Integrare ERP, MES e PLM

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fig2Se l’ERP è fondamentale per gestire gli aspetti di business, MES e PLM sono indispensabili per favorire la collaborazione tra progettazione e produzione, migliorando e velocizzando le attività. ERP (Enterprise resource planning), MES (Manufacturing execution systems) e PLM (Product lifecycle  management) giocano un ruolo importante in un’azienda manifatturiera. Ognuno di essi apporta un distinto valore, che è amplificato quando le soluzioni adottate hanno un ruolo chiaro e definito e sono integrate tra loro sia dal punto di vista dei dati, sia da quello dei processi. L’ERP gestisce gli aspetti commerciali, di business del manufacturing, ma le aziende che si avvalgono solo di ERP e PLM rischiano di perdere un’importante opportunità. Anche se gli ERP raccolgono informazioni legate alle attività di lavoro svolte che consentono la pianificazione delle risorse e di realizzare resoconti sul lavoro svolto, il MES è progettato per istruzioni di processo dettagliate e informazioni sulla progettazione che includono parametri e un codice macchina per un’attrezzatura automatizzata. L’integrazione di MES e PLM migliora l’efficienza, favorisce la riduzione degli errori, accresce  l’agilità, rende più veloce la distribuzione dei prodotti sul mercato e aumenta la tracciabilità del prodotto. Come spiega un manager attivo in un’azienda del settore aerospaziale, l’integrazione riduce le attività manuali, migliora l’automazione e limita gli errori umani. Tutto questo consente una risparmio di tempo notevole in termini di efficienza a livello di progettazione e produzione, permette un rilascio più rapido dei prodotti, migliora la qualità, mentre si riducono gli scarti e le revisioni. Combinando MES ed PLM si “chiude il cerchio” tra progettazione e produzione. Secondo il responsabile IT di una società tedesca, quando MES e PLM sono ben integrati è difficile dire dove inizia l’uno e finisce l’altro, perchè diventa possibile parlare di prodotto e di processo come se fossero un’unica cosa. L’integrazione tra MES e PLM porta a costituire una struttura portante di  manufacturing sincronizzato, integrando prodotto e processo di produzione. I produttori ottengono benefici strategici quando l’ambiente di manufacturing virtuale e l’impianto fisico sono ben integrati. Rendere i tre impianti più vicini dal punto di vista progettuale e produttivo è uno degli obiettivi dell’azienda, sul lungo termine. I principali produttori stanno facendo leva su MES e PLM per progredire in direzione di un’azienda digitale, con un approccio integrato alla progettazione, alla convalida, al rilascio di processi manifatturieri come un processo olistico. L’integrazione PLM-MES oggi è più importante che mai, anche per l’aumento della competitività, della globalizzazione e della complessità del prodotto. Oggi i produttori devono ottimizzare i costi e migliorare continuamente la produttività per competere sul mercato globale. Nello stesso tempo hanno bisogno di essere agili per rispondere rapidamente alle domande dei clienti e ottenere vantaggi dalle opportunità di mercati che si presentano. Ridurre il time-to-market è un obiettivo fondamentale, ma complesso, dal momento che comprende il tempo di progettazione, ma anche il tempo di commissione (ordine), di attivazione dell’impianto e delle attività di piena produzione. Di conseguenza, affinare l’efficienza nella progettazione e nella produzione è fondamentale nel migliorare il time-to-market, soprattutto per prodotti complessi. Fornire istruzioni di lavoro standardizzate, migliorare l’efficienza consente agli operatori di svolgere le attività con più efficacia e rapidità e tutto questo permette di commercializzare la merce più rapidamente. Le aziende potranno anche ridurre il tempo di formazione sui nuovi prodotti o sulle linee produttive, che possono essere rese più rapide e in grado di raggiungere la piena capacità in minor tempo. Il miglioramento dell’efficienza  porta anche a una riduzione dei costi, dovuti anche a una riduzione del numero di prodotti di scarto e delle revisioni. Migliorare l’integrazione tra progettazione e produzione migliora la qualità del prodotto La sincronizzazione tra MES e PLM diventa ancora più importante quando aumentano la complessità del prodotto e le sue varianti, il lavoro di produzione e di convalida della qualità.   Secondo il manager IT attivo nel settore aerospaziale, un ambiente MES-PLM integrato potrà aiutare a migliorare la collaborazione e a rndere più agile la collaborazione tra le diverse sedi dell’azienda sparse per il mondo. “Gli ingegneri progettisti lavorano su una parte delle attività”, egli dice. “La progettazione è finalizzata alla produzione e alla qualità, ma essi non costruiranno direttamente il prodotto. Saranno gli ingegneri concomitanti, impegnati nella produzione a contribuire per risovere ulteriori problemi”. Le aziende sono interessati a velocizzare le attività e a integrare il prodotto con processi e sistemi di produzione per molteplici motivi; qualcuna di esse può vedere questa scelta come una risposta alla necessità di  ridurre i costi in un’economia in mutamento, altre possono cercare un più veloce time-to-market. Alcune possono richiedere integrazione per supportare i processi di controllo e la visibilità nella supply chain. «Il nostro obiettivo primario è far crescere il business», dice il manager del settore aerospaziale. «Abbiamo raddoppiato in dimensioni negli ultimi 10 anni, ci aspettiamo di fare lo stesso nel prossimo decennio. Prima di adottare un sistema integrato non avevamo la giusta scalabilità». I principali sistemi PLM di oggi definiscono e gestiscono il processo da cui i prodotti devono essere costruiti. Come spiega il manager del settore aerospaziale «Il PLM agisce come lo specialista in grado di dare una definizione dei dati di tutti i nostri prodotti e processi. Il PLM ora contiene la completa descrizione del prodotto, servendo come “singola fonte di verità” per i dati di prodotto». L’espansione del PLM include le capacità di Manufacturing Process Management (MPM), la possibilità di sviluppare il “Bill of process”, di creare istruzioni di produzione che hanno permesso al PLM di scrivere e ospitare dati di manufacturing dettagliati. I tool di MPM forniscono ai facility engineeer, agli ingegneri industriali e gli ingegneri addetti alla produzione gli strumenti di cui hanno bisogno per progettare e implementare processi di manufacturing ottimali. Il MES fornisce, quindi, la struttura per realizzare il prodotto come è richiesto dal reparto vendite, immagazzinando la storia della costruzione del prodotto, elemento, quest’ultimo, che contiene i dettagli necessari per tracciare i componenti e la manodopera, gestire la qualità, fornire i risultati ERP necessari alla gestione dell’inventario (giacenze del magazzino) e delle implicazioni finanziarie. Il ruolo dell’ERP, poi, è gestire l’inventario, gli ordini, le risorse umane, la pianificazione delle specializzazioni, gli acquisti, le implicazioni finanziarie, il reporting e altre transazioni orientate agli aspetti commerciali. Integrando il prodotto e il processo dal PLM con la fornitura e la pianificazione della domanda, da ERP e MES, ponendo insieme i dati del prodotto e gli ordini al piano del magazzino, sono forniti i giusti dati sul prodotto, nel tempo più adeguato, analizzando i progetti delle attività di produzione, finchè l’ordine è eseguito. In estrema sintesi, il PLM guida e cattura l’innovazione di processo e di prodotto, il MES gestisce e traccia la realizzazione per rendere quei prodotti reali, mentre l’ERP, come si è detto, gestisce il business commerciale del manufacturing. Integrare il prodotto e il ciclo di vita del prodotto I ruoli del PLM e del MES sono distinti e unici, ma devono essere integrati per fornire pieno valore. Questo è vero anche per l’innovazione di prodotto e i processi manifatturieri. Le finalità della progettazione e le competenze di produzione hanno bisogno di essere documentate e chiaramente comunicate al reparto vendite. Gli operatori non dovrebbero lavorare su un’idea generale del prodotto, ma  seguire tutto il processo senza perdere nessuna fase. Ma dicendo che l’intento della progettazione è concretizzare le esigenze del reparto vendite, non significa sminuire le competenze di produzione. Competenze avanzate nella produzione non dovrebbero solo aiutare un singolo operatore o team, ma essere comunicate a tutti gli ingegneri e al personale coinvolto, in modo che chiunque possa usare le competenze maturate globalmente all’interno delle proprie attività, condividendole con i colleghi. I suggerimenti legati alla produzione, le best practices dovrebbero essere incorporate nel modello di prodotto per migliorarne la ripetibilità, anhe i progetti futuri. Per supportare l’integrazione del prodotto e del processo produttivo, i produttori devono sviluppare un’infrastruttura che armonizzi le ricche informazioni tra la progettazione e la produzione. «Quello di cui abbiamo bisogno è una struttura di dati per tutti i processi e le funzionalità per il prodotto e la produzione», spiega il manager dell’azienda tedesca. «Abbiamo bisogno di metodi, applicazioni e dati integrati per realizzare l’intero progetto nel ciclo di vita del prodotto e della produzione». In questa struttura integrata, il PLM gioca il ruolo del definire il piano di produzione del prodotto.  Il MES è il motore esecutivo che mette il piano in azione e traccia i risultati. Con uno sforzo minimo il progetto del prodotto stesso può essere condiviso con il piano dell’impianto. Oggi gli operatori possono avvalersi di modelli 3D, che possono manipolare e muovere, invece di usare un semplice disegno a due dimensioni. Ma il progetto del prodotto non è abbastanza. La produzione, in particolare la produzione automatizzata, richiede una quantità significativa di dettagli, come la programmazione della macchina, le istruzioni per l’operatore e la sequenza delle attività. Questo si verifica dove l’integrazione tra PLM e MES gioca un ruolo rilevante. Lo strato del MES ha bisogno di una grande quantità di informazioni per le macchine. Il MES convalida i processi e passa le informazioni richieste ai dispositivi e interagisce anche con il reparto vendite. Integrando l’automazione dell’impianto al MES e al PLM si riducono i tempi, i costi e gli errori e si fornisce un ambiente integrato legato alla produzione e ai piani di progettazione. Gli ingegneri sviluppano i progetti del prodotto e continuano ad aggiungere informazioni aggiuntive attraverso il processo di progettazione.  Il MES non solo aiuta l’operatore a costruire un prodotto di elevata qualità, ma  anche a raccogliere e dati valutabili attraverso la produzione. Il MES documenta i processi di produzione, includendo le attività svolte, gli operatori coinvolti, l’attrezzatura, le specifiche e i tempi. Queste informazioni basate sull’evento sono fortemente valutabili. «La nostra priorità è dare istruzioni di lavoro nel posto giusto, e poi ottenere dati validi, utili agli operatori», commenta il manager dell’azienda aerospaziale. Il MES documenta i processi corretti che sono seguiti e aiuta a chiudere il gap tra la progettazione e le esigenze del reparto vendite. «Il tempo decente per la realizzazione di una batteria dovrebbe essere di tre settimane, ma l’operatore si aspetta di interrompersi dopo ogni operazione», aggiunge. Ottenendo informazioni ad hoc si possono ottenere risultati migliori. Catturando i dati di esecuzione nel MES e integrandoli con il PLM dà una tracciabilità olistica, che ha vantaggi strategici. Per esempio, la storia dettagliata della produzione aiuta le aziende a identificare la causa degli errori ma anche a identificare i prodotti difettosi, che potranno essere rintracciati. Integrare il PLM con il MES consente di tracciare tutte le richieste, dal punto di vista del controllo e del reparto vendite, sviluppando maggiore qualità nella progettazione e nel processo di produzione e soddisfando meglio anche le esigenze del cliente.

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