Система управления производством (MES): Производство, управляемое искусственным интеллектом

Абирами Вина

6 минут чтения

28 июля 2025 г.

Узнайте, как системы управления производством улучшают производство с помощью данных в реальном времени, искусственного интеллекта и компьютерного зрения, повышая эффективность и ERP-интеграцию на заводах.

На большинстве производственных предприятий ежедневные задачи включают в себя осмотр машин, отслеживание данных и проверку деталей на наличие дефектов. К сожалению, эти повторяющиеся действия можно легко упустить из виду во время длительной рабочей смены. 

Однако благодаря таким достижениям, как искусственный интеллект и компьютерное зрение- область, направленная на обучение машин пониманию визуальной информации, - многие из этих задач теперь автоматизируются. Для поддержки такого уровня автоматизации производства производители также используют системы, объединяющие данные со всего цеха. 

В частности, одной из систем, стимулирующих этот сдвиг в заводских цехах, является система управления производством (MES). Современное программное обеспечение MES позволяет отслеживать каждый этап производства, предоставлять данные в режиме реального времени и помогать командам быстро реагировать на возникающие на производстве проблемы. 

В этой статье мы рассмотрим, как работают системы управления производством (MES) на заводах и как такие технологии, как искусственный интеллект и компьютерное зрение, делают их умнее, быстрее и надежнее. Давайте начнем!

Что такое система управления производством (MES)?

Производственное программное обеспечение MES управляет и контролирует производство на заводе. Оно связывает корпоративные решения, такие как системы планирования ресурсов предприятия (ERP), с производственными операциями в режиме реального времени.

В то время как ERP планирует запасы, материалы и графики, MES фокусируется на выполнении. Она отправляет инструкции машинам и операторам, фиксирует производственные данные и отслеживает каждый шаг по мере его выполнения. Это означает, что производители могут выявлять задержки, отслеживать качество и быстрее принимать решения. 

Например, в таких отраслях, как фармацевтика и аэрокосмическая промышленность, MES помогает отслеживать партии, настройку оборудования и действия операторов. Это облегчает отслеживание каждого этапа производства при возникновении каких-либо проблем.

Взаимосвязь между системами MES и ERP

Системы MES и ERP лучше всего работают, когда они связаны между собой. ERP-систему планирования ресурсов можно представить как мозг предприятия, управляющий высокоуровневым планированием, таким как инвентаризация, заказы и финансы. Производственное программное обеспечение MES работает как руки, управляя в реальном времени деятельностью в цеху, такой как производственные процессы, мониторинг оборудования и проверка качества

Когда мозг и руки работают вместе, вся система работает более слаженно. Соединяясь, они создают четкую связь между планированием и исполнением. Это улучшает координацию и помогает командам принимать более быстрые и обоснованные решения в рамках всей операции.

Почему MES важна для современных производителей?

Каждый день фабрики имеют дело с индивидуальными заказами, изменениями в заказах и строгими проверками качества. Чтобы лучше справляться с этими задачами, создается программное обеспечение MES, обеспечивающее гибкость и точность. Эти системы обеспечивают командам четкое представление о работе цеха и позволяют быстро реагировать на изменения.

В частности, технология MES играет ключевую роль в производственных процессах, обеспечивая отслеживание в режиме реального времени. Она отслеживает состояние оборудования, рабочие заказы и поток материалов. Это помогает командам обнаружить замедление или проблемы до того, как они повлияют на выпуск продукции.

Кроме того, MES-система может обеспечить прослеживаемость, что крайне важно в регулируемых и сложных отраслях, таких как биотехнологии и производство медицинского оборудования, благодаря отслеживанию материалов, настроек оборудования и действий на протяжении всего производства. Такие данные в режиме реального времени помогают проводить аудиты, обеспечивать соответствие требованиям и поддерживать стабильное качество продукции.

Стандарты MES на протяжении многих лет

До того как концепция "умных фабрик " стала популярной, производители полагались на разрозненные системы для управления производством. Это затрудняло координацию рабочих процессов, отслеживание и доступ к информации в режиме реального времени. По мере того как операции становились все более ориентированными на данные, отрасли требовался последовательный способ определения того, как технология MES вписывается в общую производственную систему.

Важной вехой стало появление стандарта ISA-95 в конце 1990-х годов. Она определила производственное программное обеспечение MES как связующее звено между корпоративными системами, такими как ERP, и оборудованием в цеху. Это помогло стандартизировать способы поддержки MES таких задач, как планирование производства, отслеживание запасов и управление качеством.

Рис. 1. ISA-95 определяет роль MES в производственных системах.(Источник)

С течением времени потребности производства изменились. Теперь компаниям нужна лучшая прослеживаемость, быстрый доступ к данным в режиме реального времени и системы, которые отвечают как нормативным требованиям, так и целям повышения эффективности. Эти потребности сформировали современное программное обеспечение MES, которое теперь поддерживает автоматизацию производства и помогает заводам стать умными и подключенными.

Основные функции системы выполнения производственных операций

Вот некоторые важные функции программного обеспечения MES и их связь с повышением производительности, отслеживаемостью и качеством производственных процессов:

  • Управление ресурсами и рабочими заказами: MES распределяет машины, инструменты и операторов по рабочим заказам, обеспечивая наличие необходимых ресурсов в нужное время. Это сокращает время простоя и способствует лучшему планированию ресурсов и согласованию ERP-систем.
  • Мониторинг и контроль производства: MES отслеживает состояние оборудования, время цикла и ход работ в режиме реального времени. Оповещения помогают командам оперативно реагировать на задержки или простои, поддерживая производственные процессы на должном уровне.
  • Прослеживаемость и генеалогия: MES регистрирует путь каждой детали с указанием номеров партий, серийных данных и истории компонентов, создавая полный аудиторский след для обеспечения соответствия требованиям и готовности к отзыву.
  • Управление качеством: На каждом этапе MES проводит проверки, чтобы убедиться, что продукция соответствует стандартам. Она регистрирует результаты проверок и отмечает любые проблемы, чтобы предотвратить дальнейшее распространение дефектов.
  • Управление запасами и контроль материалов: MES контролирует сырье, незавершенное производство и готовую продукцию в режиме реального времени. Она позволяет дважды убедиться в том, что нужные детали готовы, и усовершенствовать методы управления запасами.
  • Техническое обслуживание, трудовые ресурсы и аналитика: MES отслеживает использование машин и работу операторов, чтобы поддерживать предиктивное обслуживание, повышать эффективность труда и предлагать идеи для улучшения процессов.

Внедрение компьютерного зрения и искусственного интеллекта в MES

Хотя производственное программное обеспечение MES может отслеживать производственные данные, оно не анализирует визуальные данные с камер. Важные детали, такие как износ оборудования или ошибки при сборке, могут остаться незамеченными. Компьютерное зрение может добавить этот уровень понимания, позволяя автоматизировать производство для задач, которые раньше выполнялись полностью вручную или с помощью датчиков.

Аналитика изображений в производстве основана на моделях искусственного зрения. Модели компьютерного зрения, такие как Ultralytics YOLO11, позволяют обнаруживать, отслеживать и классифицировать объекты в видеокадрах. 

Например, YOLO11 позволяет в режиме реального времени проверять качество, выявляя дефекты, и следить за безопасностью, обнаруживая работников в запретных зонах.

Вот более подробный обзор некоторых задач компьютерного зрения, поддерживаемых YOLO11, которые могут оптимизировать производственные процессы:

  • Обнаружение объекта: Эта задача помогает системе MES обнаружить компоненты или инструменты во время производства, подтвердить, что они находятся в нужном месте, и предотвратить ошибки при сборке.
  • Классификация изображений: С его помощью можно классифицировать товары как прошедшие или не прошедшие проверку, или по типу продукции, что позволяет MES автоматизировать сортировку и принимать решения по контролю качества в режиме реального времени.
  • Оценка позы: Анализ позы человека или машины с помощью оценки позы поддерживает стандарты безопасности и эргономики, а система MES может регистрировать отклонения и отмечать потенциальные риски.
  • Сегментация экземпляра: Даже если элементы перекрываются или тесно сгруппированы, эта задача может обнаружить и сегментировать их. Это позволяет системе MES более точно отслеживать каждую деталь и улучшать управление запасами.
Рис. 2. YOLO11 можно использовать для обнаружения работника на складе(источник).

Оцифровка цеха с помощью облачной системы MES

Чтобы решить такие повседневные проблемы, как ручной ввод данных, недопонимание и медленные производственные процессы, многие производители обращаются к облачным системам управления производством (MES). Эти системы объединяют машины, людей и данные на одной платформе, помогая командам работать более эффективно и синхронизироваться.

С помощью облачной системы MES такие задачи, как управление запасами, управление качеством и обновление заказов, выполняются в режиме реального времени, и доступ к ним возможен с любого устройства. Это сокращает задержки, уменьшает количество ошибок и облегчает управление операциями в целом.

Рис. 3. Пример облачной системы управления производством.(Источник)

Еще одно ключевое преимущество облачных MES-систем заключается в том, что они могут быть дополнены решениями на основе компьютерного зрения, такими как автоматический контроль деталей и мониторинг действий оператора. 

Например, как было показано ранее, Ultralytics YOLO11 можно использовать для отслеживания таких объектов, как компоненты, инструменты или готовая продукция, по мере их перемещения по производственному цеху. Данные, полученные с помощью таких решений, могут быть использованы для выявления неэффективности рабочего процесса, предотвращения неправильного размещения предметов и поддержки принятия решений в режиме реального времени.

MES: интеграция и тенденции развития "умных" фабрик

Помимо компьютерного зрения и облачных систем, технология MES становится все более интеллектуальной и взаимосвязанной, тесно интегрируясь с ERP-системами планирования ресурсов, облачными инструментами и устройствами Интернета вещей (IoT). Такой переход напрямую повышает оперативность реагирования, а производители получают возможность быстрее принимать решения, основанные на данных.

Например, одной из основных тенденций является использование пограничных вычислений. Вместо того чтобы отправлять данные в облако, MES теперь может обрабатывать их локально в цеху. Это позволяет собирать и обрабатывать данные в режиме реального времени, обеспечивая лучшую видимость операций.

Еще одна область, в которой наблюдается устойчивый рост, - использование цифровых двойников. Это виртуальные модели, имитирующие машины или целые системы. Их можно использовать для раннего выявления проблем и тестирования улучшений до их появления в реальных условиях.

Рис. 4. Слои MES, работающие вместе в системе интеллектуального производства.(Источник)

Основные выводы

Технология MES становится важнейшей частью современных заводов. Благодаря поддержке последних инноваций, таких как модели компьютерного зрения, программное обеспечение MES может использоваться для мониторинга цеха, раннего выявления проблем и обеспечения бесперебойной работы производства. По мере развития MES-систем они будут играть все большую роль в обеспечении качества и принятии более разумных повседневных решений.

Присоединяйтесь к нашему сообществу и изучайте наш репозиторий GitHub, чтобы узнать больше об искусственном интеллекте. Если вы хотите начать свой собственный проект Vision AI, ознакомьтесь с нашими возможностями лицензирования. Вы также можете увидеть, как ИИ в здравоохранении и Vision AI в розничной торговле оказывают влияние, посетив страницы наших решений.

Давайте вместе построим будущее
искусственного интеллекта!

Начните свое путешествие в будущее машинного обучения

Начните бесплатно
Ссылка копируется в буфер обмена