MES Systémy ve strojírenství – část 1

Pod názvem „MES Systémy ve strojírenství“ jsme pro vás připravili sérií článků se stejnojmenným názvem, které vychází z diplomové práce, kterou vypracovala Iva Štrublíková.
1. Základní funkce a vlastnosti MES

MES jsou systémy vyvinuté pro operativní plánování a řízení výroby, jejichž účelem je operativně poskytovat informace pro okamžité řízení a optimalizaci výrobních procesů. Pomáhají výrobním manažerům lépe využívat informace pro spouštění výrobního plánu. Jsou vhodné i pro nasazení do výroby, kde je již nasazený podnikový informační systém ERP (Enterprise Resource Planning) z důvodu zefektivnění řízení a optimalizaci výrobních procesů podniku. Jedná se tedy o přímý integrovaný počítačový systém, který akumuluje metody a nástroje potřebné ke zdokonalení výroby.

Na rozdíl od klasických informačních systémů pracují s aktuálními daty v reálném čase, což jim umožňuje pružně reagovat jak na nestandardní stavy ve výrobě, tak i na okamžité požadavky obchodu a přizpůsobovat výrobní proces, aby byl co nejefektivnější. Vzhledem k podnikovým skupinám systémů vystupují MES současně jako zdroj i jako příjemce informací. Výrobní informační systémy jsou efektivním nástrojem pro monitoring, řízení a vyhodnocení výrobního procesu v celé jeho komplexnosti. Byly vyvinuty k vyplnění komunikačních děr mezi výrobním plánovacím systémem (MRP – Manufacturing Resource Planning, MRP II, ERP apod.) a kontrolními systémy MCS (Manufacturing Control Systems) používaných k běhu zařízení na výrobní platformě. Před vývojem MES byly nástroje pro řízení výroby náročné na zpracování - složité ruční papírové zpracovávání informací a jejich částí jako jsou údaje ze statistického řízení procesu SPC (Statistical Process Control), doručování zpráv, nepřesné kontrolní zprávy a zprávy o zmetkovitosti apod. Podnikový systém i s implementovaným systémem MES je na obrázku (viz níže).

PodnikSyst

Plnění výrobního plánu se spíše nedařilo a složitost celého procesu vedla k nutnosti propojení informací v rámci celého podniku. Bez propojení informací v podniku vznikaly tyto druhy problémů s upořádáním dat:

  • data obvykle přicházela pozdě,
  • data byla zřídka aktuální a spolehlivá,
  • informace byly obsáhlé a extrémně složité ke srovnání,
  • informace byly obvykle založeny na představách oddělení.
  • 1.1 Funkcionalita MES

Funkcionalita MES pokrývá široké spektrum vlastností, které může systém obsahovat. Tyto výrobní informační systémy implementují dle požadavků asociace MESA obecně 11 funkčních oblastí. Řada funkcí se při realizaci systému v konkrétních podmínkách může navzájem překrývat, a naopak některé funkce nemusí být v konečné verzi zahrnuty vůbec. Výsledné řešení je vždy závislé na potřebách a požadavcích zákazníka. Asociace MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association) proto provedla studii o uživatelích a nabídla následující seznam výhod z používání počítačově řízeného výrobního informačního systému:

  • snížení výrobního času cyklu, snížení doby nutné k realizaci,
  • snížení nebo eliminace doby zpracování vstupních dat,
  • snížení rozpracovanosti (work in process),
  • snížení nebo eliminace kancelářské práce,
  • zlepšení jakosti výrobků,
  • posílení růstu provozních techniků,
  • zdokonalení plánování procesu,
  • zlepšení zákaznického servisu.

Funkční model MES systémů podle MESA:

ModelMes

1.1.1 Krátkodobé plánování – operativní řízení výroby

Vizualizace stavů technologie slouží pro okamžitý přehled o provozním stavu jednotlivých strojů, výrobních linek a zařízení. Součástí jsou informace o provozních podmínkách ve výrobě, technologických parametrech ovlivňujících kvalitu výroby, údaje vztažené k výrobkům (cykly strojů, počty kusů), evidence prostojů nebo výluk zařízení při seřizování strojů. To umožňuje tvorbu krátkodobých (např. denních) výrobních rozvrhů zohledňujících sekvence výrobních operací a jejich rozvržení mezi jednotlivá výrobní zařízení tak, aby se předešlo zbytečnému přestavování, prostojům, aby byla minimalizována spotřeba energie, omezeny dopravní operace apod. Jde o konečný rozvrh, beroucí v úvahu alternativní a paralelní i překrývající se výrobní operace s cílem přesně stanovit dobu trvání výroby.

1.1.2 Přidělování zdrojů a kapacit

Přidělování zdrojů zabezpečuje, aby všechny potřebné výrobní zdroje (stroje, nástroje, pracovní síly, materiál, energie apod.) byly k dispozici pro zahájení výroby (ve správné konfiguraci čas - místo - kvalita).

1.1.3 Dispečerské řízení výrobních jednotek, klíčové výrobní ukazatele

Přidělování výrobních jednotek podle zadaných pracovních příkazů a rozvrhů, koordinace výroby mezi linkami, zajišťování potřebného množství surovin a energie a sledování aktuálních stavů výrobního úseku. Součástí je také jednoznačná definice správných výrobních postupů (GMP – Good Manufacturing Practice). Rozhodování se provádí na základě výrobních ukazatelů a statistik např. výkonnostních linek nebo celkových ukazatelů efektivity.

1.1.4 Správa dokumentace

Správa všech záznamů a dokumentů (schémata, výrobní postupy, harmonogramy, protokoly o změnách, receptury, pracovní příkazy apod.), informací o průběhu a výsledcích výroby, porovnání zadání se skutečností apod. Obsluze zařízení posílá instrukce, poskytuje receptury pro řídicí systémy. Může též obsahovat instrukce týkající se dodržování předpisů v oblasti životního prostředí, zdraví a bezpečnosti práce, případně i vazbu na řízení jakosti ve smyslu norem ISO.

1.1.5 Sledování pohybu a genealogie produktu

Sledování každého výrobku, dávky či série v průběhu celého výrobního cyklu a uchování skutečných podmínek, za nichž byly vyrobeny (záznamy o jednotlivých výrobních krocích, použitých materiálů, postupech, průběh klíčových technologických veličin apod.).

1.1.6 Analýza výkonnosti

Sleduje a počítá klíčové výrobní ukazatele, porovnává výsledky aktuálně dosahované ve Výrobě s jejich krátkodobou historií a predikuje odhady ekonomických výstupů.

1.1.7 Správa lidských zdrojů

Vede záznamy a informuje o kvalifikaci personálu (vzdělání, certifikáty, zvláštní znalosti a dovednosti). Sleduje nepřímé činnosti při přípravě materiálů, strojů a nástrojů jako podklad pro kalkulaci nákladů podle činností (např. kolik času kdo stráví při řešení odstávky, přestavění stroje, aj.). V interakci s přidělováním zdrojů napomáhá optimálně vybírat pracovníky pro konkrétní činnosti.

1.1.8 Řízení údržby

Funkční oblast plánování a řízení údržby sleduje a řídí aktivity vykonávané s cílem udržovat výrobní prostředky v takovém technickém stavu, aby se předešlo neplánovaným přerušením výroby. Poskytuje rozvrhy periodické i preventivní údržby a umožňuje řídit údržbu podle skutečného stavu zařízení.

1.1.9 Ovládání výrobního procesu

Ovládání výrobního procesu je zajištěno operátorskými funkcemi.

1.1.10 Řízení kvality

Zajišťuje v reálném čase analýzu dat snímaných z výrobního zařízení s cílem sledovat kvalitu vyráběného produktu a včas identifikovat nežádoucí odchylky. Využívá metody SPC/SQC průběžného statistického vyhledávání rozdílů mezi požadovanými „ideálními“ a skutečnými parametry procesu a vyhledávání příčin těchto rozdílů. Do řízení kvality bývají též často zahrnuty offline prováděné analýzy z laboratorního informačního systému.

1.1.11 Sběr a archivace dat

Základní stavební kámen každého MES systému. Zabezpečuje nepřetržitý sběr dat z výroby v reálném čase, jejich dlouhodobou archivaci a dostupnost pro další zpracování. Nedílnou součástí je ochrana dat proti ztrátě i proti zneužití. MES tedy zajišťuje realizaci individuálních funkcí například:

  • operativní plánování a optimalizace výrobních sérií,
  • řízení výroby na základě receptur a elektronický záznam o výrobě,
  • sběr technologických dat a jejich historizace,
  • analýzy dat, bilancování a výrobní protokolování,
  • sledování výroby a historie výrobních operací,
  • sledování materiálů ve výrobě, operativní inventura.

Mezi úrovní MES a nadřazenými a podřazenými úrovněmi probíhá při chodu systému neustálá výměna informací. Problém s výměnou informací mezi úrovněmi systému je zhoršen:

  • různou úrovní abstrakce (pracovní postupy, dokumenty, řídící signály), různou periodou zpracování (MES systémy pracují v reálném čase a perioda se pohybuje v milisekundách),
  • různou datovou strukturou (různé typy dokumentů, konstrukční výkresy a jiné záznamy v databázích),
  • různou úrovní přesnosti (snímané veličiny, řídící signály, prognózy, plány, odhady),
  • různým přístupem zpracování (řídící pracovníci, výkonní výrobní pracovníci, stroje a zařízení). [1]

Literatura:

[1] McClellan, M., Applying Manufacturing Execution System, CRC Press LLC, 1997

V následující části „MES Systémy ve strojírenství“ bude pokračování kapitoly Základní funkce a vlastnosti MES …

Powered by Bullraider.com
Jste zde: Home Články MES-MOM MES Systémy ve strojírenství – část 1