MESの11機能とは？成り立ちや導入課題も交えて詳しく解説
「MESの11機能」とは何でしょうか？製造現場の効率化に向けたMES（Manufacturing Execution System、製造実行システム）の導入を検討している方にとって、その機能を正しく理解することは非常に重要です。しかし、実際の導入プロセスや機能の詳細を把握するのは容易ではありません。
MESの概念はなんとなく知っている、工程管理やトレーサビリティなど個別機能については詳しいという方も、製造現場全体を俯瞰的に捉えてシステムを構築していくには、MESの理解を深めなければなりません。
この記事では、MESが提供する主要な11の機能についての解説と、実際に製造現場へ展開する場合のベストプラクティスについて解説します。
MESについての疑問や課題を解決し、より効率的な生産活動を実現するための第一歩として、この記事をぜひ参考にしてください。
目次
MES（製造実行システム）とは？
MESとは、生産現場の実行管理を担い、製造プロセスの効率化や品質向上を目的としたシステムです。このシステムは、生産現場の運営を最適化し、作業の進行状況を詳細に管理することで、製造業における重要な役割を果たします。
製造業の情報管理は、「計画層」「実行層」「制御層」の3つのレイヤーに分けて考えられますが、MESはこのうち「実行層」に位置しています。計画層で立てられた生産計画を現場で実行可能な形に変換し、製造現場に指示を送ることで、スムーズな運営を実現します。このように、MESは現場レベルでの業務管理に特化している点が特徴です。
さらに、MESを活用することで、生産データをリアルタイムで把握できるため、現場の状況を即座に反映した適切な対応が可能になります。この仕組みによって、予期せぬトラブルや変更にも柔軟に対応しながら、生産の効率と安定性を高めることができます。
Smart Craftは、この「実行層」に特化したSaaS型MESとして、製造現場の課題解決を強力にサポートします。製造プロセスをリアルタイムで管理・最適化することで、計画層や制御層との円滑な連携を実現し、製造業の競争力を大幅に向上させます。
製造業の情報管理レイヤーとは？
計画層
経営資源の一元管理が目的となり、ERPが代表的です。生産計画の立案、必要発注数の計算、在庫管理などを行います。各部門の業務データを統合管理し、タイムリーな経営判断や業務効率化を支援します。人事や財務など、製造以外の情報も含めた幅広いデータを扱います。
実行層
製造実行システム（MES）が中心となります。ERPからの計画を受け、工程ごとの製造指示や小日程計画の立案を行います。生産実績の収集、品質管理、トレーサビリティ管理など、現場への指示出しと実績管理を担当します。設備や人員の最適配置、効率的な製造順序の決定なども行います。
制御層
工場インフラとして、PLCなどの設備制御装置やIoTセンサーが該当します。生産設備や工場内設備を直接制御し、MESからの指示を設備に伝達したり、設備からのデータを収集してMESに渡したりします。製品品質に直結するため、最も強固なセキュリティ対策が必要とされます。
MESの成り立ち
1980年代から1990年代にかけて、製造業を取り巻く競争環境は劇的に変化しました。グローバル化の進展と顧客ニーズの多様化により、製造現場にはより短いリードタイムや多品種少量生産への対応が求められるようになりました。この中で、効率性と柔軟性を両立する新たな管理手法が必要とされ、MES（製造実行システム）が登場しました。
MES発展の背景には、製造プロセスの複雑化や「現場の可視化」「リアルタイム管理」へのニーズの高まりだけでなく、コンピュータの性能向上など技術的な進歩も大きく影響しています。1980年代から1990年代にかけて、コンピュータの処理速度が飛躍的に向上し、大量のデータを迅速に処理できる環境が整いました。また、通信技術が進化し、さまざまな設備やシステム間でデータをスムーズにやり取りするための規格が共通化されることで、情報のリアルタイム共有が可能になりました。
従来の製造現場では、各工程が独立して管理されることが一般的で、情報が分断されていました。このため、生産状況をリアルタイムで把握することが難しく、設備トラブルや進捗遅延に迅速に対応できないことが多く見られました。加えて、現場データの記録や共有の遅れが、問題解決に必要な時間やリソースを浪費する要因となっていました。
こうした課題を解決するために登場したMESは、製造現場のデータを一元管理し、生産計画を現場で確実に実行できるようサポートするシステムです。技術の進化により、設備やセンサーからのデータを収集・分析し、リアルタイムで現場全体の状況を可視化できるようになりました。これにより、無駄を削減し、品質を向上させるとともに、製造プロセス全体の効率化を実現しました。
また、これらの技術進歩を背景に、MESはトレーサビリティや異常検知など、より高度な機能を備えるまでに進化しました。現在では、データ分析やIoT技術を活用した次世代のMESが、製造業の競争力を高める重要な役割を果たしています。このような進化により、MESは今日の製造業において欠かせないシステムとして広く認知されています。
また、MESという概念が広く普及するきっかけとなったのが、1992年に設立されたMESA International（Manufacturing Enterprise Solutions Association International、以下「MESA」と表記）の存在です。MESAは、MESの定義や基本的な役割を整理したことで、その重要性を製造業界に広めました。
MESAについて
MESAは、製造業における情報管理や運用最適化に関する標準化と教育活動を推進する非営利団体です。MESAは、MESの役割や基本機能を明確に定義し、製造業界全体に普及させる重要な役割を担ってきました。
MESAが提唱するMESは、生産計画の実行、進捗管理、品質管理、設備保全など、製造プロセス全体を統合的に管理するシステムとして位置付けられています。この取り組みにより、MESは工場全体の効率化、柔軟な対応力の向上、品質改善、コスト削減など、多くのメリットをもたらすシステムとして広く認識されています。
さらにMESAは、製造現場のデジタル化や最新技術の導入に対応したガイドラインを提供し、MESが進化し続ける基盤を築いています。このような活動を通じて、MESは現場の課題解決において不可欠なシステムとしての地位を確立しています。
次に、MESの「11機能」について詳しくみていきましょう。
MESの11機能について
MESAは、MESの主要な機能を11項目で定義しています。
これらの機能は、製造する製品やプロセスによって必要なものが異なるため、企業は自らのニーズに応じて選択し、組み合わせて活用することが一般的です。
生産資源の配分と監視
生産装置・工具・技能・資材・その他設備や文書などの生産資源を適切に配分したり、状況を監視したりする機能
仕様・文書管理
作業に必要となるドキュメントを管理し、作業指示書・レシピ（配合表）・作業手順書・設計変更などの蓄積や編集を行う機能
設備の保守・保全管理
生産設備や工具などの状態を管理し、定期保全・予防保全のスケジュールを作成・実行する機能
品質管理
製品の検査結果や不良情報といった情報を統計的に収集・分析することで、適切な品質管理を行う機能
作業のスケジューリング
生産計画に基づいて、作業者単位や設備単位など詳細なスケジュールを立案する機能
作業手配・製造指示
オーダー・ジョブ・バッチ・ロットなどの形で、作業手配や製造指示をする機能
作業者管理
作業者の作業状況や負荷状況などを踏まえた上で最適な作業割り当てを決定し、作業者の状況を監視する機能
データ収集
製造現場に関するデータや、各工程内の進捗状況を収集し、生産の進捗状況や状態を管理する機能
プロセス管理
生産の実行状況を監視して作業者の判断や意思決定を支援する機能
製品の追跡と生産体系管理
原材料や製品、生産の途中工程で発生する仕掛品の場所と次の作業を把握する機能
実績分析
生産の実行状況や実績データを蓄積し、過去の履歴や計画と比較して、生産の最新状況を報告、管理する機能
<参考>
History of the MESA Models – Manufacturing Enterprise Solutions Association｜MESA International
以上のように、MESは製造現場のあらゆる側面に関与する総合的なシステムです。ただし、全ての機能を一度に導入する必要はなく、自社の課題や目的、また、製造プロセスや製品特性にに応じて、必要な機能を選択的に導入していくことが重要です。それにより、MESの最大の効果を引き出し、競争力の向上を図ることが可能になります。
国産初のSaaS型MES「Smart Craft」は、クラウドベースで提供されるため、必要な機能だけを柔軟に導入でき、効率的な運用が可能です。また、段階的な機能追加が可能で、業務改善や企業の成長に合わせてシステムを拡張できるため、大企業から中小企業まで幅広いニーズに応えています。
MES導入のメリット
MESを導入することで、製造現場におけるさまざまな課題を解決し、生産性向上とコスト削減を実現することができます。大きくは以下の4つのメリットがあります。
製品品質の向上: 不良品流出防止と品質改善サイクルの確立
MESの導入により、品質データをリアルタイムで収集・分析し、不良品の早期検知や流出防止が可能になります。さらに、傾向分析で原因を特定し、再発防止にも役立ちます。
製造コスト削減: ロスの見える化と原価管理の精度向上
MESの導入により、製造現場のロスを可視化し、工程の改善や作業の平準化が可能です。また、生産データを基に原価を精密に算出し、原価管理の精度向上とコスト削減を実現します。
納期短縮: リードタイム短縮と適時生産の実現
MESの導入でリードタイム短縮や生産効率化が可能になります。受注情報と生産能力を活用して最適なスケジュールを立案し、無駄のない生産を実現。在庫管理と需要予測を組み合わせ、在庫コスト削減と市場対応力向上も図れます。
部門間連携の強化: データ共有による組織の壁を越えたコラボレーション
MESの導入でデータを部門間で共有し、品質不良の迅速な原因究明や対策が可能になります。販売部門と生産部門の連携強化により、需要予測精度向上や在庫適正化も実現し、組織全体の最適化を図れます。
以上のように、MESの導入は、製造現場におけるさまざまな課題の解決、生産性向上とコスト削減に貢献します。
MES導入のメリットについては以下の記事に詳しい解説がございます。
MES（製造実行システム）とは？役割や機能、導入メリットについて解説
MES導入の課題
MES導入においては、大きく2つの課題が挙げられます。
高額な導入コスト
MES導入の最大の課題として挙げられるのが、高額な導入コストです。MESは、製造プロセス全体を効率化し、品質管理や生産スケジュールの最適化、トレーサビリティなど、多岐にわたる機能を提供するシステムです。そのため、製造業にとって欠かせない存在となっています。しかし、その反面、すべての機能を一括して実装しようとすると、初期投資が高額になり、立ち上げにも多くの時間を要することが課題とされています。
2024年版ものづくり白書によると、MESの導入率は大企業で56%と半数を超える一方、中小企業では21%にとどまっています。この格差の背景には、中小企業にとって導入コストが大きなネックとなっている現状があります。特に、すべての機能を備えた従来型のMESでは、初期投資が高額になりがちで、設備の整わない企業にとってはハードルが高いといえます。
仕組みの標準化が難しい
もう一つの大きな課題は、仕組みの標準化が容易ではない点です。製造業では、業種や生産品目、工場の規模によって業務プロセスや運用方法が異なります。そのため、MESを導入する際には、各企業の独自の業務に合わせたカスタマイズが必要となる場合が多く、これが標準化を難しくする要因となっています。
たとえば、複雑な生産ラインや多品種少量生産に対応する仕組みを構築する際には、既存のMESの基本構造だけでは十分でないことが多く、追加開発や運用の再設計が求められるケースが見受けられます。このように、MES導入には各企業ごとの事情に合わせた柔軟な対応が必要ですが、それが標準化を阻む大きな課題ともなっているのです。
国産初のSaaS型MES「Smart Craft」は、クラウドベースで提供されるため、初期投資を抑えつつ必要な機能だけを柔軟に導入できます。導入時間も短縮できるため、迅速な立ち上げを求める現場にも対応しています。また、段階的な機能追加が可能で、業務改善や企業の成長に合わせたシステム拡張が可能で、特に導入コストがネックとなる中小企業にとって、実用的かつ効率的な選択肢となっています。
まとめ
MESは、製造現場を効率化し、品質を向上させるために不可欠なシステムです。本記事では、その特徴や導入メリット、導入課題について詳しく解説しました。MESは、生産計画の実行から現場データのリアルタイム管理、さらにトレーサビリティや品質管理まで、多岐にわたる機能を備えています。
MES導入により、製品品質の向上、コスト削減、リードタイム短縮、部門間連携の強化などが実現可能である一方、高額な導入コストが課題とされています。こうした課題に対しては、初期投資を抑えたSaaS型MESの選択肢が有効です。
この記事を通じて、MESの重要性を深くご理解いただけたのではないでしょうか。製造現場の改善や競争力向上を目指す際に、ぜひMESの導入をご検討ください。
製造現場のデジタル化を支援する「Smart Craft」のご紹介
製造現場のデジタル化は、製造現場の課題を可視化し、生産性向上のみならず、稼ぐ力の向上にに寄与します。効率的な製造現場の実績収集に向けては、各種ソリューションが多くの企業で活用されています。
その中でも、Smart Craftは、国産初のSaaS型MESであり、クラウドベースであるため、導入の際には初期費用を抑えることができ、段階的なシステム導入も可能です。
タブレットやスマホで直感的に操作が可能なため、ITが苦手という従業員でも容易に使用できます。製造現場の工程管理、品質管理、集計・分析をまとめてデジタル化し、ペーパレス化による生産性改善を実現します。まずは資料請求からSmart Craftの導入を検討してみてください。