facebook LinkedIN LinkedIN - follow
IT SYSTEM 3/2001

Automatizace sběru dat ve výrobním cyklu s využitím čárového kódu

Ing. Karel Winkler [ karel (tečka) winkler (zavináč) gaben (tečka) cz ]





V naprosté většině výrobních podniků je jedním z hlavních problémů získávání aktuálních informací o probíhající výrobě. Informace o rozpracovanosti, a tím i o stavu zásob polotovarů a výrobních meziskladů, se do informačního systému řízení výroby (ERP) dostávají dávkově, na základě hromadného zpracovávání výrobních příkazů dílenskými mistry nebo dispečery. Tento způsob je časově náročný a velmi náchylný k chybám. Dochází k minimálně dvojitému pořizování dat - poprvé u pracovníka provádějícího operaci, který zapisuje údaje do formulářů, následně potom při zápisu těchto dat do ERP. Z mistrů, jejichž hlavní náplní by měla být metodická práce s lidmi, směřující ke zkvalitňování práce, se stávají "písaři", kteří většinu času tráví zadáváním a opravou dat v ERP. Rovněž možnost úmyslných i neúmyslných nepřesností je vysoká. Bohužel se stává pravidlem, že čím dražší byl nákup ERP, tím méně jsou využívány jeho možnosti a dochází ke značnému znehodnocování vynaložené investice. Protože bez aktuálního přísunu dat se jakkoliv drahý systém stává pouze teoretickým postupem, "jak by to mělo fungovat".

Jednou z metod přísunu dat do ERP, možná s nejlepším poměrem cena/výkon, je jejich automatizovaný sběr pomocí čárových kódů. Je-li součástí i přenesení pořizování dat o probíhající výrobě přímo ke zdroji těchto dat, tedy na pracovníka provádějícího operaci, je možno dosáhnout výrazných úspor a přínosů.

Přínosy zavedení sběru dat s čárovými kódy jsou zřejmé a patří k nim především:

· Úspora lidských zdrojů odstraněním neproduktivního přepisu dat
· Zpřesnění plánování a zrychlení rozhodování v operativním řízení se zkrácením neproduktivního průběžného času výroby jednotlivých zakázek
· Kvalitativně lepší zdroj dat pro normativní činnost, včetně možnosti sběru technologických informací
· Zvýšení informovanost o stavu rozpracovanosti zakázky, mezioperačních zásobách a tím i zkvalitnění služeb zákazníkům prostřednictvím rychlejší informovanosti a identifikace výrobků
· Jednoznačná identifikace komponent v průběhu celého výrobního cyklu podle norem jakosti ISO
· Snížení množství výskytu a odstraňování chyb, včetně úspor materiálu při zmetkových výrobcích
· Zaměnitelnost pracovníků na všech úrovních obsluhy

Přímo na pracovišti tak může být prováděn ON-LINE zápis do ERP. Takováto činnost však musí být maximálně jednoduchá a rychlá, s minimem rozhodovacích procedur. Použití obrazovky ERP k tomuto účelu je většinou nemožné, ať už z důvodu technických (instalace PC na pracoviště) nebo principiálních (obrazovka je pro potřeby obsluhy příliš složitá). Při zadávání dat mimo vlastní ERP, kde dochází k ON-LINE kontrole zadávaných údajů, je nutné zamezit zadání nesprávných dat, které by způsobovaly daleko větší časové ztráty při následné kontrole a opravách. Je nutné zejména kontrolovat:

· Správný zápis konkrétní hodnoty (čísla nebo textu)
· Správnou posloupnost zadávaných údajů
· Správnost zadávané operace - je-li zpracovávání povoleno ERP

První z podmínek může být splněna pomocí identifikace čárovým kódem. Označeny mohou být nejen díly vstupující do operace, ale i čísla výrobních příkazů, operací, osobní čísla pracovníků, kódy poruch a další údaje. Sejmutí čárového kódu obsluhou představuje 100% jistotu, že číslo bylo zapsáno správně. 

Správnou posloupnost údajů je možné zajistit vhodnou volbou kontrolních algoritmů, kdy se vyloučí chyba a následné potíže při zpracovávání.

Kontrola, zda je vůbec možno takovouto operaci provádět, je jasná u ON-LINE zadávání dat, kdy je každá z hodnot okamžitě kontrolována ERP. U dávkového zadávání se tato kontrola provádí teprve při vlastním zpracování a chybové stavy je nutné opravit ručně. Tomuto je možné na úkor operativnosti předejít lokálním exportem a kontrolou povolených hodnot před vstupem do ERP. Takovéto soubory je možno nahrávat do přenosných terminálů nebo se na ně odkazovat při výběru dat ze stacionárních terminálů.

Zápis o provedení všech plánovaných výrobních operací a výdeji komponent na jednotlivé operace je možno do ERP zadávat mnoha způsoby s různou mírou automatizace. V optimálním případě bude celý proces sledování výroby v reálném čase plně navázán na modul řízení výroby ERP s nulovou možností obsluhy zasahovat do plánovaného procesu nebo zadávat nesprávné údaje. Naopak u nejjednodušší možnosti sledování toku materiálu bude obsluze ponechána maximální volnost. Naprostá většina ERP je připravena pro OFF nebo ON-LINE import dat standardními prostředky a cena customizace je zanedbatelná vzhledem k celkové ceně ERP.

Výběr vhodné varianty sběru dat
Volba optimálního způsobu sběru dat z jednotlivých pracovišť je samozřejmě závislá na místních podmínkách a charakteru výroby. Výrazně se rovněž liší finanční náročnost používaného hardware a aplikačního software. Ne vždy je však přímá úměra mezi pořizovacími náklady a získanými výhodami.

Pro ty výrobní cykly, kde není riziko časového zdržení při odhlašování výrobních operací (na odhlašování nejsou závislé skladové pohyby ani další operace) je s úspěchem možno některou z variant dávkového sběru dat. Pokud však je nutné, aby odhlašování operací bylo přímo navázáno na ERP, je k dispozici několik variant řešení, od používání jednoduchých textových terminálů napojených libovolným způsobem na ERP až po bezdrátový přenos dat z přenosných terminálů, na kterých "běží" klient ERP.

Nasazení sběru dat pomocí čárového kódu je možné ve třech úrovních automatizace:

1. V nejjednodušším případě, kdy odhlašování musí provádět mistr/dispečer na PC s klientem ERP z papírových podkladů dodaných obsluhou, je možné činnost výrazně urychlit (až o 60%) prostým čtením čísel výrobních příkazů a operací pomocí snímače čárového kódu zapojeného mezi klávesnici a PC. Tisk čárového kódu na výrobní příkazy je možný pomocí několika metod z jakéhokoliv ERP. 

2. Kvalitativně na zcela jiné úrovni je přenesení činnosti odhlašování ke zdroji prvotních informací - obsluze pracoviště. Je-li použit maximálně jednoduchý mechanismus zadávání dat, dosáhne se překvapivých časových úspor a to i přes OFF-LINE dávkové zpracovávání. Typickým příkladem je použití přenosného terminálů, na které obsluha zaznamenává čísla komponent vstupujících do operace a čísla výrobních zakázek. Takto získaná data se najednou (na konci směny) přenesou do PC, kde dojde k importu do ERP.

3. Největších přínosů je možno dosáhnout okamžitou vazbou zadávaných dat na ERP. Opět musí být použit maximálně jednoduchý algoritmus s jasnou definicí nestandardních stavů, která nebude zdržovat obsluhu pracoviště. ON-LINE vazby je možno dosáhnout různými technickými prostředky, od lokálního snímače čárového kódu, který je napojen na PC s klientem ERP až po přenosný terminál klientem ERP s bezdrátovým přenosem dat.

Technické prostředky, kterými dosáhnete automatizovaného sběru dat, se liší v závislosti na množství požadovaných dat, nutnosti a charakteru zpětné vazby ERP a na pracovním prostředí, kde budou používány. Důležitým kritériem je rovněž zajištění bezchybné a rychlé komunikace s nadřazeným systémem. Jsou-li používána ke sběru dat PC, komunikace probíhá klasickou nebo bezdrátovou LAN. 

Rovněž jednoduché je lokální napojení terminálů k sériovému portu PC. V mnoha případech je výhodné použít sériovou síť RS485 a koncentrovat data do jednoho PC.

Podle komfortu obsluhy při zadávání a sledování dat je možno rozdělit používané prostředky do těchto úrovní:

1. Snímač čárového kódu bez zpětné vazby, pouze s indikací správného sejmutí kódu je možno použít všude tam, kde není potřeba zadávat jiné hodnoty, než ty, které jsou vytištěny v čárovém kódu a nezáleží na pořadí snímaných dat.

2. V případě, že je třeba zadávat i jiné údaje (počty zmetků, časy a další) a je třeba kontrolovat vizuálně zadávané hodnoty nebo odezvu nadřazeného systému, je optimální volbou použití přenosného nebo stacionárního terminálu. Tyto terminály jsou v podstatě jednoúčelové počítače s klávesnicí, displejem a komunikačním portem. Některé typy umožňují pracovat pouze jsou-li napojeny na PC, kde běží obslužný program pro zobrazování údajů na displeji a načítání dat, u jiných je možný i autonomní provoz s dávkovým přenosem do nadřazeného systému.

3. Nejvyšší komfort obsluhu při zadávání velkého množství dat nebo potřebě vizualizovat procesy je nasazení PC ať už v klasické podobě nebo pomocí průmyslových PC s LCD panely, dotykovými obrazovkami a dalšími.

I nejdokonalejší technické prostředky však ztrácí svoje přednosti, je-li aplikační software navrhnut nevhodným způsobem. 

Vzhledem k tomu, že hlavním cílem nasazování automatizovaného sběru dat je úspora času, musí být hlavním kritériem rychlost zadávání. U klasického způsobu, kdy odhlašování prováděl dávkově na základě mzdových lístků nebo výrobních příkazů mistr, se mohlo do jisté míry využívat i jeho zkušeností s operativním řešením problémů a nestandardních stavů. Přenesením zadávání dat na obsluhu operace se většinou tato možnost ztrácí, ať už vzhledem k nezkušenosti nebo úrovni obecných znalostí. Proto je třeba v maximální míře dbát na jednoduchost zadávání a dokonalé ošetření havarijních stavů. 

Zvláštní úlohu hraje i skutečnost, že odvádění výroby v reálném čase podchycuje skutečný čas na operaci a má vliv na mzdu pracovníka. Z vlastní zkušenosti znám případy, kdy se dlouhodobým sledováním časů operací došlo k překvapivým závěrům při porovnání s časovými normami. Podle úrovně uživatelských znalostí se aplikační software dělí do těchto skupin:

1. V nejjednodušších případech aplikační software a způsob jeho používání neumožňuje odchylku od stanoveného postupu. Příčinou poruchy může být pouze výpadek spojení nebo jiná závada, v těchto případech musí být stanoven jasný další postup (většinou klasický "papírový") a metoda odstraňování závady.

2. U textových terminálů a ostatních prostředků lze s úspěchem obsluze podle potřeby nabízet výběr z několika možností, vždy by však měly mít určen povolený interval, ať už výčtem všech možných hodnot (číselníkem) nebo maximální a minimální hodnotou. Všechna zpětná hlášení musí být jasná a jednoznačná.

3. V případě maximální volnosti obsluze při zadáván dat na PC nebo ostatních zařízení, je nutné ošetřit zejména zpracování dat v ERP. Obecně platí, že je lépe málo pravděpodobné chyby zpracovávat následně na základě chybových logovacích souborů oddělením IT a obsluze je vůbec nezobrazovat, než rozpoutat zdlouhavý proces vysvětlování a odstraňování nestandardních stavů.

Při volbě vhodného řešení je stále nutné mít na mysli účel zavádění automatizovaného sběru dat a jemu přizpůsobovat výběr řešení a motto celého projektu: Veškerá data zapisovat jen jednou a to na místě jejich vzniku.


GABEN s.r.o.
 
Chcete získat časopis IT Systems s tímto a mnoha dalšími články z oblasti informačních systémů a řízení podnikové informatiky? Objednejte si předplatné nebo konkrétní vydání časopisu IT Systems z našeho archivu.


Inzerce

Modernizace IS je příležitost přehodnotit způsob práce

IT Systems 4/2025V aktuálním vydání IT Systems bych chtěl upozornit především na přílohu věnovanou kybernetické bezpečnosti. Jde o problematiku, které se věnujeme prakticky v každém vydání. Neustále se totiž vyvíjí a rozšiřuje. Tematická příloha Cyber Security je příležitostí podívat se podrobněji, jakým kybernetickým hrozbám dnes musíme čelit a jak se před nimi můžeme chránit. Kromě kybernetické bezpečnosti jsme se zaměřili také na digitalizaci průmyslu.