MES ou ERP ? Où doivent vivre les données de production

En bref : l’ERP et le MES répondent à deux questions différentes d’une même usine. L’ERP planifie ce qui sera produit, quand et à quel coût ; le MES suit et pilote la manière dont le travail planifié se déroule réellement dans l’atelier, à l’échelle des minutes et des postes. Vouloir remplacer l’un par l’autre revient soit à noyer l’ERP sous le détail de l’atelier, soit à couper le MES des décisions commerciales. Cet article explique le partage des rôles entre les deux systèmes, la couche dans laquelle les données doivent vivre et par où commencer un projet MES.

Quelle est la différence entre l’ERP et le MES ?

Le progiciel de gestion intégré (ERP) est la colonne vertébrale commerciale et financière de l’entreprise : commandes clients, achats, valorisation des stocks, plan de production, coûts et comptabilité s’y rejoignent. L’échelle de temps de l’ERP est le jour et la semaine ; la question qu’il pose est « qu’allons-nous produire, combien cela coûtera-t-il et quand livrerons-nous ? »

Le système d’exécution de la production (MES) est, lui, le système de l’atelier. La répartition des ordres de fabrication entre machines et opérateurs, les quantités réellement produites, les arrêts et leurs causes, les enregistrements du contrôle qualité, la traçabilité par lot et par numéro de série ainsi que les activités des opérateurs sont tenus dans le MES. L’échelle de temps du MES est la minute et le poste ; la question qu’il pose est « que se passe-t-il en ce moment sur la ligne, et où en sommes-nous par rapport au plan ? »

Comment la norme ISA-95 décrit-elle ce partage ?

Le cadre le plus répandu pour décrire cette répartition des tâches est la série de normes ISA-95, également connue sous le nom d’IEC 62264. La norme répartit en couches les activités situées entre les systèmes de gestion et les systèmes de contrôle de la production, et définit la manière dont ces couches communiquent entre elles ; elle fonde la hiérarchie des équipements sur le modèle de référence de Purdue.

Selon la lecture courante, la couche supérieure est celle de la planification et de la logistique de l’entreprise ; c’est là que se trouve l’ERP. La couche située juste en dessous est celle de la gestion des opérations de production ; c’est là que se trouve le MES. Les couches plus basses sont les systèmes de contrôle, les capteurs et les machines de l’atelier. L’intérêt pratique de ce partage est que chaque donnée a un « propriétaire », et que l’on définit dès le départ quelle information circule entre les systèmes, dans quel sens et à quelle fréquence.

Quelle donnée doit vivre où ?

La bonne question n’est pas « quel système est le meilleur ? » mais « quelle décision cette donnée alimente-t-elle, et sous la responsabilité de qui ? » Une répartition générale peut être envisagée ainsi :

• Dans l’ERP : les fiches clients et fournisseurs, les commandes clients et les commandes d’achat, la version de référence de la nomenclature et de la gamme, les coûts standard, la valorisation des stocks, le plan de production et les écritures financières.
• Dans le MES : l’état de l’ordre de fabrication dans l’atelier, les quantités réellement produites et rebutées, les durées et les causes des arrêts, les paramètres de procédé, les mesures qualité, les enregistrements des opérateurs et des postes, les traces par lot et par numéro de série.
• Ce qui circule entre les deux systèmes : de l’ERP vers le MES, les ordres de fabrication, la nomenclature et la gamme ; du MES vers l’ERP, les quantités terminées, les matières consommées, les rebuts et les temps effectivement passés. Ce flux maintient les coûts et les stocks en accord avec la réalité.

Notre évaluation : l’erreur la plus fréquente est de ne pas tracer cette frontière. Une organisation qui tente d’écrire les données machines directement dans l’ERP l’encombre d’enregistrements inutiles ; un MES coupé de l’information commerciale ne peut pas relier la performance de l’atelier aux coûts et aux engagements de livraison.

Comment l’IIoT et les données machines s’inscrivent-ils dans ce tableau ?

L’internet industriel des objets (IIoT) désigne la collecte des données issues des machines et des capteurs et leur transmission vers d’autres systèmes. Cette couche est souvent l’œil du MES dans l’atelier : l’état des machines, le temps de cycle, les compteurs et les alarmes sont relevés directement au lieu d’être saisis à la main. Des standards ouverts comme OPC UA sont largement utilisés pour cette communication entre machines et systèmes ; parmi les modèles d’information propres à OPC UA figure aussi un modèle objet commun aligné sur l’ISA-95.

Le principe reste le même : le signal brut reste dans l’atelier, l’événement significatif va au MES, le résultat agrégé va à l’ERP. Inutile de transporter dans l’ERP chaque relevé de capteur à la seconde ; ce dont l’ERP a besoin, c’est de savoir en combien de temps un ordre de fabrication a été terminé, avec combien de rebuts et avec quelles matières.

Par où commencer un projet MES ?

1. Définir la décision : quelle décision le MES doit-il aider à mieux prendre ? Commencer par une ou deux questions concrètes, comme les engagements de délai, l’utilisation des capacités, les pertes qualité ou la traçabilité, donne des résultats plus vite que de vouloir tout mesurer.
2. Tracer la frontière : avant le démarrage du projet, mettez par écrit quelles données vivront dans l’ERP et lesquelles dans le MES, ainsi qu’à quelle fréquence et dans quel sens elles circuleront entre les deux systèmes.
3. Corriger les données de base : si les définitions des nomenclatures, des gammes et des postes de charge sont incohérentes, les données venues de l’atelier sont elles aussi rattachées au mauvais endroit. La justesse du MES dépend de la justesse des données de base dans l’ERP.
4. Commencer par une ligne : démarrer avec une seule ligne ou une seule machine goulot met à l’épreuve, en conditions réelles, la connexion des machines, l’usage par les opérateurs et le transfert vers l’ERP ; le périmètre s’élargit sur la base de cette preuve.
5. Attribuer la responsabilité : qui est responsable de l’exactitude des enregistrements de l’atelier ? Si cette responsabilité n’est pas définie dès le départ entre le chef d’équipe, la qualité et la planification, le système perd vite sa crédibilité.

L’approche MindDX

MindDX commence les projets MES et IIoT par la mesure : quelle décision a besoin de quelle donnée, où cette donnée est tenue aujourd’hui et quel écart sépare l’ERP de l’atelier, tout cela est établi avec des preuves lors de la phase Assess ; le périmètre est consigné dans le document de périmètre validé, et la mise en œuvre est planifiée selon ce périmètre. Pour voir comment fonctionne l’approche « mesurer d’abord, décider ensuite », découvrez la MindDX Platform.

Sources

• ISA — ISA-95 / IEC 62264: Enterprise-Control System Integration
• OPC Foundation — OPC UA Online Reference (dont OPC UA for ISA-95)
• IEC — IEC 62264-1:2013 Enterprise-control system integration – Part 1: Models and terminology
• OPC Foundation — OPC 10030 : OPC Unified Architecture – Common Object Model: ISA-95
• OPC Foundation — OPC Unified Architecture (OPC UA)
• NIST — Current Standards Landscape for Smart Manufacturing Systems (NISTIR 8107)