Как работает MES-система и зачем она нужна производству

4 сентября 2025 · ? просмотров · ? мин
фиолетовые экраны мес-системы на темном фоне
...
Содержание
В условиях высокой конкуренции и растущих требований к качеству продукции все больше предприятий ищут способы повысить эффективность и контролируемость производственных процессов. MES-системы становятся ключевым инструментом цифровой трансформации, позволяя перейти к оптимизированному процессу управления.

В данной статье мы расскажем, что такое MES-системы и как они работают. Разберем основные функции MES, способы интеграции с оборудованием и критерии выбора подходящего решения. А также поделимся нашим опытом автоматизации металлургического производства.

Читать на Дзен
Читать на Workspace

Что такое MES-система простыми словами

MES (Manufacturing Execution System)— это цифровой диспетчер производства, который управляет всем, что происходит на заводе «здесь
и сейчас». Если говорить просто, ERP-система планирует, что нужно произвести, а MES отвечает на вопрос —как именно и в какой последовательности это сделать.

MES соединяет управленческий уровень предприятия (ERP) с реальным цехом. Она становится «мозгом» между стратегическим планом и физическим производством.

Система в реальном времени собирает данные с оборудования, датчиков
и рабочих мест операторов, анализирует их и помогает принимать оперативные решения:

  • автоматически распределяет производственные задания по линиям и сменам;
  • следит за параметрами оборудования (температура, давление, состав, скорость, энергопотребление);
  • контролирует качество на каждом этапе и сигнализирует о любых отклонениях;
  • формирует цифровую историю каждого изделия — от сырья до отгрузки.


По сути, MES превращает производство в прозрачную, управляемую
и предсказуемую систему, где каждое действие фиксируется, а каждый процесс можно оптимизировать. Благодаря этому предприятие получает
не просто данные, а управляемые процессы: операторы видят конкретные команды и подсказки, инженеры — аналитику, а руководство — полную картину загрузки и эффективности.

Зачем нужна MES-система на производстве

Современное производство требует не просто автоматизации отдельных операций, а системного управления всеми этапами. MES-система становится ключевым звеном в этой цепочке, позволяя управлять процессами в режиме реального времени, исключать ошибки и повышать эффективность.

Ниже разберём, какую практическую пользу она даёт на производстве
и какие задачи помогает решать.

Минимизация человеческого фактора в критических процессах

Основная задача MES — минимизировать влияние человеческого фактора на критически важные производственные процессы. В современном производстве даже небольшая ошибка оператора может привести к браку целой партии продукции или простою дорогостоящего оборудования.
Представьте ситуацию: технолог на металлургическом предприятии должен проанализировать состав сплава и принять решение
о корректировке процесса.

Традиционно это выглядит так:

  1. оператор запускает XRF-анализатор
  2. ждет результат
  3. переписывает показания в журнал
  4. технолог анализирует данные и дает указания по изменению дозировки компонентов.

На каждом этапе возможны ошибки — от неточного переписывания
цифр до субъективной оценки ситуации.

Автоматизация контроля качества и сложных аналитических процессов

MES-система превращает этот процесс в автоматизированную цепочку:
  1. один клик запускает анализ
  2. система автоматически считывает результаты
  3. с экрана прибора, извлекает нужные значения и выдает точные указания: — «добавить 3,5 кг компонента X, увеличить температуру на 10 °C».

Человеческий фактор исключается там, где он критичен, но сохраняется
контроль и возможность ручного вмешательства.
Сценарии могут быть разными в зависимости от отрасли. В металлургии, например, система распознаёт стадию плавки, отслеживает подачу воздуха
в печь и корректирует параметры в реальном времени без участия человека.

То, что раньше требовало опыта и внимания технолога, теперь выполняется автоматически.

Снижение потерь сырья и повышение точности дозировки

Автоматический контроль дозировки исключает как недостаток, так
и перерасход материалов. В отраслях с дорогими компонентами (например, металлургии) даже несколько процентов экономии дают ощутимый эффект.

Централизованный контроль и создание цифровой истории производства


Руководство получает полную картину происходящего на производстве
в реальном времени — от загрузки сырья до контроля качества готовой продукции.

Каждое действие и измерение фиксируется с точной временной меткой.
Это формирует цифровую историю процесса, обеспечивая полную прослеживаемость, возможность анализа причин брака и настройки режимов. Система исключает ошибки ручного ввода, автоматически контролирует параметры и своевременно сигнализирует об отклонениях.
Если у вас возникла задача внедрения или доработки MES системы —
оставьте заявку и мы проведем бесплатную техническую консультацию.
Алексей Чугуев
Коммерческий директор

Интеграция измерительного оборудования
с управляющими системами

Интеграция измерительного оборудования с управляющими системами
MES интегрируется с измерительными приборами — XRF-анализаторами, спектрометрами, весовым оборудованием. Данные поступают в систему автоматически: через интерфейсы передачи данных (например, COM-порт, Ethernet, OPC-сервер) или с использованием алгоритмов распознавания показаний с экранов приборов.

Это исключает ошибки ручного ввода и обеспечивает
непрерывный контроль качества.

Одно из ключевых преимуществ современных MES-систем — способность интегрироваться с оборудованием различных поколений. Это особенно актуально для предприятий, где значительная часть производственных мощностей относится к категории устаревшего (legacy) оборудования.

Работа с устаревшим оборудованием

Наличие устаревшего оборудования не является критическим препятствием
для внедрения MES-системы. Даже если станки и приборы изначально
не оснащены цифровыми интерфейсами, на практике применяется установка дополнительных средств сбора данных — датчиков, сенсоров, контроллеров или считывателей. Эти устройства фиксируют необходимые параметры технологического процесса (например, температуру, давление, массу, состав, скорость) и обеспечивают передачу данных в реальном времени в MES через промышленные сети или шлюзы сбора данных.

Внедряется компьютерное зрение для считывания показаний. Python-приложения с библиотеками OpenCV выполняют скриншот дисплея, обрабатывают изображение, выделяют цифровые значения и автоматически извлекают данные. В одном из проектов мы интегрировали XRF-анализатор, не оснащённый цифровым выходом — система просто «смотрит» на его экран и распознаёт результаты.

Устанавливаются внешние датчики. В тех случаях, когда прямое подключение невозможно, добавляются дополнительные сенсоры, фиксирующие необходимые параметры. Они подключаются к современным контроллерам, которые, в свою очередь, интегрируются с MES и обеспечивают передачу данных в единую систему.

Применяется механическое дублирование сигналов. Для критически важных параметров устанавливаются параллельные измерительные цепи, которые функционируют независимо от основного оборудования и позволяют надёжно передавать данные в MES.

Плюсы работы со старым оборудованием:

  • Низкие первоначальные инвестиции
  • Сохранение существующих процессов
  • Постепенная модернизация без остановки производства
  • Накопление данных для обоснования будущих инвестиций

Минусы:

  • Ограниченная точность и скорость получения данных
  • Сложности с калибровкой и поверкой
  • Невозможность полной автоматизации некоторых процессов
Кстати, наша компания участвовала в проекте, где необходимо было повысить точность контроля состава и объёма сырья. Без остановки производства и без полной модернизации оборудования.
кейс промышленной автоматизации металлургического производства
читайте также
подробнее

Современное оборудование с цифровыми интерфейсами

Новые станки и приборы изначально проектируются для интеграции
в цифровые системы:

Прямые API и протоколы. Современное оборудование поддерживает стандартные промышленные протоколы — OPC-UA, Modbus, Ethernet/IP. Данные передаются напрямую в MES без посредников, с максимальной точностью и минимальными задержками.

Встроенная аналитика. Новые станки часто имеют собственные контроллеры
с функциями предиктивной диагностики, которые интегрируются с общей
MES-платформой.

IoT-возможности. Современное оборудование может отправлять данные
в облако, поддерживает удаленный мониторинг и обновление прошивок.

Плюсы современного оборудования:

  • Высокая точность и скорость передачи данных
  • Встроенные функции самодиагностики
  • Возможность полной автоматизации процессов
  • Стандартизированные интерфейсы

Минусы:

  • Высокая стоимость замены оборудования
  • Необходимость переобучения персонала
  • Зависимость от цифровых систем

Гибридный подход — оптимальное решение

На практике наиболее эффективна комбинация подходов: критически важное оборудование постепенно модернизируется, менее критичное интегрируется через компьютерное зрение и дополнительные датчики.
Это позволяет получить преимущества цифровизации без радикальных инвестиций в замену всего парка оборудования.

Основные функции MES-систем

функции mes системы
Современные MES-системы охватывают ключевые производственные
функции — от простого сбора данных до интеллектуального прогнозирования и оптимизации процессов.

Планирование и диспетчеризация производственных заданий

MES получает производственные задания из ERP-системы и разбивает
их на конкретные операции с учетом загрузки оборудования, наличия материалов и квалификации персонала. Система автоматически определяет оптимальную последовательность операций и распределяет ресурсы.

В металлургическом производстве это может выглядеть так: система анализирует состав имеющегося сырья, текущее состояние печей
и формирует задания на плавки с оптимальными параметрами для каждой партии.

Управление рецептурами и технологическими картами

MES хранит и управляет технологическими рецептами — точными инструкциями
по выполнению каждой операции. Система может автоматически корректировать рецептуры в зависимости от текущих условий: состава сырья, температуры окружающей среды, характеристик оборудования.

Например, алгоритмы машинного обучения анализируют результаты химического анализа и автоматически корректируют дозировки компонентов, температурные режимы и время операций для достижения требуемого состава продукции.

Трассировка и генеалогия продукции

Система ведет полную историю каждой единицы продукции
— от поступления сырья до отгрузки готовых изделий. Фиксируются
все операции, использованные материалы, параметры процессов, результаты контроля качества.

Это критически важно для отраслей с высокими требованиями
к безопасности. В случае выявления дефекта можно быстро определить
все затронутые партии и принять корректирующие меры.

Создание цифровых двойников производственных процессов

Продвинутые MES-системы создают виртуальные модели производственных процессов — цифровые двойники, позволяют:

  • Симулировать различные сценарии без остановки производства
  • Прогнозировать результаты изменения параметров
  • Оптимизировать настройки оборудования
  • Обучать персонал на виртуальных моделях

Управление материальными потоками и складскими операциями

MES контролирует движение материалов по всей производственной цепочке:
от поступления сырья на склад до отгрузки готовой продукции. Система автоматически формирует заявки на пополнение запасов, контролирует сроки годности материалов, оптимизирует размещение на складе.

В нашем проекте видеоаналитика контролирует загрузку сырья на конвейер — система рассчитывает массу материала по геометрии насыпи
и автоматически формирует данные о расходе для складского учета.

Предиктивное обслуживание и диагностика оборудования

Современные MES-системы непрерывно анализируют состояние оборудования по данным вибрационных, температурных и других датчиков. Алгоритмы машинного обучения выявляют признаки приближающихся поломок и автоматически формируют заявки на профилактическое обслуживание.

Это позволяет перейти от планового ремонта по регламенту к обслуживанию
по фактическому состоянию, значительно снижая внеплановые простои
и расходы на запчасти.

Энергоменеджмент и оптимизация ресурсопотребления

MES может управлять энергопотреблением предприятия, анализируя загрузку оборудования и оптимизируя производственные графики с учетом тарифов
на электроэнергию. Система может автоматически переносить энергозатратные операции на периоды с более низкими тарифами.

Где применяется MES-система

MES может использоваться практически в любом производстве
— от крупных заводов до небольших цехов. Особенно полезна она там,
где важны прослеживаемость, контроль параметров, серийность и высокая цена ошибки.

Рассмотрим отрасли, в которых внедрение MES-систем обеспечивает наибольший эффект.

  • Машиностроение

Серийное производство, сложные сборочные операции, необходимость контроля качества на каждом этапе.

  • Пищевая промышленность

Контроль параметров сырья и рецептур, высокая частота проверок, строгие стандарты безопасности.

  • Химическая и фармацевтическая отрасль

Дозировка, контроль реакций, регламентированный выпуск продукции
с минимальным отклонением.

  • Металлургия

Управление плавильными процессами, автоматизация анализа состава
и температуры

Обзор популярных MES-систем

Ниже представлена карта российских MES-систем 2024 года,
отражающая состояние рынка и распределение отечественных
решений по их специализации и степени развития платформы.
Карта российских MES-систем 2024: универсальные, непрерывные и дискретные решения
AggreGate (Tibbo Systems)

Универсальная промышленная платформа, сочетающая функции MES, SCADA и аналитики. Поддерживает работу с оборудованием через стандартные протоколы (OPC, Modbus, MQTT и др.), собирает и обрабатывает данные
в реальном времени. Используется для мониторинга, диспетчеризации
и оптимизации производственных процессов в дискретных и непрерывных отраслях.

Источник
ZIIoT (Цифра)

Цифровая промышленная платформа, объединяющая IoT, MES и систему предиктивной аналитики. Обеспечивает сбор телеметрии, контроль технологических параметров и оптимизацию процессов на уровне предприятия.

Применяется в металлургии, машиностроении, химической и добывающей промышленности.

Источник
TL.Solutions (ТерраЛинк)

Российская MES-платформа для оперативного управления производством. Реализует управление сменными заданиями, контроль производительности оборудования и анализ эффективности (OEE).

Поддерживает интеграцию с ERP, SCADA и аналитическими системами.

Источник
КАСКАД Цифра (Сибком)

Отечественная система диспетчеризации и управления производственными процессами. Поддерживает подключение к промышленным сетям, визуализацию технологических данных и контроль ключевых показателей.

Отличается гибкой адаптацией под отраслевые стандарты и возможностью интеграции с устаревшим оборудованием.

Источник
I-DS (ИндаСофт)

Решение для диспетчеризации, визуализации и контроля производственных процессов. Широко применяется в энергетике, фармацевтике
и на непрерывных производствах.

Обеспечивает стабильную работу в режиме 24/7 и глубокую интеграцию
с оборудованием и системами управления нижнего уровня.

Источник
MES Металлургия (Северсталь)

Отраслевая MES-система, разработанная для управления металлургическими процессами. Поддерживает контроль состава сплавов, управление плавильными циклами, оптимизацию загрузки печей и анализ производственных показателей.

Источник
ExeMES (Exeplant)

Модульная MES-платформа для дискретных и непрерывных производств. Реализует сбор данных, планирование, управление заданиями и анализ эффективности.

Отличается гибкой настройкой и поддержкой интеграции с ERP и внешними ИТ-системами.

Источник
Гольфстрим (АСКОН)

Российское решение уровня MES-MOM, предназначенное для машиностроения и приборостроения. Обеспечивает управление маршрутами и технологическими картами, контроль качества и полную цифровую прослеживаемость продукции. Интегрируется с PLM-системами
и CAD-платформами.

Источник
DATA-TRACK (Дата-Центр Автоматика)

Система для мониторинга и диспетчеризации производственных процессов. Предоставляет инструменты анализа данных, предиктивной диагностики оборудования и визуализации KPI.

Поддерживает интеграцию с ERP и системами верхнего уровня.

Источник
1С: Мясопереработка (1С, Абсолют Софт)

Отраслевое решение для предприятий пищевой промышленности. Объединяет функции MES и ERP, автоматизируя учёт сырья, контроль рецептур, технологические этапы переработки и выпуск готовой продукции.

Источник
AF MES (Аусферр)

Промышленная система для управления технологическими процессами, сбора данных и аналитики. Поддерживает модульный принцип внедрения, интеграцию с промышленными контроллерами и облачными сервисами.

Источник
MES.BOX (SOLISOFT)

Отечественная платформа для оперативного управления производством. Обеспечивает сбор и обработку данных, управление заданиями и контроль качества в реальном времени.

Отличается компактной архитектурой и возможностью быстрого развёртывания.

Источник
СПМ-MES (RightStep)

Интегрированное решение для управления производством на уровне «станок — бригада — цех». Реализует планирование, диспетчеризацию, контроль выполнения операций и анализ производственной эффективности. Применяется на предприятиях с непрерывными циклами.

Источник

Критерии выбора технологического стека

После того как мы рассмотрели основные отечественные и зарубежные
MES-платформы, возникает логичный вопрос —по каким критериям выбирать систему под конкретное производство.

Для большинства предприятий важно не просто внедрить коробочное решение, а подобрать технологическую основу, которая сможет развиваться, интегрироваться с существующим оборудованием и поддерживать цифровизацию в долгосрочной перспективе.

Чтобы система действительно решала задачи бизнеса, при выборе MES стоит обратить внимание на технологический стек— набор технологий, интерфейсов и инструментов, на которых построено решение.
Именно от него зависит гибкость интеграции, возможность
масштабирования и адаптация под особенности производства.

Критерии выбора:
  • Совместимость с оборудованием — наличие драйверов и поддержки протоколов OPC-UA, Modbus, Ethernet/IP и др.
  • Масштабируемость — способность системы развиваться вместе с бизнесом.
  • Открытая архитектура — наличие API, SDK и возможность глубокой кастомизации.
  • Современные технологии — поддержка облачных сервисов, модулей машинного обучения (ML) и компьютерного зрения (CV).

Важность пилотного этапа и тестирования

  • Лабораторный стенд — предварительная проверка всех компонентов системы.
  • Пилот на одной линии — тестирование в условиях реального производства.
  • Оценка эффективности — измерение ключевых KPI: уровня брака, расхода сырья, скорости процессов.
  • Обучение персонала — отработка стандартных процедур работы с системой.

Коробочное MES-решение
или индивидуальная разработка

На этапе внедрения MES-системы любое предприятие сталкивается
с ключевым выбором: использовать готовое коробочное решение
или создавать систему под себя — через аутсорс или собственную разработку.

Оба подхода способны обеспечить цифровизацию производства,
но различаются по глубине интеграции, гибкости и срокам окупаемости.
Если производство типовое, с отлаженными технологиями и минимальными изменениями в номенклатуре продукции — коробочное решение позволит быстро выйти на нужный уровень цифровизации без значительных инвестиций. Оно идеально подходит для предприятий, где важно «запустить и работать», а ключевой акцент делается на контроле и аналитике.

Если же предприятие работает с уникальными технологиями, нестандартным оборудованием или сложной логистикой, то индивидуальная разработка даст больший эффект в долгосрочной перспективе. Она позволит встроить систему в существующую инфраструктуру, учитывать все особенности производства и обеспечить контроль на уровне технологических деталей.

Гибридная модель — путь большинства предприятий

На практике всё чаще используется гибридный подход, который объединяет преимущества обеих стратегий. Предприятие внедряет базовое коробочное MES-решение с открытой архитектурой, а затем дорабатывает модули через внешних интеграторов или собственных специалистов.

Это даёт возможность:

  • быстро запустить базовый функционал — диспетчеризацию, сбор данных, отчётность;
  • интегрировать нестандартные приборы и алгоритмы анализа без вмешательства в ядро системы;
  • сохранять совместимость с отраслевыми стандартами;
  • постепенно наращивать функциональность без остановки производства.

Такой подход особенно эффективен в промышленности, где цифровизация идёт поэтапно, а полная замена инфраструктуры невозможна или экономически нецелесообразна.
Оценить материал

FAQ — Часто задаваемые вопросы

Можно ли интегрировать MES с мобильными устройствами
или планшетами?

Да, современные MES-системы обязательно включают мобильные интерфейсы. Операторы могут получать уведомления, просматривать дашборды и вводить данные с планшетов и смартфонов. Это особенно удобно для контроля удаленных участков производства.

Нужен ли интернет для работы MES-системы?

Зависит от архитектуры. Базовые функции (сбор данных, локальная аналитика) могут работать автономно. Для ML-обработки и облачной аналитики нужно интернет-соединение. В критических производствах используется гибридная схема — основные функции работают локально, дополнительная аналитика — в облаке.

Какие риски связаны с внедрением MES-системы?

Основные риски: временное снижение производительности в период внедрения, сопротивление персонала изменениям, зависимость от IT-систем. Риски минимизируются поэтапным внедрением, обучением персонала и созданием процедур аварийного переключения на ручное управление.

Можно ли кастомизировать MES-систему
под своё производство?

Это основное преимущество современных MES-платформ. Открытая архитектура позволяет адаптировать систему под любые техпроцессы.

Какие ошибки чаще всего совершают при выборе MES-системы?

Типичные ошибки: выбор системы без пилотного тестирования

Остальные статьи по enterprise