MES開発は、現場調査から要件定義、設計、開発、テスト、試運転を経て本番稼働に至る流れで進みます。なかでも要件定義を製造現場の業務に合わせて丁寧に行うと、後工程の手戻りを減らしやすくなります。
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MES開発の全体像
MES（製造実行システム）の概要と必要性
MES（Manufacturing Execution System：製造実行システム）は、工場の製造工程をリアルタイムで管理・制御するシステムです。ERPが「計画」の管理を担うのに対し、MESは「実行」の管理を担います。
製造指示や実績収集、品質管理などを、現場レベルでリアルタイムに処理する点が特徴です。製造業でMESが必要とされる背景には、多品種少量生産への対応やトレーサビリティの強化といったニーズの高まりがあります。そのほかにも、品質管理の厳格化、製造コストの削減、IoT化による設備データの活用が挙げられます。
特に自動車・電子部品・食品・医薬品などの業種では、トレーサビリティ要件や品質基準への対応として、MESの導入が不可欠となっています。
MESの主要機能と製造業務との関係
MES開発で実装する主要機能は、大きく7つに分けられます。製造指示から品質管理まで、現場の業務の流れに沿って整理します。
- 製造指示管理：ERPや生産計画からの指示を現場へ展開する機能
- 実績収集・進捗管理：各工程の開始・完了・不良数をリアルタイムで把握する機能
- 品質管理：検査結果の記録、合否判定、品質情報の管理
- トレーサビリティ管理：原材料ロットから完成品までの追跡情報の管理
残りの3つは、設備や作業の情報を扱う機能です。運用や改善に使える形まで見通して設計します。
- 設備稼働管理：PLCやIoTデバイスからの稼働データ収集とOEEの算出
- 作業標準・手順書管理：電子化した作業指示や手順書の現場への配信
- 分析・レポーティング：生産実績、品質データ、設備稼働率のダッシュボードでの可視化
7つの機能を製造工程の特性に合わせて設計・実装することが、MES開発の核心です。
開発工程の全体フローと期間目安
MES開発の全体工程は「現場調査→要件定義→基本設計→詳細設計→開発→結合テスト→試運転→本番稼働」の8フェーズで進みます。
期間の目安は規模によって変わりますが、中規模のMES開発（工程数10〜30、連携設備10〜50台程度）では、12〜18か月ほどが一般的です。
特にMES開発では、現場調査と試運転のフェーズに十分な時間を確保することが大切です。試運転では、実際の製造ラインを止めずにシステムを並行稼働させ、現場オペレーターの操作確認と問題の洗い出しを行います。期間短縮を急ぐあまり試運転を省略すると、本番稼働後に重大なトラブルが起きるリスクが高まります。
MES開発の進め方
業務分析・要件定義の進め方
MES開発の要件定義は、製造現場の業務を細かく分析するところから始まります。ここを曖昧にしたまま進めると、後の工程で仕様を作り直す手戻りが生じます。
まず、工場の製造プロセス全体をフローチャートに書き出し、各工程の作業内容や使用する設備を詳しく把握します。品質チェックのポイントや管理するデータ項目も、あわせて押さえます。次に、現場オペレーターや工場長など関係者全員にヒアリングし、「現状の課題」と「システム化で解決したいこと」を整理します。
要件定義では、必須機能・優先機能・将来機能を分けて整理します。あわせて、PLCやIoTデバイス、ERPとのデータ連携の要件を明確にし、品質基準とトレーサビリティの要件も定めます。こうした整理を丁寧に行うことが、後工程での作り直しを防ぐ最大のリスク対策です。
設計・データモデリングのポイント
MESの設計で最も重要なのは、トレーサビリティを支えるデータモデルの設計です。製造ロットや検査結果などを、使用部品や作業者情報と正確に紐付けておくと、後から製品の流れをたどれます。
設備連携の設計では、各PLCやセンサーからどのデータを何の周期で集めるかを明確にします。そのうえで、リアルタイムで処理するデータと蓄積するデータを分けて設計します。
UI設計では、製造現場で使いやすさを最優先に、大型タッチパネルやハンディターミナルでの操作性を考慮した画面設計が必要です。製造ラインでは、システムの停止がそのまま製造の停止につながるため、高可用性やフェイルセーフの仕組みを設計の段階から組み込んでおく必要があります。
開発・テスト・リリースの注意点
開発やテストの段階では、製造ラインへの影響を抑えるため、本番環境とは独立したテスト環境を用意します。PLCやIoT機器との結合テストには、実機を使ったテストが欠かせません。そのため、工場との調整スケジュールは早めに確定させておく必要があります。
試運転では、実際の製造ラインで現行システム（または手作業）とMESを並行稼働させ、データの整合性や操作性、パフォーマンスを確認します。また、試運転で見つかった問題は、本番稼働の前に必ず修正します。
リスクを抑えるため、リリース（本番移行）は週末や生産休止日を利用するのが推奨されます。移行直後は、エンジニアが工場に常駐してサポートできる体制を整えることも大切です。
スクラッチ開発・パッケージ・クラウドの選択基準
スクラッチ開発が適しているケース
スクラッチ開発は、自社固有の製造プロセスや特殊な品質管理要件に完全に対応したMESを構築できる反面、開発期間が長く費用も高くなる傾向があります。
スクラッチ開発が適しているのは、次の4つの場合です。①自社独自の複雑な製造工程や品質管理ルールがあり、既存パッケージでは対応できない業種固有の要件がある場合、②特殊な設備やPLCとの密な連携が必要な場合です。また、③将来の機能拡張やカスタマイズの柔軟性を最大限確保したい場合、④自社のノウハウをシステムに組み込み、競争優位性を高めたい場合も該当します。
ソースコードの完全な所有権を持てるため、長期的な運用・改修コストをコントロールしやすいことも、この方式のメリットです。
パッケージ・クラウドMESが適しているケース
MESパッケージ（Infor Mongoose・Opcenter Execution等）やクラウド型MESは、標準機能を活用することで開発期間とコストを削減できます。この方式が向いているのは、製造プロセスが比較的標準的で業種標準に近い場合、スピーディな導入を最優先にしたい場合、社内のIT保守リソースが限られている場合です。
特にクラウド型MESは、SaaS型のため初期投資を抑えられ、バージョンアップも自動で行われるメリットがあります。ただし、設備連携のカスタマイズ制限や日本語対応の品質、国内サポート体制を慎重に評価する必要があります。自社の特殊な製造プロセスへの対応度も、あわせて確かめておくことが大切です。
ハイブリッドアプローチの考え方
MES開発においては、スクラッチとパッケージを組み合わせるハイブリッドアプローチも有効な選択肢です。例えば、製造指示管理や実績収集といった標準的な機能は、パッケージをベースに構築します。一方で、自社固有の品質管理ロジックや特殊な設備との連携部分は、スクラッチで開発します。
このアプローチにより、コストと柔軟性のバランスを取りながら、自社の要件を満たすシステムを構築できます。ハイブリッドアプローチを成功させるには、パッケージの標準機能とスクラッチ部分の「つなぎ方」（インターフェース設計）を慎重に設計することが欠かせません。あわせて、パッケージのバージョンアップ時にスクラッチ部分への影響が最小になるよう、疎結合な設計を心がけることも大切です。
MES開発を外注する際の注意点
発注先選定で確認すべき5つのポイント
発注先を選ぶときは、次の5つの点を確認すると判断しやすくなります。
- 製造業務への深い理解と開発実績：同業種や同規模のMES開発実績があり、製造プロセスの特性を踏まえた提案ができるか
- 設備連携（PLC・IoT）の技術力：実際の工場設備との連携経験があるか
- 要件定義から定着支援までの一気通貫対応力：コンサルとエンジニアが同じチームで動けるか
- 試運転・現場定着支援の実績：工場での試運転を経験し、現場でのトラブル対応力が高い傾向があるか
- 保守・運用体制：リリース後も長期のサポートが可能かどうか
要件定義で失敗しないための準備
要件定義で失敗しないためには、次の3点を押さえておくことが役立ちます。
- 現場キーパーソンの巻き込み：オペレーターや班長クラスのベテランが要件定義に加わり、「机上の空論」にならない実践的な要件を固める
- As-Is/To-Beの明確な整理：現状の業務フロー（As-Is）と目標とする業務フロー（To-Be）を一覧にし、変える点と残す点を分ける
- 段階的なスコープ設定：一度に全機能を作り込まず、最初のフェーズでは最も重要な課題を解決する機能に絞り、プロジェクトリスクを減らす
開発コストを適正化するためのアプローチ
MES開発のコストを適正化するアプローチは、次の3点です。
- MVPアプローチによる段階開発：製造実績の収集と可視化（ダッシュボード）から始め、効果を見てから品質管理やトレーサビリティを追加して、初期投資のリスクを減らす
- 設備連携コストの精査：全設備を一度に連携させるとコストが膨らむため、費用対効果の高い主要設備から順に連携を広げるロードマップを立てることが有効
- 既存システムとの役割分担の明確化：ERPや既存の品質管理システムと機能が重ならないよう、MESの担当範囲をはっきりさせ、不要な開発を避ける
riplaへの相談
riplaは、コンサルティングから開発まで一気通貫で支援している会社です。製造・業務システム分野のDX化に深い知見を持ち、業務分析から設計、実装、定着支援まで一貫して対応しています。
MES開発の進め方や費用、発注方法で迷っている場合は、お気軽にご相談ください。
プロジェクト開始前の現状分析から、As-Is/To-Beの整理、要件定義、開発、リリース後の定着支援までを通してサポートするため、DX推進をスムーズに進められます。
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会社紹介
株式会社riplaでは、お客様の事業・ユーザー・業務に最適化したオーダーメイド型システムを、構想策定・要件定義から開発・改善まで一気通貫で支援。事業会社でIT・DXを経験したプロフェッショナルによる高い要件定義力・システム設計力を活かし、事業成果の最大化に伴走します。
また、当社独自の開発テンプレート「Boxシリーズ」による標準機能の高速開発と、AI駆動開発の独自フレームワーク「GoDD」による独自機能のAI実装を組み合わせることで、低コスト・短期間で開発を実現いたします。
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株式会社ripla 代表取締役CEOとして、システムパッケージ活用、システム開発、データ分析、生成AI活用、SaaS開発、アプリ開発、EC構築など、幅広い領域で企業のDX推進と事業成長を支援している。事業会社でIT・DXを経験したプロフェッショナルが集う株式会社riplaにおいて、お客様の事業・ユーザー・業務に最適化したオーダーメイド型システムを構想策定・要件定義から開発・改善まで一気通貫で支援し、単なるシステム納品にとどまらず、クライアントと同じ目線で事業成果の最大化に向けた伴走支援を行う。早稲田大学卒業後、ラクスル株式会社、LINEヤフー株式会社にて事業開発やDX推進などに従事した後、株式会社riplaを創業。