MES(Manufacturing Execution System) 개념 및 특징

 

MES (Manufacturing Execution System) 

MES는 제조 실행 시스템으로, 생산 현장의 실시간 데이터를 수집하고 이를 관리하여 생산 공정을 최적화하는 시스템입니다.  
주로 ERP(전사적 자원관리)와 생산 현장(PLC, SCADA 등) 간의 중간 역할을 하며,
"생산 계획 → 실행 → 결과 분석"의 전 과정을 지원합니다.  

MES의 주요 특징

1. 실시간 데이터 수집
   - 설비, 작업자, 자재, 생산 상태 등의 데이터를 실시간으로 수집하여 공정 진행 상황을 모니터링합니다.
2. 생산 공정 관리
   - 작업 지시, 생산 일정, 품질 관리 등 공정 전반을 체계적으로 관리합니다.
3. 품질 관리(QC)  
   - 제품 품질 데이터를 분석하여 결함을 사전에 예방하고 생산 품질을 향상시킵니다.
4. 설비 및 자재 관리 
   - 설비 가동률, 유지보수 일정, 자재 사용량 등을 관리해 자원의 효율성을 극대화합니다.
5. ERP와 연계
   - ERP에서 수립된 생산 계획을 실행 가능한 작업 지시로 전환하고, 생산 결과를 ERP에 보고합니다.
6. 유연성과 확장성
   - 다양한 산업군 및 공정에 맞게 커스터마이징 가능하며, 공정 변화에 유연하게 대응합니다.
 

MES 처리 과정

생산 계획 수립 → 작업 지시 → 공정 실행 → 품질 관리 → 생산 실적 집계 및 보고

1. 생산 계획 수립
   - ERP로부터 수립된 생산 계획 데이터를 수신.  
   - 작업 지시 생성 및 공정 설계.  
2. 작업 지시 및 배포
   - 작업 순서, 사용 설비, 자재 등을 포함한 작업 지시를 현장에 전달.  
3. 생산 공정 실행
   - 작업자가 공정 진행 및 자재 투입.  
   - 설비 데이터, 작업 실적을 실시간으로 수집.  
4. 품질 관리(QC)
   - 작업 중 발생하는 품질 데이터를 분석.  
   - 불량품 발생 시 즉각적인 수정 및 보고.  
5. 생산 실적 집계 및 보고
   - 생산량, 설비 가동률, 불량률 등을 집계하여 ERP에 보고.  
 

MES 흐름도

1. ERP에서 생산 계획 전달
2. MES에서 작업 지시 생성
3. 작업 현장으로 지시 전달
4. 공정 실행 및 실시간 데이터 수집
5. 품질 검사 및 불량품 처리
6. 생산 실적 데이터 분석 및 보고

 

MES 로직

1. 작업 지시 로직
   - ERP에서 제공된 생산 계획을 기반으로 작업 순서를 최적화.  
   - 설비, 자재, 작업자 배치 정보를 포함.  

2. 실시간 데이터 처리 로직
   - 생산 현장에서 수집된 데이터를 기반으로 설비 이상 여부를 즉시 확인.  
   - 생산 공정의 병목 현상을 자동으로 탐지 및 알림.  

3. 품질 관리 로직
   - 품질 데이터 분석으로 불량 원인 추적.  
   - SPC(Statistical Process Control)를 적용하여 공정 이상을 예측.  

4. 생산 실적 분석 로직
   - 생산량, 불량률, 공정 시간 등을 자동으로 집계.  
   - 가동률, 공정 효율성 등 KPI(Key Performance Indicator) 계산.  
 

MES의 장단점

* 장점
1. 생산 효율성 향상
   - 실시간 데이터 기반으로 병목 현상 및 낭비 요소 제거.  
2. 품질 개선
   - 공정 중 품질 데이터를 분석해 결함을 사전에 예방.  
3. 가시성 향상
   - 생산 현황을 실시간으로 모니터링하여 의사결정 속도와 정확성 증대.  
4. 유연한 생산 대응  
   - 주문 변경, 생산 계획 수정 등 외부 환경 변화에 빠르게 대응 가능.  
5. 데이터 기반 경영 지원  
   - ERP와 통합되어 생산 실적 데이터를 기반으로 경영 전략 수립 가능.  
*단점
1. 도입 비용
   - 초기 시스템 구축 및 유지보수 비용이 높음.  
2. 복잡성 
   - 다양한 공정을 처리하기 위해 시스템 설계가 복잡하며, 운영자 교육이 필요.  
3. 기술 의존성 
   - 시스템 장애 시 생산 중단 위험 존재.  
4. 표준화 부족
   - 공정마다 특화된 요구사항으로 인해 시스템 간 표준화가 어려울 수 있음.  

관련 주요 개념

1. KPI(Key Performance Indicator)
   - 설비 가동률(OEE), 생산성, 불량률 등 공정 성과를 측정하는 지표.  
2. SPC(Statistical Process Control)
   - 공정 품질을 통계적으로 관리하고 이상 원인을 분석하는 기법.  
3. Traceability(추적 가능성)  
   - 제품 생산 이력을 기록하고, 불량 발생 시 원인을 추적할 수 있는 기능.  
4. OEE(Overall Equipment Effectiveness)
   - 설비 효율성을 평가하는 지표로 가동률, 성능, 품질을 포함.  
5. Work Order(작업 지시)  
   - ERP로부터 생성된 생산 계획에 기반한 실행 단위.  
6. Andon 시스템
   - 작업 중 문제 발생 시 작업자가 즉시 알림을 주는 시스템.  

 

전산 시스템 운영 시 고려할 점

1. 시스템 안정성
   - 서버 장애나 네트워크 문제 발생 시 공정 중단을 방지할 수 있도록 고가용성(HA) 설계 필요.  
2. 보안
   - 생산 데이터 보호 및 시스템 접근 제어를 강화해야 함.  
3. 유지보수 및 확장성  
   - 새로운 공정 추가나 시스템 확장이 용이하도록 설계.  
4. 실시간 처리 능력
   - 대량의 데이터를 처리할 수 있는 성능 최적화 필요.  
5. ERP 및 설비 연동 
   - MES와 ERP, PLC, SCADA 등의 연동이 원활해야 함.  
6. 데이터 정확성
   - 공정 데이터를 신뢰할 수 있도록 검증 및 오류 방지 시스템 구축. 
7. 사용자 친화적 인터페이스  
   - 작업자가 쉽게 사용할 수 있도록 직관적인 UI 제공.  
8. 교육 및 매뉴얼
   - 작업자와 관리자 대상 교육 프로그램 및 운영 매뉴얼 필요.  
9. 비용 관리
   - 도입, 유지보수, 추가 확장 비용을 사전에 계획.  
10. 재난 복구 계획(DR, Disaster Recovery)
    - 시스템 장애 발생 시 빠른 복구를 위한 백업 및 복구 체계 구축.