Como integrar MES com ERP: uma visão do chão de fábrica
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By Mirko Peters ·
Como integrar MES com ERP do lado do MES: o que o chão de fábrica precisa do ERP, o que o ERP precisa receber de volta, como alinhar os dados mestres e quais armadilhas de projeto evitar.
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Para integrar MES com ERP, primeiro combine uma lista curta de objetos de dados e mensagens e depois construa nesta ordem: dados mestres, liberação de ordens, retorno do chão de fábrica e tratamento de erros. Visto a partir do MES, o trabalho é simples: receber o que deve ser produzido e reportar o que aconteceu. As partes difíceis são que os dois sistemas precisam significar exatamente o mesmo para "item", "operação" e "finalizado", e que alguém precisa ser dono dos erros. Este artigo é para gerentes de fábrica que são responsáveis pelo lado do chão de fábrica no projeto.
Pontos-chave
- Visto a partir do MES, a integração tem duas funções: receber o que deve ser produzido e com quais dados, e reportar de volta o que aconteceu, em um formato que o ERP consiga lançar.
- Mensagens de ordens e dados de referência são fluxos diferentes: na interface MES da Microsoft, produtos, estruturas de materiais e roteiros são obtidos separadamente, por meio de entidades de dados ou OData.
- Combine o que significa "finalizado", como a sucata é reportada e como funcionam as correções antes de construir qualquer interface.
- Os dados mestres precisam de um responsável, de um mapeamento de identificadores e de uma reconciliação regular, porque o MES herda todos os erros de roteiros e tempos do ERP.
- Teste falhas de propósito e defina quem vê uma mensagem com falha, porque uma fila silenciosa de confirmações rejeitadas termina em diferenças de estoque.
De que o MES precisa do ERP?
Três coisas, e elas trafegam de maneiras diferentes.
Primeiro, as ordens. O MES precisa de ordens de produção liberadas, com produto, quantidade, datas e, depois, as mudanças de status. Na interface da Microsoft para MES de terceiros, o MES escuta um evento de negócio quando uma ordem é liberada ou muda de status. Outros sistemas ERP usam outros mecanismos, mas o princípio se mantém: o ERP anuncia, e o MES recolhe.
Segundo, os dados de referência. É a descrição de como se fabrica o produto: itens, estruturas de materiais, roteiros e tempos de preparação. A mesma página da Microsoft informa que suas mensagens cobrem apenas eventos do chão de fábrica e não carregam dados mestres. O MES obtém produtos, estruturas de materiais e roteiros do ERP por meio de entidades de dados ou OData. Planeje isso como uma segunda frente de integração, porque é a que as equipes costumam esquecer.
Terceiro, informações sobre recursos. A norma ISA-95 define quatro tipos de informação que os sistemas trocam entre o nível corporativo e o nível operacional: material, equipamento, ativos físicos e pessoal, com seus papéis e qualificações. Se o seu MES atribui trabalho por habilidade ou por capacidade da máquina, ele precisa da versão desses dados que está no ERP ou no RH. Deixe claro qual sistema é a fonte.
Se você usa SAP, Dynamics 365 ou qualquer outro sistema ERP, as perguntas são as mesmas. Só mudam os nomes técnicos.
Do que o ERP precisa receber de volta do MES?
Pense nisso como confirmações. A documentação da Microsoft lista os seguintes processos para a sua interface: iniciar uma ordem, informar as quantidades produzidas e refugadas, informar o consumo de material, informar o tempo utilizado em uma operação e encerrar a ordem. Cada um usa um tipo de mensagem separado. Uma mensagem de encerramento precisa apenas do número da ordem de produção, enquanto uma mensagem de quantidade transporta linhas que podem incluir o item, a quantidade boa e uma causa de erro para o refugo.
Você não precisa copiar esse modelo. Mas precisa decidir os pontos a seguir antes de construir a integração:
- Qual é o nível de detalhe de uma confirmação? Por ordem, por operação ou por turno?
- Um operador pode confirmar uma quantidade parcial e, se puder, o que o ERP faz com ela?
- Como o refugo é informado e quais códigos de motivo existem em ambos os sistemas?
- O consumo de material é medido na estação ou o ERP o calcula a partir da lista de materiais?
- Como os erros são corrigidos: por estorno, por ajuste ou por uma nova confirmação?
- O que significa "finalizado" e o que significa "encerrado"? Na visão geral do processo produtivo da Microsoft, informar como finalizado adiciona os produtos ao estoque, enquanto encerrar a ordem calcula o custo real e bloqueia novos lançamentos de custo. O seu ERP pode traçar essa linha em outro ponto.
A última pergunta gera mais discussões. Planejamento, finanças e qualidade leem o mesmo status, e cada área espera algo diferente dele. Feche as definições em uma reunião curta com as três áreas antes que alguém escreva qualquer interface.
Como você faz a correspondência dos dados mestres entre o MES e o ERP?
Ordens são transações. Dados mestres são a descrição do seu processo, e o MES herda todos os erros que existem nela. Um roteiro que lista uma operação de 12 minutos que na prática leva 20 vai parecer um problema de desempenho no chão de fábrica enquanto ninguém corrigir isso.
Percorra estes pontos para a linha piloto:
- Defina o responsável por cada objeto. Um arranjo comum é o ERP ser dono dos itens, das listas de materiais e dos roteiros, enquanto o MES é dono das configurações das estações e das instruções de trabalho. Isso é uma recomendação, não uma regra. O que importa é que ninguém precise adivinhar.
- Mapeie os identificadores. O centro de trabalho "WC-110" do ERP pode ser "Prensa 3" no chão de fábrica. A ISA-95 até tem uma parte dedicada a isso: o seu modelo de serviço de alias define como identificadores equivalentes são associados e mapeados, conforme a descrição da ISA sobre a norma.
- Compare as operações. Liste as etapas do roteiro no ERP e as etapas que os operadores realmente executam. As diferenças aparecem rapidamente, como uma etapa de inspeção ou de rebarbação que existe apenas no chão de fábrica.
- Verifique unidades, calendários e fusos horários. Peças versus caixas e horário local versus UTC causam erros silenciosos.
- Defina uma regra de mudança. Quando a engenharia altera um roteiro, quem informa o MES, com que rapidez essa informação chega e o que acontece com as ordens já em andamento?
- Repita a comparação periodicamente. Dados mestres se desviam com o tempo.
Aqui está um caso hipotético. Um roteiro no ERP tem três operações, mas os operadores executam cinco, porque inspeção e rebarbação foram acrescentadas anos atrás e nunca registradas no roteiro. O MES só consegue informar o que o roteiro contém. Assim, o ERP mostra a operação três como atrasada, enquanto o chão de fábrica simplesmente está executando etapas que o ERP desconhece. Ninguém fez nada errado. Os dados estão incompletos. O exemplo é inventado, mas fábricas esbarram nesse tipo de lacuna o tempo todo.
Para formatos de arquivo, vale conhecer o B2MML. A MESA o descreve como um conjunto de definições de esquema XML que implementam a ISA-95, usado para integrar sistemas de negócio, como o ERP, com sistemas de manufatura, como o MES. A versão 7 acrescentou um primeiro esquema JSON. Usar um esquema publicado oferece um vocabulário comum de partida, embora não elimine a necessidade de concordar sobre o significado de cada campo.
Como a interface deve se comportar quando algo dá errado?
O caminho feliz vai funcionar na demonstração. Dedique o tempo do projeto aos outros caminhos.
A documentação da Microsoft mostra como um produto se comporta, e isso é um bom ponto de partida para perguntas ao seu próprio fornecedor. Mensagens da mesma ordem de produção são processadas na ordem em que foram recebidas. Mensagens de ordens diferentes podem ser processadas fora de ordem, porque os jobs em lote rodam em paralelo. Uma mensagem com falha é reenviada até três vezes e, depois disso, marcada como falha. Uma página de monitoramento permite revisar, corrigir e reprocessar mensagens com falha, e um alerta pode notificar um administrador de TI ou um supervisor de chão de fábrica.
Transforme isso em quatro perguntas para qualquer par ERP e MES:
- O que acontece com uma confirmação que o ERP rejeita, por exemplo porque a ordem já foi encerrada?
- Quem vê a falha, e com que rapidez?
- O chão de fábrica consegue continuar trabalhando enquanto o ERP estiver indisponível e enviar tudo depois, na ordem certa?
- A mesma confirmação pode chegar duas vezes sem ser lançada duas vezes?
Se ninguém for responsável pelas mensagens com falha, elas se acumulam até que alguém encontre uma diferença de estoque no fechamento do mês. Nomeie uma pessoa, não uma equipe.
O tipo de produção muda a integração?
Sim. Em um artigo da Automation World sobre a implementação da ISA-95, a produção engenharia sob encomenda é descrita como provavelmente a integração mais exigente, porque os sistemas corporativos e de controle precisam trocar informações em quase tempo real. A aeroespacial é o exemplo: os projetos orientam o planejamento, mas podem mudar durante a execução. Quando uma mudança ocorre, a execução para até que o planejamento a reflita, e novas operações, como inspeções adicionais, vão para o chão de fábrica. O mesmo artigo alerta que interpretações diferentes dos padrões por parte dos fornecedores podem causar problemas de interoperabilidade.
Disso decorrem duas lições. Se os seus produtos são configurados ou projetados sob encomenda, inclua o caso de mudança já no primeiro piloto, não no último. E teste as interfaces baseadas em padrões com os seus próprios dados, porque "padrão" não significa "idêntico".
Como integrar o MES com o ERP passo a passo?
Mantenha o escopo pequeno e as verificações diárias.
- Escolha uma linha e uma família de produtos.
- Crie uma tabela de interface com objeto, remetente, destinatário, gatilho, frequência e responsável. Uma linha sem responsável é o seu primeiro risco.
- Reconcilie os dados mestres dessa família de produtos, conforme descrito acima.
- Acordem os status e o significado de concluído, sucata e retrabalho.
- Construa primeiro as ordens e as confirmações de início e fim. Adicione material e tempo depois.
- Teste falhas de propósito: envie uma quantidade errada, pare a interface, reinicie-a e envie uma duplicata.
- Decida o que acontece com as ordens que já estão em andamento no dia em que você entrar em operação.
- Execute o novo fluxo em paralelo ao processo antigo por várias semanas e compare, todos os dias, a quantidade boa, a sucata, as horas e o material por ordem nos dois sistemas.
- Conte as etapas extras para os operadores. Se confirmar no MES leva mais tempo do que o formulário em papel levava, descubra o motivo antes de expandir a implantação.
- Estenda para a próxima linha somente quando as diferenças estiverem explicadas.
Erros comuns
- Tratar os dados mestres como uma carga única, em vez de um trabalho contínuo.
- Projetar a interface apenas do ponto de vista do ERP, de modo que o MES não consiga reportar no nível de detalhe em que o chão de fábrica trabalha.
- Usar a mesma palavra de status com significados diferentes em cada sistema.
- Não ter regra para ordens em andamento no momento da entrada em operação.
- Testar apenas o caminho feliz.
- Deixar mensagens com falha sem responsável.
- Pedir aos operadores que digitem os mesmos dados duas vezes, uma em cada sistema.
Onde o Polaris se encaixa
Se o seu problema é o ciclo entre o plano do ERP e o chão de fábrica, o iFAKT Polaris é uma opção a considerar. A iFAKT descreve o Polaris como IA mais um gêmeo digital para produção que trabalha com dados do ERP. O módulo Polaris Designer transforma dados do ERP, listas de materiais, tempos de processo e estruturas de recursos em um grafo de conhecimento de produto-processo-recurso. O módulo Polaris Operator leva os planos ao chão de fábrica como tarefas baseadas em tempo e realimenta o planejamento com progresso, atrasos e interrupções. Quais confirmações o seu ERP precisa lançar para estoque, custeio e rastreabilidade é uma questão à parte, então liste-as antes de decidir o que qualquer ferramenta deve cobrir.
Tópicos relacionados para explorar
- ISA-95 em linguagem simples: quais atividades pertencem ao nível de ERP e quais ao nível de operações.
- Planejamento em malha fechada: como as confirmações do chão de fábrica alteram o próximo cronograma.
- Protegendo a conexão entre as redes da planta e as redes corporativas: contas, segmentação e aplicação de patches nas interfaces.
- Relatórios do chão de fábrica sem um MES completo: o que a leitura de códigos e confirmações simples podem cobrir.
Próximo passo
Escolha uma família de produtos e registre, em uma tabela, cada objeto que precisa circular entre o seu MES e o seu ERP, com remetente, destinatário e responsável. Se você quer integrar MES e ERP sem surpresas, leve essa tabela para a primeira reunião com a TI e com o seu fornecedor.