предоставляют инструменты для интеграции с другими системами и платформами. Это может сократить затраты на разработку и настройку сложных интерфейсов и повысить эффективность совместной работы между различными отделами и бизнес-процессами.

Однако, стоимость разработки облачной системы MES может зависеть от требований Вашего предприятия, объема и комплексности функциональности, выбранного провайдера облачных услуг и других факторов. Рекомендуется провести анализ затрат на каждый конкретный случай и сравнить их с традиционными методами разработки, чтобы получить более точную оценку стоимости.

И напоследок, поясним, как еще можно снизить стоимость разработки системы MES (АСУП) с нуля. :)

Рассмотрим еще 6 способов сэкономить при разработке системы MES с нуля.

1. Проведите тщательный анализ требований

Перед тем как приступать к разработке, уделите достаточно времени на исследование и определение конкретных функциональных и нефункциональных требований для Вашей системы MES. Чем более точно они сформулированы, тем меньше вероятность возникновения непредвиденных затрат и изменений в процессе разработки.

2. Используйте открытое программное обеспечение (Open Source)

Рассмотрите возможность использования открытых и бесплатных инструментов и платформ для разработки Вашей системы MES. Это может помочь вам сэкономить на лицензионных платежах и избежать зависимости от платных продуктов.

3. Разрабатывайте поэтапно

Разделите проект на этапы и начните с разработки минимально необходимой функциональности. Это позволит получить ранний обратный отклик и сэкономить ресурсы, так как Вы сможете настроить свой бюджет и распределить затраты поэтапно.

4. Постройте эффективную команду

Обратитесь к опытным разработчикам, которые имеют знания и опыт работы с системами MES. Это поможет сэкономить время на обучение и уменьшить количество ошибок, что может существенно сократить расходы на доработку и исправление проблем.

5. Приоритезируйте функции

Определите основные функции и возможности системы MES и приоритезируйте их в соответствии с бизнес-потребностями. Это поможет избежать потери времени и ресурсов на разработку менее важных функций.

6. Постоянно тестируйте и обновляйте

Начните тестирование своей системы MES как можно раньше и постоянно обновляйте ее на основе обратной связи от пользователей. Это поможет выявить проблемы и улучшить производительность системы, что может в конечном итоге сэкономить время и ресурсы.

Это лишь несколько способов сэкономить при разработке системы MES, и каждая ситуация может требовать индивидуального подхода. Рекомендуется провести более подробный анализ требований конкретного проекта и консультироваться со специалистами в данной области для наилучшего понимания конкретной ситуации предприятия.

В заключение можно подчеркнуть следующие основные выводы:

В статье мы охватили широкий ряд вопросов по теме, связанных с разработкой и использованием систем MES (АСУП) для предприятий. Мы рассмотрели, что такое системы MES и облачные системы MES, привели кейсы разработки и применения этих систем, а также ознакомились со стеком кейсов с системами MES (АСУП).

Системы MES подходят различным предприятиям, включая автомобильную промышленность, пищевое производство, фармацевтику и другие, помогая оптимизировать производственные процессы и обеспечить эффективность операций.

Мы обсудили подробности разработки систем MES (АСУП) с нуля и построение бизнеса на основе готовых решений MES для предприятий. Обратили внимание на преимущества облачных систем MES, такие как гибкость, низкие затраты, быстрая реализация и обновления, повышенная доступность и мобильность, а также высокий уровень безопасности данных.

В дополнение к этому, мы предложили способы, как можно сэкономить на разработке собственной системы MES, включая использование готовых решений от проверенных разработчиков, применение облачных систем, адаптацию и модернизацию существующих систем и другие подходы.

Разработка и внедрение систем MES (АСУП) являются важной стратегической задачей для предприятий, которая может значительно повысить эффективность и конкурентоспособность производства. Понимание ключевых аспектов и преимуществ разработки и использования систем MES поможет предприятиям принять информированные решения и выбрать наиболее подходящие решения для своих конкретных потребностей.