Les systèmes MES, définition et différences avec les ERP et WMS

17 avril 2020

Avec l'arrivée de l'industrie 4.0, la gestion des usines et des entrepôts demande d'être alignée à la perfection pour faire face à la demande de produits de plus en plus personnalisés dans un délai de fabrication plus court. Les systèmes MES (Manufacturing Execution System), qui ne sont pas de nouveaux venus dans le secteur de l'industrie, deviennent de plus en plus importants dans l'exécution et le suivi de la production.

Le logiciel MES est né au début des années 90 en raison de l'augmentation de la concurrence dans le secteur manufacturier et de la baisse des bénéfices qui limitaient la création de grands stocks (coûteux). Quelles sont les principales fonctions des Manufacturing Execution Systems ? Comment les systèmes MES sont-ils liés aux ERP et WMS ? Abordons ce point en détail.

Qu'est-ce qu'un système MES (Manufacturing Execution System) ?

Un système MES (de l'anglais Manufacturing Execution System) ou système de contrôle de production est un logiciel conçu pour organiser et contrôler les processus en usine afin d'atteindre une efficacité maximale et de réduire les coûts.

Ces systèmes génèrent en outre des données de grande utilité pour l'analyse globale de la gestion de la production d'une entreprise car ils sont intégrés à d'autres systèmes comme les ERP ou les WMS.

Caractéristiques et fonctions d'un logiciel MES

L'origine des logiciels MES remonte aux logiciels MRP ou Materials Requirement Planning, des systèmes qui contrôlaient le flux de matériaux qui approvisionnaient les usines dans les années 60 et 70. Très rigides, ces systèmes initiaux ont évolué vers les systèmes MRPII, qui ont progressivement intégré des fonctionnalités visant à remédier aux principales limites de leurs prédécesseurs. Les systèmes MES sont le résultat de ce développement et sont capables de gérer un plus grand nombre de processus tels que :

  • le séquençage des activités de production en se basant sur les propriétés et les caractéristiques de chaque lot de fabrication. Le système MES dirige le travail dans l'usine et contrôle son exécution afin de détecter toute anomalie.
  • le contrôle des tâches en cours faisant partie du processus de production, également appelées WIP ou Work-in-Progress, afin de garantir le respect de la planification établie et l'absence de goulots d'étranglement.
  • la collecte automatique de données et la gestion de documents : le système collecte des données sur les processus, les matières premières et les opérations effectuées par les opérateurs ou par les machines.
  • l’analyse du rendement des processus en suivant leurs performances en temps réel et en les comparant avec les données enregistrées. Elle inclut également l'évaluation des ressources consacrées à chaque tâche, des durées de cycle, du respect de la planification et des coûts.
  • le contrôle de la qualité : le système MES vérifie le statut des produits finis et semi-finis pour s'assurer qu'ils respectent le calendrier. Il mesure également la qualité des processus et, s'il détecte des erreurs ou des arrêts, il recommande des mesures correctives.
  • les tâches de maintenance : le logiciel MES contient toutes les informations relatives au fonctionnement des machines. Il avertit en cas d'erreur et aide à en diagnostiquer les causes.
  • l’attribution des tâches au personnel de l'usine afin d'assurer une répartition équitable de la charge de travail.

Différences entre MES, ERP et WMS

Les fabricants utilisent des systèmes MES afin d'ajuster et d'optimiser le fonctionnement de leurs usines de production, mais quelle place occupent-ils dans la cartographie des systèmes intervenant au sein de l'entreprise ? Voici un diagramme représentant cette organisation :

Cartographie de systèmes de gestion dans l'entreprise : MES, TMS, SGA, WCS...
Cartographie de systèmes de gestion dans l'entreprise : MES, TMS, SGA, WCS...

Nous avons déjà consacré un article à expliquer les différences entre un ERP et un WMS, mais passons en revue leurs caractéristiques et définitions en les comparant aux Manufacturing Execution Systems :

- Différence entre un système MES et un ERP

L'ERP fonctionne comme un parapluie pour le reste des systèmes, y compris le Manufacturing Execution System. Il contrôle tous les processus de gestion d'entreprise, mais n'est spécialisé que dans la gestion de la production des usines. Ces deux systèmes, MES et ERP, fonctionnent de manière intégrée et communiquent en permanence. Toutefois, le MES dispose d'informations beaucoup plus détaillées, notamment des informations sur les lignes de production, les machines avec lesquelles celles-ci fonctionnent, les lots de produits générés, leur traçabilité et la qualité des processus.

- Différence entre un logiciel MES et un WMS

Les logiciels MES et WMS travaillent en parallèle pour garantir que les flux de matériaux, allant de l'entrepôt vers l'usine et inversement, fonctionnent sans interruptions et le plus efficacement possible. Le WMS gère le BOM (Bill of Materials), c'est-à-dire, la base de données de tous les composants liés à la production. Par conséquent, un WMS pour la production contrôle le stock disponible en temps réel et s'aligne avec le système MES pour approvisionner les lignes de production.

Le WMS s'intègre au système MES pour optimiser la gestion du stock
Le WMS s'intègre au système MES pour optimiser la gestion du stock

MES et WMS : comment interagissent-ils ?

Le système MES occupe un échelon intermédiaire entre l'ERP et l'usine de production, mais fonctionne au même niveau que le WMS. Ceci étant dit, un logiciel de gestion d'entrepôt avec des fonctionnalités spécialement pensées pour la logistique de production est nécessaire.

C'est le cas d'Easy WMS et de son module de production, conçu pour :

  • assurer la gestion physique des pièces ou matériaux devant être fournis aux usines.
  • travailler avec des produits finis provenant des usines, les enregistrer et les préparer pour leur expédition.

Intégrés aux systèmes MES, les GPAO pour la gestion de production se chargent de :

- Classer le stock selon des statuts et contrôler sa traçabilité

Les logiciels GPAO pour la gestion de production disposent du BOM, c'est-à-dire, de la liste des composants et des matières premières avec lesquels ils approvisionnent les usines, mais pas seulement. Ils contrôlent aussi la traçabilité du stock, en incluant les produits finis et semi-finis. En outre, le contrôle des mouvements de matériaux se voit renforcé si le WMS fonctionne avec des systèmes automatiques tels que des transstockeurs ou des convoyeurs, dont le logiciel de contrôle informe le WMS de l'adressage de chaque référence en temps réel.

- Gérer les recettes et les ordres de production

Les recettes définissent les quantités et les matières premières nécessaires pour produire un type de produit spécifique. À partir du WMS, elles peuvent être modifiées et personnalisées selon les indications du système MES afin de respecter les lots de production fixés et de répondre aux changements de ces mêmes recettes de manière flexible et efficace.

De plus, si l'entreprise reçoit une nouvelle commande qui active une ou plusieurs lignes de production, le WMS envoie un ordre de production au logiciel MES. Les deux systèmes fonctionnent en parallèle, car l'entrepôt fournit à l'usine les lots de matériaux, au fur et à mesure qu'ils sont nécessaires, aux différentes étapes de la production.

- Informer de la consommation des stocks et enregistrer les produits finis

Le WMS prend en compte les différents points de commande de chaque marchandise afin d'informer le département des achats lorsqu’il est nécessaire de réapprovisionner les stocks des SKU se trouvant à un niveau de stock minimum. Le but est d'éviter les ruptures de stock qui peuvent entraîner des arrêts sur les lignes de production.

Ensuite, lorsque les nouveaux produits finis sont reçus de l'usine, soit ils sont enregistrés dans le WMS, qui leur attribue un adressage dans l'entrepôt, soit ils sont directement préparés dans le cadre d’une commande d’un client déterminé.

L'importance des systèmes MES dans l'industrie 4.0

À l'ère de l'industrie 4.0, qui se caractérise par la digitalisation et une plus grande intégration de processus tout au long de la Supply Chain, les systèmes MES sont indispensables pour une planification optimale de la production.

Dans ce domaine, une bonne coordination entre le logiciel MES et le logiciel de gestion d'entrepôt élimine d’évidentes inefficacités. Auparavant, le manque de précision dans l'approvisionnement des matériaux aux usines entraînait de sérieux inconvénients : soit certains d’entre eux faisaient défaut et il était nécessaire d'effectuer de nouvelles demandes de SKU à l'entrepôt, soit il y avait des excédents et les matières premières non utilisées devaient être renvoyées à l'entrepôt.

Les WMS résolvent ces problèmes en ajustant au maximum les quantités et les variations des recettes et des ordres de production. Ils libèrent ainsi les usines de la charge qu'implique la gestion complexe et variable des stocks et, en définitive, ils leur permettent de se concentrer pour atteindre le niveau d'excellence recherché dans les processus de production, leur véritable domaine d'expertise.

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