Een MES systeem (manufacturing execution system) is de software die de productie op de werkvloer aanstuurt en vastlegt. Het geeft werkorders vrij aan lijnen en machines en registreert wat er gemaakt wordt, door wie, op welke machine en met welke materialen. Zo zie je direct hoe elke order ervoor staat en kun je elke partij of elk serienummer terugvolgen.
Het MES zit tussen het ERP, dat plant, en de machines met hun besturing, die uitvoeren. Hieronder volg je één order door een fabriek, zie je in een tabel wat elke laag weet en beslist, en lees je wanneer een MES loont.
Wat een MES systeem doet op de werkvloer
Het ERP weet dat er deze week 400 behuizingen klaar moeten zijn. Het weet niet dat lijn 2 sinds 10.00 uur stilstaat, dat de middagploeg een andere partij plaatstaal gebruikt en dat bij de laatste controle drie stuks zijn afgekeurd. Die kennis van het moment hoort in het MES.
Eén order door de fabriek
Neem een fabriek die metalen behuizingen maakt. Zo loopt één order door het MES:
- Vrijgeven. Het ERP stuurt de productieorder met aantal, stuklijst en bewerkingsvolgorde. De planner geeft de order vrij aan lijn 2, voor de ochtendploeg.
- Starten. De operator ziet de order op het scherm bij de machine, met de juiste versie van de werkinstructie, en meldt zich aan. Zo weet het systeem wie eraan werkt.
- Materiaal boeken. De operator scant het label van de rol plaatstaal. Het MES controleert het materiaal en koppelt het partijnummer van de leverancier aan de order.
- Produceren. Machinestatus en tellingen komen binnen via de besturing. Iedereen ziet de order als actief, met het aantal goede stuks tot nu toe.
- Controleren tijdens de productie. Na elke 50 stuks vraagt het systeem om een maatcontrole. Valt een meting buiten de tolerantie, dan zet het MES de order stil tot een kwaliteitsmedewerker beslist.
- Afmelden. Het MES meldt aan het ERP hoeveel goede stuks en afkeur er zijn, welk materiaal is verbruikt en hoeveel uren erin zitten.
Daaruit volgen drie dingen die zonder MES lastig zijn:
- Status in realtime. Planning en verkoop zien welke order waar draait en hoe ver hij is.
- Traceerbaarheid per partij of serienummer. Bij elk product weet je welk materiaal, welke machine en welke operator erbij hoorden, terug naar de leverancier en vooruit naar de klant.
- Kwaliteit tijdens de productie. Een afwijking valt op bij de machine, terwijl de order nog loopt, in plaats van bij de eindcontrole of de klant.
Waar het MES zit: de lagen van ISA 95
De internationale norm ISA 95, ook vastgelegd als IEC 62264, deelt een productiebedrijf in vijf niveaus in. Niveau 0 is het fysieke proces, niveau 4 de bedrijfsplanning. Volgens ISA hoort het MES op niveau 3 en het ERP op niveau 4, en gaat de norm vooral over de koppeling tussen die twee. De norm stamt uit het midden van de jaren negentig en wordt nog steeds veel gebruikt als referentiemodel.
In gewone woorden:
| Laag | Voorbeelden | Wat de laag weet | Wat de laag beslist |
|---|---|---|---|
| ERP (niveau 4) | ERP, planning op bedrijfsniveau | Orders, klanten, voorraad, stuklijsten en leverdata | Wat je maakt, hoeveel en wanneer het klaar moet zijn |
| MES (niveau 3) | MES, planning en registratie per lijn | Welke order op welke machine draait, wie eraan werkt, welk materiaal erin gaat en wat de keuringen zeggen | De volgorde op de vloer, welke order vrijkomt en wanneer een order stilgaat |
| Besturing (niveau 1 en 2) | PLC's en procesbesturing (DCS) | Machinestatus, tellingen, instellingen en foutcodes | Hoe de machine haar bewerking uitvoert, van seconde tot seconde |
| Machines (niveau 0) | Persen, draaibanken, ovens, transportbanden | Zelf niets, ze voeren het fysieke werk uit | Niets, ze volgen de besturing |
Elke laag heeft een eigen tijdschaal. Het ERP plant in weken, maanden of zelfs kwartalen, schrijft een rapport van Georgia Tech voor het Amerikaanse NIST. Het MES zet dat plan om in afzonderlijke bewerkingsstappen en laat de besturing die uitvoeren. Daarom ziet een ERP weinig van de werkvloer: het hoort pas bij het afmelden wat er gebeurd is.
Wat er op niveau 3 gebeurt
Hetzelfde rapport beschrijft een voorstel binnen ISA 95 voor de functies op niveau 3. Daaronder vallen onder meer:
- Detailplanning: het plan van niveau 4 omzetten in een werkschema
- Toewijzen: gepland werk aan de beschikbare middelen geven
- Uitvoering: met de besturing het toegewezen werk laten draaien
- Volgen: met gegevens uit de besturing de voortgang bijwerken
- Gegevens verzamelen: bijhouden welk werk is gestart, afgerond of afgebroken
Een MES pakket heeft daarnaast meestal functies voor kwaliteit, traceerbaarheid, werkinstructies en prestatiecijfers zoals OEE. Waar een OEE dashboard op strandt en wat wel werkt, lees je in een apart artikel. Je hoeft niet alles tegelijk in te voeren. Begin met vrijgeven, registreren en traceren.
MES en ERP: het verschil in het kort
Het ERP is de administratie van het bedrijf: wat er besteld is, wat er op voorraad ligt en wat er volgens plan gemaakt moet worden. Het MES is de administratie van de werkvloer: wat er nu gebeurt en wat er werkelijk gemaakt is.
Veel ERP pakketten hebben een productiemodule voor orders, stuklijsten en terugmelden. Voor het volgen van machines, materialen en keuringen tijdens de ploeg heb je de gegevens van de vloer nodig, en die komen in het MES samen. Orders gaan van het ERP naar het MES, de werkelijke productie gaat terug. In een later artikel zetten we MES en ERP uitgebreid naast elkaar.
Wanneer je een MES systeem nodig hebt
Een MES loont als de werkvloer meer informatie oplevert dan papier en spreadsheets kunnen bijhouden. Deze signalen wijzen daarop:
- Papieren werkbonnen reizen mee met de order. Wat erop staat, komt pas in een systeem als iemand het overtypt.
- De productiestatus staat in Excel. Een planner houdt een bestand bij dat altijd achterloopt. Hoe je dat aanpakt, lees je in Excel vervangen door een webapplicatie.
- Bij een klacht begint een zoektocht. Niemand kan snel zeggen uit welke materiaalpartij een fout product kwam, op welke machine het is gemaakt of welke orders hetzelfde materiaal kregen.
- Het ERP kent alleen het plan. Wat er werkelijk gebeurd is, zie je pas na het afmelden.
- Kwaliteitsfouten vallen laat op. Metingen staan op papier, dus niemand ziet een trend voordat de eindcontrole of de klant het merkt.
- Operators vragen wat ze als volgende moeten doen. De volgorde staat in het hoofd van de teamleider of op een whiteboard.
Herken je er drie of meer, dan is het tijd om een MES systeem te overwegen.
Traceerbaarheid als wettelijke plicht
In sommige sectoren is traceerbaarheid verplicht. Volgens de Europese Commissie moeten bedrijven die levensmiddelen of diervoeder maken of verhandelen ten minste hun directe leverancier en hun directe afnemer kunnen aanwijzen: één stap terug, één stap vooruit. Is een product onveilig, dan moeten ze het uit de handel nemen of terugroepen.
Wat daartussen in je eigen fabriek gebeurt, legt het MES vast: welke binnenkomende partij in welke productiepartij is verwerkt. Zo beperk je een terugroepactie tot de partijen die het raakt.
Wanneer je nog geen MES nodig hebt
Met één lijn, een paar vaste producten en geen eisen aan traceerbaarheid volstaat de productiemodule van je ERP vaak, eventueel met een eenvoudig scherm om terug te melden. Veranderen je processen nog elke maand, leg dan eerst de werkwijze vast en daarna pas de software.
Standaard MES software of maatwerk
Voor MES software heb je drie routes, en je kunt ze combineren:
- Een standaardpakket. Een leverancier levert de functies hierboven als standaard en richt ze in voor jouw lijnen. Dat past als je proces lijkt op dat van andere bedrijven in je branche.
- De productiemodule van je ERP. Je breidt uit wat je al hebt. Dat past als je vooral orders wilt vrijgeven en terugmelden, met weinig gegevens uit machines.
- Maatwerk voor het deel dat jouw proces anders maakt. Je laat software bouwen voor wat geen pakket goed afdekt, zoals een eigen keuring, een ongebruikelijke bewerkingsvolgorde of een scherm dat past bij hoe je operators werken.
Een combinatie kan ook: een pakket voor de basis en maatwerk voor het onderscheidende deel. Maatwerk past bij een onderdeel als:
- je proces daar afwijkt op een punt dat je klanten merken
- operators in het pakket om de software heen werken, met papieren lijstjes ernaast
- je al systemen hebt die het werk deels doen en die je wilt houden
Een standaardpakket past beter als je proces de gangbare stappen van je branche volgt en je updates en ondersteuning van één leverancier wilt.
Isatis bouwt maatwerk en koppelingen voor de productie, naast het pakket dat je kiest of als eigen toepassing voor een afgebakend deel van de vloer. Hoe je kiest tussen maatwerk en standaardsoftware, lees je op onze pagina over maatwerk software laten ontwikkelen.
De koppelingen die een MES maken of breken
Een MES systeem is zo bruikbaar als de gegevens die erin en eruit gaan. Twee koppelingen bepalen of het werkt.
Tussen ERP en MES
Van het ERP naar het MES gaan productieorders, artikelen, stuklijsten en bewerkingsvolgordes. Terug gaan gerealiseerde aantallen, afkeur, materiaalverbruik met partijnummers en bestede uren. Spreek per gegeven af welk systeem de bron is, anders lopen de twee uit elkaar.
Voor die uitwisseling bestaat een standaardformaat: B2MML, volgens NIST een uitwerking van IEC 62264 om ERP te verbinden met productiesystemen zoals een MES. Hoe je zo'n verbinding opzet en beheert, lees je in ons artikel over de ERP koppeling.
Tussen machines en MES
Machinestatus, tellingen en foutcodes komen uit de besturing van je bestaande machines. Hetzelfde NIST overzicht noemt OPC UA en MTConnect als standaarden die de besturing op de vloer verbinden met MES en systemen op bedrijfsniveau. Bij oudere machines haal je een signaal of teller uit de bestaande besturing. Een tussenlaag zet die gegevens om naar hetzelfde formaat.
Een koppeling is pas betrouwbaar met deze vier onderdelen:
- Foutafhandeling: een bericht dat niet aankomt, wordt opnieuw verstuurd en gemeld
- Doorwerken bij een storing: valt de verbinding weg, dan blijft de vloer draaien en volgen de gegevens later
- Bewaking: iemand krijgt een melding als een koppeling stilvalt
- Een logboek: per bericht zie je wat er is verstuurd en wat het andere systeem antwoordde
Productie kan niet stilstaan voor nieuwe software. Daarom werken we stapsgewijs: oud en nieuw draaien een tijd naast elkaar, en pas als alles werkt, zetten we de volgende stap.
Isatis bouwt al meer dan dertig jaar software. Met 30+ engineers in Nijmegen en Sarajevo, meer dan 100 projecten en certificering voor ISO 9001 en ISO 27001 maken we koppelingen tussen machines, MES en ERP, en maatwerk voor wat bij geen pakket past. Lees meer over onze software voor de maakindustrie, of plan een gesprek over jouw productie.
Veelgestelde vragen
Wat betekent MES?
MES staat voor manufacturing execution system. Een MES systeem geeft werkorders op de vloer vrij, registreert de productie en houdt per partij of serienummer bij wat er gebeurd is.
Wat is het verschil tussen MES en ERP?
Het ERP plant wat er gemaakt moet worden en houdt orders, voorraad en financiën bij. Het MES stuurt de uitvoering op de werkvloer en legt vast wat er werkelijk gemaakt is, door wie en met welke materialen.
Wat is ISA 95?
ISA 95, ook bekend als IEC 62264, is een internationale norm voor de koppeling tussen bedrijfssystemen en productiebesturing. De norm deelt een fabriek in vijf niveaus in, met het ERP op niveau 4 en het MES op niveau 3.
Heeft een klein productiebedrijf een MES nodig?
Niet altijd. Met één lijn, vaste producten en geen eisen aan traceerbaarheid volstaat vaak de productiemodule van je ERP. Een MES wordt interessant zodra papier en Excel de status niet meer bijhouden.
Kun je oude machines koppelen aan een MES?
Vaak wel. Ook zonder moderne aansluiting is er meestal een signaal of teller uit de bestaande besturing uit te lezen. Een tussenlaag zet die gegevens om naar hetzelfde formaat als dat van nieuwere machines.
