Apa Itu MES dalam Manufaktur?

Sistem Enterprise Resource Planning (ERP) Anda memberi tahu Anda tentang jadwal kerja untuk minggu depan. Mesin memberi tahu Anda seberapa cepat mereka saat ini berjalan. Namun, siapa yang berkomunikasi antara keduanya dan siapa yang benar-benar mengetahui apa yang sedang terjadi di pabrik saat ini, apakah ada bahan yang tepat di tempat yang tepat, apakah kualitasnya baik, dan di mana kemungkinan terjadinya hambatan? Di sinilah Manufacturing Execution System (MES) sangat berguna. Dengan Manufacturing Execution System, Anda dapat menghubungkan manajemen bisnis dan lantai mesin, mengubah rencana produksi menjadi kenyataan dan sebaliknya. Gunakan panduan kami untuk informasi lebih lanjut tentang apa itu MES, apa fungsinya, bagaimana perbedaannya dengan ERP atau SCADA, kapan Anda membutuhkan MES, berapa harganya, dan manfaat apa yang bisa didapat dari penggunaannya.

MES mengacu pada Manufacturing Execution System, yaitu aplikasi perangkat lunak yang digunakan untuk mengelola dan memantau proses produksi di lantai secara real time. MES dapat diklasifikasikan berada pada Level 3 dari standar ISA-95, yang terletak di antara ERP, yang berada di Level 4, dan SCADA, yang berada di Level 2. Ini berarti MES berpartisipasi dalam pelaksanaan perintah kerja, pengelolaan bahan dan tenaga kerja, jaminan kualitas, pemantauan mesin, pengukuran Overall Equipment Effectiveness (OEE), dan pelacakan proses produksi.

Apa Itu Manufacturing Execution System?

Manufacturing Execution System (MES) adalah program perangkat lunak yang melacak produksi yang terjadi di lantai pabrik. MES mencakup empat komponen utama dari setiap lini produksi – orang, mesin, bahan, dan metode – dan mendokumentasikan semua yang dilakukannya.

Pikirkan MES sebagai representasi digital dari proses produksi aktual di bengkel Anda. MES mengetahui perintah kerja apa yang sedang dikerjakan di lini produksi mana, operator mana yang bekerja pada tahap proses produksi mana, lot komponen mana yang telah digunakan untuk memproduksi produk jadi, apa hambatan dalam produksi, dan sebagainya. Tidak ada lagi tebakan, papan tulis, dan spreadsheet; MES menggantinya dengan data yang bersih dan proses tertutup.

MES menghubungkan lapisan bisnis (ERP – “kami membutuhkan 10.000 bagian pada hari Jumat”) dan lapisan kontrol (mesin – “saya beroperasi pada 42 siklus per menit”). MES mengubah rencana produksi menjadi tindakan produksi nyata dan mengirimkan hasil nyata kembali ke perusahaan.

Kerangka ISA-95: Tempat MES Berada

Diskusi tentang MES ini secara alami dimulai dengan topik ISA-95 (IEC 62264), yang merupakan standar yang diakui secara internasional yang memberikan definisi untuk sistem informasi yang digunakan dalam manufaktur terkait dengan lima tingkat keberadaannya.

Dengan demikian, MES beroperasi pada Level 3 dari kerangka kerja ISA-95 karena mengelola proses produksi seperti pengiriman, pelaksanaan, pengumpulan data, pengendalian kualitas, dan lainnya.

Fungsi Inti MES

Karakteristik sistem MES memiliki banyak kesamaan terlepas dari industri tempat mereka digunakan.

• Mengelola pesanan kerja melibatkan aktivitas berikut: penjadwalan dan pemantauan pesanan kerja sejak saat dibuat hingga penyelesaian kerja, perubahan instruksi dan persetujuan melalui cara elektronik.
• Manajemen material terdiri dari memastikan bahwa lot material yang ditentukan digunakan pada tahap proses yang tepat. Untuk tujuan ini, langkah pemindaian RFID atau kode batang dan proses pengambilan material diperkenalkan.
• Sesuai dengan persyaratan manajemen kualitas, sistem harus menyediakan pemantauan kualitas termasuk pengendalian proses dan identifikasi cacat.
• Ketertelusuran dapat dijelaskan sebagai jalur balik dari produk ke material yang digunakan untuk produksinya serta semua parameter proses manufaktur.
• Pemantauan tenaga kerja terdiri dari pengumpulan informasi tentang siapa yang bertanggung jawab atas setiap pesanan dan berapa banyak waktu yang dihabiskan untuk pemrosesannya.
• Pengendalian peralatan mencakup pemantauan kondisi operasionalnya serta OEE yang dihitung sebagai hasil perkalian kerugian kecil, kinerja, dan kualitas.
• Pemicu untuk pekerjaan pemeliharaan digunakan untuk mendeteksi masalah dengan peralatan.

Meskipun tidak setiap MES memiliki kemampuan untuk melakukan semua aktivitas yang disebutkan, hal ini tetap relevan bagi pengguna yang mencari perbandingan sistem MES.

Apa yang Diberikan MES: Manfaatnya

Hal yang mendorong pabrik untuk berinvestasi pada MES — hasil yang ditunjukkan dalam angka:

Prestasi yang sering dilaporkan: Peningkatan Efisiensi Peralatan Keseluruhan antara 10% dan 25%, pengurangan limbah antara 15% dan 40%, peningkatan pemenuhan jadwal dengan periode pengembalian investasi proyek antara 12 dan 24 bulan. Pada sisi pengujian produksi secara khusus, logika berbasis data yang sama berlaku: sistem pengujian otomatis — baik yang berdiri sendiri atau yang diberi makan oleh MES — menunjukkan pengembalian investasi yang terukur yang dianalisis dalam analisis pengembalian investasi pengujian otomatis vs manual, dan pemeriksaan kualitas dalam panduan pengujian pemutus sirkuit kami adalah jenis verifikasi dalam proses yang direkam dan dilacak oleh MES.

MES vs ERP: Perbedaan Utama

Kebingungan paling umum dalam perangkat lunak manufaktur adalah ERP vs MES. Perbedaan yang jelas:

Singkatnya, ERP memilih produk mana yang akan dibuat, sementara MES menentukan bagaimana cara membuatnya. Sementara itu, ERP tanpa MES hanya merumuskan rencana berdasarkan keyakinan budaya dan memerlukan pengetahuan tentang bagaimana rencana tersebut diterjemahkan ke dalam kenyataan; sedangkan MES yang beroperasi secara independen dari ERP mungkin memberikan transparansi di lantai produksi tetapi gagal menghubungkan berbagai tahap penciptaan nilai. Solusi paling efektif adalah yang menggabungkan kedua sistem dan menggunakan standar ISA-95 B2MML untuk tujuan ini.

MES vs SAP: Apa yang Sebenarnya Dimaksud

Dalam ranah “MES dibandingkan dengan SAP,” situasinya dapat digambarkan dengan tepat sebagai “MES vs pemasok ERP terkemuka dunia.” Sebagai perusahaan berbasis ERP, perusahaan ini telah mengembangkan produk utamanya (yaitu S/4HANA, dan sebelumnya R/3), yang merupakan alat utama untuk melakukan aktivitas keuangan, rantai pasokan, perencanaan manufaktur, dan pengadaan. Meskipun SAP dapat dianggap sebagai ERP dan bukan MES tipikal, SAP masih mampu menyediakan modul berikut yang terkait dengan manufaktur:

• SAP PP (Perencanaan Produksi) – Ini adalah mekanisme perencanaan berbasis ERP untuk pesanan produksi dan aktivitas kapasitas produksi.
• SAP Digital Manufacturing (SAP DMC) – Dalam hal ini, kinerja MES SAP disajikan sebagai “studio” antara SAP ERP dan peralatan produksi, yang menyediakan beberapa sumber daya MES (pengiriman, memberikan panduan tentang cara mengoperasikan mesin, perhitungan OEE, dan manajemen kualitas serta mengimplementasikannya di S/4HANA).

Sebaliknya, ada cukup banyak sistem MES yang dibuat untuk mendukung SAP – misalnya Siemen Opcenter, AVEVA, atau Rockwell mampu menggunakan B2MML dan/atau ABAP IDocs sebagai pengganti API untuk membangun koneksi dengan SAP. Jadi, jawabannya adalah proses pengambilan keputusan mengenai pilihan “SAP vs MES” berubah menjadi kebutuhan untuk memilih sistem MES yang kompatibel dengan ERP karena dalam banyak kasus sistem SAP yang sama dipilih di antara alternatif ERP. Pabrik yang beroperasi menggunakan sistem SAP biasanya memeriksa kompatibilitas dengan solusi sistem MES daripada hanya menggunakan ERP saja.

MES vs SCADA: Sinyal vs Informasi

SCADA dan MES berdekatan tetapi berbeda:

Dalam kata-kata yang sederhana dan jelas: SCADA memberikan sinyal dan MES membantu dalam menggunakan sinyal tersebut. SCADA tidak akan menyediakan data seperti OEE, berbagai alasan terkait downtime atau variasi biaya produksi, namun MES ada untuk mengumpulkan data mesin dan menghubungkannya dengan pembelian, produk, dan kualitas untuk menjawab pertanyaan di atas. Selain itu, sebagian besar solusi MES mencoba memperoleh informasi mesin melalui SCADA atau melalui konektor OPC UA/IOT secara langsung.

MES vs MOM: Payung yang Lebih Besar

MOM adalah singkatan dari Manufacturing Operations Management, yang merujuk pada semua sistem yang digunakan dalam operasi produsen. Ini termasuk MES, manajemen kualitas, manajemen pemeliharaan, sistem informasi laboratorium, dan operasi inventaris. Jika MOM merujuk pada gambaran keseluruhan operasi pabrik, MES adalah pusatnya: sistem yang menghubungkan seluruh proses operasi.

Kapan Anda Membutuhkan MES?

Kriteria untuk menentukan kapan harus mempertimbangkan MES:

• Visibilitas lantai produksi secara real-time bukanlah pilihan — data produksi berumur 24 jam, dimasukkan secara manual ke dalam spreadsheet.
• Ketertelusuran tidak dapat dinegosiasikan ketika kepatuhan regulasi terlibat dan standar seperti otomotif (IATF 16949), dirgantara (AS9100), farmasi (21 CFR Part 11 catatan perubahan), makanan (HACCP-ketertelusuran alergen) harus dipenuhi.
• Tidak jelas bagaimana mengukur OEE — sumber downtime dan kerugian kualitas tetap menjadi misteri.
• Biaya ERP tidak akurat — asumsi waktu standar bisa menjadi pernyataan yang terlalu rendah sebesar 15-30% karena data aktual tidak pernah tersedia.
• Kompleksitas yang meningkat berarti variasi produk dan tipe produk yang lebih besar — spreadsheet menjadi usang.
• Skalabilitas operasi di beberapa lokasi berarti memiliki metrik yang sama di mana-mana.

Contoh Nyata MES dalam Aksi

Sebuah pabrik yang membuat komponen otomotif telah menerima pesanan dari sistem ERP untuk mengirimkan 10.000 bagian pada hari Jumat. Berikut ini menjelaskan apa yang akan dilakukan sistem eksekusi manufaktur terkait pesanan tersebut:

• Pengiriman: Sistem eksekusi manufaktur akan menemukan mesin yang sesuai yang dapat menjalankan pesanan tersebut.
• Instruksi digital: Operator di lantai produksi akan dapat melihat instruksi digital tentang bagaimana mereka harus melanjutkan pembuatan komponen, menghilangkan penggunaan instruksi berbasis kertas.
• Verifikasi material: MES akan memindai barcode pada komponen yang disuplai untuk memverifikasi apakah komponen yang tepat dalam hal tingkat peningkatan produksi disuplai ke lantai produksi.
• Pelacakan real-time: MES akan memastikan bahwa hitungan siklus, downtime, dan kualitas akan dilaporkan secara real-time dan tercermin pada dashboard OEE.
• Gerbang kualitas: MES akan memastikan bahwa proses manufaktur diperiksa dan dikontrol untuk kemungkinan masalah di awal proses, membatasi limbah yang dihasilkan selama proses manufaktur.
• Traceability: Komponen jadi akan dilacak kembali ke bahan baku atau komponen dari mana mereka diperoleh termasuk mesin yang digunakan dalam proses produksi.
• Feedback to ERP: Pada akhirnya, MES akan mengirimkan umpan balik ke sistem ERP yang menguraikan jumlah dan waktu produksi yang dicapai.

Berapa Biaya MES?

Harga MES sangat bervariasi berdasarkan arsitektur — faktor biaya terbesar tunggal:

Fakta penting: penyedia tradisional mengenakan biaya dua hingga tiga kali lipat untuk layanan implementasi dibandingkan lisensi perangkat lunak mereka. Dengan platform cloud-native sejati, biaya didasarkan pada konfigurasi daripada pengembangan khusus, yang mengubah dinamika ini. Juga perlu dicatat bahwa sekitar 40% hingga 70% proyek gagal memberikan hasil, terutama karena masalah seperti scope creep, memperlakukan MES sebagai upgrade ERP, data master yang salah, dan kegagalan memperhitungkan manajemen perubahan (siapkan rasio pengeluaran 1:3 untuk pelatihan/manajemen perubahan dibandingkan teknis).

Vendor MES Utama

Tiga platform terpenting berdasarkan kekuatan adalah:

• Industri proses (kimia, makanan & minuman, penyulingan): AVEVA MES, Honeywell, Siemens Opcenter Execution Process.
• Industri diskrit (otomotif, mesin): Siemens Opcenter Execution Discrete, RockwellFactoryTalk, Dassault Apriso.
• Farmasi dan bioteknologi: Werum PAS-X, Siemens Opcenter Pharma, Rockwell Pharma Suite.
• Dirgantara dan pertahanan: iBASEt Solumina, Dassault Apriso.
• Semikonduktor: Critical Manufacturing cmNavigo, Siemens Opcenter Semiconductor.
• ERP-native: SAP Digital Manufacturing (untuk pabrik yang berfokus pada SAP).
• Platform IoT/OEE-pertama: TeepTrak dan solusi serupa adalah solusi efektif untuk penerapan cepat IoT dan sensor mesin-agnostik dengan tarif SaaS.

Semua vendor di ruang ini mematuhi pedoman ISA-95 dengan konektivitas, waktu ke pasar, kemudahan integrasi dengan sistem ERP, dan kepatuhan.

Implementasi: Peta Jalan & Risiko

Pola implementasi yang dikonfirmasi:

• Strategi & Business Case (Bulan 1-2)—Tetapkan KPI dan cakupan Anda.
• Pemilihan Vendor (Bulan 2-4)—Peringkat berdasarkan tujuh kriteria seleksi Anda.
• Desain Arsitektur (Bulan 3-6)—Tentukan batasan standar ISA-95, titik integrasi, dan zona.
• Konfigurasi & Pembangunan (Bulan 5-12)—Gunakan konfigurasi standar daripada produksi khusus bila memungkinkan.
• Integrasi & UAT (Bulan 8-15)—Sediakan mesin dengan konektivitas (OPC UA/IoT) dan integrasikan dengan sistem ERP (B2MML).
• Validasi & Pelatihan (Bulan 12-18)—Validasi kepatuhan hukum jika diperlukan, dan latih operator untuk manajemen perubahan nyata.
• Go-live & Optimalkan (Bulan 15-24+)—Mulai dengan kasus pilot (satu lini, 5-10 mesin), buktikan nilai, dan terapkan template untuk peluncuran (30-50% waktu yang dihemat dengan situs lain).

Skenario kegagalan potensial termasuk perluasan ruang lingkup, batas yang kabur antara sistem ERP-MES, data master yang buruk, dan kelupaan terkait manajemen perubahan operator. Tangani semuanya di awal proyek.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa perbedaan utama antara MES dan SAP?

SAP adalah perusahaan ERP yang produk utamanya mencakup perencanaan bisnis, keuangan, pengadaan, dan rantai pasokan. Sementara itu, MES adalah kategori perangkat lunak berbeda yang digunakan untuk mengontrol eksekusi waktu nyata di lantai produksi. Perbedaan utama antara kedua program perangkat lunak tersebut adalah ERP/SAP memutuskan produk apa yang akan diproduksi, sedangkan MES mengontrol proses produksi. SAP memang menyediakan modul manufaktur, misalnya SAP PP untuk perencanaan dan SAP Digital Manufacturing, yang merupakan modul terkait MES, tetapi banyak pabrik memilih menggunakan SAP bersama dengan perangkat lunak MES khusus dari Siemens, AVEVA, Rockwell, yang bekerja melalui B2MML, karena SAP ERP hanya mencakup modul perencanaan dan tidak memiliki kemampuan untuk menyediakan data eksekusi waktu nyata pada mesin.

Apa contoh MES?

Dalam satu kasus, fasilitas manufaktur otomotif mendapatkan kebutuhan produksi melalui sistem ERP; sistem MES mengirimkannya ke lini produksi yang tepat, memberikan instruksi elektronik kepada pekerja, memeriksa bahan dengan memindai barcode, melacak volume produksi dan waktu tidak produktif, mendaftarkan hasil produksi melalui SPC, membandingkan bagian yang diproduksi dengan pesanan produksi, dan mengirim laporan tentang output produksi fisik kembali ke ERP. Beberapa sistem MES yang paling umum adalah Siemens Opcenter, Rockwell FactoryTalk, AVEVA MES, Werum PAS-X, dan SAP Digital Manufacturing.

Apa perbedaan antara MES dan ERP?

ERP (Level 4 dalam ISA-95) bertanggung jawab untuk merencanakan proses bisnis dan mengeksekusi transaksi seperti pesanan penjualan, MRP, pengadaan, dan keuangan secara harian atau mingguan yang menimbulkan pertanyaan: “apa yang perlu kita produksi?”. MES (Level 3) mengontrol proses produksi di tingkat lantai produksi, seperti pengiriman perintah kerja, bahan, tenaga kerja, kualitas, OEE, dan keterlacakan per detik dan menit, menanyakan pertanyaan: “bagaimana produksi dilakukan saat ini?”. ERP bersifat teoretis, sementara MES bersifat praktis. Mereka tidak saling bertentangan, melainkan saling melengkapi.

Apa perbedaan MES dan SCADA?

SCADA (Level 2) bertanggung jawab untuk memantau mesin dan proses. Ini mengakuisisi data waktu nyata (misalnya, suhu, tekanan, kecepatan, dan waktu operasi) dan bertindak sesuai dengan informasi yang diterima. Sementara itu, MES (Level 3) mengontrol proses produksi. Ini mengaitkan informasi yang diperoleh dengan pesanan, bahan, tenaga kerja, dan standar untuk mencapai OEE, kualitas, keterlacakan, dan manajemen laporan. Singkatnya, SCADA menyediakan sinyal sementara MES menghasilkan data yang berguna. SCADA tidak dapat memberikan Anda OEE, sedangkan MES dapat.

Referensi

1. ISA-95 / IEC 62264 — Standar Integrasi Sistem Enterprise-Control
2. MESA International — Model MES dan Standar B2MML
3. Siemens — Keluarga Produk Opcenter MES
4. Rockwell Automation — FactoryTalk ProductionCentre
5. SAP — SAP Digital Manufacturing dan Modul PP
6. AVEVA — Solusi MES untuk Industri Proses

Kesimpulan

Manufacturing Execution System, atau MES, adalah sistem yang memproses laporan produksi saat berlangsung. MES adalah lapisan ketiga dari piramida ISA-95, ditempatkan di antara Enterprise Resource Planning (ERP) dan sistem kontrol. MES menghasilkan pesanan, memeriksa jumlah bahan baku dan tenaga kerja, mengontrol kualitas, menghitung Overall Equipment Effectiveness (OEE), dan memastikan keterlacakan produk. Data yang diperoleh dikirim ke sistem ERP. ERP menentukan apa yang harus diproduksi; MES menentukan cara produksi dan pemantauan (SCADA menganalisis sinyal mesin). Implementasi MES diperlukan jika fasilitas produksi berfungsi sebagai kotak hitam, keterlacakan produk langsung diperlukan, atau perhitungan efisiensi tidak akurat. Biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan berukuran sedang bervariasi dari $500.000 hingga $5 juta untuk aplikasi tradisional, dan harga berkisar dari $200 hingga $800 per tahun per mesin untuk aplikasi cloud. Proses implementasi rata-rata memakan waktu satu hingga dua tahun.