L’integrazione tra ERP-MES per rendere efficiente la produzione

Il ruolo fondamentale dell’ERP nella gestione delle risorse aziendali

L’ERP fornisce un sistema integrato e centralizzato per coordinare, monitorare e ottimizzare tutte le attività aziendali. Pensiamo a tutti i processi di business di base necessari per far funzionare un’azienda: i cicli di vendita e di acquisto, la gestione efficiente del magazzino, l’attività di tesoreria e di finanziaria, gli strumenti di analisi e la reportistica per il controllo di gestione.

La sua caratteristica distintiva è l’integrazione nativa tra tutti i processi aziendali, che vengono digitalizzati, automatizzati e ottimizzati in logica end-to-end, con impatto positivo sulla produttività, sull’efficienza e sulla capacità di fare analisi accurate.

Operando come un hub centrale, infatti, l’ERP integra e processa dati da tutti i reparti aziendali, tramite l’utilizzo di processi configurati ad hoc, per automatizzare le attività, storicizzarle e per generare reportistica specializzata e completa. Un database centrale conserva i dati e garantisce l’integrità delle informazioni, facilitando la collaborazione tra uffici e reparti.

La crescente complessità del mercato, derivante da una maggiore competizione sull’efficienza e da clienti sempre più esigenti, ha portato le aziende a voler integrare nell’ERP processi sempre più a valle rispetto al puro adempimento normativo. Per le aziende di produzione questo si è tradotto nel passaggio da semplice “ERP” a “Manufacturing ERP”, e quindi a un software gestionale che integri alla parte commerciale una gestione di base delle attività produttive, come la generazione di Ordini di Produzione a partire dagli ordini dei clienti, e la pianificazione delle fasi di lavorazione grazie alle informazioni presenti sulle anagrafiche e sulle distinte base dei prodotti.

Per garantire una completa automazione del processo e soprattutto per poter comunicare direttamente con i macchinari presenti in linea di produzione, eterogenei e spesso non adatti per la comunicazione con un software gestionale, il solo ERP non basta e bisogna quindi rivolgersi a una soluzione diversa: il MES.

Le funzionalità chiave del MES nelle operazioni di produzione

Il MES è un sistema informatizzato che integra e gestisce le attività operative sulla linea di produzione, raccogliendo dati dalle macchine attraverso una connessione diretta con sensori e dispositivi di controllo sulle linee di produzione. Si tratta quindi di un software che si installa e opera direttamente a fianco dell’operatore di produzione, su tablet, e che quindi va a completare l’ERP per una gestione del ciclo produttivo sullo shopfloor.

Grazie all’utilizzo di protocolli di comunicazione standard, come ad esempio, OPC-UA (OLE for Process Control), il MES estrae informazioni dalla linea di produzione in tempo reale con l’obiettivo di renderli disponibili all’azienda per ottimizzare la produttività e l’efficienza. L’integrazione con PLC (Programmable Logic Controller) consente di monitorare parametri chiave come tempi di funzionamento, quantità prodotte, presenze di allarmi e parametri di processo.

Il MES, quindi, ottimizza la raccolta dati riducendo al minimo l’intervento manuale e, grazie all’integrazione con dispositivi connessi a Internet (IoT – Internet of Things), amplia la connettività e la raccolta dati da dispositivi intelligenti, potenziando ulteriormente la gestione della produzione.

Il MES, ricoprendo una posizione intermedia tra ERP e macchinari, permette una gestione avanzata delle micro-attività in produzione, integra in maniera efficiente i dati provenienti da diverse tipologie di macchinari e fornisce strumenti per la consuntivazione e il controllo delle attività direttamente a bordo linea.

Principali funzioni del MES

Vediamo di seguito quali sono le principali funzionalità del MES.

• Monitoraggio in tempo reale: raccoglie dati in tempo reale dai dispositivi e dai sensori presenti sulle macchine.
• Tracciamento della produzione: registra l’avanzamento degli ordini, monitorando efficienza e utilizzo delle risorse.
• Gestione degli ordini: coordina gli ordini di produzione, ottimizzando la sequenza delle lavorazioni e assegnando risorse in modo efficiente.
• Controllo della qualità: effettua il controllo durante la produzione identificando eventuali non conformità.
• Raccolta dati operativi: memorizza e analizza dati per migliorare le prestazioni, identifica inefficienze e supporta la pianificazione operativa.
• Logistica: traccia e gestisce flussi di materiali e di prodotti all’interno del processo produttivo e in entrata e in uscita dal magazzino. Registra tutti i passaggi utili per la tracciabilità e rintracciabilità, questo include attività come la gestione delle missioni operative, la pianificazione dei trasporti interni, l’ottimizzazione dei percorsi e delle risorse.
• Manutenzione: attiva i piani di manutenzione e controllo, fondamentale per garantire che le attrezzature e le macchine utilizzate nel processo produttivo funzionino in modo efficiente e affidabile.
• Reporting e analisi: genera report dettagliati sull’andamento della produzione e fornisce analisi per migliorare i processi e per permettere ai responsabili della produzione di prendere decisioni partendo dai dati.
• Integrazione con altri sistemi: il MES prevede strumenti di integrazione applicativa ed esposizione dei dati così da integrarsi con altri sistemi aziendali, come il software gestionale, per garantire una visione completa dell’andamento delle attività produttive.

In sintesi, il MES opera come un sistema di controllo e coordinamento che ottimizza la produzione, migliora l’efficienza e la collaborazione e contribuisce alla qualità del prodotto attraverso il monitoraggio, l’analisi dettagliata e la gestione delle attività produttive in tempo reale.

Vantaggi di un sistema di ERP-MES integrato

Con l’introduzione del MES, la gestione della produzione si sposta da una logica prevalentemente amministrativa tipica dell’ERP a una logica operativa e concreta sulla base delle informazioni derivanti dai macchinari stessi. Mentre le analisi dei dati nel MES e nel gestionale mantengono livelli di dettaglio differenziati e idonei a ciascun sistema, l’integrazione assicura una frequenza di aggiornamento e una purezza dei dati ineguagliabili. Non più limitati dalla registrazione manuale su carta, ora i dati, inclusi quelli sulla produzione, il consumo e gli scarti, sono estremamente precisi e immediatamente disponibili.

Il processo di registrazione automatica delle ore elimina la possibilità di errori, assicurando dati corretti per la quantità prodotta, consumata e gli scarti. Questa precisione si riflette anche nei dati di costo, semplificando la ripartizione sui centri di costo, sui centri di analisi e sugli articoli.

In conclusione, l’integrazione porta la gestione, da un approccio basato su dati grezzi e occasionali, a uno più preciso, in tempo reale e adatto a supportare decisioni aziendali accurate e tempestive.

Sfide per le PMI che scelgono di integrare un sistema ERP-MES

La decisione di implementare un sistema MES rappresenta un investimento strategico per le aziende, spesso per le PMI, motivate dall’accesso agli incentivi per la transizione digitale. Tuttavia, una visione eccessivamente concentrata sull’aspetto finanziario potrebbe far trascurare altri elementi cruciali per la corretta implementazione del MES, soprattutto considerando la dinamicità dei benefici governativi che possono essere soggetti a modiche o riforme, in risposta ai cambiamenti delle politiche governative.

In relazione alle attività che un’azienda è tenuta a fare per far sì che avvenga una corretta asseverazione proponiamo alcune delle sfide che le PMI potrebbe trovare sulla sua strada.

Mancanza di focus sull’innovazione tecnologica

L’orientamento esclusivo verso l’asseverazione può portare a implementazioni tecniche superficiali, con un focus limitato sull’adozione effettiva di tecnologie avanzate. L’azienda potrebbe limitarsi a soddisfare i requisiti minimi per ottenere i benefici fiscali, trascurando un approccio più innovativo.

Implementazioni superficiali

Ottenere l’asseverazione può spingere le aziende a fermarsi una volta ottenuti i benefici fiscali, senza intraprendere un processo completo di trasformazione digitale. Ciò potrebbe tradursi in un’adozione limitata o parziale del sistema MES.

L’obiettivo è assicurare che l’azienda possa trarre benefici significativi nel tempo da questa integrazione. Di conseguenza, è consigliabile una progressiva estensione, evitando di limitarsi a integrare solo una macchina. Ampliare questa implementazione a più macchine renderà i vantaggi più tangibili e concreti.

Visione a breve termine

Se l’azienda si concentra esclusivamente sui benefici fiscali derivanti da un progetto di transizione digitale, potrebbe mancare una visione a lungo termine necessaria per trasformare l’intero processo produttivo. La trasformazione digitale richiede un impegno continuo e un adattamento costante alle nuove tecnologie e alle esigenze del mercato.

Per garantire una corretta implementazione ad alto impatto strategico del MES, è fondamentale considerare gli incentivi fiscali come un vantaggio aggiuntivo anziché come la principale motivazione.

La chiave del successo è concentrarsi sulla trasformazione digitale, sull’innovazione tecnologica e sull’adozione di pratiche che migliorano l’efficienza e la competitività a lungo termine.

Struttura di un progetto di integrazione ERP-MES senza il connettore standard

Valutazione dei dati esistenti

Le PMI, nonostante siano dotate di sistemi gestionali, spesso non gestiscono tutti i dati necessari per sfruttare appieno un sistema MES. Affinché l’integrazione tra i due sistemi sia efficace, è essenziale comprendere la situazione attuale dell’azienda (as-is), ovvero mappare distinte base, cicli di lavorazione e risorse produttive per come l’azienda le ha gestite fino al momento dell’avvio del progetto di integrazione. Ciò include alcuni passaggi fondamentali:

• analisi dell’attuale sistema gestionale e identificazione dei dati necessari per l’integrazione con un sistema MES
• mappatura sul sistema ERP delle risorse produttive (linee automatiche, macchine, ecc.)
• verifica della presenza di informazioni relative alle distinte base e cicli di lavorazione, spesso archiviate su fogli Excel o al di fuori del sistema gestionale e il relativo livello di dettaglio.

Progettazione del flusso bidirezionale dei dati

In un progetto di integrazione ERP-MES, il ruolo di sistema informativo “master” è assunto dall’ERP. Questo significa che le anagrafiche (articoli, distinte base, cicli di lavorazione, risorse produttive, ecc.) e gli ordini di produzione nascono sull’ERP e vengono messi a disposizione del MES, che agisce con un ruolo subordinato, integrandoli ma senza poterli modificare o eliminare.

Il flusso di ritorno prevede che il MES restituisca all’ERP i dati di produzione, ovvero le quantità prodotte, gli scarti e le ore lavorate (produttive e improduttive) distinte per causale.

Fase cruciale di un progetto di System Integration è la definizione del protocollo di comunicazione tra i due sistemi e la mappatura dei dati condivisi. Tali protocolli possono essere i più svariati, dai vecchi, ma ancora utilizzati, file di testo, alle tabelle di frontiera o alle API RESTful, ecc.

La progettazione della struttura dello scambio dati viene eseguita dal project manager tenendo conto degli strumenti di System Integration disponibili nel sistema ERP e nel MES, con l’obiettivo di definire i dettagli e le specifiche del connettore desiderato (database, tabelle e campi interessati e modalità di condivisione).

Investimento in definizione prodotti

Per avviare il processo è cruciale definire l’investimento in ore di lavoro. Il primo passo implica la comprensione delle risorse necessarie per trasferire i dati nell’ERP. Questo include:

• allocazione di risorse e tempo per definire correttamente i prodotti nel sistema gestionale
• valutazione della necessità di apportare eventuali aggiustamenti per adattare i dettagli dei cicli di lavorazione al livello richiesto dal sistema gestionale.

Analisi del fabbisogno e adeguamento

L’analisi del fabbisogno e l’adeguamento sono compiti affidati a figure chiave come l’IT manager, il responsabile della produzione o il gestore aziendale. La collaborazione con il consulente dell’ERP è essenziale per acquisire e caricare correttamente i dati nel gestionale.

Prototipazione delle distinte base

L’obiettivo di questa fase è provare il funzionamento e lo scambio di dati su alcune distinte base attraverso due attività:

• avvio della prototipazione di una o più distinte base dei cicli di lavorazione
• test su un prodotto pilota per verificare la completezza e l’accuratezza delle informazioni nel sistema gestionale.

La procedura potrebbe non risultare indispensabile nel caso in cui l’azienda abbia già raggiunto un avanzato grado di informatizzazione. Dopo la fase prototipale ci si dedica all’analisi approfondita di un prodotto specifico per verificare il corretto funzionamento dell’intero processo.

Implementazione del sistema di pianificazione della produzione

Questa fase prevede due attività:

• introduzione di un sistema di pianificazione basato sulla gestione degli ordini di produzione
• implementazione dell’utilizzo degli ordini di produzione, mettendo in luce i benefici associati, in particolare quelli legati alla gestione dei costi.

Spesso, soprattutto nelle aziende di piccole dimensioni, gli ordini di produzione vengono gestiti manualmente con strumenti come fogli Excel o MS Project, ritenuti più convenienti in quanto richiedono meno tempo per la configurazione. Tuttavia, è importante sottolineare che l’utilizzo degli ordini di produzione su gestionale o MES permette di ottenere un risparmio di tempo e costi una volta dedicato il giusto investimento nella fase iniziale di caricamento delle anagrafiche delle distinte dei cicli di lavorazione. Inoltre, gli strumenti avanzati di manutenzione dei dati previsti dai due software permettono una gestione che richiede tempi non troppo diversi da quelli di Excel.

Prototipazione dell’integrazione MES con la produzione

Il processo di prototipazione dell’integrazione si svolge procedendo per sottoinsiemi. Si definisce il numero minimo di ordini di produzione, le fasi di lavorazione e le macchine coinvolte e si avvia l’integrazione con uno (o più) macchinari pilota. Parallelamente si realizza il prototipo di connessione con una specifica macchina per preparare il terreno all’integrazione con il MES.

Attivazione del connettore per l’integrazione automatica

Il connettore entra in funzione, fornendo automaticamente al MES i dati caricati dall’ERP.

In questa fase è quindi necessario:

• configurare il connettore per automatizzare il trasferimento dei dati dal sistema gestionale al MES
• implementare una logica per la gestione automatica di quantità prodotte, scarti e ore lavorate.

Questo tipo di attività richiede pochi giorni di lavoro. Una volta conclusa saranno disponibili sul MES i dati relativi alle quantità prodotte, alle quantità di scarto e alle ore lavorate.

Successivamente, queste informazioni possono essere restituite al sistema ERP per alimentare la contabilità del magazzino e la contabilità dei costi.

Monitoraggio e ottimizzazione

Una volta realizzata l’integrazione e messa in funzione è essenziale valutare attentamente l’impatto delle modifiche nella gestione operativa e misurarne i benefici. In particolare, è consigliabile

• valutare le differenze di tempi e processi rispetto alla metodologia precedente, dando maggiore rilevanza agli impatti sulle attività a basso valore aggiunto
• misurare i vantaggi quantitativi e qualitativi, con particolare attenzione alla riduzione degli errori manuali e al miglioramento della qualità del dato.

Altre attività di valutazione

Vengono inoltre fatte alcuni approfondimenti ulteriori partendo dai seguenti spunti.

• Reportistica per rilevazione anomalie: prendiamo ad esempio il processo di raccolta dati. In passato, l’operatore doveva consegnare manualmente i dati al capo reparto o al capo turno, i quali successivamente si occupavano di caricarli sul sistema gestionale. Ora, poiché i dati entrano automaticamente nel sistema, si potrebbe valutare l’implementazione di una reportistica di controllo per individuare eventuali anomalie.

• Transizione metodologica sui processi aziendali: viene valutato l’impatto della transizione da un ambiente completamente manuale a uno completamente automatico. Vengono generalmente valutati scenari intermedi per misurare la variazione dei tempi nell’implementazione graduale dell’automazione e ottenere una prospettiva completa sugli effetti nei processi aziendali.

• Strumenti per la riduzione degli errori: quando l’imputazione dei dati avviene manualmente e/o in momenti diversi, la probabilità di errore umano o di non rilevare eventuali errori già presenti a monte è elevata. Un errore non intercettato potrebbe quindi alterare gli indicatori di produzione, in quanto valori aggregati e sintetici. L’automazione raggiunta con un sistema MES consente di derivare automaticamente i dati “puri”, derivanti dalla linea o dalle imputazioni dirette degli operatori, garantendo maggiore precisione del dato. Ne è un esempio la rilevazione delle ore lavorate che, se registrate manualmente dall’operatore a bordo macchina, saranno sicuramente soggette ad approssimazioni nei tempi e nelle causali di produzione e di fermo. Viceversa, in caso di comunicazione diretta con la macchina, questi dati “entrano” automaticamente nel MES e nell’ERP, garantendo la massima precisione a costo zero.

• Formazione delle risorse: l’implementazione di un nuovo sistema richiede un’attenzione particolare alla formazione delle risorse coinvolte. Questo processo non riguarda soltanto gli aspetti tecnici, ma si estende anche alla preparazione del personale addetto, che comprende:

• implementazione di programmi formativi per le risorse coinvolte nell’utilizzo del nuovo sistema
• adattamento al cambiamento nelle metodologie di lavoro, con un focus sull’eliminazione di pratiche a basso valore aggiunto.

Il cambiamento nelle metodologie di lavoro implica la transizione da un approccio basato su documenti cartacei, come fogli e cartellini di lavoro, a un ambiente digitale, con l’adozione di tablet a bordo macchina. Quest’evoluzione, non solo mira a migliorare l’accesso immediato alle informazioni e ad ottimizzare l’efficienza operativa, ma si inserisce in un contesto di sostenibilità ambientale, riducendo la necessità di stampe fisiche.

Perché sviluppare un connettore standard con l’ERP

Come alternativa allo sviluppo di un connettore personalizzato per una specifica azienda, si può utilizzare, quando disponibile, un connettore standard, cioè un componente software progettato per facilitare l’integrazione tra due sistemi software separati senza dover aprire un progetto ad hoc.

Il connettore standard ERP-MES, grazie alla struttura e alla tipologia dei dati integrati e al livello tecnologico dei due sistemi, ha tutte le caratteristiche per funzionare come una soluzione nativa, che ha come vantaggi:

• Maggiore solidità, coerenza e compatibilità: l’interfaccia tra i due sistemi è stata sviluppata e testata dai gruppi di sviluppo di entrambe le soluzioni con l’obiettivo di essere commercializzata come prodotto chiavi in mano, oltre che essere già utilizzata da altre realtà produttive. Perciò l’integrazione risulta nella maggior parte dei casi più solida rispetto ad un progetto realizzato ad hoc, garantendo una sincronizzazione accurata e tempestiva delle informazioni cruciali per la gestione operativa.
• Avvio rapido: la presenza di un tracciato standard permette di saltare quasi completamente molte delle fasi sopra descritte, come quella di analisi di dettaglio, sviluppo e prototipazione del connettore. Per questo motivo, indipendentemente dal livello di complessità del sistema informativo e produttivo dell’azienda, il progetto avrà generalmente una fase iniziale più rapida, e quindi un’elevata efficienza operativa fin dall’inizio del progetto.
• Aggiornamenti e manutenzione: la manutenzione e le implementazioni vengono gestite, a monte, dalle aziende sviluppatrici, che rilasciano aggiornamenti in maniera periodica e continuativa. In questo modo, il sistema rimane sempre allineato con eventuali nuove esigenze aziendali e tecnologiche.
• Riduzione dei costi: molte delle novità previste dallo standard dell’integrazione vengono distribuite senza costi aggiuntivi. Le aziende si ritrovano così nuove funzionalità e nuovi strumenti a “costo zero”.
• Flessibilità e scalabilità: il connettore standard mantiene un elevato livello di flessibilità, perché progettato per potersi adattare a nuove esigenze, siano esse legate ad aspetti dimensionali (es. nuovi macchinari e operatori sulla linea) o funzionali (es. nuovo processo produttivo). Questa flessibilità si traduce in una maggiore agilità operativa e nella capacità di crescere in modo sostenibile nel tempo.
• Innovazione: la collaborazione tra i team di sviluppo delle due soluzioni software promuove condivisione di conoscenze e best practice, stimolando l’innovazione e il progresso continuo del sistema integrato nel tempo, rispetto ai progetti isolati. Questo spesso genera idee innovative che si traducono in funzionalità ad alto valore aggiunto per le aziende e al contempo di difficile replicabilità sul mercato.