sistema de ejecución de fabricación

Los sistemas de ejecución de fabricación ( MES ) son sistemas informatizados que se utilizan en la fabricación para rastrear y documentar la transformación de materias primas en productos terminados. Los MES proporcionan información que ayuda a los responsables de la toma de decisiones en la fabricación a comprender cómo se pueden optimizar las condiciones actuales en la planta para mejorar la producción. ^{[ 1 ]} Los MES funcionan como un sistema de monitorización en tiempo real que permite controlar múltiples elementos del proceso de producción (por ejemplo, insumos, personal, máquinas y servicios de apoyo).

El MES puede operar en múltiples áreas funcionales, por ejemplo, la gestión de definiciones de productos a lo largo de su ciclo de vida , la programación de recursos , la ejecución y el despacho de pedidos, el análisis de la producción y la gestión del tiempo de inactividad para la eficacia general de los equipos (OEE), la calidad del producto o el seguimiento y la trazabilidad de los materiales . El MES crea el registro "tal como se construyó", capturando los datos, los procesos y los resultados del proceso de fabricación. Esto puede ser especialmente importante en industrias reguladas, como la alimentaria o la farmacéutica, donde puede requerirse documentación y comprobación de procesos, eventos y acciones.

A partir de 2025, los sistemas de ejecución de fabricación están pasando de software rígido y monolítico instalado localmente a plataformas modulares conectadas a la nube. Los principales impulsores de esta evolución incluyen:

• Arquitecturas híbridas y en la nube: Si bien los sistemas MES tradicionales dependían completamente de servidores locales, los sistemas modernos suelen utilizar un enfoque híbrido. Las funciones críticas de control en tiempo real permanecen en la red local para garantizar baja latencia y seguridad, mientras que el análisis de datos intensivo y el almacenamiento a largo plazo se transfieren a plataformas en la nube. ^{[ 2 ]}
• Plataformas de bajo código/sin código: Las nuevas plataformas permiten a los ingenieros de fabricación crear aplicaciones y paneles personalizados mediante interfaces de arrastrar y soltar, sin necesidad de conocimientos avanzados de programación. Este modelo de "desarrollador ciudadano" reduce el coste y el tiempo necesarios para personalizar los flujos de trabajo MES en comparación con los sistemas heredados. ^{[ 3 ]}
• IA y análisis predictivo: Los sistemas MES modernos se integran con IA y algoritmos de aprendizaje automático . En lugar de simplemente informar sobre fallas de producción pasadas, estos sistemas analizan datos históricos para predecir las necesidades de mantenimiento de los equipos (mantenimiento predictivo) y optimizar los programas de producción de forma dinámica. ^{[ 4 ]}

"Manufacturing execution systems [help] create flawless manufacturing processes and provide real-time feedback of requirement changes",^[5] and provide information at a single source.^[6] Other benefits from a successful MES implementation might include:

• Reduced waste, re-work and scrap, including quicker setup times
• More accurate capture of cost information (e.g. labour, scrap, downtime, and tooling)
• Increased uptime
• Incorporate paperless workflow activities
• Manufacturing operations traceability
• Decreased downtime and easy fault finding
• Reduced inventory, through the eradication of just-in-case inventory^[7]

A wide variety of systems arose using collected data for a dedicated purpose. Further development of these systems during the 1990s introduced overlap in functionality. Then the Manufacturing Enterprise Solutions Association International (MESA) introduced some structure by defining 11 functions that set the scope of MES. In 2000, the ANSI/ISA-95 standard merged this model with the Purdue Reference Model (PRM).^[8]

A functional hierarchy was defined in which MES were situated at Level 3 between ERP at Level 4 and process control at Levels 0, 1, 2. With the publication of the third part of the standard in 2005, activities in Level 3 were divided over four main operations: production, quality, logistics and maintenance.

Between 2005 and 2013, additional or revised parts of the ANSI/ISA-95 standard defined the architecture of an MES into more detail, covering how to internally distribute functionality and what information to exchange internally as well as externally.

Over the years, international standards and models have refined the scope of such systems in terms of activities. These typically include:

• Management of product definitions. This may include storage, version control and exchange with other systems of master data like product production rules, bill of material, bill of resources, process set points and recipe data all focused on defining how to make a product. Management of product definitions can be part of product lifecycle management.
• Management of resources. This may include registration, exchange and analysis of resource information, aiming to prepare and execute production orders with resources of the right capabilities and availability.
• Scheduling (production processes). These activities determine the production schedule as a collection of work orders to meet the production requirements, typically received from enterprise resource planning (ERP) or specialized advanced planning and scheduling systems, making optimal use of local resources.
• Envío de órdenes de producción. Dependiendo del tipo de procesos de producción, esto puede incluir la distribución de lotes, series y órdenes de trabajo, su asignación a los centros de trabajo y la adaptación a condiciones imprevistas.
• Ejecución de órdenes de producción. Si bien la ejecución real la realizan los sistemas de control de procesos , un MES puede realizar verificaciones de los recursos e informar a otros sistemas sobre el progreso de los procesos de producción.
• Recopilación de datos de producción. Esto incluye la recopilación, el almacenamiento y el intercambio de datos de proceso, el estado de los equipos, la información de lotes de materiales y los registros de producción, ya sea en un sistema de registro histórico de datos o en una base de datos relacional.
• Análisis del rendimiento de la producción. Cree información útil a partir de los datos brutos recopilados sobre el estado actual de la producción, como resúmenes del trabajo en curso (WIP), y el rendimiento de la producción del período anterior, como la efectividad general del equipo o cualquier otro indicador de rendimiento .
• Seguimiento y localización de la producción . Registro y recuperación de información relacionada para presentar un historial completo de lotes, pedidos o equipos (especialmente importante en producciones relacionadas con la salud, por ejemplo, productos farmacéuticos ).

MES se integra con ISA-95 (anteriormente conocido como Modelo de Referencia de Purdue, “95” ) mediante múltiples relaciones.

• Enterprise control
• Enterprise integration
• Laboratory information system
• Manufacturing operations management
• Process development execution system
• Product lifecycle management
• Purdue Enterprise Reference Architecture

• Scholten, Bianca (2009). MES guide for executives: why and how to select, implement, and maintain a manufacturing execution system. Research Triangle Park, NC: International Society of Automation. ISBN 9781936007035.
• Enterprise-Control System Integration Part 1: Models and Terminology. Research Triangle Park, North Carolina, USA: International Society of Automation. 2000. ISBN 1556177275.
• Enterprise-Control System Integration Part 3: Activity Models of Manufacturing Operations Management. Research Triangle Park, North Carolina, USA: International Society of Automation. 2005. ISBN 1556179553.
• A Reference Model For Computer Integrated Manufacturing (CIM) Purdue Research Foundation, 1989