Získávání nových pracovníků je řešeno i náborem agenturních pracovníků ze zahraničí, z nichž někteří znají dobře jen svůj rodný jazyk. V důsledku problémů s různou úrovní kvalifikace pracovníků (odbornost, vzdělání, porozumění) a zároveň zvyšujícího se tlaku na kvalitu výroby logicky rostou i požadavky na software pomáhající řídit výrobu, který v částečně automatizovaných výrobních procesech významně pomáhá.

Vizualizace informace v reálném čase

Pracovní vytížení operátorů v oborech diskrétních výrob, jako např. strojírenství a automotive, je značné, a proto je vhodné pomoci operátorovi SW funkcemi, aby se lépe orientoval ve měnících se výrobních operacích zákaznicky specifické výroby. K požadavkům na SW přímo podporující řízení výroby patří především srozumitelnost, přehlednost a minimum nutné interakce operátora s výrobním systémem. Funkce podpory operátora výroby může zajistit vhodný MES/MOM systém, kde jsou informace zobrazovány intuitivně v grafických symbolech s minimem nutnosti porozumění textů. Příkladem osvědčeného, multijazykového MES/MOM systému je COMES, výrobce Compas automatizace, s. r. o., který dokáže operátora vést probíhajícími výrobními operacemi nebo pracovními činnostmi.

Řízení montážního procesu systémem COMES

Příkladem náročného výrobního procesu (obr. 1), který řídí MES/MOM systém COMES, je montážní proces charakterizovaný středním až rozsáhlým množstvím jednotlivých dílů s možností velké variability finálních výrobků. Provedení výrobku si budoucí uživatel výrobku specifikuje osobně při objednání výrobku, např. automobilu, což má za následek specifickou sadu dílů výrobku. Vzhledem k typovým podobnostem dílů mohou být vizuální rozdíly mezi komponentami stejného typu ve výrobním procesu velmi malé. Pracovník montáže, který nemá dlouholeté zkušenosti, je v takovém případě do značné míry odkázán na pomoc systému COMES.

Obr. 1: Terminál výrobního pracoviště montážního procesu

Začátek procesu a označení výrobku

Proces výroby začíná na prvním montážním pracovišti označením základu výrobku, vytištěním a nalepením unikátního čárového kódu nebo RFID čipu, který jej jednoznačně identifikuje. Materiálové díly výrobku jsou buď přímo součástí čárového (nejčastěji QR) kódu, nebo jsou dohledávány v databázi výrobního systému. Po nástupu technologie RFID čipů s pamětí se od klasické identifikace bude přecházet na novou, kde budou potřebné informace o výrobních operacích a jejich materiálech uloženy přímo v RFID čipu, který bude součástí výrobku nebo jeho nosiče. Výrobek bude postupovat po jednotlivých pracovištích, kde budou operátorovi vizualizovány potřebné výrobní operace a materiály / díly k montáži (obr. 2).

Obr. 2: Příklad obrazovky COMES terminálu se seznamem dílů pro výrobní pracoviště

Sklady s funkcí Pick-to-Light a vizualizace informací

Velkorozměrné komponenty výrobků mohou být uloženy v současném moderním úložišti v podobě automatizovaných skladů věžové konstrukce. Z nich si systém COMES potřebné díly vyvolává požadavky v reálném čase. U menších dílů se nejčastěji používají spádové regály, umístěné přímo u konkrétního pracoviště. Každá pozice je v regále označena unikátním identifikátorem. Po příchodu a přihlášení pracovníka na pracoviště se na terminálu COMES objeví aktuální zakázky a výrobní operace s potřebnými materiály / díly včetně pozice v regálu. V případě možnosti chyby pracovníka záměnou komponenty mohou být regálové pozice osazeny světelnými závorami, jejichž rozsvícením navádí COMES operátora do konkrétní regálové pozice systémem Pick to light (obr. 3).

Obr. 3: Pick to light podpora operátora na regálu s díly pro montáž

Blind audit

Jako dodatečná kontrola odebrání správného dílu operátorem může být na terminálu COMES požadováno potvrzení operace. Pokud díl obsahuje čárový kód, je vyžadováno jeho naskenování. Ostatní komponenty jsou potvrzovány ručně na stacionárním nebo mobilním terminálu. V některých případech, kdy je zaměnitelnost některé komponenty hodně vysoká, je operátorovi na terminálu zobrazeno více podobných dílů, ze kterých potvrzuje, který použil. Tento výběr je následně porovnáván se specifikací materiálu výrobní operace a výsledek je operátorovi signalizován. K ověření použití správného dílu dojde v případě, že operátor potvrdí bezchybně všechny potřebné díly (obr. 4 – kontrola jakosti).

Obr. 4: Příklad obrazovky COMES terminálu pro kontrolu správnosti montážní operace

Materiálový management ve výrobě

Jednotlivé díly jsou obvykle nakupovány od dodavatelů a při jejich dodávce jsou informace o jednotlivých baleních, jako jsou typ (reference), šarže, generační stav a množství v bedně, vloženy do systému COMES. Balení jsou následně uložena do skladu a podle spotřeby ve výrobě doplňována do spádových regálů. Řízení pohybu materiálů ve výrobě, řízení skladů a meziskladů zajišťuje modul COMES WMS pro řízení interní logistiky továrny včetně vestavěné funkce traceability.

Generační stavy

V systému COMES je možnost zadat pro každý díl výrobku seznam povolených generačních stavů. Při spotřebování posledního kusu z balení je operátor výroby vyzván, aby identifikoval další balení, pomocí kterého jsou dohledávány jeho údaje a dojde ke kontrole, zda balení obsahuje správné díly s odpovídajícím generačním stavem schváleným pro výrobu.

Terminálová část

Obrazovky systému COMES zobrazují aktuální výrobní stavy, operace a informace, které se aktualizují operátorům v reálném čase. Pro vizualizaci a řízení procesu na výrobních pracovištích jsou použity stacionární nebo mobilní terminály (dotykové tablety). S rozvojem technologií a po ověření jejich ergonomie v praxi budou do COMES doplněny další HMI zařízení, např. chytré brýle, komunikace hlasem apod.

Ke každému terminálu může být připojena kompatibilní čtečka čipů uživatelů COMES. Uživatel se pak může přihlásit přiložením svého čipu nebo klasicky zadáním přihlašovacího jména a hesla na softwarové klávesnici terminálu. Uživatelům jsou podle jejich pracovních rolí, uživatelských skupin a práv zpřístupněny jiné funkčnosti SW aplikace, veškerá konfigurace práv je propracována do velkých detailů.

Přehledové vizualizace a Andon obrazovky

Konfigurovatelné výstupní sestavy COMES slouží pro rychlé zobrazení aktuálního stavu na jednotlivých pracovištích. Obrazovky jsou dostupné jak z kancelářských PC, tak pro zobrazení na velkoplošné obrazovce ve výrobě. V případě velkoplošné dotykové obrazovky mohou sloužit v místnostech mistrů jak pro přehledy důležitých stavů výroby (obr. 5), tak umožňují i zobrazit detailní data z každého stroje, rozvrh výrobních zakázek na pracovištích a jejich plnění v reálném čase atd.

Obr. 5: Příklad obrazovky COMES Andon s komplexním přehledem výroby

Procesní data a jejich auditovatelnost

Pokud pracoviště obsahuje i automatizovaný proces, jsou na konci cyklu stroje vyčtena i klíčová procesní data zařízení/pracoviště, která mají vliv na kvalitu výroby. V případě jakéhokoliv problému s výrobky je možné dohledat, s jakými procesními daty byl konkrétní výrobek na pracovišti vyroben.

Všechny výše popsané akce operátora COMES audituje (propojuje v historických datech s identifikačními údaji operátora a jeho operacemi). Funkce slouží k případnému zpětnému dohledávání při reklamaci výrobku a pro dlouhodobé zlepšování jakosti výroby.

Kamerové pracoviště pro dokladování kvality expedovaného výrobku

V důsledku opakujících se reklamací na poškozený výrobek při příchodu k zákazníkovi bylo vytvořeno kamerové pracoviště. Na tomto pracovišti dojde k vyfocení finálního hotového výrobku před zabalením z různých úhlů. Fotodokumentace (obr. 6) slouží jako důkaz, že byl výrobek z výroby odeslán bez poškození a případné vady v reklamačním řízení byly způsobeny během následných manipulací s výrobkem.

Obr. 6: Dokladování kvality výrobků fotodokumentací na kamerovém pracovišti

Závěr

COMES je webový MES/MOM systém a jeho aplikace je koncipována jako tenký klient na bázi webového rozhraní. Připojit se k ní může jakékoli zařízení v síti, obsahující webový prohlížeč. Popisované řešení se hodí pro všechny typy výrobních procesů, které chtějí zvýšit kvalitu i výkon montážních pracovišť a linek i při nasazení méně kvalifikované obsluhy. Významným přínosem řešení je kontrola použití správných dílů, hlídání generačních stavů a automatická elektronická traceabilita. Uživatelé systému COMES nemají problémy s audity kvality montážních procesů.

COMES aplikaci konfigurujeme podle požadavků zákazníka přesně podle potřeb výrobního procesu, operátor je v práci podporován a veden MES systémem. Pro zjednodušení práce operátora jsou do MES COMES zapojena nejrůznější zařízení (kamery, RFID, světelné závory, stroje, automatické signalizace Pick to light nebo semafory u strojů atd.), jejichž výstupy se systémem vzájemně interagují a operátor provádí pouze nezbytné úkony. Velkým přínosem je i použití RFID technologie, kdy operátoři nemusí skenovat čárové kódy, ale stačí projít RFID branou a systém si o výrobku přečte všechny informace.

Systém COMES je základem Compas řešení Digitální továrny, která ve fázi životního cyklu umožňuje funkčně integrované řízení výroby i údržby v digitální podobě, automatizaci a robotizaci výrobních procesů. Některé nové moduly, např. COMES MOM, již dílčím způsobem realizují vizi „chytré“ továrny dle Industry 4.0 principů. Kompletní řešení „Chytré“ digitální továrny (Smart factory) bude firmou Compas vyvinuto cca do dvou let a v současnosti již nabízíme zájemcům o vybudování továrny budoucnosti první pilotní projekty.