MES, ERP e SCADA: diferenças e como se integram

ERP, MES e SCADA são sistemas de camadas diferentes da fábrica. O ERP planeja e registra o negócio: ordens, estoque, custos. O MES acompanha e controla a execução da produção, ordem a ordem, no chão de fábrica. O SCADA, ou sistema supervisório, mostra em tempo real o estado das máquinas e dos processos, guarda o histórico e emite alarmes. Eles se complementam e não se substituem. Os três termos têm verbete no glossário: ERP, MES e SCADA.

O que é um ERP?

É o sistema de gestão da empresa. Cuida de pedidos, compras, estoque, financeiro e custos. Trabalha com horizontes de dia, mês e ano, e depende de dados de produção para saber o que foi feito e quanto custou. Quando esses dados são digitados, chegam com atraso e erro.

O que é um MES?

É o sistema que acompanha a execução da produção no chão de fábrica: qual ordem está em andamento, em que máquina, em que etapa, com que rastreabilidade. Fica entre o ERP e as máquinas. Nem toda planta precisa de um MES completo; em muitos casos, levar produção, parada e qualidade ao ERP já resolve a decisão.

O que é um SCADA ou sistema supervisório?

SCADA vem do inglês Supervisory Control and Data Acquisition, supervisão, controle e aquisição de dados. É o software que lê CLPs e sensores, mostra o estado do processo em telas, guarda o histórico e emite alarmes. Trabalha em tempo real e perto da máquina. Sistema supervisório é o nome usado no Brasil para o mesmo tipo de sistema.

Qual a tabela de camadas?

Essa divisão em camadas segue a norma ISA-95 (IEC 62264), que organiza a automação em níveis: o processo e os sensores, o controle por CLP, a supervisão, a execução da produção e a gestão do negócio. Ela serve de mapa para decidir onde cada função mora, e não obriga a planta a ter um sistema em cada nível.

Como uma ordem de produção percorre as camadas?

O ERP emite a ordem com produto, quantidade e prazo. O MES, ou a camada que faz o papel dele, programa a ordem em uma linha, controla o apontamento e acompanha a execução. O CLP executa o processo e o SCADA o exibe em tempo real, com alarmes. O dado volta no caminho inverso: a máquina informa o que produziu, parou e refugou, a camada de execução consolida por ordem e turno, e o ERP baixa o estoque e apura o custo, inclusive o da energia consumida, que a medição por máquina permite apropriar à ordem (veja fator de potência e demanda contratada na indústria). Quando um elo não existe, alguém digita, e a digitação traz atraso e erro.

O que cada sistema não faz?

O ERP não enxerga a máquina em tempo real e depende do que lhe entregam. O SCADA mostra o estado do processo, mas não gerencia a ordem nem a rastreabilidade de lote. O MES acompanha a execução, mas não substitui o controle da máquina, que continua no CLP. Um problema de camada resolvido com o sistema de outra costuma gerar customização cara e frágil.

Como o dado da máquina chega ao MES e ao ERP?

Por uma camada de coleta, que lê o CLP ou o sensor, trata o dado, aplica as regras de apontamento e o entrega a cada sistema no formato que ele espera. É essa a integração com ERP e MES que a ELVEX desenvolve para o sistema que a planta já usa, sem exigir a troca dele. Os protocolos usados na leitura estão em Modbus, OPC UA e MQTT. A rastreabilidade por lote e por peça depende também de ler o que está marcado no produto, tema de OCR, código de barras, DataMatrix e QR Code na indústria.

Quais são as peças de um SCADA?

Sete peças formam o sistema supervisório industrial, e entender cada uma ajuda a especificar o projeto:

O supervisório supervisiona; o controle da máquina continua no CLP. Por isso ele pode ser atualizado e ampliado sem mexer na lógica de controle, e pode cair sem que a máquina pare. Os protocolos de aquisição estão em Modbus, OPC UA e MQTT: como as máquinas enviam dados.

O que um supervisório entrega, e como fica o acesso remoto?

Quatro resultados práticos: a visão única do processo, o alarme com contexto (o que saiu da faixa, desde quando e o que aconteceu antes), o histórico que transforma "a máquina estava estranha ontem" em curva de tendência, e a aquisição de dados industriais que alimenta indicadores como o OEE. Em formato web, o supervisório dispensa a instalação de programa em cada computador e permite o monitoramento remoto de processos industriais por perfil: o operador vê e comanda o que lhe cabe, a manutenção vê o histórico e a gerência vê o consolidado.

O acesso remoto exige desenho de segurança. A rede de automação não deve ser tratada como rede de escritório: o desenho usual separa a rede de máquinas da rede corporativa, limita quem acessa o supervisório de fora, usa perfis com permissões distintas e registra quem fez o quê. A família de normas IEC 62443 é a referência internacional de segurança para automação industrial, e o projeto deve ser conversado com a TI da planta desde o início.

Supervisório de prateleira ou sob medida?

O pacote de prateleira serve quando o processo é padrão e o fornecedor do equipamento já entrega a tela. O sistema sob medida se justifica quando a planta mistura máquinas de fabricantes e gerações diferentes, quando as telas precisam refletir o fluxo real da operação e quando o dado deve seguir ao ERP e ao MES sem retrabalho. Na prática, o que mais pesa nessa escolha é a integração dos sistemas de automação de fabricantes distintos. A ELVEX desenvolve o supervisório sob medida, em formato web, a partir do que a planta já tem em CLP e instrumentação; veja supervisório e SCADA. Se a necessidade principal é mostrar o painel de produção na tela do chão de fábrica, o tema é outro e está em andon e gestão à vista.

Que dados sobem e que dados descem?

A integração tem duas mãos. Do ERP e do MES para o chão de fábrica descem a ordem de produção, o produto, a quantidade planejada, a receita ou o roteiro e, quando existe, a prioridade. Da máquina para o MES e o ERP sobem a quantidade boa, o refugo, o tempo de máquina em produção, as paradas com motivo, o consumo de energia e de insumos, e o lote ou a peça produzida. Cada item que sobe precisa de uma regra: em que momento é enviado, em que formato e o que acontece se o sistema de destino estiver indisponível. Sem essa lista de dados e de regras, a integração vira um projeto de tela sem contrato entre as partes, e o primeiro desacordo entre produção e contabilidade reabre a discussão do que o número significa.

Por onde começar a integração?

Pelo dado de maior valor e menor complexidade: a quantidade produzida e o tempo de parada por ordem, que eliminam a digitação mais custosa e atualizam o ERP no mesmo turno. Em seguida entram o refugo com motivo e o consumo de energia por ordem, que aprimoram o custo apurado. A rastreabilidade por lote ou por peça, que exige leitura de código e relacionamento entre etapas, vem por último, porque depende de decisões de processo além da tecnologia. Esse caminho em etapas entrega valor desde as primeiras semanas e permite validar a integração com poucas máquinas antes de estendê-la à planta inteira, em vez de esperar um projeto único cujo primeiro resultado só aparece meses depois.

Onde a integração costuma falhar?

Em quatro pontos recorrentes. O cadastro divergente: o código do produto ou da ordem tem formatos diferentes no ERP e na máquina, e o dado não casa. O relógio sem sincronismo: eventos de máquinas diferentes com horários desalinhados impedem reconstruir a sequência de uma parada. O estado de máquina sem padrão: o que uma linha chama de parada, outra chama de espera, e o indicador deixa de ser comparável. E o motivo de parada livre, que gera dezenas de descrições para as mesmas causas. A camada de coleta resolve cada um desses pontos antes de entregar o dado ao sistema, e o resultado aparece em indicadores como o OEE, explicado em OEE em tempo real: a conta que mostra onde a sua linha perde, e em painéis de turno como os de andon e gestão à vista. A solução está descrita em integração com ERP e MES.

Preciso dos três?

Depende da planta. Uma máquina isolada pode não precisar de nenhum. Uma linha com várias máquinas costuma precisar de supervisão. Uma operação que exige rastreabilidade por ordem tende a precisar de MES. E toda empresa com gestão de pedidos e estoque usa algum ERP. O levantamento técnico mostra qual camada falta, e qual é o menor caminho para fechá-la. A página de supervisório e SCADA detalha a camada de supervisão.

O uso dos dados no acompanhamento diário está em Andon e gestão à vista: o que mostrar na tela da fábrica.

Perguntas frequentes

Qual a diferença entre MES, ERP e SCADA?

O ERP planeja e registra o negócio, como pedidos, estoque e custos. O MES acompanha a execução da produção no chão de fábrica, ordem a ordem. O SCADA lê as máquinas e mostra o processo em tempo real, com histórico e alarmes. Cada um trabalha em uma camada e em um horizonte de tempo diferente, e eles se complementam.

O SCADA substitui o MES?

Não. O SCADA supervisiona o processo em tempo real e alarma desvios, mas não controla a execução da produção por ordem nem a rastreabilidade de lote. O MES faz isso. Em plantas menores, funções simples de MES podem ser atendidas por um supervisório bem projetado, mas os papéis continuam distintos.

Preciso de um MES para integrar as máquinas ao ERP?

Nem sempre. A integração pode levar produção, parada e consumo direto da máquina ao ERP, por uma camada de coleta, sem um MES completo. O MES se justifica quando a planta precisa controlar a execução e a rastreabilidade em detalhe. O levantamento técnico indica o menor caminho para o seu caso.

O que é ISA-95?

É a norma (IEC 62264) que define os níveis e as fronteiras entre os sistemas de uma fábrica, da máquina à gestão do negócio, e o que passa de um nível para o outro. Ela é a base da divisão entre CLP, supervisório, MES e ERP, e ajuda a localizar onde está o elo faltante de uma planta.

A integração exige trocar o ERP?

Não. A integração é desenvolvida para o ERP que a planta já usa, pela interface que ele oferece. A viabilidade depende dessa interface e do acesso liberado pela TI, e é confirmada antes da proposta. O que se desenvolve é a camada de coleta, e não um novo ERP.

O que é um sistema supervisório industrial?

É o software que lê dados de CLPs, sensores e medidores, mostra o estado do processo em telas, guarda o histórico e emite alarmes. Ele supervisiona a operação; o controle em tempo de ciclo continua no CLP de cada máquina. SCADA e supervisório designam, na prática, o mesmo tipo de sistema.

É possível acessar o supervisório de fora da fábrica?

Sim, por meio de um supervisório em formato web e de um desenho de acesso seguro, com perfis de usuário e separação entre a rede de automação e a rede corporativa. O desenho é definido no projeto, com a TI da planta.