MES・ERP・SCADA：製造実行システムの位置づけ（ISA-95の解説）

MESをめぐる議論のほとんどは、実のところ境界をめぐる議論です。ERPで直接できないのかと誰かが尋ね、SCADAが設備データを見せているではないかと誰かが言い、話は堂々巡りになります。三つのシステムを競合として比べているからです。競合していません。異なる階層にあり、異なる判断がそれぞれに属します。

企業システムと制御システムの統合に関する国際規格ISA-95は、これをきれいに解きます。重要なのは理論としてではなく、どのシステムがどのデータを持つべきかを定める点です。そしてそれこそが、統合が持ちこたえるかどうかを決める問いです。

四つのレベルを平易に

レベル1はセンサーとアクチュエーター、物理信号です。レベル2は制御。PLCとSCADAがミリ秒単位で設備を動かします。レベル3は製造オペレーション管理。MESが分・時間単位で、いま何を、どの設備で、誰が、どの材料から、どの品質で作っているかに答えます。レベル4は事業計画。ERPが日・週単位で、何を作り、何を買い、何を請求するかに答えます。

各レベルは隣と話し、スタック全体をまたぎません。そこが肝心です。PLCに直接手を伸ばすERPは、規格が防ごうとしている脆さそのものを作り出します。

ERPがMESになれない理由

能力の問題ではなく、時間軸の問題です。ERPのトランザクションは、速く連続的であることではなく、正しく監査可能であることを目的に設計されています。ERPの指図は約束です。現場の指図は、分割され、止まり、設備を移り、四個を不良にして進む生き物です。

この現実をERPに押し込むと、二つのどちらかが起きます。現場がリアルタイムにERPを更新し、システムが入力の負担になって人々が終業までため込む──八時間ずれた内容を自信満々に語るERPの出来上がりです。あるいは現場が更新せず、ERPは昨日の在庫と昨日の能力で計画します。

MESが存在するのは、この揺らぎを吸収し、集計し、ERPには清書された確認だけを渡すためです。この指図はこれだけ消費し、これだけ作り、これだけ時間を要し、この品質だった、と。ERPは現場の速度で動く義務を負わずに精度を得ます。

SCADAもMESではない理由

SCADAはMESより多くを見て、重要なものをより少なく保持します。いまのプロセス状態を、通常はライン単位・区画単位で、非常に高い分解能で可視化し制御するために作られています。

持たないのは文脈です。SCADAは設備が四十分ある速度で回っていたことを知っています。しかしそれ自体では、その四十分が納期のある顧客向け指図4471のもので、他の三つの指図にも入ったロットの材料からで、その工程の資格を持つ作業者が担当していた、とは知りません。トレーサビリティ、指図の文脈、要員、品質判定、ロット系譜はMESに宿ります。

だから「SCADAはもうある」はMESを不要とする理由になりません。逆方向、SCADAをMESで置き換えるのも誤りです。互いの代替ではありません。

MESに期待される十一の機能

MESAのモデルは定番の参照であり、有用な調達リストです。資源の割当と状態、詳細工程スケジューリング、指図の払い出し、文書管理、データ収集、要員管理、品質管理、プロセス管理、保全管理、製品追跡と系譜、実績分析。

初日から十一すべてが要る工場はありません。しかしリストを知っていれば、OEEダッシュボードを買ってMESと呼び、一年後に顧客から「疑わしいロットはどの指図に入ったか」と問われて系譜がないと気づく事態を避けられます。

境界が正しいときの「MES自動化」の意味

階層が守られていると、自動化はダッシュボードを意味することをやめ、人を介さない判断を意味し始めます。

材料が引き当てられ作業者が必要な資格を持つ場合にのみ、指図が工程に払い出される。品質不良が最終検査で表に出るのではなく、次工程を止める。停止原因が、設備・時刻・故障を記入済みの保全票を起票する。消費は終業時の見積もりではなく、その都度計上される。

いずれもレベル3の内側で閉じたループです。ERPが速くなる必要も、SCADAが賢くなる必要もありません。

「デジタルファクトリー」ソフト：この語が助ける場合と隠す場合

デジタルファクトリーはポートフォリオの言葉です。MES、APS、WMS、品質、保全、エネルギー、分析を包含し、グループが七つの統合ではなく一つの契約と一つのデータモデルを望むときには本当に有用です。

隠すのは、十一機能のうちどれが実際に導入されているかを言わずに済ませるために使われるときです。切り込む問いはこうです。指図を持つのはどのシステムで、ロット系譜を持つのはどのシステムか。同一なら統合はおそらく持ちます。二つなら、誰が突合するのかを尋ねてください。

すでに持っている数字でROIを組み立てる

MESの投資対効果は、業界平均に立脚すると崩れます。工場がすでに概ね知っている四つの数字に立脚すると持ちこたえます。

ボトルネックの月あたり計画外停止時間と、そのボトルネックが一時間に生む限界利益。不良と手直しの生産に対する比率を、遅れて発見された分と発生源で捕まえた分に分けて。手作業のレポート作成にかかる週あたり時間──シフト引継ぎ、顧客報告、月次締めの合計。そして直近十二か月の特急輸送と緊急購買、すなわち知らないことの値段。

この四つが実現利益の大半を占め、ベンチマークと違って、その数字の持ち主と議論できます。こう組み立てた案件はCFOを通ります。ベンダー平均で組み立てた案件は通りません。