InTrack. MES systém pro sledování, řízení a detailní záznam historie výroby. Vladimír Světlík Pantek (CS) s.r.o.

Transkript

1 InTrack MES systém pro sledování, řízení a detailní záznam historie výroby Vladimír Světlík Pantek (CS) s.r.o.

2 Strana 2 Co je to MES MES je zkratka z anglického termínu Manufacturing Execution System a používá se pro označení systému, který je určen pro efektivní vykonávání průmyslové výroby. Vzhledem ke složitosti a variabilitě dnešního výrobního prostředí musí moderní systém MES splňovat širokou škálu funkčností. Systém MES zajišťuje zejména převzetí požadavků na výrobu z nadřazeného plánovacího/obchodního systému, provádí krátkodobé rozplánování výroby, poskytuje přehled o rozpracované výrobě pro řízení a správu výrobních procesů v reálném čase, zabezpečuje kvalitu výroby, ukládá data o splněné kvalitě a dalších parametrech výrobků, provádí sběr dat pro záznam výrobního rodokmenu výrobků a pro analýzy sloužící k průběžné optimalizaci výroby a k vyhodnocování výrobních nákladů. Většina těchto funkčností je ve výrobních podnicích samozřejmě nějakou formou již řešena, protože bez nich nemůže výrobní podnik dlouhodobě efektivně fungovat. Během historie se systémy MES vyvíjely. Dříve se pro sběr a přenos informací používala hlavně papírová forma, což v dnešní době již nepostačuje. Postupem času se proto i v této oblasti začala prosazovat výpočetní technika a přesvědčila uživatele o svých přínosech. Tento příspěvek se zabývá komplexním softwarovým řešením problematiky systémů MES. Definice MES podle MESA International MESA International je mezinárodní asociace, která sdružuje firmy zabývající se řešením problematiky MES pomocí softwarových systémů. Tato organizace definovala 11 základních funkčností, které by měl systém MES vykonávat: Sběr dat (Data Collection/Acquisition) získání dat pro archivaci a další zpracování Dispečerské řízení produkčních jednotek (Dispatching Production Units) řešení výrobních situací automaticky systémem nebo obsluhou (operátor, mistr, vedoucí výroby, technolog aj.) na základě informací z procesu a systému MES, včetně záznamu jejich řešení Řízení dokumentace (Document Control) pracovní instrukce, výrobní příkazy, plány, receptury, výsledky výroby, reporty aj. Sledování toku materiálu (Product Tracking and Genealogy) přehled o stavu rozpracované výroby (stav konkrétních objednávek, změny priorit, důvody zastavení ve výrobě aj.) a vytváření kompletního rodokmenu výrobku (detailní záznam skutečné výrobní historie, složení výrobku a souvisejících aktivit během jeho výroby) Analýza výkonnosti (Performance Analysis) výrobní protokoly nejrůznějšího druhu pro analýzu průběhu výroby Řízení lidských zdrojů (Labor Management) dostupnost, oprávnění, certifikace, sledování a vyhodnocování výkonnosti pracovníků Řízení údržby (Maintenance Management) sledování a řízení pravidelné údržby, evidence náhradních dílů, nákladů na údržbu, plánování kapacit údržby Vedení procesu (Process Management) rozhraní SCADA/HMI (Supervisory Control and Data Acquisition/Human-Machine Interface) pro vizualizaci a supervizní řízení prostředků přímého řízení výroby (řídicí systémy automaty PLC, DCS aj.) Řízení kvality procesu (Quality Management) sledování dodržování správných výrobních postupů GMP (Good Manufacturing Practices) a daných výrobních parametrů, řízení kvality výroby sledováním statistických alarmů v reálném čase (SPC/SQC) Krátkodobé plánování (Operations /Detail Scheduling) řazení výrobních dávek podle různých kritérií Přidělování zdrojů a kapacit (Resource Allocation and Status) kontrola a přidělení prostředků pro výrobu (výrobní zařízení, suroviny, lidé atd.) Z přehledu výše uvedených funkčností je vidět opravdu velmi široký záběr, který by měl mít ideální systém MES. Konkrétní řešení a splnění těchto funkčnosti však závisí na konkrétním dodavateli MES systému a je na zákazníkovi, aby rozhodl, zda nabízené řešení splňuje jeho požadavky.

3 Strana 3 Nejčastější chybou v minulosti i současnosti je neucelené a nesystematické řešení. Používají se různé produkty pro splnění dílčích funkčností. Pokud však uživatel použije softwarový produkt, který pokrývá pouze jednu nebo jen část potřebných funkčností, je potřeba dříve nebo později doprogramovat další požadované funkčnosti nebo vytvořit rozhraní na jiný produkt, který poskytne další funkčnosti, aby se systém MES stal uceleným řešením. Tímto postupem se však vytvářela nestandardní, těžko udržovatelná řešení. Rozhraní mezi produkty od různých dodavatelů a jejich údržba navíc významně zvyšují náklady na vlastnictví a mohou být zdrojem nespolehlivosti systému jako celku, např. při přechodu na nové verze operačních systému, databáze apod. Metody řízení výroby I před rozvojem výpočetní techniky výrobci potřebovali řídit výrobu, sbírat data z výroby a provádět optimalizace ke zlepšení výrobních procesů. Proto vznikly různé metody a definice postupů pro efektivní řízení výroby, zajištění kvality výroby a s tím související údržby. Nejaktivnějšími jsou v této oblasti tradičně japonští výrobci, zejména firma Toyota. Podívejme se v krátkosti na nejpoužívanější z těchto metod a všimněme si, v jakém jsou souladu s výše uvedenou specifikací systémů MES podle MESA International. KANBAN KANBAN je asi nejpoužívanější metoda na řízení toku materiálu od zákazníka přes výrobu až po nákup surovin. Tato metoda je založena na principu přenosu identifikačních karet spolu s výrobkem mezi odběratelem a dodavatelem. Odběratelem i dodavatelem může být kdokoliv v dodavatelském řetězci. Může jím být následující operace ve výrobě, sklad materiálu nebo zákazník. Tato metoda je jednoduchá a při tom efektivní pro řízení toku materiálu a výrobků. Snižuje rozpracovanou výrobu a množství materiálu na skladech a umožňuje rychlý tok materiálu výrobou. Principy metody KANBAN jsou zahrnuty ve schopnostech systémů MES v krátkodobém rozvrhování výroby, vedení procesu a dispečerském řízení. KANBAN však neřeší viditelnost rozpracované výroby (umístění a stav konkrétních zakázek) pro vedoucí pracovníky (mistr, vedoucí výroby, výrobní ředitel). Dále nezajišťuje sběr dat z procesu pro analýzy výkonnosti výroby, získání podkladů pro dokladování dodržení kvality výroby pro zákazníka (rodokmen výrobku) a certifikace výroby (ISO, VDA aj.). Tato data a mnohé další informace je nutné získávat z procesu ručně zápisem na papír, což je zdrojem nepřesností a snižuje produktivitu výroby. Systémy MES řeší všechny tyto nedostatky. POKA YOKE POKA YOKE je princip jak předcházet nekvalitě. Zabezpečuje, aby obsluha nezpůsobila chybu při výrobě. Jednoznačně zajišťuje, aby byl použit správný materiál nebo komponenta a aby byly vstupní komponenty umístěny na správné místo při montáži. Zabezpečení je možné provést mechanicky, elektricky nebo pomocí informačních systémů. Mechanická forma zabezpečení se hodí pro typy výrob, kde není často prováděna změna produkce. Pro lepší pružnost lze využít řídící systém (PLC), ve kterém jsou uloženy potřebné parametry procesu. Paměť v PLC je ovšem omezená a při volbě parametrů obsluhou může dojít k chybě. Proto je vhodné využít systém MES, který má v sobě uloženy parametry všech typů výrobků pro danou operaci a je schopen pružně, rychle a bezchybně měnit tyto parametry ve stroji podle právě vyráběného výrobku a kontrolovat, zda jsou tyto parametry dodržovány. Parametry výroby může technolog kdykoliv změnit i přímo ze svého počítače. OEE OEE (Overall Equipment Efficiency) je koeficient, který ukazuje skutečné využití výrobních zařízení a je součástí programu TPM (viz dále). Tento koeficient se počítá podle stanovené definice, která využívá data z procesu. Těmito daty jsou: možná doba provozu výrobních zařízení, prostoje, ideální cyklus stroje nebo operace, počet vyrobených kusů, počet zmetků a vícepráce. Přesnost výpočtu závisí na přesnosti získaných dat. Systémy MES získávají tato data automaticky z procesu a snižují náklady na jejich pořízení a zpracování. Výpočty efektivity výroby je možné provádět v reálném čase a kdykoliv analyzovat historická data.

4 Strana 4 TPM TPM (Total Productive Maintenance) je program, který definuje komplexní přístup k řízení procesu výroby a s tím spojené údržby výrobních zařízení. TPM definuje provázanost efektivity výroby s údržbou a pohlíží na tyto oblasti komplexně, protože výroba bude kvalitní, spolehlivá a efektivní, jen když výrobní zařízení budou spolehlivě a kvalitně vyrábět. Do tohoto procesu jsou zataženi všichni lidé z výroby od operátorů až po vedoucí výroby včetně oddělení údržby. TPM zahrnuje široký okruh různé problematiky a potřebuje sběr a zpracování dat nejen z výroby, ale i údržby. Je zřejmé, že pro efektivní zvládnutí velkého objemu různých dat jak pro operativní řízení výroby, tak i údržby je nezbytné použít informační systémy. Softwarový systém MES by měl tedy těsně spolupracovat se systémem pro řízení údržby; v ideálním případě by měl být od jednoho dodavatele, se stejným uživatelským rozhraním, dostupný ze stejného místa (PC) a se stejnou technologickou infrastrukturou. Informační systémy ve výrobním podniku Výrobci jsou na jedné straně pod stálým tlakem na snižování výrobních nákladů a zeštíhlování výroby (lean manufacturing), na straně druhé však rostou požadavky na různorodost výroby podle konkrétních specifikací v zákaznických objednávkách (make-to-order). Tato strategie vyžaduje mnohem větší míru pružnosti a viditelnosti výrobních procesů, než je tradičně dostupné v nepružných výrobních informačních systémech vytvářených na míru nebo používajících papír a tužku. Moderní manažeři podniků proto přemýšlejí, jak zvýšit flexibilitu výroby a snížit výrobní náklady pomocí informačních technologií. V současnosti už více rozumějí tomu, co (ne)mohou čekat od svých administrativních informačních systémů kategorie ERP (Enterprise Resource Planning) a SCM (Supply Chain Management), tzn. v jaké míře (ne)mohou tyto systémy provádět řízení a optimalizaci vlastních výrobních procesů, vzhledem k tomu, že systémy ERP a SCM nejsou primárně určeny pro splnění MES funkčností a získávání detailních produktově zaměřených údajů z výroby. Oblast informačních technologií prošla v nedávné minulosti krizí v souvislosti s přechodem přes rok 2000 a krachem firem patřících do nové ekonomiky. Po jejím odeznění předpovídá stále více průmyslových expertů otevření prostoru pro implementaci výrobních informačních systémů kategorie MES. Vzestup systémů MES byl už totiž ohlašován několikrát v minulosti, ale tyto proklamace vyzněly do ztracena, protože výrobci v posledním desetiletí utráceli svoje peníze a energii za nákup a implementaci finančních a obchodních informačních systémů (ERP). V souvislosti s přechodem přes rok 2000 musely navíc firmy investovat další vysoké částky peněz do úprav a nákupu nových verzí těchto administrativních informačních systémů. Tyto náklady byly zvýšeny o internetové aplikace, které prodloužily dosah informací až k zákazníkům a dodavatelům výrobních podniků, což způsobilo nárůst prodeje aplikací navazujících systémů kategorie e-bussines, SCM a v poslední době módního CRM (Customer Relationship Management). Obr. 1: MES tvoří důležitý článek v celém dodavatelském řetězci

5 Strana 5 Výrobní podniky vydaly na všechna tato řešení velké množství finančních, materiálových a lidských zdrojů. Výsledkem je, že nyní jsou podniky sice těsněji spojeny se svými zákazníky a dodavateli, ale vlastní výroba je stále černou dírou v informačním toku v rámci podniku i v rámci celého dodavatelského řetězce (Obr. 1). Ano, objednávky od zákazníka přijdou sice rychleji a výrobní komponenty jsou přivezeny do závodu včas, ale výroba trvá stejně dlouho, se stejnými problémy a stejně (ne)efektivně jako před pěti lety. V celém dodavatelském řetězci chybí jeden důležitý článek, kterým je ucelené a efektivní MES řešení. Současná situace - hlavní požadavky výrobců Všimněme si nyní podrobněji tří oblasti, které doposud nebyly v podnicích bez kvalitního MES systému uspokojivě řešeny a na které se výrobci nyní ve svém výrobním prostředí nejvíce soustřeďují. Všechny tyto oblasti jsou zaměřeny na sledování stavu konkrétního výrobku nebo výrobní zakázky: - Viditelnost rozpracované výroby a výrobních procesů v reálném čase (Visibility) - Vytváření kompletního rodokmenu výrobku nebo výrobní dávky (Genealogy) - Řízení kvality výroby (Quality Control Processes) Zviditelnění rozpracované výroby v reálném čase I když velké množství vlastních výrobních procesů je prováděno na plně automatizovaných výrobních linkách, přenos dat do nadřazených systémů se stále většinou děje papírovou formou. Data se poté zadávají ručně do počítače, což zvyšuje náklady, přináší chyby, ale zejména způsobuje zpoždění v toku informací. Lidé, kteří mají řídit výrobu a rozhodovat, nemají včas potřebné informace. Tento nedostatek si výrobní firmy začínají uvědomovat a zaměřují svoji pozornost na zviditelnění výrobních procesů. A právě systémy MES poskytnou řešení pro vyplnění střední vrstvy, tj. onoho chybějícího článku mezi spodní úrovní přímé výroby (s řídicími systémy PLC, DCS aj.) a nadřazenými administrativními systémy (ERP), příp. aplikacemi pro řízení dodavatelského řetězce (SCM). Systém MES zviditelňuje v reálném čase aktuální dění ve výrobě a poskytuje názorné a přehledné informace pro rozhodování a řízení výroby a přístup ke všem výrobním zdrojům (stav a umístění výrobní zakázky ve výrobě, dostupné výrobní kapacity, suroviny, stroje, lidé aj.). Detailní záznam výrobní historie Záznamy historie výroby byly dříve brány jako užitečná data pro analýzu chodu vlastní výroby, případně jako podklad pro certifikaci podle norem ISO, VDA aj. Dnes je kladen důraz na vytváření detailních rodokmenů výrobků pro zákazníky, kteří vyžadují dokladování kvality výroby a dodržení správných výrobních postupů. Jedná se zejména o výrobky nebo komponenty pro elektrotechnický nebo automobilový průmysl. Zákazníci požadují, aby s výrobkem šel dodací list obsahující rodokmen výrobku, nebo aby tyto údaje byly přístupné při odběratelském auditu, nebo nejlépe přímo z prostředí Internetu. MES systém proto musí umět pořizovat záznamy o pohybu konkrétního výrobku nebo výrobní dávky celou výrobou. Součástí rodokmenu jsou všechny události ve výrobě mezi něž patří např. start a konec operace, čas čekání před operací, čas operace, použité stroje, spotřebované materiály, klíčové procesní parametry během operace, informace kdo prováděl jakou operaci, všechny přesuny s materiálem ve výrobě, výsledky kontrol a laboratorních zkoušek, alarmy během výroby aj. Součásti rodokmenu mohou být i trendy (grafy) procesních veličin automaticky přiřazených ke konkrétnímu výrobku (například pro záznam celého průběhu teploty při průchodu konkrétního výrobku pecí). Důležité je, aby všechny tyto údaje byly propojeny s konkrétním identifikačním číslem výrobku. Systém MES tudíž musí umět pracovat s identifikačními systémy pro jednoznačnou identifikaci, jako jsou čárové kódy, magnetické čipy apod.

6 Strana 6 Řízení kvality výroby Požadavky na kvalitu moderní výroby jsou tak přísné, že někdy i jeden špatný výrobek za směnu může způsobit, že výroba je hodnocena jako zmetkovitá. Výrobci se tedy úzkostlivě snaží předcházet nekvalitní výrobě a odstraňovat všechny negativní vlivy. Proto se čím dál častěji zavádí sledování kvality v reálném čase. Systémy MES hlídají dodržení správného výrobního postupu. Zaručují, že na výrobku byly provedeny všechny operace a ve správném pořadí; sledují, zda byly použity správné suroviny, ve správné operaci a ve správném množství; zda byly dodrženy předepsané procesní parametry; podmínky kontroly kvality aj. Součástí systému MES bývá i modul statistického řízení výroby, který v reálném čase vyhodnocuje trendy kvality výroby a dokáže předcházet výrobě zmetků. Zmetkovitost při přechodu no nové/variantní výrobky může být odstraněna i automatickou změnou parametrů (vstupní materiály, procesní parametry aj.) strojů a výrobních linek podle typu vyráběného výrobku. Řešení od Wonderware MES software InTrack Z výše uvedených skutečností je patrné, že těsný kontakt s výrobou nelze zajistit pouze administrativními informačními systémy (ERP, SCM). Jejich funkčnost je sice pro podnik nezbytná, ale je primárně zaměřena na řízení financí, lidských, dodavatelských a obchodních zdrojů. S výrobními informačními systémy MES si však tyto administrativní systémy nekonkurují; naopak si mohou vzájemně vyměňovat potřebná data a údaje, aby byl zajištěn hladký tok informací po celém podniku. Jako příklad uceleného systému kategorie MES, který je schopen splnit všechny potřebné MES funkčnosti, je dále představen MES software Wonderware InTrack od společnosti Wonderware Corporation. Základní charakteristika systému Wonderware InTrack je ucelený softwarový systém kategorie MES, který splňuje všechny funkčnosti definované asociací MESA International. Je obzvláště vhodný pro sledování a řízení rozpracované výroby, podrobný záznam skutečné výrobní historie až na úroveň každého výrobku a pro zajištění vysoké a neměnné kvality výroby. Architektura a databáze: InTrack používá architekturu klient/server a pracuje pod operačním systémem Microsoft Windows NT nebo V prostředí MS Windows 2000 InTrack podporuje terminálové služby, což umožňuje využít nejmodernější IT technologie pro řízení výroby. Systém InTrack tak můžete mít mj. spuštěn i v internetovém prohlížeči nebo na přenosném zařízení (tenkém klientu) jakým je např. Pocket PC Compaq ipaq (Obr. 2). Obr. 2: Sledování a řízení rozpracované výroby na přenosném Pocket PC Compaq ipaq

7 Strana 7 InTrack využívá standardní relační databázi Microsoft SQL Server nebo Oracle. Tyto otevřené databáze fungují jako datové sklady, které uchovávají jak vytvořený výrobní model (výrobní postupy, parametry procesu aj.), tak i záznamy skutečné historie výroby. Použitím standardních otevřených databází pro ukládání výrobní historie se umožňuje snadný přístup k požadovaným datům z mnoha klientských aplikací různých typů a úrovní od výrobních operátorů, přes údržbu a výrobní technology až po nejvyšší podnikový management, a to i z prostředí Internetu. Vývoj aplikace: Model výroby se definuje v editoru InTrack ModelMaker, jehož grafické prostředí umožňuje snadnou definici výrobních postupů včetně různých parametrů příslušného výrobního procesu (materiály, správa materiálů, materiálové toky, spotřeba surovin, operace, sled výrobních operací, stroje, pracovní instrukce pro obsluhu a údržbu, přiřazení příslušných oprávnění jednotlivým zaměstnancům aj.). Vývoj modelu je intuitivní pouze postupem ukaž a klikni, bez nutnosti pracného databázového programování, InTrack ModelMaker sám vytvoří strukturu databáze (tabulky a reference mezi nimi), kterou lze kdykoliv rozšířit o další atributy nebo celé tabulky, a přizpůsobit tak, v případě potřeby, systém zákazníkovi na míru. K tvorbě grafického uživatelského rozhraní klientských aplikací se používá osvědčené a výkonné prostředí vizualizačního systému Wonderware InTouch. Obrazovky aplikace mohou být rychle nakonfigurovány pomocí sady objektů InTrack ActiveX. Tento přístup dovoluje, aby údaje výrobní a transakční (InTrack) i procesní (InTouch) byly poskytovány operátorovi, supervizorovi nebo vedoucímu pracovníkovi v jednom okně aplikace. Pro vývoj klientských aplikací lze použít i Microsoft Visual Basic s využitím OLE transakčního jádra systému InTrack a objektů ActiveX. Provoz aplikace: Za běhu aplikace využívá transakční jádro systému InTrack výrobní model definovaný v prostředí InTrack ModelMaker pro řízení toku zpracování zakázek a zaznamenává do databáze všechny výrobní události vznikající činností operátorů, výrobních zařízení a vnějších systémů. Tyto výrobní události mohou být zachycovány manuálně (zadání údajů z klávesnice) nebo automaticky (čárové kódy, data z registrů řídicích automatů PLC) a přesně dokumentují, co bylo ve výrobním procesu skutečně provedeno ( kdo, kdy, kde, co, jak, případně za kolik ). Informace o skutečném průběhu výroby a výrobních událostech uložené v databázi se využívají pro další analýzy a zpracování (optimalizace výroby, reklamace, dokladovatelnost správných výrobních postupů zákazníkům, spotřebované materiály, provedené operace, časový průběh výroby, provedená údržba, opravy a odstávky strojů atd.). Spolupráce se systémy ERP: Wonderware InTrack má certifikované rozhraní na různé administrativní systémy kategorie ERP a SCM (SAP R/3, Baan, Oracle aj.). V rámci koncernu Invensys, jehož součástí jsou mimo jiné firmy Wonderware a Baan, dochází k těsné integraci produktů těchto dvou firem. Nejnovější produkt ERP nazvaný ibaan využívá internetové prostředí pro těsnou spolupráci a výměnu dat mezi podniky v dodavatelském řetězci a spolupracuje se systémem InTrack. Zákazníci mohou u svých dodavatelů vidět rozpracovanou výrobu a detailní záznam výrobní historie konkrétní zakázky nebo kusu. Firma IBM, jako dlouhodobý partner firmy Baan, bude implementovat toto kompletní řešení dodavatelského řetězce. Splnění specifikací MESA International: V další části jsou přiblíženy vlastnosti systému InTrack z hlediska splnění uvedených specifikací MESA International. Sběr dat Výrobní data mohou být do systému InTrack zadávána ručně nebo (lépe) sbírána automaticky z výrobního procesu. Automatický záznam snižuje náklady na sběr dat, zajišťuje jejich přesnost a úplnost a umožňuje sledovat výrobu v reálném čase, aby kdokoliv z manažerů mohl na svém počítači okamžitě vidět přesný a aktuální stav ve výrobě. Napojení na řídící systémy (PLC) různého druhu a na snímače identifikačních kódů (BCD snímače) pro snímání procesních a výrobních dat je zajištěno prostřednictvím více než 600 I/O komunikačních programů (tzv. I/O nebo OPC Serverů) obsažených buď přímo v systému InTrack nebo dostupných od nezávislých dodavatelů (tzv. třetích stran). Toto propojení umožňuje nejen sbírat z výrobních zařízení skutečná technologická data, ale např. i automaticky měnit parametry stroje podle právě vyráběného typu výrobku.

8 Strana 8 Řízení dokumentace InTrack zajišťuje distribuci pracovních příkazů podle výrobního plánu na jednotlivé operace. Každý pracovní příkaz obsahuje informace o typu vyráběného výrobku, potřebných vstupních materiálech, žádaných procesních hodnotách (teplota, tlak aj.), dokumenty s pracovními instrukcemi, bezpečnostními předpisy, výrobními schematy apod.. InTrack zaznamenává kompletní historii výroby a tato data poskytuje všem zainteresovaným pracovníkům v podniku. Tato data je možné prohlížet v různých typech výrobních protokolů (reportů), které poskytují různé pohledy na historii výrobu i aktuální stav rozpracované výroby. Rozpracovanou nebo hotovou výrobu může výrobní ředitel vidět například i v dokumentu Microsoft Word nebo ve svém běžném internetovém prohlížeči, technolog nebo kvalitář může analyzovat data v sešitu Microsoft Excel apod. Dispečerské řízení InTrack poskytuje přehled o pořadí, prioritách a stavu zpracovávaných zakázek v reálném čase. Obsluha je automaticky informována o požadavcích na provedení výroby pro konkrétní výrobní operaci (použité materiály, receptura, stroje, množství výrobků, žádané parametry, skutečné parametry aj.) (Obr.3). Kdykoliv je možné se podívat na informace o průběhu výroby předchozích zakázek pro vyhodnocení a provedení případných optimalizací a korektur nastavení výrobních zařízení. Obsluha může zaznamenat a kdykoliv si zobrazit informace o kvalitě a vykonání zakázky (čas operace, množství odpadu, už spotřebované a ještě potřebné materiály, požadovaný a aktuálně možný čas ukončení výroby). Díky systému InTrack jsou informace z výroby přístupné všem zainteresovaným pracovníkům v podniku. InTrack poskytuje přehled o rozpracované výrobě a umožňuje zvýšit operativnost a rozhodování při řízení výroby. Lze měnit pořadí výrobních zakázek, jejich parametry, přiřazené materiály a stroje, a ovlivnit tak rychlost výroby a její kvalitu. Lepší viditelnost rozpracované výroby v reálném čase umožňuje lepší možnosti při jednání se zákazníky z hlediska plnění zakázek a dojednávání nových zakázek. S tím souvisí efektivnější využití elektronického obchodování B2B a B2C v rámci dodavatelského řetězce. Obr. 3: Příklad zadávání zakázek do výroby a jejich řazení Sledování toku materiálů InTrack sleduje tok materiálů celým výrobním procesem od příjmu surovin až po expedici hotových výrobků. Sleduje od jakého dodavatele je přijímaný materiál, určuje a sleduje do jakého skladu a umístění se uskladní. Je sledován pohyb materiálu ve skladu a jeho přesun do výroby. Ve výrobě InTrack sleduje zadání výrobních požadavků, průchod vyráběného výrobku výrobou včetně spotřebovaných materiálů, oprav, víceprací až do expedice hotového produktu do skladu hotových výrobků.

9 Strana 9 Pohyb a stav materiálu, surovin, pracovních požadavků a hotových výrobků je sledován v reálném čase. Kdykoliv je tedy možné vidět množství, umístění a stav materiálu na skladě i stav a množství rozpracované výroby. Všechny tyto aktivity jsou zaznamenávány do databáze a vytvářejí kompletní záznam o pohybu materiálu a výrobků ve skladech i během výroby včetně informací o jejich kvalitě. Informace jsou dostupné i v prostředí internetu (Obr. 4). Obr. 4: Sledování toku a stavu materiálu v Internet Exploreru Analýza výkonnosti InTrack odbavuje požadavky na výrobu a porovnává jejich plnění se skutečností. V reálném čase je možné sledovat plnění plánu porovnáním počtu vyrobených a požadovaných kusů nebo porovnáním žádaného času ukončení výroby a aktuálně přepočítaného času předpokládaného ukončení výroby. U všech operací jsou sledovány časy, včetně času čekání na zahájení operace. Lze tak analyzovat a sledovat výrobu z hlediska úzkých míst ve výrobě nebo délky zpracování výrobku v operaci. Tyto údaje jsou rovněž zaznamenávány do databáze a následně lze analyzovat výkonnost výroby v souladu se všemi dalšími údaji o průběhu výroby. Lze tak např. zjistit příčinu poklesu výkonnosti výroby z důvodu nižší kvality a následných oprav, často prováděné údržby nebo neplánovaných oprav, nedostatku materiálu, přestavování strojů atd. S výkonností výroby souvisí i výtěžnost. InTrack sleduje výtěžnost pro každou operaci a porovnává ji s definovanou předpokládanou výtěžností. Řízení lidských zdrojů U každého záznamu v databázi je identifikováno, kdo příslušnou výrobní operaci provedl. Lze tak sledovat a analyzovat kvalitu práce (počet zmetků, odpadu aj.) a výkonnost (počet vyrobených kusů, čas operace aj.) jednotlivých pracovníků. U každého pracovníka je možné sledovat čas příchodu na pracoviště a čas odchodu z pracoviště. Pro vybrané náročné nebo specifické operace lze určit pracovníky, kteří mají platnou certifikaci pro tuto operaci, a sledovat kdy jim certifikace vyprší a tito pracovníci budou muset absolvovat nové (pře)školení. Systém povolí provádět příslušné operace jenom zaměstnancům, kteří mají platné certifikace.

10 Strana 10 Řízení údržby I když je to často opomíjeno, údržba výrobních zařízení úzce souvisí s kvalitou a efektivitou výroby. Pracovníci údržby potřebují plánovat provedení údržby stroje podle skutečného provozu a opotřebení výrobních zařízení. V systému InTrack jsou definované pravidelné cykly údržby a InTrack sleduje, který stroj je potřeba zkontrolovat. Lze také nadefinovat maximální hranici (počet vyrobených kusů, počet motohodin aj.) a nepovolit použití stroje do výroby, pokud nebude provedena údržba, aby se stroj nerozbil nebo nevyráběl zmetky. Dalším znakem opotřebení stroje může být vysoká četnost oprav. InTrack zaznamenává jednotlivé poruchy a jejich opravy včetně času trvání. Lze s tím současně sledovat rychlost nalezení příčiny poruchy a její odstranění pracovníky údržby. Pokud by zákazník potřeboval komplexnější řešení sledování a řízení údržby, nabízí firma Wonderware softwarový systém Wonderware Avantis, který velmi podrobně řeší řízení údržby a správu hmotného majetku firmy včetně evidence skladů náhradních dílů, plánování údržby a nákupu potřebných zdrojů, sledování nákladů na údržbu aj. Výhodou je zejména možnost automatického sběru informací o skutečných provozních podmínkách výrobních technologií v reálném čase. Tyto informace zpřesňují požadavky na provádění údržby a zlepšují vzájemnou informovanost mezi výrobními operátory a pracovníky údržby. Obě aplikace mohou být propojeny a ovládány z jediného prostředí na stejném PC. Wonderware InTrack a Wonderware Avantis tak mohou společně řešit softwarovou podporu při nasazování TPM. Vedení procesu InTrack umožňuje vytvořit jednotnou aplikaci s funkčnostmi systému MES i SCADA/HMI díky těsné spolupráci s vizualizačními aplikacemi InTouch (Obr. 5). Obsluha tak má celkový a názorný přehled o dění ve výrobě. Na obrazovce vidí pracovní příkazy s jejich parametry, aktuální procesní hodnoty a jejich trendy, současné alarmy a historii vzniku a potvrzení alarmů, chod a funkčnost strojů včetně grafického zobrazení technologie a animací. Je možné pružně změnit typ výrobku na výrobní lince rychlým přestavěním parametrů nebo přizpůsobit výrobu velikosti výrobní dávky. InTrack zpřehledňuje tok, stav a množství materiálu, surovin a hotových výrobků a chod strojů a přispívá k efektivnějšímu chodu výroby, snížení surovin na skladech, rozpracované výroby a snížení nákladů na výrobu. Obr. 5: Ukázka jednotného operátorského rozhraní s funkcemi MES i SCADA/HMI

11 Strana 11 Řízení kvality procesu Systém InTrack vynucuje dodržení správného výrobního postupu. InTrack dodává do výrobních zařízení požadavky a parametry na výrobu a sleduje jejich dodržení v reálném čase. V případě zjištění nekvality je možné okamžitě zastavit další zpracování výrobní zakázky nebo zastavit výrobní zařízení a nevyrábět nekvalitní zboží. Analýza historie výroby umožňuje vytváření statistických reportů. Lze vyhodnocovat nejčastější příčiny nekvality výroby, odstávek strojů, provádět statistické analýzy výsledků kontrol a sběru procesních parametrů aj. Pro statistické sledování kvality výroby SPC (Statistical Process Control) v reálném čase je možné využít aplikaci Wonderware QI Analyst. Tento produkt sbírá data z procesu, vyhodnocuje je a vyhlašuje statistické alarmy (velký rozptyl hodnot, růstová nebo klesající tendence měřených vzorků aj.), které signalizují, že by mohlo brzy dojít k překročení povolených tolerancí, a tím i k nekvalitě výroby. Krátkodobé rozvrhování V systémech ERP nebo v jiných plánovacích systémech jsou vytvořeny výrobní plány a tyto plány jsou předávány do výroby. InTrack přijme krátkodobý plán (směna, den) a pokud je vše v pořádku, není potřeba žádný zásah do tohoto plánu. Může ale vzniknout okamžitý požadavek na výrobu a je potřeba přeřadit pořadí podle různých kritérií jakými mohou být priorita, žádaný čas dokončení výroby, typ materiálu aj. Druhým případem zásahu do výrobního plánu může být problém ve výrobě. Výpadek stroje je potřeba řešit přesměrováním na jiný stroj, nedostatek jedné suroviny způsobí přeřazení zakázek atd. V takových případech systém InTrack může automaticky zareagovat na vzniklou situaci nebo informovat operátory. Přidělování zdrojů a kapacit V modelu výroby systému InTrack jsou ve výrobním procesu definovaná výrobní zařízení, které je možné použít. Lze definovat primární a alternativní výrobní zařízení. V kusovníku InTracku jsou definovány vstupní materiály a jejich alternativy. Před začátkem výroby zakázky lze zkontrolovat dostatek surovin a vyhradit je pro konkrétní zakázku. Pokud není dostatek surovin, lze poslat požadavek na jejich zakoupení a dodání do výroby. K přenosu požadavku je možné využít moderních komunikačních technologií ( , GSM, Internet). Shrnutí Wonderware InTrack je uceleným softwarovým informačním systémem pro pokrytí komplexní problematiky MES. Vytváří chybějící článek mezi vlastními systémy přímého řízení výroby (PLC, DCS) a nadřazenými administrativními systémy (ERP, SCM). Řídí, zviditelňuje a zaznamenává výrobu v reálném čase, a přispívá tak k hladkému informačnímu toku v rámci celého výrobně-dodavatelského řetězce. InTrack je především vhodný pro výrobce, kteří vyžadují vysokou a neměnnou kvalitu velkého množství vyráběných výrobků, potřebují detailní záznamy skutečné výrobní historie, minimalizaci zásob a rychlé zavádění nových nebo modifikovaných výrobků na trh v rámci tvrdého konkurenčního boje. InTrack je např. používán při montáži automobilů nebo jejich komponentů, při výrobě elektroniky, zdravotnických zařízení, nápojů a potravin, oceli, kabelů, speciálních materiálů, v chemii, farmacii a v dalších oblastech průmyslu. Mezi významné zákazníky patří Philips Semiconductors, Johnson Matthey, Gates Rubber, Sagem, Volkswagen, Gillette, Honeywell, Volvo, Nestlé, DuPont, British Steel, SAB (South African Breweries) a v České republice firmy Unilever ČR, SAI Automotive Bohemia, Sekurit Saint-Gobain ČR.

12 Strana 12 Distributor firmy Wonderware Corporation pro Českou republiku a Slovenskou republiku