■ MES란 무엇인가?
MES는 주문부터 완제품까지 생산활동을 최적화할 수 있는 정보관리 및 제어솔루션으로 제조기업의 경쟁력 향상을 위한 핵심 역할을 수행한다. 생산현장은 일반적으로 많은 설비와 인력, 복잡한 공정 또는 자동화에 따른 빠른 생산속도 등의 이유로 제품생산의 전반적인 상황을 파악하는 것이 매우 어렵다.
MES는 제품을 생산하는 현장에서 시시각각 발생하는 생산정보를 4M(자재,설비,작업방법,작업자)을 통해 직간접적으로 수집,집계하고, 실시간으로 정보를 처리함으로써 현장 작업자에서 경영층에 이르기까지 생산현장의 실시간 정보를 공유할 수 있는 시스템 환경을 제공한다. 이뿐만 아니라 관리자 및 경영층에서 내린 의사결정 정보가 다시 현장에 전달될 수 있는 환경을 제공한다.
생산하는 제품에 제품에 따라 제조현장의 모습은 천차만별이지만 MES는 현장설비에 작업지시를 하고 작업자 및 관리자에게 제조 관련 정보를 제공한다. 작업진행 정보를 실시간으로 수집하고 공유하며 부적절한 상황을 제거하기 위해 현장을 통제함으로써 현장에서 제품생산의 Order를 달성하고 품질개선, 오류방지, Line Balancing 등의 의사결정에 도움을 준다. MES의 목표는 생산성 향상과 사이클 타임 단축, 설비효율 향상, 제공감소라고 할 수 있다.
MES의 참조모델로는 MESA 모델과 IEC/ISO 62264 국제표준으로 지정된 ANSI/ISA-95 모델이 존재한다.
■ MESA Model 구성요소
< MESA Model >
1. Strategic Initiatives
1) Lean Manufacturing
2) Quality and Regulatory Compliance
3) Product Lifecycle Management
4) Real Time Enterprise
5) Asset Performance Management
6) Additional Initiatives...
2. Business Operations
1) Customer Focused: CRM, Service Management
2) Financial & Performance Focused: ERP, BI
3) Product Focused: CAD, CAM, PLM
4) Compliance Focused: Doc Management, ISO, EH&S
5) Supply Focused: Procurement SCP
6) Asset Reliability Focus: EAM, CMMS
3. Manufacturing/Production Operations
1) Product Tracking & Genealogy (생산 추적 및 이력)
2) Resource Allocation & Status (자원 할당 및 상태 관리)
3) Performance Analysis (성과분석)
4) Process Management (공정관리)
5) Data Collection/Acquisition (데이터 수집)
6) Quality Management (품질 관리)
7) Labor Management (노무 관리)
8) Dispatching Production Units (작업지시)
9) Logistics Focused: TMS, WMS (물류 관리)
10) Controls: PLC, DCS (제어)
■ ANSI/ISA-95 모델
ISA-95 통합모델은 비즈니스 계획 및 물류, 생산운영관리, 생산제어 등을 수직적 계층으로 구분해 레벨1에서 레벨4까지 정의한다.
레벨1은 단위장치제어라고 불리는데 모터 혹은 유압이나 공기압을 활용해 액추에이터를 제어한다.
레벨2는 PLC+HMI, DCS, SCADA 등을 활용해 프로세스를 제어하며 자동화(혹은 공정제어)라고 통칭한다.
레벨3에 해당하는 계층은 생산운영관리로 정의하고 있다. 레벨1에서 레벨3까지를 광의의 MES, 레벨3만을 협의의 MES라고 부르기도 한다. ISA-95모델에서는 레벨3과 상위 레벨인 레벨4와의 관계를 주로 다루며, 설비의 운영이나 구동 등 레벨 1,2의 Batch 프로세스 제어에 대해서는 별도의 ISA-88 에서 상세하게 정의한다.
ANSI/ISA-95 Standard는 MOM의 기능요소 네 개와 Generic Activity Model의 여덟 개 카테고리를 매핑해 각 액티비티를 정의한다.
제조활동 요소 | 액태비티 | 세부 업무 |
생산 | 제품 기준정보관리 생산자원관리 상세 생산계획 생산지시 생산실행관리 생산데이터 수집 생산 추적 생산성과 분석 |
Recipe, BOM 변경관리 등 10가지 업무 인력,자재,설비의 기준정보 제공 등 11가지 업무 상세 생산일정 수립 및 관리 등 5가지 업무 Work Order 발행 등 10가지 업무 작업실행지시, 작업종료지시 등 8가지 업무 생산현황 정보 수집 등 6가지 업무 시간별,공정별 자재 경로 추적등 7가지 업무 생산실적 보고, 비교분석 등 11가지 업무 |
설비 | 유지보수 기준정보관리 유지보수 자원관리 상세 유지보수 일정 유지보수 지시 유지보수 실행관리 유지보수 데이터 수집 유지보수 추적 유지보수 분석 |
문서관리, 유지보수 KPI 정의 등 9가지 업무 보전인력 정보관리 등 6가지 업무 보전 요청에 대한 검토,확정 등 5가지 업무 유지보수 Work Order 발행 등 2가지 업무 유지보수 상황, 결과에 대한 문서화 등 7가지 업무 유지보수 상태, 자원, 작업시간 등 정보 수집 유지보수 시 사용자원 정보 추적 등 2가지 업무 유지보수 대상 선정을 위한 분석 등 12가지 업무 |
품질 | 품질검사 기준정보관리 품질검사 자원관리 상세 품질검사 계획 품질검사 지시 품질검사 지시 품질검사 실행관리 품질검사 데이터 수집 품질검사 추적 품질성과 분석 |
검사 기준정보 변경관리 등 7가지 업무 검사장비 보전정보 제공 등 10가지 업무 상세 검사일정 생성, 관리 등 3가지 업무 품질검사 Work Order 발행 검사 수행, 절차 및 표준 준수 확인 등 3가지 업무 품질검사 결과의 수집 및 가공 등 2가지 업무 품질추적 정보 제공, 경영자 정보 제공 등 3가지 업무 중요품질지표에 대한 생산정보 분석 등 5가지 업무 |
재고 | 재고 기준정보관리 재고 자원관리 상세 재고 계획 재고 지시 재고 실행관리 재고 데이터 수집 재고 추적 재고 분석 |
재고이송에 대한 기준정보관리 등 7가지 업무 재고관리인력, 설비, 자재정보수집 등 11가지 업무 세부 재고운영일정 수립 등 7가지 업무 재고 Work Order 발행 입출고 작업절차 및 기준준수 확인 등 8가지 업무 제품추적 정보의 유지,관리 등 3가지 업무 재고이송추적 정보관리 등 2가지 업무 재고효율 및 자원사용 분석 등 3가지 업무 |
기타 액티비티 | 보안관리 정보관리 행사관리 문서관리 준법감시 규제정책관리 사고 및 편차 관리 |
생산 및 제조 활동과 관련한 정보 보안관리 생산 및 제조 활동과 관한 정보 저장, 백업, 복구, 이중화에 관련된 관리 HW, SW에 관련한 변경, 버전관리 및 절차관리 생산 및 제조 활동과 관련한 문서의 관리 생산 및 제조 활동과 관련한 환경,안전 등 규제와 관련한 준법감시관리 사고,재해,품질편차,시정 조치 등의 관리 |
출처: 스마트팩토리 -제4차 산업혁명의 출발점- 정동곤 지음
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