Sistemas MES: origen, ventajas, usos, beneficios y cómo elegir el correcto

En el entorno dinámico de la industria manufacturera, la implementación de tecnologías avanzadas es crucial para mejorar la eficiencia, la calidad y la rentabilidad. 

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Los Sistemas MES (Manufacturing Execution System) emergen como un pilar fundamental en la gestión de procesos de producción,  permitiendo a las empresas adaptarse y prosperar en un entorno industrial cada vez más competitivo y tecnológicamente avanzado, de esta manera, en este artículo se ahondará en qué es un sistema SEM, sus ventajas, usos, beneficios, su origen, implicaciones, para qué sirve, sus características, quien los utiliza y cómo elegirlos de manera correcta

¿Qué es un sistema MES?

Un sistema MES representa un componente esencial en la gestión de procesos de producción en entornos industriales. Funciona como un software especializado diseñado para controlar y monitorear la información clave relacionada con la producción. Su papel fundamental radica en la capacidad para conectar, supervisar, monitorear y controlar sistemas de fabricación complejos, mientras que simultáneamente se encarga de rastrear los datos de producción en tiempo real.

El propósito principal de un sistema MES es garantizar la ejecución efectiva de las operaciones de fabricación en una planta de producción. Para lograr este objetivo, el sistema se centra en optimizar el rendimiento de la producción y mejorar la calidad del producto final. Este objetivo se alcanza al conectar monitores y controles a los sistemas de producción, lo que permite el seguimiento y la recopilación de datos precisos en tiempo real.

Quién utiliza los sistemas MES

Su utilización se extiende a gerentes de producción, supervisores de planta y empleados directamente involucrados en la línea de producción. Por otra parte, los gerentes y supervisores encuentran en los sistemas MES una herramienta esencial para  establecer y ajustar planes de producción de manera dinámica, basándose en datos en tiempo real proporcionados por el sistema. 

Por otro lado, los empleados en el taller o planta de producción también se benefician de la implementación de sistemas MES. Estos sistemas les permiten seguir de manera precisa sus horarios de trabajo, asignar recursos a las estaciones de trabajo adecuadas y reportar de manera rápida y eficiente cualquier anomalía o problema que surja durante el proceso de producción. Esto facilita una comunicación fluida entre los trabajadores y los supervisores, permitiendo una respuesta ágil ante situaciones adversas que puedan afectar la producción.

En cuanto a los sectores e industrias que pueden aprovechar las funcionalidades de los sistemas MES, se observa una amplia gama que abarca desde la industria aeroespacial, hasta la fabricación de procesos en sectores como el químico, petrolero, gas, energético, alimentario y papelero, entre otros. La integración de estos sistemas proporciona una mayor visibilidad y control sobre las operaciones, lo que resulta en una mejora significativa en la eficiencia, la calidad y la rentabilidad de la producción.

Origen de los Sistemas MES

Los sistemas MES han experimentado un notable desarrollo a lo largo del tiempo. Inicialmente, en la década de 1970, las empresas de manufactura empleaban software para gestionar sus cuentas, el cual con el tiempo se mejoró para abarcar funciones estándar de gestión de inventario.

En los años 70 y principios de los 80 surgieron los sistemas MRP (Material Requirements Planning), diseñados para planificar y controlar los materiales necesarios en la producción.

El término MES fue acuñado por primera vez por AMR Research en 1992, definiéndolo como un sistema de información dinámico que optimiza la ejecución de operaciones de manufactura. Los primeros modelos de MES eran aplicaciones locales que reflejaban los procesos de fabricación específicos de cada organización.

Desde su fase inicial en la década de 1980 como una simple herramienta de recopilación de datos, los sistemas MES han evolucionado hacia software más sofisticado, adaptándose a las demandas actuales de la industria, especialmente en el contexto de la cuarta revolución industrial, que requiere soluciones más eficaces para la automatización y control de procesos industriales.

Implicaciones de un sistema MES 

La implementación de un sistema MES implica la utilización de sistemas de control de supervisión y adquisición de datos, comúnmente conocidos como sistemas SCADA. Estos sistemas son fundamentales para gestionar y controlar los equipos utilizados en la producción. Además, es crucial integrar el sistema con soluciones ERP (Enterprise Resource Planning) para facilitar la transferencia de información relacionada con el rendimiento de la producción y el consumo de materiales.

En el contexto de procesos de fabricación grandes y complejos, la integración del sistema MES con otras soluciones, como la gestión del ciclo de vida del producto, la gestión de la cadena de suministro y la gestión de activos empresariales, es de suma importancia. Esta integración garantiza una coordinación eficaz y una optimización global de los procesos industriales.

Diferencias entre ERP y MES

Alcance y enfoque

• El ERP se centra en la gestión empresarial integral, abarcando áreas como la contabilidad, recursos humanos, logística, relaciones con clientes, etc. Es una herramienta que proporciona una visión global del negocio y facilita la toma de decisiones estratégicas.
• Por otro lado, el MES está específicamente diseñado para controlar y monitorear los procesos productivos en tiempo real. Su enfoque se concentra en la optimización de la producción, la detección de problemas en la planta, la gestión del mantenimiento, la calidad y la trazabilidad de los productos.

Datos y tiempo de respuesta

• El ERP maneja datos históricos y estratégicos, proporcionando información sobre el rendimiento empresarial a lo largo del tiempo. Sin embargo, su capacidad para ofrecer datos en tiempo real sobre las operaciones en planta es limitada.
• El MES se centra en el control y la supervisión instantánea de los procesos de fabricación. Proporciona información detallada sobre el estado actual de la producción, permitiendo tomar acciones correctivas de manera inmediata.

Funcionalidades específicas

• El ERP es fundamental para la gestión de recursos y la toma de decisiones estratégicas a nivel empresarial, pero carece de funcionalidades específicas para la gestión detallada de la producción en planta.
• El MES ofrece herramientas específicas para la gestión eficiente de la producción, como la optimización de procesos, la identificación de problemas en tiempo real, la trazabilidad de productos y la gestión del mantenimiento preventivo.

Para qué sirve un sistema MES

Su relevancia radica en servir como un puente operativo entre el sistema de planificación empresarial (ERP) y los sistemas de control de procesos en el entorno de producción. Esta capa funcional proporciona a los responsables de la planta una visión detallada y en tiempo real del flujo de trabajo, otorgando así flexibilidad y acceso a información vital para mejorar las operaciones de fabricación.

El papel fundamental de un sistema MES se materializa en la recopilación y análisis de datos relativos a la genealogía del producto, el rendimiento, la trazabilidad, la gestión de materiales y el estado del trabajo en curso en la planta. Estos datos actúan como pilares para la toma de decisiones informadas, permitiendo a los responsables comprender la configuración actual de la planta y, en consecuencia, optimizar el proceso de producción de manera eficiente.

Además de su función esencial, un sistema MES presenta una versatilidad notable en su aplicación. No se limita simplemente a rastrear el ciclo de vida de la producción, sino que también puede integrarse con sistemas de automatización entre equipos. Esta capacidad posibilita la comunicación y el intercambio de datos entre distintos componentes de una configuración de producción, como máquinas de mecanizado, equipos de embotellado, clasificación o separación. De esta manera, se facilita la interpretación de los procesos de fabricación y se proporciona un análisis comparativo para mejorar continuamente la eficiencia operativa.

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Cómo elegir un sistema MES

Definición de necesidades

• Es crucial identificar y definir las necesidades reales de la fábrica. Esto implica reflexionar sobre cómo se está trabajando actualmente y cómo se desea trabajar en el futuro.
• Es importante recabar el punto de vista de todos los implicados dentro de la empresa, desde los operarios de planta hasta los directivos.
• Consultar a profesionales con experiencia en sistemas MES para obtener asesoramiento sobre las soluciones que mejor se adapten a las necesidades específicas del negocio.

Captura de datos y escalabilidad

• Se debe analizar el proyecto en su totalidad, desde la captura de señales físicas en la planta, hasta la integración con el sistema MES y la propagación de la información a través de todos los sistemas de la empresa.
• El sistema MES debe integrarse con todos los sistemas de gestión de la empresa para permitir la automatización y la unificación de datos.
• Se debe evaluar si el sistema MES es capaz de integrarse con la arquitectura de la empresa actual y si tiene la capacidad de escalar para futuras necesidades de conexión con otros elementos de la empresa.

Usabilidad

• Las herramientas MES deben ser fáciles de usar tanto para los operarios de planta como para los directivos.
• Es esencial tener en cuenta cómo se trabaja en la fábrica durante las fases de especificaciones funcionales, incluyendo los movimientos de los operarios, el consumo y reporte de información, y los datos necesarios en cada momento.
• La usabilidad del sistema MES es clave para garantizar una adopción exitosa por parte de los usuarios y una optimización de los procesos de producción.

Cómo funciona un sistema MES

Su funcionamiento se basa en la recopilación y procesamiento de datos en tiempo real, permitiendo una visión integral y detallada del proceso productivo. Desde el conocimiento del plan de producción actual y previsto, hasta el seguimiento del progreso de la producción, el sistema MES brinda una perspectiva completa que facilita la toma de decisiones informadas.

Una de las funciones clave de los sistemas SEM es la capacidad de prever la secuencia para el suministro de materiales y la utilización de recursos, lo que posibilita una gestión óptima de los mismos. Esta capacidad predictiva no solo permite ajustar el programa de producción en tiempo real, sino también optimizar la asignación de recursos conforme a los requisitos finales de producción. Sin embargo el sistema MES cumple diversas funciones, las cuales son:

• Utilización de datos en tiempo real para supervisar y analizar el estado de los recursos, como maquinaria, materiales y mano de obra, permitiendo ajustes oportunos en su asignación.
• Optimización del rendimiento mediante la programación, sincronización y secuenciación de actividades según prioridades y capacidad de recursos.
• Gestión dinámica del flujo de datos de producción para realizar ajustes ágiles y calculados en la planificación de la producción.
• Manejo y distribución de documentos, tales como instrucciones de trabajo, esquemas y registros, asegurando su accesibilidad y editabilidad.
• Registro y adquisición en tiempo real de datos sobre procesos, materiales y operaciones para mejorar la toma de decisiones y aumentar la eficiencia.
• Monitoreo de horarios, habilidades y autorizaciones del personal para optimizar la gestión laboral con menor intervención de recursos gerenciales.
• Supervisión de desviaciones y excepciones de calidad para una gestión y documentación efectiva del control de calidad.
• Administración integral del proceso de producción, desde la orden de fabricación hasta el producto final, proporcionando información estratégica y trazabilidad completa.
• Utilización de datos del Sistema de Ejecución de Fabricación (MES) para anticipar problemas de equipamiento y ajustar los cronogramas de mantenimiento, minimizando tiempos de inactividad y aumentando la eficiencia.
• Seguimiento completo del historial de un producto para respaldar decisiones informadas y cumplir con regulaciones gubernamentales e industriales.
• Comparación de objetivos y resultados para identificar áreas de mejora en el proceso y optimizar la eficiencia del sistema.

Beneficios de los sistemas MES

• Gracias a la transmisión en tiempo real de información sobre el control de calidad, las empresas pueden identificar y abordar problemas de manera inmediata, lo que reduce los desperdicios, los retrabajos y los excedentes.
• Los MES generan cronogramas de producción realistas al equilibrar los recursos disponibles, lo que incluye materiales, personal y equipos. Esta planificación integrada, junto con el mantenimiento programado, maximiza el tiempo de funcionamiento y la eficacia total del equipamiento (OEE).
• Al mantener registros precisos de los materiales en stock, los sistemas de ejecución de fabricación evitan la acumulación de inventario "por si acaso" y "de trabajo en curso" (WIP), lo que resulta en ahorros significativos en costos de fabricación, transporte, almacenamiento y control de inventario.
• La eliminación del papeleo reduce los errores humanos y garantiza que los datos de producción estén disponibles de manera inmediata en todos los sistemas integrados, lo que permite una toma de decisiones más rápida y precisa.
• Los MES registran y rastrean todo el ciclo de producción, proporcionando datos detallados sobre la fabricación de cada parte o lote final. Esta trazabilidad mejora el cumplimiento normativo y facilita la gestión de la calidad al garantizar la adherencia a las regulaciones gubernamentales e industriales pertinentes.

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Características centrales de un MES

• Ejecuta las órdenes de producción vinculadas a los pedidos emitidos por el Departamento Comercial.
• Mide los costos reales de producción sin intervención manual para tabular los datos, comenzando con costos de maquinaria y materia prima y, en un futuro, incluir la medición automática de costos laborales.
• Calcula el rendimiento operativo global (OEE) de cada centro de producción y analiza las razones de la pérdida de eficiencia, como paros, velocidad y calidad.
• Permite la captura y visualización en tiempo real de la información de eventos productivos desde los centros de producción mediante dispositivos como tablets, lo que permitirá a los operarios o al director de producción actuar de inmediato.
• Establece una conexión entre la información generada en la planta de producción y el resto de la organización para facilitar la coordinación y la toma de decisiones.

Ventajas de un sistema MES

Los sistemas MES ofrecen una serie de ventajas significativas para las empresas que implementan este tipo de tecnología en sus operaciones. Algunas de estas ventajas incluyen:

• El MES proporciona información actualizada y en tiempo real sobre el estado de la planta de producción, permitiendo a los gerentes y supervisores monitorear las operaciones de manera instantánea y tomar decisiones basadas en datos precisos y actualizados.
• Al identificar y analizar los cuellos de botella en el proceso de fabricación, el MES permite a las empresas optimizar la producción al máximo, reduciendo los tiempos de inactividad y mejorando la eficiencia operativa.
• Al extraer datos sobre el rendimiento de cada máquina y proceso, el MES ayuda a identificar áreas de mejora y oportunidades para aumentar la productividad. Esto puede implicar ajustes en la programación, mantenimiento preventivo o reorganización de recursos para maximizar la producción.
• El MES calcula el Índice de Eficiencia de Equipo (OEE) de la planta, proporcionando una medida integral del rendimiento de la maquinaria y los equipos. Esto permite a las empresas identificar y abordar problemas que afectan la eficiencia y la capacidad de producción.
• A través de herramientas como el análisis de Pareto de las paradas de producción, el MES ayuda a priorizar y resolver los problemas más críticos que afectan la operación, lo que conduce a una mejora continua y una reducción significativa de los tiempos de inactividad no planificados.
• El seguimiento y la documentación automatizados de los procesos de fabricación facilitados por el MES ayudan a garantizar el cumplimiento de las normativas y estándares regulatorios en la industria, reduciendo el riesgo de errores y sanciones.
• Al proporcionar información detallada sobre el estado de la producción, el MES permite a las empresas adaptarse rápidamente a cambios en la demanda del mercado, cambios en las especificaciones del producto o interrupciones inesperadas en la cadena de suministro.

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