MESとは？製造現場の課題解決につながる機能と導入メリットを解説

MES（製造実行システム）の基本と役割

MES（Manufacturing Execution System）は、製造現場の生産活動をリアルタイムで管理・監視し、生産効率と品質を向上させる、製造現場のための情報システムです。生産計画と実績を連動させ、現場の状況を可視化することで、迅速な意思決定と問題解決を支援します。

より具体的には、上位の基幹システムであるERP（Enterprise Resource Planning）から受け取った生産計画に基づき、現場で何を作るのか、どのように作るのかといった詳細な指示を出し、その進捗を追跡します。また、現場から収集したデータ（生産量、不良品数、設備稼働状況など）を分析し、生産プロセスの改善に役立てます。

MESを導入する目的は、主に以下の3点に集約されます。

MESの主な機能と管理領域

MESは、製造現場の多岐にわたる業務をサポートするため、さまざまな機能を持っています。ここでは、MESがカバーする主要な機能と管理領域について解説します。

生産資源管理

生産資源管理は、生産に必要なあらゆる資源を最適に管理する機能です。具体的には、設備、工具、作業員、材料などの現在の状態や稼働状況を把握し、生産計画に基づいて適切に割り当てます。これにより、資源の無駄をなくし、効率的な生産活動を可能にします。

生産計画とスケジュール管理

生産計画とスケジュール管理機能は、上位システムから受け取った生産計画を基に、より詳細な製造スケジュールを作成します。各工程の作業順序や所要時間を考慮し、生産ラインの負荷を平準化することで、納期遵守と生産効率の最大化を図ります。また、急なオーダー変更やトラブル発生時にも、柔軟にスケジュールを調整できます。

製造指示と作業管理

製造指示と作業管理は、MESの核となる機能の一つです。生産計画に基づいて、各作業者や設備に対して具体的な製造指示をリアルタイムで発行します。これにより、誰が、いつ、どこで、何を、どのように行うべきかを明確にし、作業の標準化と効率化を促進します。また、作業の進捗状況をリアルタイムで把握し、遅延や問題があればすぐに検知できます。

品質管理

品質管理機能は、製品の品質を確保するためのプロセスをサポートします。製造工程の各段階で品質データを収集し、分析することで、不良品の発生を未然に防ぎます。具体的には、抜き取り検査の指示、測定値の記録、異常発生時のアラート、統計的プロセス管理（SPC）などが含まれます。これにより、品質の一貫性を保ち、顧客満足度の向上に貢献します。

設備管理と保守

設備管理と保守機能は、製造設備の稼働状況を監視し、計画的な保全活動を支援します。設備の稼働時間、故障履歴、メンテナンス状況などを記録・分析することで、故障の予兆を捉え、計画的なメンテナンスを実施できます。これにより、設備の突発的な停止を減らし、生産ラインの安定稼働を維持します。

実績データ収集と分析

実績データ収集と分析機能は、製造現場で発生するあらゆるデータをリアルタイムで収集し、分析します。生産数量、サイクルタイム、不良率、設備稼働率など、多岐にわたるデータを自動で収集・蓄積し、さまざまな角度から分析することで、生産プロセスの問題点や改善点を特定します。このデータに基づいた分析は、生産性向上やコスト削減のための意思決定をサポートします。

在庫管理と追跡

在庫管理と追跡機能は、生産工程における原材料、仕掛品、完成品の在庫状況をリアルタイムで把握します。各工程における部品の投入量や製品の排出量を正確に記録し、在庫の過不足を防ぎます。また、製品のロット番号やシリアル番号を追跡することで、万が一の品質問題発生時には、該当製品のトレーサビリティを確保し、迅速な原因究明と対応を可能にします。

MES導入のメリットと注意点

MESの導入は、製造業に多くのメリットをもたらしますが、同時にいくつかの注意点も存在します。ここでは、MES導入によって期待できる効果と、検討すべき課題について解説します。

MES導入のメリット

MESの導入は、製造現場のオペレーションに大きな変革をもたらし、さまざまな面で企業の競争力強化に貢献します。

MES導入の注意点

MES導入は多くのメリットがある一方で、いくつかの注意すべき点も存在します。これらを事前に把握し、対策を講じることが重要です。

MES導入のステップ

MESを効果的に導入するためには、計画的かつ段階的に進めることが重要です。ここでは、MES導入の一般的なステップと、それぞれの段階で注意すべき点について解説します。

導入目的と要件定義

MES導入の最初のステップは、具体的な導入目的を明確にし、それに基づいた要件を詳細に定義することです。

導入目的の明確化

要件定義

製品選定とベンダー選定

明確な要件定義ができたら、自社のニーズに合ったMES製品と、信頼できるベンダーを選定します。

製品選定

ベンダー選定

システム設計と開発

選定した製品とベンダーに基づき、具体的なシステム設計と開発を進めます。設計段階での見落としや変更は、後工程での手戻りやコスト増加につながります。関係者間で密にコミュニケーションを取り、設計内容について十分に合意形成を図ることが重要です。

システム設計

開発・カスタマイズ

テストと検証

開発されたシステムが要件を満たしているか、期待通りに動作するかを網羅的にテストし、検証します。特に、実際の運用に近い環境でテストを行うことで、潜在的な問題を発見しやすくなります。テストで発見された不具合は、優先順位をつけて速やかに修正しましょう。

導入と展開

テストが完了し、システムが安定稼働できる状態になったら、いよいよ本番環境への導入と展開を行います。システム切り替えは、生産に大きな影響を与える可能性があります。綿密な計画とバックアップ体制を準備し、万が一の事態に備えましょう。

運用と改善

MESの導入効果を最大化するためには、継続的な運用と改善が必要です。システムはあくまでツールであり、それを活用する人材と改善に対する意識が重要です。定期的なレビュー会議を開催し、PDCAサイクルを回しながら運用していくことが成功につながります。

MESと関連システムの比較

製造業のデジタル化を推進するシステムはMES以外にも複数存在します。ここでは、MESと関連性の高い主要なシステムについて、その役割とMESとの違いを解説します。

ERP（統合基幹業務システム）

MESとERPは目的も扱う情報の粒度も異なりますが、製造業においては両者の連携が重要です。ERPが全体最適の視点、MESが現場最適の視点を担い、組み合わせることで、より高い業務効率と品質管理が実現します。

SCM（サプライチェーンマネジメントシステム）

MESは工場内の生産活動の実行・管理を最適化するリアルタイムシステムで、SCMは工場内外を含めたサプライチェーン全体の計画・調整を支援するシステムです。

両者は連携することで、現場実績に基づく精度の高い需給計画や在庫最適化が可能になります。MESはSCMのリアルタイムな情報源としても重要な役割を果たします。

PLM（製品ライフサイクル管理）

MESは生産現場を「動かす」ための実行システムで、PLMは製品を「つくる前からつくった後まで」管理する設計・開発中心の情報基盤です。

両者は異なる領域を担当しながらも、製品の品質・生産性を高めるために相互連携が重要なシステムです。導入や運用では、それぞれの役割を明確にしつつ、連携設計を意識することが求められます。

DCS（分散制御システム）

DCSは、機械や設備をリアルタイムで「動かす」制御系システムで、MESは、生産現場全体を「管理・最適化」する実行系情報システムです。
両者は階層が異なるシステムであり、DCSは装置の制御レイヤー（オートメーション）、MESは業務レイヤー（マネジメント）に位置します。製造現場のデジタル化・スマートファクトリー化には、この両者の連携が不可欠です。

SCADA（遠隔監視制御システム）

SCADAは設備を監視・制御するシステムで、 MESは製造現場の業務を実行・管理するシステムです。SCADAが収集するリアルタイムデータが、MESの判断・改善活動の基盤となるため、スマートファクトリーやDXを推進するうえで、MESとSCADAのシームレスな連携は不可欠です。

MES導入のポイント

導入目的の明確化と現状分析

MES導入の最初のステップは、「なぜMESを導入するのか」「どのような課題を解決したいのか」「何を達成したいのか」といった目的を具体的に明確にすることです。

現状の製造プロセスにおける課題（例: 在庫管理の不備、工程の非効率性、品質問題など）を詳細に洗い出し、それらを解決するための具体的な目標を設定しましょう。目的が曖昧なまま導入を進めると、期待する効果が得られず、導入自体が目的化してしまう可能性もあります。

導入目的の明確化は、MES導入プロジェクトにおける投資対効果（ROI）の測定を可能にします。投資に見合う効果が得られているかを定期的に評価することで、継続的な改善活動を促し、システムの価値を最大化できます。目的が不明確だと、導入後の効果検証が困難になり、追加投資の判断も難しくなります。

MES選定のポイント

自社の業務形態や生産方式、解決したい課題に合ったMESを選ぶことが重要です。以下の点を考慮して比較検討しましょう。

スモールスタートと段階的導入

MES導入は大規模なプロジェクトになりがちですが、リスクを最小限に抑え、成功確率を高めるためには「スモールスタート」が有効です。まずは特定のラインや部門、または最も優先度の高い機能から試験的に運用を開始し、得られたフィードバックや成果をもとに全社展開の計画を立てましょう。従業員の負担も軽減され、システムへの適応をスムーズに進めることができます。

運用体制の構築と従業員トレーニング

MESは導入するだけで効果を発揮するものではなく、システムを受け入れ、適切に運用するための体制が必要です。事前の社内への周知徹底、MESの運用知識を持つ人材の育成、システムのベンダーとの連携など、必要な準備を進めておくことでスムーズな運用開始が期待できます。

従業員に対する継続的なトレーニングを実施し、システムの使い方やデータ活用の重要性を理解してもらうことが、導入効果を最大化する鍵です。

現場の積極的な参加と十分な教育は、単にシステムを「使える」ようにするだけでなく、製造現場に「改善文化」を根付かせます。従業員自身がデータに基づき課題を発見し、解決策を提案するようになることで、自律的な改善サイクルが生まれ、MESの真の価値が引き出されます。これは、属人化の排除にも繋がり、持続的な生産性向上に貢献します。

経営層のコミットメントの重要性

MES導入は、製造現場だけでなく、品質管理、在庫管理、経営管理など複数の部門に関わる全社的なプロジェクトです。経営層がMES導入の目的を明確にし、プロジェクトに積極的に関与（コミットメント）することで、部門間の連携を強化し、組織全体の理解と協力を得やすくなります。経営層のリーダーシップは、現場の反発を乗り越え、システムを組織に浸透させる上で不可欠です。

株式会社コアコンセプト・テクノロジーのOrizuru MESのご紹介

Orizuru MESは製造業を対象とし、現状の現場の仕組みを活かしつつ、生産性や品質の向上、属人性の解消といったあるべき姿を実現し、生産キャパシティの最大化、原価低減などの経営目標を達成するためのソリューションです。

製造現場における生産計画の最適化、作業指示や検査の自動化、設備との連携による生産実績のリアルタイム可視化、生産設備の自動化等を実現します。

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まとめ

本記事では、製造業におけるMES（製造実行システム）について、以下のポイントを中心に解説しました。

1. MESは、製造現場の実行業務を統合的に管理し、生産効率、品質安定化、属人化排除を実現するシステムです。
2. MESを効果的に導入するためには、計画的かつ段階的に進めることが重要です。
3. MES導入にはコストや業務変更などの課題も伴いますが、クラウド型の活用やスモールスタート、そして経営層のコミットメントと現場の巻き込みが成功への鍵となります。

MESは、現代の製造業が直面する複雑な課題を解決し、デジタル変革（DX）を推進するための強力なツールです。この記事が、MESへの理解を深め、貴社のものづくりを次のステージへ進める一助となれば幸いです。