公開された： 2026-09-17 起源： パワード
短いバージョンは次のとおりです。製造実行システム (MES) は、SMT ラインをビジネスの他の部分に接続するソフトウェア層です。すべてのマシンからライブ データを収集し、現在フロアで何が起こっているかを示し、すべてのボード、すべてのコンポーネント リール、すべてのプロセス設定の記録を保持します。
これがなければ、マシンは高速に動作しますが、情報の動作は遅くなります。これを使用すると、あらゆるボードを元のリールまで追跡し、スクラップになる前に間違いを発見し、自分の作品について推測するのをやめることができます。
この記事では、MES 統合が SMT 行で実際に何を意味するのかを説明します。マシンがそれをサポートするために必要なもの。プロジェクトが実際に日々関わっていること。そして、ほとんどの MES 展開を静かに沈める間違いです。流行語もセールストークもありません。お金を使う前に知っておく価値のあることばかりです。
目次
誰かがそのように計画したかどうかに関係なく、すべてのエレクトロニクス工場は 3 層のソフトウェアで稼働しています。
一番上にERPがあります。発注書、顧客の注文、在庫金額、請求書を処理します。あなたが何を約束したか、いつ約束したかを知っています。
一番下には機械が並んでいます。プリンター、SPI、ピック アンド プレース マシン、リフロー オーブン、AOI。彼らは実際の作業を行い、誰かがデータを収集するかどうかに関係なく、一日中データを生成します。
MESはその中間に位置します。 ERP からの命令を受け取り、それをマシンが従うことができる命令に変換します。次に、機械が生成するすべてのもの (カウント、欠陥、アラーム、パラメーター) を収集し、それを人間が実際に使用できる情報に戻します。
簡単に言うと、ERP が何を構築するかを決定します。どれくらいの速さになるかは機械が決定します。 MES はその間のすべてを監視し、双方の誠実さを保ちます。
ほとんどの工場はすでにこの部品を所有しています。 ERP には生産モジュールがあります。すべてのマシンには、独自の数値を追跡する独自のソフトウェアがあります。どこかの品質エンジニアがスプレッドシートを保管しており、時間があるときに更新されます。どれもお互いに話しません。つまり、毎日、ERP が 1 つのことを言い、マシンが別のことを言い、スプレッドシートが 3 番目のことを言います。
まさにそのギャップこそがMESの居場所なのです。これは、一目見るだけのダッシュボードではありません。計画と現実を同一の物語にする層です。
また、誰が実際にシステムに触っているのかを知るのにも役立ちます。オペレーターは資料をスキャンし、ステーションのタスクを画面上で確認します。チーム リーダーは、どの命令が遅れているのか、どのマシンがダウンしているのか、そしてその理由をすべて把握しています。品質エンジニアは、先週の推測ではなくライブデータから検査傾向を導き出します。管理者は誰にも何も集計を依頼することなく、OEE を取得し、数値を導き出します。 1 つのシステム、4 つのまったく異なるビュー、すべてが同じ真実を見ています。
これがほとんどの業界よりも SMT において重要なのはなぜでしょうか?なぜなら、SMT ラインは回路基板を作成するデータマシンでもあるからです。 1 つのラインで 1 時間あたり数万個のコンポーネントを配置できます。これらのコンポーネントは数百のリールから来ており、数十のフィーダー スロットにロードされ、数十の異なるプログラムを実行します。切り替えは毎日、場合によっては 1 日に数回行われます。すべてのリール、すべてのスロット、すべてのプログラムは、何かが静かに失敗する新たなチャンスです。
MES は、何も問題が起こらないようにするために存在します。
MES なしで SMT ラインを実行したことのある人に尋ねれば、同じ話を聞くでしょう。工場が違っても痛みは同じ。
古典的なものから始めましょう。顧客から電話がかかってきます。出荷された基板が現場で故障し、疑わしい部品は特定のロットのコンデンサです。さあ、質問が始まります。どのボードがそんなにたくさん使ったのでしょうか？それらのボードのどれが、誰に出荷されたのでしょうか?その答えが、紙の旅行者を調べ、3 人にスプレッドシートをチェックしてもらい、マシンのログが上書きされないことを祈ることを意味するのであれば、それに何日も費やすことになるでしょう。そして、答えが完全であると完全に確信することは決してありません。自動車業界や医療業界の顧客にとって、「私たちはすべてを理解していると思います」という答えは誰でも署名できるものではありません。
次に、はんだペーストです。時計が付いています。解凍したペーストには保存期限があります。開封したペーストには使用期限があり、通常は数時間以内に冷蔵保管場所に戻すか廃棄する必要があります。ほとんどの行では、誰かがマーカーで瓶に時間を書きます。誰かが 2 台離れた場所で消火活動に忙しいときも、ペーストはその窓を越えて印刷され続けます。欠陥はコールドジョイントや不十分なはんだとして下流に現れ、誰もそれらをジャーに接続し直しません。
切り替えにはそれ自体の問題が伴います。新しいプログラムがロードされます。フィーダーが交換されます。 1 つのリールが間違ったスロットに着地すると、マシンは次の数百のボードに対して完全な自信を持って間違ったコンポーネントを配置します。これに対するルールが存在していました。それはシステムではなく、誰かの頭の中にだけ存在していました。
アラームはそれ自体が静かな問題です。すべてのマシンは、独自のエラーを独自のフォーマットで独自の画面に記録します。午前 2 時にステンシル クリーニング アラームを発し続ける印刷業者は、その印刷業者にのみそう通知します。朝のシフトがそのことを聞く頃には、修正には 10 分間の調整ではなく、出力の変更が必要になります。
そして毎朝、誰かが手作業で日報を作成します。ここからマシンカウンター。そこからの検査結果です。ホワイトボードのダウンタイム。決して一致しない数字を毎日 20 分間コピー&ペーストします。
これらはいずれも機械の問題ではありません。機械は大丈夫です。人々は一生懸命努力しています。欠けているのは、注文、材料、機械、結果を結び付ける信頼できる情報の流れです。それがMESの仕事です。
これは人々が不思議に思う部分なので、はっきりさせましょう。 MES は、定義された通信プロトコルを通じてマシンと通信します。各プロトコルは基本的に合意された言語です。古いものもあれば、新しいものもあり、最新の SMT マシンのほとんどは複数の言語を話します。
よく耳にするのは次のようなものです。
SMEMA は最も古く、最も制限されています。機械間で簡単な基板の有無の信号を渡し、コンベアが基板を動かし続けるようにします。ボード、プログラム、プロセスに関するデータは含まれません。 SMEMA のみで配線された回線は実行できますが、何も記憶できません。
SECS/GEM は 半導体業界から生まれ、SMT の機器メーカーが広く採用しました。これにより、ホスト システムはマシンのステータス、アラーム、カウンター、および処理データを読み取り、コマンドを送り返すことができます。ほとんどのミッドレンジおよびハイエンド マシンは、そのバージョンの一部をサポートしています。
OPC UA は、最新の産業用通信標準です。これはプラットフォームに依存せず安全であり、SMT を含む多くの業界の新しい機器のデフォルトになりつつあります。
IPC-エルメス-9852 はコンベア層を処理します。ボードは、裸の SMEMA 信号の代わりに、ラインを下るにつれて独自のデータを伝送するため、どのマシンもどのボードを受信したのかを正確に認識します。
IPC-CFX は 、IPC (現在は Global Electronics Association) の新しいデータ標準であり、マシンがイベントの発生時に共通フォーマットで発行するプラグアンドプレイ モデルです。目標は、混合ベンダーから構築されたラインが、単一マシンごとにカスタム統合作業を行わなくてもデータを共有できるようにすることです。
マシンが異なれば、MES に異なるデータが提供されます。大まかに言えば:
機械 | MES に供給される一般的なデータ |
|---|---|
はんだペースト印刷機 | プログラム名、印刷パラメータ、貼り付けバッチとオープン時間、印刷回数 |
SPI | ペーストの高さと体積の結果、ボードごとの欠陥フラグ |
選んで配置する | フィーダースロットの割り当て、リール ID、配置数、ノズルおよびエラーデータ |
リフロー炉 | プロファイルID、ゾーン温度、コンベア速度、アラーム履歴 |
AOI | 基板ID、欠陥の種類と位置、検査画像 |
エンジニアリング面に関する実践的なメモが 2 つあります。まず、マシンはオフィスの Wi-Fi 経由で MES と通信しません。計画されたマシン ネットワーク、オフィス環境からの賢明なセグメンテーション、およびデータを受信するサーバーまたはクラウドの場所が必要です。これはどれもエキゾチックではありません。即興ではなくデザインする必要があるだけです。
第 2 に、インターフェイスは、提供する詳細の程度が異なります。 2 台のマシンを両方「接続」することができ、1 台はボードごとの完全なデータを送信し、もう 1 台は時間ごとのカウントを送信します。機器を比較するときは、インターフェイスが存在するかどうかだけでなく、各インターフェイスがどのようなデータを公開しているかを正確に尋ねてください。
これが、マシンの選択が非常に重要な理由でもあります。過去数年間に購入した機器には、ほとんどの場合、少なくとも 1 つのデータ対応インターフェイスが備わっています。古いマシンは SMEMA 以外には何も提供しない可能性があり、MES がマシンから学べることが制限されます。したがって、を評価するときは 完全な SMT 生産ライン、配置速度と同じくらい真剣に通信インターフェイスを扱ってください。
ベンダーは機能リストを好みます。パンフレットを剥がすと、SMT ラインの MES が 5 つのジョブを実行します。
仕事その1：派遣の仕事。 ERP は「今週、基板 A を 3,000 個製造する」と言います。MES はそれをラインが理解できる命令、つまりどのプログラムをロードするか、どのステンシル、どのフィーダをどのような順序でロードするかに分割します。オペレーターは作業指示書の解釈を停止し、ラインはすでに適切な設定が行われた状態で各ジョブを開始します。
仕事 2: 間違いを防ぐこと。 これは、MES が最も早くキープを獲得できる場所です。スロット 12 のリールが実際にプログラムがスロット 12 で予期している部品であることをチェックします。はんだペーストの寿命を追跡し、ウィンドウが閉じる前に警告します。完全な運用を実行する前に、最初の記事の確認が必要になる場合があります。これらのチェックはどれも魅力的ではありません。これらはすべて、高価な間違いを阻止します。
ジョブ 3: トレーサビリティ。 すべてのボードには、ラインの早い段階で ID (通常はバーコードまたはレーザー マーク) が付けられます。その時点から、MES は、どのリール、どのプログラム バージョン、どのオーブン プロファイル、どの検査結果など、何が起こったかを記録します。後で顧客が難しい質問をした場合、数日ではなく数分で答えます。セクション 5 では、これについてさらに詳しく説明します。これは通常、購入者が最初に尋ねることだからです。
ジョブ 4: 品質ループを閉じる。 SPI と AOI は、単に良いボードと悪いボードを分類するだけではありません。その結果は MES に戻され、そこで傾向が可視化されます。ペーストのボリュームがシフト中にドリフトダウンします。特定のフィーダーが隣接するフィーダーよりも多くの不良品を生成します。 MES がなければ、その情報は存在しますが、5 つの画面に分散して存在します。 1 つでは、問題が大きくなる前に、問題があることを通知します。
仕事 5: 正直な数字。 OEE、ダウンタイムの理由、歩留まり、シフトごとの生産高。 MES は、メモリではなくマシン データからこれらを自動的に記録します。日報は 20 分間のコピーアンドペーストではなくなり、入社した時点ですでに完了しているものになります。
これらのパッケージのパッケージ化はベンダーによって異なり、多くのベンダーはその上にスケジュール、メンテナンス、またはエネルギー モジュールを追加しています。それでいいのです。しかし、システムがライン上でこれら 5 つのジョブを確実に実行できない場合、追加機能を使用してもシステムを救うことはできません。
SMT の工場所有者の部屋で MES について言及すると、ほとんどの機能が礼儀正しくうなずかれます。トレーサビリティについて疑問が生じます。それは事故ではありません。増加する顧客にとって、トレーサビリティはあれば便利なものではありません。契約書に書いてありますよ。
IATF 16949 のような品質システムの下で働く自動車顧客は、サプライヤーがあらゆる基板をその材料とプロセス条件まで追跡することを期待しています。医療機器メーカーも同様の期待に直面しています。産業および通信の顧客からも同様の要望が増えています。こうした顧客を獲得したい場合は、トレーサビリティについて流暢に話す必要があります。
トレーサビリティには 2 つのレベルがあり、その違いは予算に影響します。
ロットと日付コードのレベル が共通のベースラインです。 MES は、各ボードでどのコンポーネント ロットが使用されたかをボード ID に関連付けて記録します。コンポーネントのロットに欠陥があることが判明した場合、そのロットに接触したすべての基板をリストすることができます。ほとんどの顧客と監査では、このレベルで質問に答えられます。
コンポーネントレベルのトレーサビリティ がさらに強化されます。どのリール位置から、どの個別のコンポーネントが各特定のボード上のどの位置に配置されたかを記録します。これには、配置マシンが配置データをボードごとにレポートする必要があり、より重いデータ フローが作成されます。信頼性の高い顧客の中にはそれを要求する人もいます。ほとんどはそうではありません。顧客が実際に必要とするものに合わせて構築し、変更があれば後でアップグレードします。
実際に優れたトレーサビリティがどのようなものかを次に示します。顧客から障害が報告されました。ボードのシリアル番号が MES に入力されます。数分以内に、使用したリールのロット、それを配置した機械、調理したオーブンのプロファイル、その日の AOI の結果がわかります。顧客が独自の調査を完了する前に、影響を受ける他のボードとその出荷場所をリストすることができます。それを 2 回行うと、顧客の工場に対する見方が変わります。
正直な警告の 1 つ: トレーサビリティは、入力されるデータと同じくらい優れています。オペレータが急いでいるときにスキャンをバイパスしたり、システムを更新せずにリールがマージされ、ラベルが付け直された場合、MES はフィクションを忠実に記録します。スキャナーにおける規律はソフトウェアと同じくらい重要です。初日からそのための計画を立てましょう。
ここがほとんどの人が過小評価している部分です。 MES の統合は、「ソフトウェアをインストールし、ケーブルを接続して完了」ではありません。実際のプロジェクトには 3 つの作業層があり、通常はマシンが簡単な部分です。
第 1 層: マシンの接続。 マシンをネットワークに割り当て、インターフェースを有効にし、接続を構成します。 SECS/GEM または OPC UA サポートを備えた最新のラインでは、これは簡単なエンジニアリングです。古いマシンが混在する回線では、これはゲートウェイを意味し、一部のマシンが他のマシンよりもレポートが少ないことを受け入れることを意味します。
第 2 層: データとプロセス。 これが本当の仕事であり、華やかなものではありません。すべてのコンポーネントには一貫した部品番号が必要です。すべてのリールにはスキャン可能な ID が必要です。ボードのすべてのバッチには命名規則が必要です。ステンシル ライブラリ、プログラムのバージョン、オーブンのプロファイル、すべてに 1 人の所有者と 1 つのバージョンの真実が必要です。現在、マスター データが乱雑である場合、MES はそれを修正しません。単に混乱を可視化し、検索可能にするだけです。成功する工場は、プロジェクト後ではなく、プロジェクト前またはプロジェクト中にデータをクリーンアップします。
第 3 層: 人々。 たとえ顧客の訪問が 10 分以内であっても、オペレーターはすべてをスキャンしなければなりません。チームリーダーはホワイトボードよりもダッシュボードを信頼する必要があります。 IT 部門はサーバーとバックアップを保守する必要があります。日々のワークフローがソフトウェアと競合する場合、オペレーターは回避策を見つけることになりますが、回避策によってトレーサビリティが損なわれてしまいます。優れたプロジェクトには、オペレーターが早期に関与し、ラインが実際にどのように機能するかに基づいた手順が形成されます。
現実的なスピードでの一般的なプロジェクトは次のようになります。インターフェイス インベントリ、データ ルール、ワークフロー設計などの準備に 2 ～ 4 週間かかります。次に、接続と構成に数週間かかり、その後、新しいシステムを完全に信頼できるようになるまで、古い方法と並行して 1 か月以上実行します。この並行期間を急いでいると、工場は年間で最悪の生産週に自社のシステムに不信感を抱くことになります。
もう 1 つ言っておきたいのは、新しい路線と古い路線は別のプロジェクトであるということです。新しいラインを計画する場合、MES の互換性は、速度や設置面積に次いで、最初から機器の仕様に組み込まれます。オープンインターフェースを備えたターンキーの SMT フルライン生産 セットアップにより、後で改修する手間が省けます。既存のラインを改修することは完全に可能であり、多くの工場で行われていますが、マシンの世代間でデータの深さが不均一になることを想定して、現実的に作業を順序付けてください。
MES プロジェクトの多くは停止しますが、ソフトウェアの不良が原因で停止することはほとんどありません。それはロールアウトの実行方法によるものです。これら 5 つの間違いで、ほとんどの失敗がカバーされます。
間違い 1: システムではなく大画面を購入することです。 一部の工場では、MES を壁のダッシュボードとしてのみ使用しています。数字は素晴らしく見え、訪問者は感動しますが、何も変わりません。価値はラインを監視することではありません。それは、システムが強制するチェック、アラーム、記録の中にあります。強制執行を使用するか、わざわざ購入しないでください。
間違い 2: ビッグバンになる。 すべてのラインに一度に展開すると、リスクとストレスが最大化されます。より良いパターンは、適切に実行された 1 つのラインです。マシンを接続し、そのラインのデータをクリーンアップし、従業員をトレーニングし、1 か月間実行し、壊れたものを修正します。次に、テンプレートを次の行にコピーします。遅いとスムーズ、スムーズだと速いです。
間違い 3: 誰もマスター データを所有していません。 3 か月後、コンポーネントは 2 つのパーツ番号で存在し、1 台のマシンではプログラムのバージョンが古くなり、突然システムが「嘘をついています」。嘘ではありません。一貫性のない入力を忠実にレポートします。最初の異議申し立ての後ではなく、本番稼働前に部品番号、プログラム、レシピの所有権を割り当てます。
間違い 4: ホワイトボード上でフロアのワークフローを設計する。 リールのスキャンに 4 回のタップとログインが必要で、ラインに素材が不足している場合、オペレーターはスキャンをスキップします。オペレーターと一緒に座ります。彼らの歩数を数えてください。正しい方法を速い方法で実行してください。ライブ回線では常に速い方が勝つからです。
間違い 5: マシンの互換性を確認する前にソフトウェアを選択する。 MES の性能は、取得できるデータによって決まります。何かに署名する前に、マシンがサポートするインターフェイスと、それぞれがどのようなデータを配信するかについて、具体的な回答を得てください。深く接続する安価なシステムは、何も接続しない高価なシステムよりも優れています。
MES の統合を検討している場合は、今月から始められる準備リストを以下に示します。ソフトウェアを購入する必要はありません。
1. マシンのインターフェースのインベントリを作成します。 列に沿って歩き、各マシンがサポートしているものを書き留めます: SECS/GEM、OPC UA、エルメス、CFX、または単に SMEMA。不明な場合は、サプライヤーにインターフェイス仕様書を問い合わせてください。この 1 つの文書には、MES プロジェクトにかかる費用とそれによって何が達成できるかが記載されています。
2. トレーサビリティ目標を設定します。 顧客の要件に基づいて、ロットレベルまたはコンポーネントレベルのどちらのトレーサビリティが必要かを決定します。ロットレベルの保証のみを必要とする顧客は、コンポーネントレベルの複雑さを購入しないでください。
3. 部品番号を整理します。 ERP、プログラム、フィーダーラベルなど、どこでも 1 つの部品、1 つの番号。これは面倒な作業であり、存在する準備の中で最も効果が高いものです。
4. 命名規則を標準化します。 ボード、バッチ、ステンシル、プログラム、オーブンプロファイル。ルールを 1 ページに書きます。データを作成する全員が同じページに従います。
5. ネットワークと IT の基本を確認します。 マシンには、マシン ネットワークとオフィスを適切に分離した、MES サーバーへのネットワーク パスが必要です。サーバーまたはクラウドのセットアップ、バックアップ、およびそれらを保守する人を計画します。
6. 所有者の名前を指定します。 1 人は生産部門、もう 1 人はエンジニアリングまたは IT 部門です。名前のない所有者のいない MES プロジェクトは、全員のパートタイムの仕事となり、誰の優先事項にもなりません。
まだ統合していないが、新しいラインや拡張を計画している場合は、今すぐ MES インターフェイスを機器要件に含めてください。購入仕様書のその 1 つの段落は、後から改修するよりもはるかに安価です。 EMS オペレーションと計量ライン オプションを構築している場合は、 機器リストをロックする前に、 また、ライン自体のサイズを決定している場合は、 EMS 工場の SMT ラインを選択する方法を読む価値があります。 さまざまな工場サイズに合わせた SMT 生産ライン構成ガイドを参照すると 、マシンのリストをパンフレットではなく実際の生産量と一致させるのに役立ちます。
いいえ、しかし最新のマシンのほとんどはそうします。近年製造された機器は、ほとんどの場合、SECS/GEM、OPC UA、または IPC-CFX などのデータ対応インターフェイスを少なくとも 1 つ備えています。古いマシン、特に SMEMA が唯一の標準だった時代に構築されたマシンでは、データ インターフェイスがまったく提供されない場合があります。マシンを購入する前に、サプライヤーにインターフェースの仕様を問い合わせ、どのプロトコルがサポートされているか、どのようなデータが配信されるかを確認してください。これは、MES プロジェクトの価値全体を保護する 5 分間の質問です。
最新のインターフェースを備えたマシンを使用した 1 つのラインの場合、数週間から数か月かかることが予想されます。マシンの接続自体がボトルネックになることはほとんどありません。データの準備、プロセスの標準化、トレーニングに時間がかかります。完全な複数ラインの工場展開には通常、開始時のマスター データのクリーン度に応じてさらに長くかかり、多くの場合 6 か月から 1 年かかります。マシンとデータを確認する前に正確なタイムラインを約束する人は推測しています。
はい、多くの工場がそうしています。実際的なアプローチは、マシンが提供できるものをすべて読み取り、それを上方に渡すゲートウェイまたはデータ収集ボックスです。制限は深さです。古いマシンではカウントとアラームは報告されますが、ボードごとのコンポーネント データは報告されません。混合工場の一般的なパターンは、新しいラインで完全なトレーサビリティを実行し、古いラインで基本的な監視を実行し、その後、機器の交換に応じてアップグレードすることです。それに応じて期待を設定すれば、プロジェクトはあなたを失望させることはありません。
いいえ、正しく設定されている場合はそうではありません。データ収集は、マシン サイクルとは非同期にバックグラウンドで実行されます。 MES は監視します。コンベア経路内に立つことはありません。生産速度を低下させる原因は、不器用なロールアウトです。スキャン手順が長すぎたり、端子が間違った場所にあったり、フィーダー ラックに立ったことがない人によって作成されたルールが原因です。オペレーターを中心にワークフローを設計すると、ラインはこれまでよりも優れたデータを使用してフルスピードで稼働します。
いいえ、混乱は実際の問題を引き起こします。 ERP は、注文、購買、在庫価値、財務などのビジネスを管理します。 MES は、どの機械がどのジョブを実行しているか、どのリールがどの基板で使用されているか、現在どのアラームが開いているかなど、製造現場をリアルタイムで管理します。多くの工場は ERP から始めましたが、後になって工場自体が盲点であることに気づきます。 2 つのシステムはパートナーです。 ERP が計画を立て、MES が実行してレポートを返しますが、どちらも他方のふりをしてうまく機能しません。
これが、SMT ラインでの MES 統合の正直な姿です。実際の作業、実際の規律、そしてトレーサビリティ、品質、そして穏やかな朝という実際の成果です。新しい回線を計画している場合、または既存の回線をアップグレードしている場合は、速度について話すのと同じくらい早い段階で、データ インターフェイスについて装置サプライヤーに相談してください。 I.C.T チームは、70 か国以上の顧客向けに完全な SMT 回線を構築およびサポートしています。お客様の回線設定と MES 計画を一緒に確認させていただきます。マシンとソフトウェアが相互に通信できるように設計されるのが早ければ早いほど、その後のすべてが容易になります。
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