MES systém COMES

Implementovaný výrobní informační systém COMES umožňuje elektronické operativní plánování a řízení výroby. Systém je modulární s vestavěnými konfiguračními funkcemi dle požadavků projektu. COMESje pružný, jednoduše ovladatelný a přehledný nástroj pro řízení a monitoring výroby v reálném čase.
COMES vychází z mezinárodních standardů ANSI/ISA-95, ANSI/ISA-88 a je založen na standardních produktech firmy Microsoft, na vývojové platformě Visual studio .NET a databázové platformě MS SQL. Využívá webové technologie a architekturu typu klient-server. Výstupní uživatelské rozhraní jednotlivých modulů je zprostředkováno aplikací MS Internet Explorer. Modulárnost systému COMES a jeho snadná konfigurace poskytuje širokou paletu možností při řešení požadavků zákazníků a jejich projektů a umožňuje flexibilně doplňovat nové funkčnosti podle potřeb.
Systém COMES nabízí standardní MES funkce:

• Operativní plánování výrobních dávek a šarží
• Řízení pracovních sil
• Komplexní recepturové řízení a elektronický záznam o výrobě
• Sběr technologických dat a jejich archivace
• Analýzy dat, bilancování, vyhodnocení výkonnostních ukazatelů KPI (OEE)
• Genealogie výrobku, Traceability, sledování výroby a historie výrobních operací
• Sledování materiálových toků a jejich inventura
• Řízení jakosti výroby

Při systémové integraci umožňuje COMES komunikaci s nejrůznějšími systémy na základě dohodnutého způsobu výměny dat, ať již směrem k ERP úrovni (např. SAP, OR-CZ, Dimenze, aj.) nebo k úrovni MCS (například řídicí systémy SIEMENS či jiných výrobců, čtečky čárových kódů, tiskárny, dotykové terminály, zobrazovací panely, LCD TV).

Architektura MES systému a distribuce výrobních dat

Při implementaci systému COMES do firmy SAPELI byla většina hlavních funkcí systému použita k vyladění optimálního přístupu k výrobním informacím a zařízením. Systém COMES měl podle požadavků firmy SAPELI splňovat v první etapě dvě základní kritéria, která byla klíčová pro realizaci celého projektu a úspěšný provoz výrobních linek:

• Distribuce výrobních informací přes společné komunikační rozhraní všech systémů.
• Sběr informací z výrobních operací, jejich archivace a poskytování uživatelům a jiným systémům.

Pro tento účel byly nasazeny čtyři moduly systému COMES:

• COMES Logon zajišťující přihlášení a správu systému a uživatelů.
• COMES CCI pro komunikace na všechny potřebné systémy a zařízení.
• COMES Historian pro sběr, archivaci procesních dat a hlášení z technologie a jejich následnou prezentaci ve formě grafů (trendy) a tabulek (alarmy, hlášení).
• COMES Modeller pro konfiguraci uživatelských funkcí, výpočty klíčových výrobních ukazatelů, datových sestav a tabulek, bilancí a výrobní protokoly.

Specifičnost projektu a unikátní výrobní technologie od různých dodavatelů jednotlivých částí výrobních linek vnesly do projektu potřeby rozdílných komunikačních rozhraní a způsobů výměn dat. Tyto komunikace bylo potřeba zabezpečit nejlépe jedním systémem, který zvládne distribuovat a transformovat data a informace. Tento úkol vyřešil systém COMES a stal se integrující platformou všech účastníků, systémů a výrobních zařízení.
V projektu byly použity následující způsoby komunikace a výměny informací.

1. Komunikace s ERP systémem firmy OR-CZ, která probíhá na dvou úrovních:
   • jako online komunikace, kde jsou data přenášena přímo na databázové úrovni. Systém COMES získává data z podnikové databáze Oracle pomocí databázových dotazů a ukládá je přímo do své interní databáze MS SQL Server.
   • jako offline přenos, kdy jsou dat poskytována ve formě souborů na společném diskovém úložišti. Soubory jsou periodicky při spojení diskového úložiště se serverem zpracovány a uloženy opět do databází obou systémů.
2. Komunikace s řídicími systémy linek probíhá výměnou souborů typu CVS, XML a online prostřednictvím komunikačního rozhraní COMES CCI, kde jsou procesní hodnoty při změně prostřednictvím událostí přenášeny přímo do databáze systému COMES.
3. Komunikace se čtečkami čárkových kódů probíhá přímo přes rozhraní Ethernet a komunikační modul COMES CCI.
4. Komunikace s tiskárnami pro tisk štítků dveří probíhá přes rozhraní Ethernet přímým zápisem informací na tiskárny.
5. Komunikace s dotykovými terminály a LCD obrazovkami probíhá přes Ethernet rozhraní, architektura systému je postavená na typu klient-server. Na základě podnětů z výrobních procesů jsou ze serveru COMES zobrazovány na klientských obrazovkách obsluze linek potřebné výrobní specifikace a parametry.

Proces výroby dveří za podpory systému COMES

Firma SAPELI použila nasazení systému COMES do výroby dveří DEKOR. Výroba je tvořena třemi samostatnými výrobními linkami L1, L2, L3, automatickým meziskladem, dopravníky dveřních polotovarů a pomocnými mezisklady materiálů.
Celý proces výroby dveří začíná u zákazníka firmy SAPELI, který vytvoří objednávku na zhotovení sady dveří. Obchodní informace s detailem zákazníka jsou registrovány v podnikovém ERP systému, kde je na základě všech objednávek a časového harmonogramu výroby vytvořena optimalizovaná výrobní dávka (paleta) typově stejných dveří určených k vyrobení. ERP systém vygeneruje technologický postup s kompletní sadou výrobních parametrů pro všechna zařízení k jednotlivým dveřím a přiřadí dveřím unikátní označení pro výrobní proces, které je zapsané do čárového kódu na štítku dveří. Takto připravená datová sestava jedné palety je předána do systému COMES.

Obr 1

Systém COMES převezme nové informace o výrobní dávce. Nové výrobní dávky jsou formou plánovacího formuláře poskytnuty plánovačům výroby, kteří upravují podle dispozic a stavu výroby harmonogramy výrobních operací na linkách.

Obr 2

Výroba dveří začíná na první lince L1, kde obsluha načtením čárového kódu dveří zahajuje jejich opracování a získává na obslužný terminál informace o postupu výroby, obrázek dveří a materiálovou skladbu. Po připravení vstupních výchozích materiálů je výroba dveří zahájena automatickým opracováním na první lince.
Výstupem z linky L1 je dveřní polotovar, který dosahuje již požadovaných rozměrů dveří a je opatřen povrchovými plášti konečného typu dekoru. Linka L1 skládá na konci dveřní polotovary manipulátorem na sebe do výrobní palety. Výrobní paleta je po signalizaci připravenosti automatizovaně přesunuta systémem COMES do meziskladu výrobních dávek, kde dveře čekají na další opracování.

Obr 3

Při požadavku z plánu výroby na opracování dávky na další výrobní lince L2, jsou dveře automaticky systémem COMES nalezeny na příslušné skladové pozici a přivezeny k další výrobní lince. Linkou L2 procházejí jednotlivé dveře několika průchody. Každým průchodem je modelována jedna hrana dveří a polepována dekorační páskou. Po opracování na lince L2 jsou dveře přemístěny na pozici kontroly kvality, kde obsluha opět za pomoci čtečky čárového kódu a dotykového terminálu s informacemi ze systému COMES klasifikuje případné vady na dveřích. Kontrola kvality probíhá na všech pracovištích v průběhu celé výroby a její výsledky jsou archivovány.
Po opracování dveří linkou L2 a po průchodu pracovištěm kontroly kvality jsou dveře přesunuty zpět do meziskladu výrobních dávek, kde čekají na další opracování linkou L3, nebo jsou k lince L3 přesunuty přímo. Výrobní linka L3 provádí finální opracování dveřních polotovarů. Na dveřích jsou provedeny potřebné výřezy pro vložení skel a jiných dekorativních prvků. Kompletace konečné podoby dveří je prováděna obsluhou ručně na kompletačních pracovištích. Obsluha je při kompletaci plně závislá na informacích zobrazených na terminálu COMES, kde získá všechny podrobné informace, které materiály na kompletaci použít. Tento elektronický způsob poskytnutí postupu kompletace přináší obsluze časovou úsporu a zefektivnění kompletační práce. Při variabilitě a množství druhů dveří, které firma SAPELI svým zákazníkům nabízí, by distribuce těchto informací například v papírové podobě znamenala velkou nevýhodu a zdržení v pracovním postupu. Zkompletované dveře jsou dopravníky přesunuty na konec linky L3, kde jsou zastaveny na posledním kontrolním pracovišti. Hlavní supervizor výroby má na svém terminálu dostupné kompletní informace o průběhu výroby, informace o případných opravách nebo klasifikovaných vadách a informace, jaký pracovník prováděl dílčí výrobní operaci. Dveře z tohoto pracoviště odjíždějí do baličky na zabalení a expedici k zákazníkovi.

Monitoring výroby a kvality

Systém COMES zaznamenává všechny potřebné výrobní informace od chvíle přijetí dveří v podobě informace o nové výrobní dávce z ERP systému až do konečného zabalení dveří před expedicí. Informace o výrobě každých jednotlivých dveří jsou archivovány a poskytovány obsluze při výrobě, ale i později pro potřeby reportování a tvorby bilančních statistik. Výrobní protokoly jsou dále využívány v případě řešení reklamací. Mezi hlavní informace evidované systémem COMES o každých dveřích patří:

• Časové informace o zahájení a ukončení každé výrobní operace a průchodech výrobním zařízením.
• Informace o obsluze na pracovišti: prostoje pracovníků, výkonnost a kvalita jejich práce.
• Informace o stavu linek a zařízení (poruchy, prostoje).
• Informace o výrobních veličinách (rychlost motorů, teplota aj.) ve formě trendů.

Obsluha linek má dále k dispozici kompletní vizualizaci vytvořenou v systému COMES, která zobrazuje aktuální informace o průběhu výroby, informace o umístnění dveří ve výrobním procesu a stavu jednotlivých zařízení. Vizualizace a monitoring výroby pomáhá obsluze rychleji a snáze najít vzniklé poruchy na výrobních linkách.
Vedoucí pracovníci a mistři firmy SAPELI využívají především protokoly a bilanční statistiky k určení denních objemů výroby, průchodnosti dveří jednotlivými linkami a k získání informací o výkonnosti linek a jednotlivých pracovníků na pracovištích.
Všechny uvedené informace systém COMES ukládá na server zákazníka a zabezpečuje jejich zálohování.

Přínosy pro SAPELI

Použití systému COMES na úrovni MES přineslo firmě SAPELI:

• Spolehlivý a konfigurovatelný nástroj pro řízení výroby s možností přidávat nové funkce a upravovat stávající výrobní procesy.
• Zkrácení a zefektivnění výrobního času zakázek.
• Kompletní monitoring a sběr důležitých parametrů výroby potřebných pro její optimalizaci.
• Minimalizaci chyb ve výrobním procesu a ve výrobních dokumentacích eliminací lidského faktoru.
• Stoprocentní traceability každého výrobku, včetně dohledatelnosti konkrétního průběhu výrobou.
• Centrální správu a řízení výroby

Závěr

Vhodná implementace výrobního IT přispívá k optimální výrobě. MES může pomoci řešit mnoho problémů současných výrobních procesů a tak přispět k zvyšování produktivity a jakosti výroby.
Uvedený příklad implementace systému COMES ukazuje, že je možné dosáhnout mimořádné pružnosti výrobního cyklu, kdy se hromadná výroba přizpůsobila individuálním požadavkům konkrétního zákazníka. Elektronicky organizovaná výroba nabízí mimořádné efekty, které zvyšují konkurenceschopnost podniků.

Další informace najdete na www.compas.cz.