blog

ISA-95 bepaalt keuze ERP of MES

Supply chain

ISA-95 bepaalt keuze ERP of MES

Industriële bedrijven gebruiken verschillende soorten automatiseringssystemen en modules voor het ondersteunen van hun processen. Bijvoorbeeld ERP, SCM, WMS. De laatste jaren is MES sterk in opmars. Wat is MES? Welke processen kan MES ondersteunen?

Bedrijven die een MES-systeem (Manufacturing Execution System) aanschaffen en gaan implementeren, zien zich geconfronteerd met een overlap van functionaliteit. Zowel de ERP- (Enterprise Resource Planning) als de MES-leverancier bieden bijvoorbeeld productieplanningsfunctionaliteit aan en ze bieden ook beide voorraadinformatie. Kortom: ERP of MES; waar ligt de grens? 

 

ERP of MES?

Productiebedrijven hebben in de afgelopen decennia flink geïnvesteerd in de automatisering en informatisering van hun kantoorprocessen. Ook de automatisering van de productielijnen en machines in de fabriek is goed geregeld. Een volgende logische stap was om deze twee met elkaar te integreren. 

 

Dat bleek echter gemakkelijker gezegd dan gedaan. Bij de zogenaamde ‘verticale integratieprojecten’ zijn een heleboel mensen betrokken, zoals IT, engineering, de productiemanager, de logistiek manager en de kwaliteitsmanager. Ze hebben allemaal hun eigen visie op productie- en voorraadinformatie en de benodigde functionaliteit om deze processen te ondersteunen. “Dat kan SAP ook”, is een veel gehoorde uitspraak binnen IT, waarop de productiemanager vervolgens de grootste moeite heeft om uit te leggen waarom hij een apart MES-systeem nodig heeft.

 

IT ziet productie als een zwarte doos. Er gaat een order in, er komt een product uit; hoe moeilijk kan het wezen? Waarom zouden ze nog meer informatie nodig hebben in de fabriek? Zo zijn er nog veel meer voorbeelden van ‘onbekend maakt onbemind’. Op kantoor klagen ze bijvoorbeeld dat ze opdrachten naar de fabriek en het magazijn sturen, maar dat de collega’s aldaar vervolgens toch gewoon doen waar ze zelf zin in hebben. “Ze snappen niet dat ze niet zomaar ieder materiaal kunnen pakken”, aldus een logistiek medewerker. 

 

Onbegrip

Kortom, er heerst veel onbegrip. En dat onbegrip blijft niet beperkt tot binnen de muren van de onderneming. Zodra zo’n bedrijf naar de ERP- en de MES-leverancier stapt met de vraag om interfaces tussen beide systemen te bouwen, rijst het volgende probleem. De ERP leverancier zegt: “Dat is prima. Lever de informatie maar aan volgens dit format en deze structuur”. 

 

Maar niet alleen de ERP-leverancier heeft een eigen interfacedefinitie. De MES-leverancier komt met precies hetzelfde antwoord; hij wil ook zijn eigen data format en structuur gebruiken. Ze sturen de klant van het kastje naar de muur. Al die afstemming tussen de verschillende betrokkenen in verticale integratieprojecten levert veel oponthoud op.

 

Tot die ontdekking kwamen ook de pioniers al meer dan tien jaar geleden. Bedrijven zoals SAP, Siemens, Eli Lilly, Oracle, Fluor Daniel en Dow Chemical besloten daarom in de jaren negentig om afspraken te maken over de verschillende verantwoordelijkheden en de uit te wisselen informatie. Zij richtten de commissie SP95 op binnen de not-for-profitorganisatie ISA (Instrumentation, Systems and Automation society). Zij documenteerden hun ‘best practices’ in de ISA-95-standaard voor ‘Enterprise-Control System Integration’.  

 

 

Afbeelding 1: Functional Hierarchy, Copyright © 2000 ISA.

 

De ISA-95-standaard, vaak afgekort tot ‘S95’, spreekt overigens met geen woord over ‘ERP’ of ‘MES’. Het zou ook niet best zijn als zo’n standaard de leverancier vertelt wat ‘ie wel of niet mag verkopen. Wat ISA-95 wel doet, is het afbakenen van verschillende beslissingsniveaus, waarbij verschillende soorten informatie horen. Het ‘Functional Hierarchy Model’ (zie afbeelding 1) maakt bijvoorbeeld duidelijk dat Level 4 gericht is op de langere termijn. Hier neemt men beslissingen over het bestellen van materialen, het sturen van facturen, de langetermijnplanning van productie en onderhoud en de ontwikkeling van nieuwe producten. Level 4 is wat we doorgaans de ‘ERP-laag’ noemen. 

 

Op Level 3 richt men zich daarentegen op de wat kortere termijn. Hier hebben de beslissingen direct invloed op bijvoorbeeld de efficiency van de fabriek, de kwaliteit van producten, de opslaglocatie van materialen en de beschikbaarheid van machines. Dit noemen we vaak de ‘MES-laag’. Daaronder bevinden zich Level 2, 1 en 0, waar we de machines, sensoren en dergelijke aantreffen en waar het productieproces zelf wordt uitgevoerd. 

 

Dit soort modellen leveren een waardevolle bijdrage aan de eenduidige communicatie in integratieprojecten. Stap 1 in een MES- en integratieproject is om dezelfde taal te leren spreken. ISA-95 biedt naast modellen ook woorden (terminologie) om dit te ondersteunen.  

 

De grens van productieplanning

Tijdens de selectie en implementatie van MES en aanverwante systemen zien productiebedrijven zich geconfronteerd met de overlap aan functionaliteit die verschillende leveranciers bieden. “Wat kunnen we nou eigenlijk het beste waar in onderbrengen?”, vragen ze zich af. En als ze daar geen hulpmiddel voor hebben, dan krijgt diegene gelijk die het hardste schreeuwt, of het hoogste op de apenrots zit.

 

Maar dat is niet per definitie degene die goed inzicht heeft in welke keuzes welke gevolgen hebben. Zo bestaan er bedrijven die hun ‘SAP tenzij’-beleid ver hebben doorgevoerd en nu zitten opgezadeld met een onnodig duur en inflexibel IT-landschap. Ze hebben hun ERP- en hun MES-laag als spaghetti met elkaar vervlochten. Met als gevolg dat ze, bij het aankopen van een fabriek, die spaghetti in z’n geheel moeten uitrollen. Ook als die nieuwe fabriek zelf beschikt over een goed werkend MES-systeem dat heel eenvoudig met de ERP-laag geïntegreerd had kunnen worden als de grens tussen beide wat logischer was gekozen. Dat moet anders kunnen. 

 

 

Afbeelding 2: Functional Enterprise-Control model, Copyright © 2000 ISA.

 

Het Functional Enterprise-Control-model van ISA-95 (zie afbeelding 2) maakt duidelijk waar die grens logischerwijs ligt. Het toont ons twaalf functies die je aan zult treffen in ieder productiebedrijf, zij het dat elk bedrijf hier een andere naam aan geeft en ze brengen de functies allemaal onder in verschillende afdelingen. Het is ook zeker niet de bedoeling van ISA-95 om met dit model een organisatiestructuur neer te leggen. Waar het om gaat is dat het model duidelijk maakt welke functies wel en welke niet betrokken zijn bij de integratie van ERP- en MES-systemen.

 

De dikke stippellijn maakt de grens duidelijk tussen het ‘Enterprise domain’ en het ‘Control domain’. Alles wat buiten de grens valt, bevindt zich in het Enterprise Domain (doorgaans ERP) en alles wat er binnen valt bevindt zich in het Control Domain (doorgaans MES). 

 

Nu zijn er een aantal functies die zich op de grens bevinden. Kijk maar eens naar de functie Production Scheduling. Meteen wordt duidelijk dat je hier speciale aandacht zult moeten besteden aan het bepalen van de grens tussen ERP en MES. Want er bestaat een vorm van productieplanning die op Level 4 thuishoort, maar er bestaat ook een soort planning die op Level 3 thuishoort. Waak er dus voor om onderscheid te maken tussen de Level 4-planning en de Level 3-planning. De ene heeft tot doel om ‘het juiste product in de juiste hoeveelheid en tegen de juiste kwaliteit op het juiste tijdstip bij de juiste klant af te leveren’ (lees: effectiviteit). De tweede heeft tot doel om binnen de bandbreedte van het lange termijn plan zo efficiënt mogelijk gebruik te maken van de resources door bijvoorbeeld orders te combineren en zodoende omstellingen en reinigingen tot een minimum te beperken. ISA-95 biedt nog gedetailleerdere modellen die nog nauwkeuriger duidelijk maken waar de exacte grens tussen beide ligt.  

 

De voorraadinformatiegrens

Hetzelfde geldt voor de voorraadinformatie. De functie ‘Material and Energy Control’ (zie afbeelding 2) ligt ook op de grens. Dus ook hier is het belangrijk om goede keuzes te maken in het onderbrengen van functionaliteit in het ERP- dan wel het MES-systeem. “Voorraadbeheersingssoftware moet er (logischerwijs) op gericht zijn om voorraden te beheren. Dat is dus iets anders dan het registreren van de aanwezige voorraad of het onthouden of toewijzen van voorraadlocaties”, schreef Paul Durlinger al heel treffend voor Logistiek, in zijn expertartikel van januari 2006. Hij slaat de spijker op z’n kop. Op level 4 horen de voorraadstrategieën thuis met ‘de bijbehorende bestelparameters als seriegrootte en veiligheidsvoorraden’. Level 3 maakt zich daarentegen vooral druk om de fysieke ‘handling’ van de materialen. Wat staat waar? Wat is de houdbaarheidsdatum van een grondstof; kan ik beter deze of die andere gebruiken? Heeft het lab deze bin al vrijgegeven? Mag ik deze zakken in dit magazijn zetten, of horen ze in de koeling thuis? Moet ik eerst de grondstof naar de fabriek brengen, of heeft het laden van de vrachtwagen meer haast? Kortom: een heel ander beslissingsniveau waar heel andere informatie bij thuis hoort. 

Let wel: ISA-95 zegt zeker niet dat je dit niet met SAP of een ander ERP-systeem mag afvangen, maar maak een bewuste keuze en zorg voor ontvlechting van beide soorten informatie. Dat houdt je flexibel in de toekomst. 

 

ISA-95 integreert MES en ERP 

Na eerst onderscheid te hebben gemaakt tussen het Enterprise Domain en het Control Domain biedt ISA-95 vervolgens een methode om deze met elkaar te ‘integreren’. In afbeelding 2 zijn diverse informatiestromen te zien. Informatiestromen die over de grens van level 4 en 3 gaan, vallen binnen de scope van de integratieproblematiek. Dit is de informatie die het ERP-systeem hoort op te leveren aan het MES-systeem en vice versa.

 

Deel 2 van ISA-95 beschrijft tot in detail welke gegevens in iedere informatiestroom thuishoren. Je kunt dit vergelijken met een voorbedrukt formulier waarop je alleen nog de velden hoeft in te vullen. Hoe je vervolgens die informatie moet uitwisselen, daar laat de standaard zich niet over uit. Technologieën veranderen immers in de loop van de jaren.

 

Maar gelukkig heeft een aantal leden van de SP95-commissie de werkgroep ‘B2MML’ opgericht (Business to Manufacturing MarkUp language). Ze hebben XML-schema’s ontwikkeld voor het uitwisselen van de ISA-95 informatiestromen. De XML-schema’s zijn gratis te downloaden via www.WBF.org. Softwareleveranciers als SAP en Siemens conformeren zich nu aan deze leverancieronafhankelijke interfacedefinities, wat ERP/MES-integratie sterk vereenvoudigt.

 

Meer lezen? 

The Road to Integration; A Guide to Applying the ISA-95 Standard in Manufacturing, door Bianca Scholten, copyright © 2007, ISA. 

 

Meer info :

www.isa95cc.nl

www.biancascholten.info  

Reageer op dit artikel