facebook
Exkluzivní partner sekce
Tematické sekce
 
Branžové sekce
Přehledy
 
Tematické seriály
 

GDPR

General Data Protection Regulation zásadně mění zpracování osobních údajů a zavádí nové povinnosti...

články >>

 

Jak uřídit IT projekt a nezbláznit se

Užitečné tipy a nástroje pro řešení problémů řízení inovací a vývoje produktů...

články >>

 

Industry 4.0

Průmysl 4.0

Jaký vliv bude mít čtvrtá průmyslová revoluce na výrobu a výrobní firmy?

články >>

 

Komplexní svět eIDAS

O nařízení eIDAS již bylo mnoho řečeno i napsáno. A proto jediné, o čem...

články >>

 

Trendy v CRM

Systémy pro řízení vztahů se zákazníky (CRM) prochází v posledních letech výraznou změnou. Zatímco dříve...

články >>

 

Příručka úspěšného IT manažera

Dnes je řada IT manažerů opomíjena. Úspěšní bývají brouci Pytlíci a Ferdové...

články >>

 

Pokročilá analýza provozu datových sítí

V tomto čtyřdílném seriálu vás seznámíme s různými metodami a přístupy...

1. až 4. díl >>

 

Cesta k efektivnímu identity managementu

Správa identit a přístupů (IAM) je klíčová oblast pro zaručení bezpečnosti...

1. až 9. díl >>

Partneři webu
VERA
IT řešení pro výrobní podniky 2 , Plánování a řízení výroby

MES systémy a jejich digitální transformace

Jan Rezek


11-foxconn-01Většina výrobních firem dnes řeší, jak efektivně reagovat na měnící se požadavky zákazníků, zvyšovat produkci nebo pečlivě sledovat nákladové položky související s výrobními procesy. U menších a středních firem se lze ještě dnes často setkat s jednoduchými systémy založenými na tabulkách, ve kterých jsou sdíleny a průběžně doplňovány vstupy a výstupy z výroby. U velkých firem pak již často, s ohledem na rozsah a komplikovanost výroby, nastupují sofistikované systémy pro plánování a řízení výroby (MES), které ale často postrádají vazbu na další důležité firemní systémy, jako je logistický nebo ERP systém. Aby mohl výrobní systém efektivně fungovat, vyžaduje přesné a spolehlivé plánování a řízení, které umožňuje okamžitě reagovat na případné změny v procesech a poskytuje jasný přehled o stavu výrobních zakázek.


Představme si ideální firmu – prostřednictvím systému MES, který je napojen na IoT platformu, propojené stroje, nástroje, lidskou obsluhu, logistický a ERP systém, lze extrémně flexibilně měnit vstupy i výstupy výroby, přesně sledovat kvalitu a proces výroby (například správný utahovací moment nebo tlak) a vše je v systému zaznamenáno. Poloautonomní řízení pak umožňuje rychle měnit parametry výroby v řádu minut nebo hodin a v reálném čase zobrazovat potřebná data nebo je předávat připojeným informačním systémům. Takové ideální řešení je dnes možné, ale v současnosti není prakticky nikde implementováno.

Tradiční role MES systémů je především v oblasti monitorování technologií, zakázek a výrobků. V ideálním případě je monitoring prováděn automaticky na základě definovaného rozhraní pro danou technologii, ale bohužel je stále ještě velmi časté ruční zadávání dat operátory přímo ve výrobě, nebo v horším případě až po dokončení výroby. Nasbíraná data jsou obvykle využívána k elektronickým hlášením o průběhu výroby nadřazeným systémům (ERP), ale také k online přehledům, z nichž jako nejznámější můžeme uvést report o celkové efektivitě výrobních zdrojů OEE a výstupní rodné listy produktů. Z pohledu analytika můžeme tyto tradiční výstupy zařadit do kategorie deskriptivní analytiky.

Další velmi výraznou vlastností, která postupně nabývá na významu s příchodem vysoké variability produktů a která velmi často není dostatečně nebo vůbec řešena, je schopnost řídit výrobní proces produktu na základě předdefinovaných pravidel a parametrů, a to až na úroveň jednotlivých dílčích aktivit v rámci výrobní operace. Klíčovým, ale velmi často opomíjeným hodnotícím aspektem vyspělosti MES je, do jaké úrovně detailu a jakým způsobem umožní svým uživatelům výrobní postupy nastavovat a spravovat.

Obecný, nebo specializovaný MES?

Častým úskalím dnešního výrobního provozu je také „provozní slepota“, kdy pracovníci a manažeři ve výrobě nemají kompletní přehled o pohybu materiálu, technologické infrastruktury, nástrojů nebo stavu zakázek v průběhu výroby. Velkou roli v této situaci hraje charakter výroby, kdy univerzální MES systém lze jen s obtížemi použít například při specifické výrobě v plastikářském průmyslu, potravinářství nebo například ocelářském průmyslu. Každý obor vyžaduje individuální přístup a na trhu je dnes řada řešení, která se úzce specializují na vybraný segment – existují tak oborová MES řešení například pro kalírny kovů, elektrotechnický průmysl, zpracovatele primárních surovin nebo firmy zabývající se vstřikováním plastů. U takového systému je pak v ideálním případě přednastavena základní sada procesů pro příslušný charakter výroby a dochází tak již jen k drobným korekcím při implementaci a integraci do firemních systémů.

V posledních několika letech rovněž dochází k výraznému rozšiřování funkčností, které částečně překrývají či vyplňují mezery v ERP systémech, ale také k prohlubování funkčností souvisejících především s integrací na stroje a zařízení. Z první skupiny můžeme zmínit například kapacitní plánování nebo řízení skladových operací, z té druhé například správu výrobních programů. Oba případy mají jedno společné – kvalita řešení je přímo úměrná kvalitě integrace. Zatímco integraci s ERP lze považovat za standardní IT úlohu, kde se převážně řeší otázky, které moduly a jakým způsobem použít z ERP a které z MES, u integrace se stroji a zařízeními je obvykle zapotřebí velká dávka kreativity. Integrátor je zde obvykle nucen řešit překážky od neexistujícího komunikačního rozhraní až po čistě obchodní bariéry v podobě uzavřených proprietárních řešení dodávaných jako celek od výrobce stroje či zařízení.

 

11-foxconn-02

 

MES v době Průmyslu 4.0

Průmysl 4.0 je charakteristický nástupem nových technologií, jako je 3D tisk, internet věcí, umělá inteligence, cloud a další. Ty mají dopomoci k vyšší flexibilitě výroby, a to i při protichůdných požadavcích, jako je nárůst variability produktů a efektivity výroby, a jsou přímou reakcí trhu na neustále se zvyšující konkurenci. Především pak Průmysl 4.0 využívá velké objemy dat získané z technologií a procesů a pracuje s nimi na úrovni pokročilých systémů a obousměrné komunikace, díky čemuž jsou data efektivně zpracována a použita při rozhodování.

Nabízí se tedy otázka, jaká je budoucnost MES systémů v době Průmyslu 4.0. Je zřejmé, že úlohy, které MES systémy pokrývají, budou existovat i nadále, ale s potřebou výrazně vyšší flexibility a zároveň s větší komplexitou, než je tomu dosud. Tak například velmi detailní a digitalizované výrobní postupy bude možné variabilně rozvrhovat a spouštět na různých výrobních linkách, pracovištích a zařízeních s automatizovaným přizpůsobením receptury pro jednotlivé technologie. Zároveň bude možné dynamicky měnit parametry výrobního postupu, a to i v průběhu výroby na základě vstupů z okolního světa prostřednictvím standardizovaného komunikačního rozhraní.

Výsledkem všech těchto opatření bude posun od jednoúčelové automatizované výroby k flexibilní automatizaci, která lépe odolává vyšší variabilitě a kratšímu životnímu cyklu produktů. Již dnes je možné, pokud například od dodavatele přijde elektronická zpráva o potenciálně vadné dodávce vstupního materiálu, automaticky přesměrovat jednotlivé výrobky nebo celé šarže na pracoviště diagnostiky a předejít tím ztrátám ve výrobě. Díky průmyslovému internetu věcí však bude možné zohlednit daleko větší množství vstupů, než je tomu dnes, a snadněji integrovat zařízení a systémy z dodavatelsko-odběratelského řetězce.

Je zřejmé, že tyto přístupy rovněž povedou k nárůstu objemu dat a zároveň i informací v nich ukrytých, a tudíž se výrazně zvýší potřeba informace vytěžovat. Oproti tradičním metodám, kdy je v roli analytika člověk, se stále více budou prosazovat metody pokročilého vytěžování s následnou aplikací umělé inteligence. Konečným stavem bude využití automaticky vytěžených informací k přímému ovlivnění běhu výroby prostřednictvím automatizované změny výrobních parametrů. Z pohledu analytika nyní hovoříme o preventivní analytice.

MES systémy a jejich digitální transformace

Z hlediska koncových uživatelů se zcela jistě jedná o vyspělé a intuitivní nástroje pro navrhování a správu digitalizovaných výrobních postupů, které budou schopny nabízet kombinování různorodých vstupů a výstupů od technologií a lidí. Nástroje, které umožní definovat výrobní postup, aniž by musel procesní inženýr detailně znát ovládání stroje či zařízení od konkrétního výrobce. Významným technologickým předpokladem MES systémů tedy bude úzká integrace s platformou pro průmyslový internet věcí, která bude plnit standardizační roli v komunikaci mezi systémy.

Z pohledu nárůstu objemu dat jsou zcela nepochybně klíčové nástroje, které intuitivním způsobem pomohou svým uživatelům provádět veškeré potřebné typy analýz. V tomto případě se již nejedná o klasické statické reporty ani tradiční výstupy datových kostek typu OLTP, ale o aktivní aplikace zvládající deskriptivní, preskriptivní i prediktivní analytiku v reálném čase na bázi self-BI. U těchto nástrojů vedle intuitivnosti hodnotíme rovněž výkonnost, která obvykle u nekvalitních nástrojů s nárůstem objemu dat prudce klesá.

Výše zmíněná intuitivnost ovšem platí pro systém jako celek a úzce souvisí s požadavky na ergonomii ovládání. Ergonomie následně ovlivňuje přizpůsobení systému novým trendům v podobě mobilních zařízení. Mobilita následně klade zvýšené nároky na kvalitu technického řešení, které bohužel zákazník obvykle není na první pohled schopen posoudit, ale přitom má zásadní vliv na bezpečnost a odezvu systému při provozu přes internet a mobilní sítě. Zvýšená potřeba mobility se dá snadno doložit na postupné změně činností personálu ve výrobách. Díky rostoucímu podílu automatizace jsou stále více odbourávány klasické statické řídicí terminály a narůstá poptávka po mobilních terminálech pro servisní týmy a technology.

MES na příkladu využití v elektrotechnice

Naše společnost těží z dlouholetých zkušeností z výrobních procesů společnosti Foxconn, která již v roce 2005 implementovala komplexní řešení pro vysoce variabilní výrobu elektronických zařízení v objemu jednoho milionu a více kusů měsíčně – při extrémní variabilitě s nejmenší zakázkou obsahující právě jeden kus výrobku specifické konfigurace a s časovým limitem dvou dnů od přijetí objednávky do expedice. Tato výroba navíc obsahovala celý životní cyklus výrobku od tradiční vícestupňové strojírenské výroby pro výrobu ocelových komponent přes finální montáž, testování a expedici až po realizaci poprodejního servisu v podobě záručních a pozáručních oprav.

Tato zkušenost nám dala přesvědčení, že cesta k opravdu efektivní výrobě vede přes kvalitní integraci všech systémů, které mají na výrobu dopad. Nakonec nás dovedla k integrovanému řešení MOM, které neřeší pouze agendu výroby samotné, ale i oblasti s výrobou bezprostředně související. V architektuře Foxconn4Tech MOM jsou integrována řešení pro plánování, skladování a intralogistiku materiálů, řízení výroby a operativy s napojením na platformu průmyslového internetu věcí a vestavěný analytický nástroj QLIK BI.

11-foxconn-03 Jan Rezek
Autor působí ve Foxconn 4Tech jako manažer produktového marketingu. Má za sebou 18 let zkušeností s produktovým managementem a marketingem v průmyslovém a telekomunikačním odvětví.
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

Nezapomněli jste si prodloužit předplatné časopisu IT Systems?

Začátek nového roku je nejen obdobím, kdy už se pomalu začínají rozplývat mnohá novoroční předsevzetí. Je také obdobím, kdy je třeba provést řadu každoročně se opakujících činností. V případě IT manažerů a IT profesionálů by mezi nimi nemělo chybět prodloužení předplatného časopisu IT Systems.