Pro konkurenceschopnou výrobu je nutné mít moderní strojní vybavení i efektivní výrobní procesy, proto je detailně sledována efektivita výroby a její kvalita. Tohoto nelze dosáhnout bez vysoké míry kvalitní automatizace a automatického sledování vybraných klíčových ukazatelů (KPI, OEE atd.) v reálném čase. Pro modernizaci své technologie výroby zdravotnických prostředků si výrobce, v níže popisovaném projektu, zvolil firmu Compas automatizace spol. s r. o. (dále Compas), která dodává jak modernizace strojů a jejich automatizaci, tak i prostředky pro monitorování výroby v reálném čase MES/MOM systémem COMES.

Služby pro zlepšení stávajících technologií

Mezi často poskytované služby patří modernizace stávajících strojů tak, aby byla zajištěna vysoká produktivita a spolehlivost. Modernizaci technologií zpracování textilních materiálů zajišťuje Compas automatizace s technologickými partnery specializovanými na konstrukci textilních strojů. Pracovníci Compas automatizace disponují znalostmi pro návrh elektrických částí textilních strojů, jejich automatizace včetně PLC systémů a regulovaných pohonů. Zákazník dostává kompletní službu, která obsahuje komplexní dodávku automatizované technologie, včetně uvedení do provozu, servisní činnost a dlouhodobou podporu včetně možné služby HotLine. Compas dodává převážně řídící techniku Beckhoff, Bosch Rexroth a Siemens.

Příklad modernizací speciálních textilních strojů

Příkladem takovéto modernizace byla výměna mechanismů dělicího a skládacího textilního stroje řešených variátory řízenými mechanickými vačkami za moderní řešení prostřednictvím mechanismů poháněných vzájemně synchronizovanými servopohony a řízenými moderními motion control jednotkami Siemens Simotion. Stávající koncepce výrobních operací stroje byla přitom zachována. Realizovaná modernizace umožňuje provoz na takt zvýšený o 80% při zachování zástavbových rozměrů stroje a logistických parametrů. Jediné úzké místo takto modernizovaného stroje byla po rekonstrukci pouze balicí sekce tvořená autonomní baličkou, která takto zvýšený takt stroje nestíhala. Toto úzké místo bylo řešeno nákupem nového balicího stroje. Další přidanou hodnotou zvoleného řešení je zajištění kompletní vizualizace stroje prostřednictvím dotykového panelu Siemens TP 1200, který na své 12" obrazovce poskytuje komfortní diagnostiku stavu stroje a zajišťuje nastavení parametrů stroje s využitím implementovaného recepturového systému, jehož použití vedlo k významnému zkrácení času přestavby stroje při změně výrobního sortimentu. Zákazník v současné době využívá i služeb, které umožňují realizovat vzdálenou správu řídící jednotky realizovanou prostřednictvím VPN linky na Ethernet.

Obr. 1: Ovládací panel modernizovaného dělicího a skládacího textilního stroje

Zvyšování efektivity stávajících technologií

V oblasti monitoringu a řízení výroby zajišťuje Compas automatizace kompletní spektrum úloh prostřednictvím MES/MOM systému COMES, který je nasazován i v jiných odvětvích průmyslu, od automotive po potravinářství. U výrobce zdravotnických pomůcek byly implementovány funkce monitoringu výrobních dat, vyhodnocování efektivity využití stroje (KPI OEE), zobrazení výsledků výrobního týmu na Andon obrazovkách výrobní haly a funkce pro vyhodnocování a analýzu sbíraných dat.

COMES OEE

Mezi nejčastěji implementované funkce COMES v textilním průmyslu patří sledování výrobních ukazatelů a technických parametrů strojů. Pro sledování výrobních ukazatelů strojů je s úspěchem využíván produkt COMES OEE, který je tvořen souborem funkčností zajišťujících sběr potřebných dat, jejich zpracování a prezentaci formou přehledných zobrazení. COMES OEE slouží pro poskytování informací výrobnímu týmu a průběžnou motivaci jeho členů k lepšímu výkonu a současně je nástrojem manažerů k optimalizaci a řízení výroby. COMES OEE poskytuje přehled o produkci linek, jejich odstávkách (downtime management), počtu shodných a neshodných kusů a důvodech neshod (quality management). Vypočítává a zobrazuje nejdůležitější KPI statistiky, jako jsou OEE a směnové protokoly aj.

Obr. 2: COMES OEE – detailní report KPI

COMES OEE umožňuje pružně přizpůsobit aplikaci konkrétním podmínkám výrobního podniku a jeho uživatelů, například v počtu sledovaných linek, druzích prostojů, typech neshod a dalších parametrech. COMES OEE automaticky sbírá data o chodu výrobních linek a počtu vyráběných výrobků prostřednictvím PLC linek nebo dodaného hardwaru. Další data sbírá COMES OEE prostřednictvím ručních vstupů operátorů ve výrobě, například klasifikaci prostojů a neshod výrobků.

COMES OEE zobrazuje výsledky na klientu systému COMES, webovém prohlížeči. Součástí vizualizace jsou jak obrazovky operátorských terminálů ve výrobě, tak PC uživatelů pro zobrazení statistik a analýzu výsledků. Pro rychlý přehled je možné konfigurovat aplikaci tak, aby se statistiky barevně lišily podle nastavitelných hodnot limitů OEE. Ve spojení s dalšími funkcemi systému COMES může aplikace sloužit jako základ pro optimalizaci a supervizní řízení výroby.

COMES OEE je aplikace výrobního informačního systému COMES, která využívá funkčností systémových modulů COMES Logon a COMES Modeller. Proto je možné ji doplnit o speciální uživatelské funkce. Aplikace COMES OEE využívá systémovou architekturu a IT funkce systému COMES. Podniku nabízí vysokou výkonnost od několika až po stovky linek. IT platforma klient/server umožňuje ochranu dat a webová architektura transparentní dostupnost výsledků výroby v reálném čase pro stacionární i mobilní prostředky uživatelů. Významným přínosem jsou rovněž minimální nároky na hardware a administraci systému.

COMES HISTORIAN

Pro sledování technických parametrů strojů je v textilních provozech rutinně nasazován modul COMES HISTORIAN, který umožňuje sledování výrobních a technologických operací v čase, jejich archivaci a analýzu. Uložená data prezentuje COMES HISTORIAN uživatelům prostřednictvím webového klienta (Internet Explorer) formou grafických výstupů. Data je také možno přímo z modulu exportovat do souboru formátů xls, csv, txt, html.

Trendy v COMES HISTORIAN jsou seskupením křivek spojitých nebo dvouhodnotových veličin. Každou křivku specifikuje jméno tagu (vzorku), na základě kterého je křivka založena. Tagy jsou vzorkovány s časovou značkou s přesností na milisekundy a kromě hodnoty obsahují i kvalitu vzorku.

U zobrazovaných průběhů je možné měnit rozsahy hodnot na osách či osy posouvat, uživatel má rovněž možnost měnit měřítko trendu rychlým zoomováním pomocí kolečka myši, zapínat online sledování trendu. Pomocí zaměřovacího kříže je možné odečítat hodnoty na křivce ve zvolené oblasti, jejich časové značky a rozdíly.

Zákazníci funkcí COMES HISTORIAN s úspěchem využívají pro kontrolu technologických parametrů, které stroj vykazoval během výrobních dávek. Cílem je dodržení technologické kázně obsluhou stroje a možnost dohledání parametrů, za kterých byl výrobek vyroben.

Obr. 3: COMES HISTORIAN – zobrazení spojitých veličin v čase s vložením textových hlášení

Systém COMES je připraven pro integraci s okolními systémy třídy ERP. Obvykle probíhá výměna s ERP na úrovni plánu výroby, odvádění výroby, resp. vykazování. Pro sběr dat je obvykle využita přímá komunikace s PLC stroji, případně jsou použita příslušná čidla a externí I/O jednotky připojené do Ethernet sítě.

Nasazením tohoto systému získá zákazník prostředky pro měření a sledování kvalitativních ukazatelů a umožňuje zavést taková opatření, aby došlo ke zlepšení těchto parametrů. Sledováním výrobních dat a vykazování práce jednotlivými pracovníky zákazník získá nástroje pro implementaci motivačního systému pracovníků. Ze zkušenosti lze konstatovat, že motivační systém podložený věrohodnými daty je zaměstnanci vnímán jako spravedlivý a vede ke zvýšení produktivity a kvality. Výsledkem je pak spokojený zákazník.