Optimiser la production industrielle grâce au MES : Un outil essentiel pour l'usine intelligente

Qu’est-ce qu’un MES, pour qui, pourquoi ? 

 

MES, MESA et ISA 95 de quoi parle-t-on ?

 

Le Manufacturing execution system (MES), est un système informatique de pilotage. Il connecte, surveille et contrôle les systèmes de fabrication dans une usine de production. Le pilotage se manifeste par la gestion des flux de données de toute la ligne de production, afin d’améliorer les performances et d’assurer la qualité des produits.  

 

Le terme MES a été créé par le M.E.S.A (la Manufacturing Enterprise Solutions Association) et suit le schéma "connaître, analyser, améliorer". Il est chargé de transmettre la bonne information au bon moment, que ce soit pour les hommes ou pour les machines. 

 

Dans le schéma de l’organisation du système d’information de l’entreprise industrielle, le MES est situé au niveau de la couche opérationnelle ou de la couche de contrôle. On positionne cette solution généralement entre l’automatisation et les systèmes de planification ERP d'entreprise. 

 

Le MES émerge de la norme ISA 95, qui établit un standard et a référencé la manière dont les MES doivent échanger des informations avec les applications ERP. La norme détaille également les 11 modules d’action du MES comme : l’acquisition des données, l’ordonnancement, la traçabilité du produit et l’analyse des performances. 

 

Quels sont les objectifs d’un MES ?

 

Le MES remplit 3 objectifs : 

 

1. L’optimisation de la chaîne de production : il collecte en temps réel toutes les données disponibles sur le cycle de production d’un produit. Ainsi, le MES permet l’amélioration du rendement, délivre l’état d’avancement du produit sur la ligne de production, sa disponibilité finale, sa qualité et suit toutes les opérations de fabrication nécessaires à sa naissance.   

 

2. La communication des systèmes : il agit comme un intermédiaire en reliant les ERP et les systèmes de contrôle de machines (PLC, SCADA). De ce fait, l’entreprise dispose d’une vue complète de ce qui se passe dans l'usine. 

 

3. La responsabilisation des équipes : Il permet de recenser, annoncer, prévenir sur les consignes de production relatives à la sécurité des salariés. Par exemple, chez Airbus, avant de démarrer une opération, le MES indique les habilitations et qualifications nécessaires à son exécution. 

 

Quels sont les avantages d’un MES pour les acteurs de l’industrie ?

 

Nous pouvons résumer l’utilité d’un MES via 4 avantages : 

 

• Amélioration de la conformité réglementaire 
• Visibilité accrue sur la chaîne d’approvisionnement  
• Réduction des délais de production avec une agilité amplifiée 
• Meilleure satisfaction client 

 

Plusieurs acteurs sont susceptibles de toucher au MES durant la phase de production : 

 

• La direction : le recueil des données permet aux dirigeants de prendre des décisions importantes par rapport aux capacités de production – mes équipes sont-elles capables de tenir les délais pour ce nouveau contrat ? 

 

• La production et la qualité : les données du MES permettent de prendre des décisions relatives à l’organisation de la production, sur les choix des ressources ou encore l’état des rebuts. 

 

• Service support à la production : la maintenance peut réagir instantanément en cas de panne. La fonction ordonnancement également, qui vérifie les plannings, les stocks. Puis le service logistique et méthode. 

 

De nombreuses grandes entreprises industrielles sont équipées de MES. 

 

En industrie agroalimentaire, les règles d’hygiène sont importantes et doivent être prisent en compte. Ainsi, Nestlé fait partie de ceux qui disposent d’un MES pour gérer la qualité de ses produits et leurs traçabilités. 

 

Il en va de même pour l’industrie aéronautique. Airbus, l’utilise pour superviser la productivité et la performance des équipes. Cela se traduit notamment via une interface avec une barre « avance-retard » afin de structurer la production d’A380. De son côté, Boeing, utilise le MES pour gérer ses stocks.  

 

Comment peut-on utiliser le MES ?

 

D’un point de vue opérationnel, le MES se traduit par un tableau de bord qui peut être piloté à distance, et peut délivrer des graphiques, que les opérateurs et managers peuvent consulter directement. Des indicateurs de progression sont également proposés. Le MES est aussi utilisé pour visualiser une ligne de production ainsi que pour délivrer des informations sur les opérations en cours. 

Concrètement, l’opérateur peut lancer sa production à l’aide d’un ordre de fabrication, et la piloter, grâce aux données récoltées sur les machines par le MES (cadences, avancement …). Il a accès rapidement à la bonne documentation telles que les notices et peut faire remonter dans le système un éventuel problème.

De son côté, le manager dispose de plus de temps pour animer ses équipes et améliorer la performance opérationnelle. Enfin, les contrôleurs de gestion, peuvent analyser des indicateurs de gestion à jour, valoriser les stocks et les prix de revient. 

 

Quels sont les enjeux d’un MES ?

 

En quoi la cybersécurité est-elle un enjeu lors de la mise en place d’un MES ?

 

L'industrie 4.0 implique l’ouverture des systèmes, entrainant des risques pour la confidentialité, l'intégrité des données, la sécurité des personnes et des installations. Le risque de piratage des données et de prise de contrôle à distance du MES est renforcé. Une stratégie ainsi qu’un plan d’action sont essentiels pour lutter contre le risque cyber.  

 

Comment les données jouent-elles un rôle important dans un projet MES ?

 

Le MES implique une grande quantité de données à collecter puis traiter. Pour une gestion efficace de la production, les chefs de projets doivent sélectionner en amont les données essentielles à enregistrer dans l’historique du MES. Également, des travaux doivent être engagés pour l’amélioration continue, pour ajuster les indicateurs, mais aussi l’ergonomie de l’outil. Pour finir, les données permettent d’avoir une extraction fine des processus et informations dans leur globalité. Les data sont en effet déversées dans un « data lake », qui combinent les données des autres systèmes tel que l’ERP. 

 

Comment peut-on prendre en compte l’accompagnement au changement lors du déploiement de l’outil MES ? 

 

Le processus MES étant nouveau, il est à prévoir d’accompagner l’ensemble des équipes pour se former sur cet outil. En effet, le MES libère les collaborateurs de tâches chronophages pour se concentrer sur des opérations à plus forte valeur ajoutée, améliore l'agilité des équipes et la performance globale de l'entreprise. Il contribue également à la rapidité de la production, à la compétitivité et à la réduction des erreurs de saisie de données grâce à sa digitalisation. Ainsi, le déploiement du MES suppose que toute l’entreprise soit bouleversée. Il est donc essentiel de travailler sur les processus métiers existants, afin d’envisage et sécuriser les processus futurs, tout en impliquant les équipes. 

 

Quels sont les étapes clés d’un déploiement MES ?

 

Il est primordial pour l’entreprise de se préparer en amont, avant de constituer son cahier des charges. 

 

Quels sont les facteurs clés de succès pour lancer un déploiement MES ?

 

Etape 1 : Réaliser une cartographie des relations entre les acteurs de la production et les autres fonctions de l'entreprise. Elle est essentielle pour identifier les points bloquants ou manquants que le MES doit combler. Elle inclut les liens hiérarchiques, les types d'informations échangées, les logiciels utilisés, les canaux et les fréquences d'échange. Les données recueillies permettent de créer une image réelle des interactions sur l’instant présent et de déterminer où le MES peut intervenir. 

 

Etape 2 : La collecte de toutes les procédures et la documentation des flux. Cette étape permet de configurer le MES en indiquant les données essentielles pour chaque étape de fabrication et les fonctions déployées afin d’obtenir un succès. Ensuite, l’entreprise doit effectuer une analyse pour s'assurer que toutes les informations collectées sont à jour et que le MES pourra bien combler les points irritants.  

 

Une fois ces étapes réalisées, le cahier des charges peut être rédigé. Il doit reprendre les objectifs du MES sur le court, moyen et long terme, les fonctions détaillées et l’estimation du coût de l’outil.  

 

Quelles erreurs à éviter pour lancer le MES ?

 

Absence d’étude préliminaire : Sans cartographier l’existant, le périmètre fonctionnel de l’outil peut être mal défini et donc engendrer des coûts supplémentaires et une perte d’efficacité. 

 

Choisir le mauvais outil MES : Un comparatif des paramètres proposés doit être réalisé, pour veiller à ce que l’outil embrasse bien les besoins propres de l’entreprise.

 

Absence d’équipe projet : Pour le succès de l’implantation du MES, des jalons et une structure doivent être donnés afin de préparer au mieux toutes les fonctions de l’entreprise. Il est important d’impliquer l’ensemble des collaborateurs sur toutes les étapes du déploiement, via une communication engageante et des formations.  

 

Conclusion : 

L’installation du MES est un enjeu pour les entreprises industrielles. Il vient bouleverser les certitudes et les process déjà mis en place puisque l’entreprise n’intervient plus en vase clos sur sa chaine de production, mais elle ouvre ses processus à la digitalisation. 

 

L’avenir du MES se confirme puisqu’entre 2015 et 2025, il a été prévu un taux de croissance de l’outil de 11,1% par an selon l’agence américaine, Transparency Market Research. 

 

 Ainsi, il est essentiel que les entreprises se préparent et mettent en œuvre des démarches, permettant de sécuriser son installation.  

3 points à retenir :  

 

• Le MES permet la communication informatique entre les phases de planning et de contrôle sur les lignes de production 
• L’objectif du MES est d’optimiser le temps, l’efficacité, la transparence et la flexibilité des processus industriels  
• Cet outil délivre de la data et identifie des anomalies de production en temps réel