Integrera produktionsdata: Så kopplar du ihop MES, ERP och data från produktionen

Att integrera produktionsdata ger produktions-, kvalitets- och affärsteam en gemensam bild av vad som händer i produktionen och varför. I många tillverkningsföretag finns data spridd i separata system och databaser. Sensorer registrerar processförhållanden, styrsystem hanterar utrustning, MES-system följer produktionen, kvalitetssystem lagrar kontrollresultat och ERP-system hanterar order, material, lager och kostnader. När dessa informationskällor inte är sammankopplade tvingas verksamheten lägga tid på att sammanställa data manuellt i stället för att fatta välgrundade beslut baserade på aktuell information.

ISA-95-modellen erbjuder ett praktiskt ramverk för att förstå denna uppdelning. Modellen delar in tillverkningsverksamheten i fem nivåer, från den fysiska produktionsprocessen till affärsplanering och företagsstyrning. Eftersom ISA-95 är teknikoberoende kan den användas för att definiera systemgränser och informationsflöden oavsett vilka leverantörer, maskiner eller automationsnivåer som finns i verksamheten.

Produktionsdataintegration genom hela verksamheten

En stark grund för datadrivna beslut börjar i den fysiska processen och bygger successivt på med kontext när informationen rör sig genom styrsystem, operativa system, kvalitetssystem och affärssystem. För att integrationen ska skapa värde måste denna kontext följa med mellan systemen.

Samla in data från processen

Grunden utgörs av den faktiska produktionsprocessen. Sensorer, smarta enheter, ventiler och annan utrustning mäter temperatur, tryck, flöde, vibrationer, hastighet och andra driftparametrar. Det är här insamlingen av produktionsdata på verkstadsgolvet börjar.

En mätpunkt blir betydligt mer användbar när den kompletteras med information som tidsstämpel, måttenhet, maskinidentitet och relevant process- eller produktinformation. Det kan exempelvis handla om processer där material kapas, blandas, värms upp, fylls, monteras eller på annat sätt bearbetas under produktionen.

Skapa kontext kring processdata

Nästa nivå omfattar system som styr, övervakar och koordinerar produktionen, såsom PLC-system (Programmable Logic Controllers) och DCS-system (Distributed Control Systems).

Dessa system ger råa sensorvärden ett sammanhang genom att koppla dem till maskintillstånd, börvärden, larm och produktionscykler. Målet är inte att skicka varje enskild datapunkt till verksamhetens övergripande system. En väl utformad integrationslösning filtrerar och sammanställer i stället relevanta händelser, mätvärden och sammanfattningar utan att påverka prestanda eller säkerhet.

SCADA-system spelar en central roll här genom att ge operatörer insyn i utrustningens status, larm och processtrender samtidigt som relevant produktionsdata görs tillgänglig för övriga verksamhetssystem.

Koppla samman produktion och kvalitetsdata

System för Manufacturing Operations Management (MOM), där MES-system (Manufacturing Execution Systems) utgör en central del, kopplar samman maskindata och SCADA-information med produktionsorder, batcher, recept, personal och pågående arbete.

För att skapa spårbarhet bör kvalitetsdata från mätutrustning, laboratoriesystem och kvalitetsledningssystem (QMS) använda samma referenser för produkt, batch, serienummer, anläggningstillgång och tid.

När denna koppling finns blir det möjligt att identifiera om exempelvis en processförändring, ett larm, en materialbatch eller ett maskintillstånd inträffade innan en kvalitetsavvikelse uppstod. Utan integration krävs ofta tidskrävande jämförelser av separata rapporter i efterhand.

Från produktionsgolvet till affärsplaneringen

Affärsplanering och logistik hanteras vanligtvis i ERP-system. ERP-system skickar prognoser, produktionsorder, materialbehov och scheman till produktionen, medan MES-system återrapporterar information om faktisk produktion, materialförbrukning, utbyte och produktionsstatus.

När produktionssystem och affärssystem integreras får planerare tillgång till aktuell produktionskapacitet och verkliga förutsättningar. Samtidigt får produktionen bättre förståelse för förändrade prioriteringar och leveranskrav.

Just samspelet mellan verksamhetssystem och produktionssystem är en av de centrala delarna i ISA-95-standarden.

Utgå från de datakopplingar som stödjer ett beslut

Äldre maskiner, Excel-filer, specialbyggda databaser och inkonsekventa namngivningsstrukturer gör ofta integration till en utmaning.

Lösningen är sällan att samla all information i ett enda gigantiskt datalager. Börja i stället med ett konkret affärsbehov där data idag måste sammanställas manuellt.

Det kan exempelvis handla om att:

• spåra orsaken till ett kvalitetsproblem

• analysera produktionsstopp

• jämföra planerad och faktisk produktion

Ett exempel är kvalitetsärenden, där den viktigaste informationskedjan kan bestå av:

Produktionsorder → Produkt → Materialbatch → Maskin → Processparametrar → Kontrollresultat

Innan integrationsarbetet påbörjas bör verksamheten enas om gemensamma identifierare, tidsstämplar, måttenheter och definitioner. Varje system bör fortsatt vara den primära och auktoritativa källan för sin information.

Syftet med dataintegration är inte att duplicera information, utan att skapa tillförlitliga samband mellan olika datakällor så att analyser och beslut bygger på samma verklighetsbild.

Bygg en uppkopplad fabrik med tillförlitlig data

Att skapa en helt uppkopplad fabrik är ett långsiktigt arbete. Utrustning, system och verksamhetskrav förändras ständigt, vilket innebär att integrationsarbetet aldrig blir helt färdigt.

De största vinsterna kommer ofta från att börja i liten skala med de datakopplingar som stödjer ett specifikt beslut eller en specifik process.

När dessa samband etableras och förbättras blir det möjligt att:

• automatisera datainsamling

• förbereda data för analys

• övervaka verksamheten i realtid

• tillämpa statistisk processtyrning (SPC) med mindre manuellt arbete

När dessa datakopplingar förbättras blir det enklare att samla in, analysera och följa upp produktionsdata med mindre manuellt arbete.

Börja med det beslut som är viktigast

Istället för att försöka integrera allt på en gång, identifiera ett beslut som teamet behöver kunna fatta snabbare eller med större säkerhet. Kartlägg därefter vilka datakällor som krävs för att stödja beslutet.

Det är ofta där resan mot en verkligt datadriven och uppkopplad produktionsmiljö börjar.

För många företag är nästa steg att identifiera vilka system och datakällor som behöver kopplas samman för att skapa verkligt affärsvärde.

Vill du få bättre kontroll över din produktionsdata?

Vanliga frågor om integration mellan MES, ERP och produktionssystem

• Vad är produktionsdataintegration?

  Produktionsdataintegration innebär att data från exempelvis MES, ERP, SCADA, PLC-system och kvalitetssystem kopplas samman så att verksamheten får en gemensam och tillförlitlig bild av produktionen.

• Varför är integration mellan MES och ERP viktigt?

  När MES och ERP integreras kan produktionsstatus, materialförbrukning och produktionsutfall delas automatiskt mellan verksamheten och produktionen, vilket förbättrar planering, uppföljning och beslutsfattande.

• Vad är skillnaden mellan MES och ERP?

  MES fokuserar på den dagliga styrningen och uppföljningen av produktionen, medan ERP hanterar affärsprocesser som order, ekonomi, inköp, lager och planering.

• Hur stödjer ISA-95 dataintegration?

  ISA-95 är en internationell standard som definierar hur information kan delas mellan affärssystem och produktionssystem på ett strukturerat och konsekvent sätt.

This blog post was written by Alyssa Sarro for Minitab