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MES連携
(MESれんけい)
MES連携とは、製造現場の設備、PLC、計量装置、検査機器などと、製造指図、進捗、品質、実績を管理するMESを接続し、製造に必要な情報を相互に受け渡す仕組みです。MESはManufacturing Execution Systemの略で、製造実行システムと呼ばれます。
ERPが受注、購買、在庫、原価など企業全体の情報を管理するのに対し、MESは製造現場で何を、いつ、どの設備で、どの条件で作ったかを詳しく管理します。設備データをMESへ自動連携することで、紙の日報や手入力を減らし、製造状況をリアルタイムに把握できます。
ハカルプラスでは、MES側のデータ仕様と、PLC、計量コントローラ、タッチパネルの運転情報を確認し、製造指図、計量実績、設備状態、異常履歴などの連携を検討します。
MESの主な役割
- 製造指図の配信と進捗管理
- 作業者、設備、原料、ロットの管理
- 製造条件と実績値の記録
- 品質検査と判定結果の管理
- 設備稼働率や停止理由の集計
- 原料から製品までのトレーサビリティ
導入するMESや対象業界によって、管理範囲や機能は異なります。
設備とMESを連携する目的
現場設備とMESが連携していない場合、作業者が製造指図を見て設備へ品種や目標値を入力し、製造後に実績を別システムへ転記する運用になりやすくなります。
連携によって指図内容を設備へ自動設定し、製造結果をMESへ返すことで、入力間違い、転記漏れ、記録の遅れを抑えられます。
MESから設備へ送る情報
- 製造指図番号
- 品種、製品コード、配合番号
- 予定数量、予定重量
- 原料、包装資材、使用ロットの指定
- 目標値、許容範囲、工程条件
- 製造順序、優先順位、納期
設備制御に必要な情報だけを抽出し、PLCやタッチパネルで扱える形式へ変換します。
設備からMESへ返す情報
- 製造開始・終了時刻
- 良品数、不良数、実績重量
- 原料別の計量実績
- 設備番号、作業者、製造ロット
- 異常、停止、手動介入の履歴
- 温度、圧力、流量などの工程データ
すべての生データを送るのではなく、MESで必要な実績と、詳細解析用データを分けることもあります。
製造指図の受信
MESで作成・承認された製造指図を、対象設備へ配信します。設備側では指図番号、品種、予定数量、レシピなどを表示し、作業者が内容を確認して運転を開始します。
同じ指図を複数設備で重複実行しないよう、未着手、実行中、完了、中止などの状態をMESと設備側で共有します。
レシピと設備設定
MESから品種コードやレシピ番号を受信し、設備側に保存された運転条件を呼び出します。
原料ごとの目標重量、粗供給・微供給の切替点、落差補正、混合時間など、設備固有の調整値は設備側で管理する場合があります。MESと設備のどちらを正とするかを項目ごとに定めます。
計量実績の連携
粉体、粒体、液体の配合設備では、原料ごとの目標重量、実績重量、誤差、補正結果をMESへ送信します。
粗供給、微供給、計量安定判定、追加投入、手動補正などの情報も記録すると、規格外や計量時間増加の原因を確認できます。
ロット・トレーサビリティ
製品ロットと、使用した原料ロット、設備、作業者、製造指図を関連付けます。
品質問題が発生した場合、製品から原料へさかのぼる後方追跡と、原料から使用製品・出荷先を調べる前方追跡が可能になります。
設備状態の収集
PLCから自動運転、停止、異常、段取り、清掃などの状態を取得し、MESへ送信します。
モーターが動作しているだけでは実生産とは限らないため、製造指図の有無、サイクル完了、計量完了などを組み合わせて状態を判定します。
異常・停止理由の連携
設備異常はPLCの異常コードから自動取得できます。原料待ち、作業者待ち、品質確認待ちなど、設備だけでは判断できない停止理由は、作業者が画面から選択します。
異常発生時刻、復旧時刻、最初に発生した異常、停止工程を保存すると、停止時間の分析に利用できます。
品質データの連携
検査機器や計測装置から取得した測定値をMESへ送信し、製造ロットへ関連付けます。
規格外の場合は次工程や出荷を禁止し、再検査、手直し、廃棄などの処置を管理します。設備側で判定する場合とMES側で判定する場合があります。
設備とMESの間の中間システム
PLCをMESへ直接接続するのではなく、産業用コンピュータ、データ収集装置、OPC UAサーバーなどを介する構成があります。
中間システムで通信プロトコル変換、データ整形、一時保存、再送を行うことで、設備制御と上位システムを分離しやすくなります。
主な連携方式
- データベース連携
- CSVファイル連携
- Web API連携
- OPC UAによるデータ連携
- PLC通信や産業用ネットワーク
必要なリアルタイム性、既存システムの仕様、保守体制から方式を選定します。
通信断時の運転
MESとの通信が切れた際に設備を停止するか、受信済みの製造指図で運転を継続するかを決めます。
継続運転する場合は、実績を設備側へ一時保存し、通信復旧後に再送します。未送信件数と保存可能件数を画面へ表示します。
重複登録の防止
通信復旧後の再送によって、同じ実績がMESへ二重登録される可能性があります。
製造指図番号、設備番号、実績番号などを組み合わせた一意の識別子を付け、MES側で登録済みか確認します。
時刻同期
MES、産業用コンピュータ、PLC、計量機器の時計がずれていると、工程順序や異常発生順を正しく判断できません。
NTPなどを利用して時刻を同期し、日付切替時刻とタイムゾーンも統一します。
マスタ情報の管理
品目、原料、単位、設備、作業者、異常コードなどのマスタをMESと設備側で整合させます。
MESで廃止された品種が設備に残っていると、誤った製造に使用される可能性があります。マスタ更新日時とバージョンを管理します。
データ量と保存範囲
PLCの全信号を短周期でMESへ送ると、通信やデータベースの負荷が大きくなります。
製造実績として長期保存するデータ、異常解析用に短期間保存するデータ、設備内だけで使用するデータを分けます。
セキュリティ
製造設備と社内ネットワークを接続するため、ユーザー認証、アクセス制御、通信経路、ファイアウォールを検討します。
MESから設備へ送信できる指令を限定し、上位システムから安全回路や保護設定を直接変更できない構成とします。
更新・改造時の注意点
設備側のPLCやMESを更新する場合、データ項目、通信形式、コード体系が変わる可能性があります。
インターフェース仕様書、タグ一覧、エラーコード、再送手順を整備し、変更前後の互換性を確認します。
異常時の確認
指図が設備へ届かない場合は、MESの配信状態、中間システム、通信、対象設備設定を確認します。
実績が反映されない場合は、実績確定条件、未送信キュー、データ形式を点検します。二重登録が発生する場合は、一意識別子と再送処理を確認します。
ハカルプラスの対応
ハカルプラスでは、MESと現場設備の役割を整理し、製造指図、レシピ、計量実績、設備状態、異常履歴の連携項目を検討します。
PLC、計量コントローラ、タッチパネル、産業用コンピュータを組み合わせ、通信断時の一時保存や再送を含むMES連携に対応できる場合があります。
よくある質問
Q. PLCをMESへ直接接続できますか？
A. 接続できる場合がありますが、データ整形や再送管理のため、中間システムを介する構成も検討します。
Q. MESが停止しても設備を運転できますか？
A. 受信済みの指図と必要なマスタを設備側へ保持すれば、運転を継続できる場合があります。
Q. 計量結果を原料ごとにMESへ送れますか？
A. 目標重量、実績重量、誤差、補正、原料ロットなどを製造指図へ関連付けて送信できます。
Q. 通信復旧後に実績が二重登録されませんか？
A. 一意の実績番号を付け、MES側で登録済み確認を行うことで防止します。
Q. 既設設備もMESへ接続できますか？
A. PLC機種、通信機能、取得できる信号を確認し、通信装置や産業用コンピュータを追加して対応できる場合があります。