Производственная исполнительная система (MES): производство на основе AI

В большинстве производственных цехов ежедневные задачи включают в себя осмотр оборудования, отслеживание данных и проверку деталей на наличие дефектов. К сожалению, эти повторяющиеся действия легко пропустить во время длительных смен. 

Однако с развитием таких технологий, как ИИ и компьютерное зрение, подобласть, ориентированная на обучение машин пониманию визуальной информации, многие из этих задач в настоящее время автоматизируются. Для поддержки такого уровня автоматизации производства производители также используют системы, которые объединяют 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 track 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 системы управления производством (MES) работают на заводах и как такие технологии, как ИИ и компьютерное зрение, делают их более умными, быстрыми и надежными. Начнем!

Что такое система управления производством (MES)?

Производственное программное обеспечение MES управляет и отслеживает производство в цехе. 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, track качество и быстрее принимать решения. 

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

Взаимосвязь между системами MES и ERP

MES- и ERP-системы лучше всего работают, когда они связаны. ERP-систему планирования ресурсов можно представить как мозг операции, управляющий планированием высокого уровня, таким как запасы, заказы и финансы. Производственное программное обеспечение MES работает как руки, управляя деятельностью в режиме реального времени в цехе, такой как производственные процессы, мониторинг оборудования и контроль качества. 

Когда мозг и руки работают вместе, вся система работает более плавно. Соединение этих двух элементов создает четкую связь между планированием и выполнением. Это улучшает координацию и помогает командам принимать более быстрые и обоснованные решения во всей операции.

Почему MES важна для современных производителей?

Фабрики ежедневно сталкиваются с индивидуальными заказами, изменениями в заказах и строгими проверками качества. Чтобы лучше справляться с этими проблемами, программное обеспечение MES создано для обеспечения гибкости и поддержания точности. Эти системы предоставляют командам четкое представление о производственном цехе и позволяют им 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 detect замедление или проблемы до того, как они повлияют на выпуск продукции.

Кроме того, система MES может обеспечить возможность отслеживания, что имеет решающее значение в регулируемых и сложных отраслях, таких как биотехнология и производство медицинского оборудования, путем отслеживания материалов, настроек оборудования и действий на протяжении всего производства. Такие данные в режиме реального времени могут поддерживать 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, поддержание отслеживаемости или доступ к аналитической информации в реальном времени. По мере того, как операции становились все более управляемыми данными, отрасли потребовался последовательный способ определения того, как технология MES вписывается в более широкую производственную структуру.

Важной вехой стало внедрение ISA-95 в конце 1990-х годов. Он определил MES-системы как связующее звено между корпоративными системами, такими как ERP, и оборудованием в цеху. Это помогло стандартизировать поддержку MES таких задач, как планирование производства, отслеживание запасов и управление качеством.

‍

Со временем потребности производства изменились. Теперь компании хотят улучшить отслеживаемость, быстрый доступ к данным в реальном времени и системы, которые соответствуют целям соответствия и эффективности. Эти потребности сформировали современное программное обеспечение MES, которое теперь поддерживает автоматизацию производства и помогает фабрикам становиться умными и взаимосвязанными.

Основные функции системы управления производством

Вот некоторые основные функции MES-систем и то, как они связаны с повышением производительности, отслеживаемости и качества в производственных процессах:

• Управление ресурсами и производственными заказами: MES назначает станки, инструменты и операторов для выполнения производственных заказов, обеспечивая наличие необходимых ресурсов в нужное время. Это сокращает время простоя и способствует улучшению планирования ресурсов и согласованности с ERP-системой.
• 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 track уровне.
• Отслеживаемость и происхождение: MES регистрирует путь каждой детали с номерами партий, серийными данными и историей компонентов, создавая полную контрольную цепочку для соответствия требованиям и готовности к отзыву.
• Управление качеством: На каждом этапе MES выполняет проверки, чтобы убедиться, что продукты соответствуют стандартам. Она записывает результаты проверок и отмечает любые проблемы, чтобы предотвратить дальнейшее распространение дефектов.
• Управление запасами и контроль материалов: MES отслеживает сырье, незавершенное производство и готовую продукцию в режиме реального времени. Она перепроверяет готовность нужных деталей и укрепляет методы управления запасами.
• Обслуживание, персонал и аналитика: MES отслеживает использование оборудования и производительность оператора для поддержки профилактического обслуживания, повышения эффективности труда и предоставления аналитической информации для улучшения процессов.

Внедрение компьютерного зрения и ИИ в MES

Хотя производственное программное обеспечение MES может track 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 YOLO11позволяют detect, track и classify 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 detect компоненты или инструменты во время производства, подтвердить, что они находятся в нужном месте, и предотвратить ошибки при сборке.
  
• Классификация изображений: С его помощью можно classify 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 осанки человека или машины с использованием оценки позы поддерживает стандарты безопасности и эргономики, в то время как MES может регистрировать отклонения и отмечать потенциальные риски.
  
• Сегментация экземпляра: Даже если элементы перекрываются или тесно сгруппированы, эта задача может detect и segment их. Это позволяет системе MES более точно track каждую деталь и улучшать управление запасами.

‍

Перевод цеха на цифровые технологии с помощью облачной MES

Чтобы решить повседневные проблемы, такие 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 оставаться в синхронизации.

Благодаря облачной MES-системе такие задачи, как управление запасами, контроль качества и обновление заказов, выполняются в режиме реального времени и доступны с любого устройства. Это сокращает задержки, уменьшает количество ошибок и упрощает управление операциями в целом.

‍

Еще одно ключевое преимущество облачных MES-систем заключается в том, что их можно расширить с помощью решений компьютерного зрения, таких как автоматизированный контроль деталей и мониторинг деятельности операторов. 

Например, как было показано ранее, Ultralytics YOLO11 можно использовать для track 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 умного производства

Помимо компьютерного зрения и облачных систем, технология MES в целом становится более интеллектуальной и подключенной, тесно интегрируясь с системами планирования ресурсов ERP, облачными инструментами и устройствами Интернета вещей (IoT). Этот сдвиг напрямую повышает оперативность, и производители могут быстрее принимать решения на основе данных.

Например, одной из основных тенденций является использование периферийных вычислений. Вместо отправки данных в облако MES теперь может обрабатывать их локально в цехе. Это обеспечивает сбор и обработку данных в режиме реального времени, обеспечивая лучшую видимость операций.

Еще одна область, демонстрирующая устойчивый рост, — использование цифровых двойников. Это виртуальные модели, имитирующие работу машин или целых систем. Они могут использоваться для выявления проблем на ранней стадии и тестирования улучшений до их внедрения в реальных условиях.

‍

Основные выводы

Технология MES становится критически важной частью современных заводов. Благодаря поддержке последних инноваций, таких как модели компьютерного зрения, программное обеспечение MES можно использовать для мониторинга цеха, раннего выявления проблем и обеспечения бесперебойной работы производства. По мере развития систем MES они, вероятно, будут играть еще большую роль в оказании помощи производителям в поддержании качества и принятии более разумных повседневных решений.

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