MES(Manufacturing Execution System) 란?

MES(Manufacturing Execution System)

 

출처: 한국 전기

일반적으로 MES는
제품주문에 의한 착수에서 완성품의 품질검사까지 전 생산활동을관리하는 시스템으로 생산현장의 각종 정보, 즉 생산실적, 작업자활동, 설비가동, 제품 품질정보 등을 실시간으로 수집하여집계/분석/모니터링 및 생산공정을 제어함으로써 고품질의 수익 지향적생산체제를 갖추게 하는 통합 생산관리시스템을 말한다.

생산 현장에서의 생산계획의 실행상태를 실시간으로 정확하게 관리함으로써 생산성을 향상시키고 ,
생산제품의 품질 향상을 기대하는 고객사의 요구사항이 증대됨에 따라 기업의 업종과 현장의 특성을 반영하고 관리측면에서의 필요사항을 고려하여 구축되는 시스템이다.

 

즉, MES는 제품 주문에서 최종 제품의 완성까지 생산활동의 최적화를 위해 제조현장에서 발생하는 다양한 상황에 유기적으로 신속하게 대응할 수 있는 관리 지원 시스템이다.

---

MES와 ERP의 차이

 

압도적 신기술로 최적의 비즈니스 기반을 구축하려면 비즈니스를 올바른 방향으로 이끌 핵심 시스템에 투자해야 한다. ERP(Enterprise Resource Planning) 소프트웨어나 MES(Manufacturing Execution Systems)를 고려해볼 수 있다. 개별 기업의 우선적 필요성을 파악하는 것 외에도, 각 솔루션이 무엇을 할 수 있고 할 수 없는지 이해하는 것이 중요하다.

 

출처: 한국전기

 

[ERP의 기능]

- 주문에 맞는 생산에 필요한 자재의 양과 해당 주문에 대한 제조물이 언제 공장에서 발송되어야 하는지 정보 제공
- 생산 데이터 수집 지원

 

[ERP로 얻을 수 없는 정보]

- 병목 발생 지점과 이 현상으로 생산 일정에 미치는 영향에 대한 정보
- 기계 유지보수 활동, 품질 관리, 생산 공정 중에 있는 미완성 제품 및 생산 일정에 대한 실시간 정보 제공

 

▶ 제조 실행 시스템, 즉 MES는 원자재에서 완제품까지 제품을 제조하는 프로세스를 모니터링, 추적, 문서화, 제어하는 포괄적이고 역동적인 소프트웨어 시스템이다. ERP(전사적 자원 관리)와 프로세스 제어 시스템 사이의 기능적 계층을 제공하는 MES는 의사결정자에게 생산 현장의 효율성을 높이고 생산을 최적화하는 데 필요한 데이터를 제공한다. 

 

MES는 AI 기반 프로세스 컨트롤로 생산 과정을 자동으로 융합하고 스마트한 자산 활용 현황 모니터링 & 예측 유지보수 솔루션으로 유지보수 프로토콜을 최적화하고, 주문 자동 다운로드 및 실행으로 공급망과 공장 현장을 연결한다.

 

[MES와 ERP 통합]

최근의 제조 환경에서는 MES와 ERP를 별도로 사용하는 대신에 MES와 ERP를 통합하면 시스템이 자체적으로 제공할 수 없는 운영 명확성이 확보된다.

ERP는 생산, 자재 사용, 납품, 출하를 비롯한 플랜트 일정을 생성, 관리하고 비즈니스에 대한 정보를 수집하는 데 주력한다. 반면 제조 실행 시스템은 제조 운영을 관리하고 모니터링하는 동시에 생산 라인 활동에 대한 실시간 보고에 주력한다. 
 
ERP와 MES가 함께 통합된 에코시스템을 구축해 재무, 조달, 공급망 관리, 제조 물류 등을 전체적으로 파악할 수 있다. 이러한 정보를 통합하면 민첩성이 향상되고 영업, 자산 활용에서 제조 관리에 이르기까지 모든 사항에 대한 예측을 향상하는 강력한 데이터가 제공된다. 

ERP 시스템은 제조할 제품을 결정하는 데이터를 제공하는 반면, MES는 ERP 데이터를 생산 현장 정보와 통합해 폐기물을 줄이고 수익을 증대하는 제품을 생산하는 방법을 결정한다.

---

MES의 구조

 

MES는 아래로는 장비, Moving 설비, PLC, 각종 Device 등을 제어해 자동화를 가능하게 해주는 자동화 시스템, 인터페이스

위로는 계획(Planning) 시스템 또는 전사적 자원관리(ERP) 시스템과 인터페이스

▶ 전사적인 자원관리부터 최하위 생산설비까지의 제어를 통합시켜주는 역할을 함으로써

계층간 양방향 통신으로 정보 체계화, 계층간 협력/보완으로 시스템 통합의 효과를 낼 수 있다.

---

MES의 기능

 

MES는 공정진행 정보 Monitoring 및 Control, 설비제어 및 Monitoring, 품질정보 Tracking 및 Control, 실적정보 집계, 창고운영 관리, 재공품 관리, 자재투입 관리, 인력 관리, 공무관리 등 생산 현장에서 발생할 수 있는 모든 정보를 통합관리한다고 할 수 있다.

 

출처: 셔터스톡

 

MES의 대표적인 기능은 다음과 같다.

(1) 리소스 할당과 상태 관리
기계, 설비, 도구, 자재, 작업자 등 전체 리소스의 자세한 이력을 수집한다. 변화하는 상태를 실시간으로 추적하여 이를 통해 각 리소스가 적절히 배치돼 있는지 확인한다.

(2) 인력 관리
시간 대비 작업 실적에 대한 데이터를 추적한다. 작업자 일정과 숙련도, 필수 기술, 자격 요건, 권한 등을 고려해 작업자 배치를 최적화한다.

(3) 운영과 일정 관리
생산에 대한 우선 순위, 특성, 공정에 소요되는 시간, 장비, 리소스 처리 능력 등을 기반으로 일정을 세우고, 기업은 이렇게 수립된 생산 계획에 따라 세부 작업 일정, 작업자 근무 교대 일정 등을 추가로 수립할 수 있다.

(4) 생산 단위 분배
로트(Lot, 생산이 이뤄지는 단위 수량) 단위로 데이터의 흐름을 관리하고, 필요한 경우 작업을 실시간으로 변경할 수 있다.

(5) 문서 관리
생산에 필요한 필수 자료들을 관리한다. 작업 지침, 표준 절차, ISO, 자재 명세서, 도면, 제조 레시피, 설계 사양, 배치 기록 등을 저장, 편집, 배포할 수 있다. 이를 통해 현장에 빠르게 작업 지시를 내릴 수 있다.

(6) 데이터 수집
공정, 자재 이동, 운영, 생산에 대한 실시간 데이터를 수집한다. 공장 현장에서 장비에 저장된 데이터를 수동으로 전송하거나, 설비에서 MES로 자동으로 보낼 수도 있다. 이 데이터를 기반으로 실시간 진행 상황을 모니터링하고 의사결정을 내릴 수 있다.

(7) 품질 관리
제조 현장에서 수집된 측정값들을 실시간으로 분석한다. 사전에 입력한 품질 기준을 기반으로 통계적공정관리(SPC, Statistical Process Control) 또는 통계적품질관리(SQC, Statistical Quality Control)를 수행한다.

(8) 공정 관리
주문 발주부터 완제품 제작까지 전체 공정의 데이터를 수집하고 이를 기반으로 실시간 진행 상황을 표시한다. 기업은 병목 지점을 파악하고, 생산 계획을 수정할 수 있다.

(9) 설비 유지 보수
설비에 실제 문제가 발생하기 전에 잠재적인 문제를 파악한다. 각종 기계 설비의 유지보수 일정을 조정하고 시행하여 다운타임을 줄이고 효율성을 향상할 수 있다.

(10) 제품 이력 관리
제품의 고유 번호를 이용해 생산 이력을 추적한다. 작업 위치, 상시 작업 여부, 소요 자재 정보, 생산 조건 설정 등 생산과 연계된 모든 사항을 포함할 수 있다.

(11) 성과 관리
목표와 실제 결과를 비교 분석한다. 전체 공정의 강점과 약점을 파악하고 개선할 수 있다.

---

MES의 도입으로 현장에서 가치를 제공하지 못하는 활동을 줄이는 것과 함께  고객의 요구 등 외부 변화에 빨리 대응할 수 있게 함으로써 공장 운영 및 공정의 효율성을 높이며 궁극적으로 납기, 품질, 고객서비스 등 업무프로세스 개선이 가능하게 된다.

MES는 양방향 통신으로 기업 전체 및 Supply Chain에 걸쳐 생산 활동에 대한 중요한 정보 들을 제공하며, 생산 현장에서 발생하는 데이터들을 보다 유용하고 체계적으로 제공하여 정형화(Formalization)하는 통합정보시스템 이라고도 할 수 있다. 

---

MES 도입이 필요한 기업

 

• 기 구축한 정보화 시스템의 활용도가 낮고 정상적인 사용도 잘 안 된다.
• 생산실적 정보에 대한 관리가 어렵고 생산진척에 대한 현황파악이 잘 안 된다.
• 불량 등록이 어렵고 번거로우며 생산이력관리가 안되어 품질문제 발생시 즉각 대처가 어렵다.
• 초/중/종물 측정값 등 각종 데이터를 수작업으로 기록하거나 생산공정상의데이터 관리가 미흡하다.
• 작업장 상황에 대한 일목요연한 모니터링이 어렵다.
• 초중종품 측정값의 체계적인 전산관리가 필요하고 모니터링을 통해 품질관리가 필요하다.

---

MES 도입 시 기대효과

 

• 업무운용 측면: 실시간 품질관리, 실시간 현장 모니터링, 업무 간소화
• 고객서비스 측면: 고객 요구 즉각 응대, 품질 개선, 신뢰 향상
• 기술적 측면: 자동화 인프라 기반, 정보시스템 통합 효과, 검사/측정 속도 향상
• 비용 측면: 생산성 향상, 가동율 향상, 원가절감 (인건비 등)

출처: 셔터스톡

 

기존 제조 현장에 MES를 구축하면 다음과 같은 다양한 이점을 얻을 수 있다.

(1) 실시간 의사결정&생산 효율 향상
MES는 작업 현황, 생산 진행 상황 등에 대한 실시간 정보를 보여준다. 예를 들어, 예기치 못한 상황(재고가 변동되는 경우나, 작업이 지연되는 경우, 불량품이 다량 발생하는 경우, 생산 설비가 고장나는 경우 등)이 발생했을 때 정보와 경고를 실시간으로 전송하여 작업자는 신속하고 유연하게 대응할 수 있다. 이를 통해 다운타임을 줄이고 전체 생산 효율을 높일 수 있다.

(2) 자산 활용 극대화
MES는 인력, 자재, 장비, 재고의 실시간 현황을 업데이트 해준다. 원자재를 구매하는 부서, 생산 일정 계획을 수립하는 부서, 완제품을 출하하는 부서 등 누구나 보유 중인 자산을 정확히 알 수 있다. 이를 통해 재고 모니터링 등에 소요되던 시간과 비용을 절약할 수 있고, 유지보수 일정을 최적화해서 자산 활용을 극대화할 수 있다. 가동 시간을 늘리고 설비의 종합 효율을 개선할 수 있다.

(3) 품질 관리 향상
품질 정보가 실시간으로 전송된다. 최종 품질에 영향을 주는 문제가 파악되면 즉시 생산을 중단하고 개선 방법을 찾을 수 있다. 이를 통해 낭비되는 자재를 아낄 수 있고, 재작업 해야 하는 경우도 줄일 수 있다. 이 같은 체계적인 품질 관리를 반복하면 최종 완제품의 품질을 더욱 높일 수 있다.

(4) 부서 간 협력 강화
부서 간 장벽은 업무 효율을 떨어뜨리는데, 제조 현장도 다르지 않다. 정보가 공유되지 않아 협력이 제대로 이뤄지지 않으면 원자재 조달에 차질이 생기거나 과잉 재고가 쌓일 수 있다. 인력 부족으로 생산 효율이 떨어질 수도 있는데, MES를 도입하면 모든 부서가 같은 데이터에 접근하고 모니터링할 수 있다. 잘못된 의사소통을 사전에 방지해 낭비를 줄일 수 있다.

(5) 생산 이력 추적
MES를 이용해 제품 발주부터 완제품 출하 단계까지 모든 데이터를 저장해놓으면, 추후 제품에 문제가 발생했을 경우 생산 이력을 조회할 수 있다. 공정이나 유통, 생산 과정에서 문제이원인을 찾을 수 있고 이를 통해 재발 방지 계획을 세울 수 있다. 정부 규제나 산업 규제를 준수해야 하는 비즈니스에 특히 유용하다.

(6) 휴먼 에러 감소
MES를 활용하면 기계값 세팅 등 시스템 조작까지 자동화할 수 있다. 공정의 많은 부분들을 자동화함에 따라 휴먼 에러가 발생할 가능성이 줄어든다.

(7) 업무 표준화
기존의 제조업에서는 경험이 풍부한 고숙련 작업자에 대한 의존도가 높다. 작업자에 따라 품질이 변하거나 생산 효율이 달라지는 문제가 발생할 수 있는데, MES를 활용해 이러한 기술 지식을 데이터베이스화 하고 작업 표준 절차를 마련해 배포할 수 있다. 품질을 안정화하고 생산성을 높일 수 있다.

 

[출처: (주)컴퓨터 메이트 블로그, Rockwell Automation, SAP Manufacturing Execution, AHHA Labs ]