SYSTÉMY PRO ŘÍZENÍ VÝROBY INFORMAČNÍ SYSTÉMY SYSTÉMY PRO ŘÍZENÍ VÝROBY Ing. Roman Danel, Ph.D. roman.danel@vsb.cz Institut ekonomiky a systémů řízení Hornicko – geologická fakulta

Obsah Systémy řízení výroby Šaržová výroba Identifikace výrobků MES systémy

Systémy pro řízení výroby Cílem těchto systémů je připravit kvalitní podklady úměrné pracovní pozici příjemce Kategorie příjemce dělník, mistr, manažer,… Co zajímá manažera? Termíny, rozpočet, kvalitativní a kvantitativní údaje zakázky, stav materiálových zdrojů, stav lidských zdrojů

Přínosy SŘV Automatizace opakujících se činností (procesů) Odstranění informačních „ostrovů“ v procesu výroby (od objednávky po expedici produktů) Odstranění duplicitních agend a činností Sekundární efekt – eliminace „předstírané“ práce Zkrácení průběžných časů zpracování Minimalizace prostojů Vyhodnocování výroby a vazba na obchod

Automatizace a řízení výroby Úkol automatizace: maximálně efektivní výroba Nestačí odděleně optimalizovat jednotlivé části výroby, ale je nutné ji optimálně řídit jako celek Siemens: TIA (Totally Integrated Automation)

Druhy systémů podle typu výroby Diskrétní výroba (Factory Manufacturing) – řízení diskrétních výrobních procesů – např. strojní výroba Kontinuální výroba (Process Manufacturing) – kontinuální výrobní procesy, např. chemie Dávková výroba (Batch Manufacturing) – produkt se vyrábí v dávce – farmacie, hutě

Operativní řízení výroby Plánování Identifikace a sledování materiálového toku Sběr dat Vizualizace výrobních dat Řízení kvality

Vsádková (šaržová) výroba Definice: zpracovává vstupní suroviny konečného množství v předem určených objemech a výrobních posloupnostech, které vyprodukují určité množství konečného produktu Vsádka = dávka = šarže

Šaržová výroba - struktura Šarže předpis operace operace fáze fáze fáze fáze fáze fáze

Šaržová výroba - předpis Předpis (recipe) – soubor nezbytných informací, který jednoznačně definuje výrobní požadavky pro konkrétní produkt Typy předpisů: Obecný (general recipe) Místní (site recipe) Hlavní (master recipe) Prováděcí (control recipe)

Operace a fáze Operace (operation) – funkce obsahující minimálně jednu fázi Fáze je prvek procedury, základní výrobní krok, patří vždy ke konkrétní operaci

Oblasti dávkové výroby Farmacie Potravinářství Kosmetický průmysl Chemické procesy

IS pro šaržovou výrobu Elektronický záznam o šarži (o průběhu šarže) Protokol o šarži Požadavky uživatelů na IS: značná míra volnosti (pružné přizpůsobování sortimentu výrobků požadavkům zákazníků) Vysoká jakost a plně dokumentovatelná výroba

Identifikace výrobků Čárové kódy RFID Kamerové systémy

Čárové kódy Kód tvořen černotiskem vytvořenými pruhy (nebo mozaikou) Optické rozpoznávání odrazem laserového světla (světlo je pohlcováno tmavými čárami a odráženo světlými mezerami) každá číslice či písmeno je zaznamenáno v čárovém kódu pomocí předem přesně definovaných šířek čar a mezer. 12-15 znaků Musí být viditelný kontakt s čtečkou

Prvky čárového kódu X - šířka modulu - jde o nejužší element kódu, tedy nejmenší přípustnou šířku čáry či mezery R - světlé pásmo - doporučeno minimálně desetinásobek šířky modulu, nejméně však 2,5 mm H - výška kódu - udává svislý rozměr pásu kódu, doporučeno je minimálně 10 % délky pásu pro ruční čtení, pro čtení skenerem se doporučuje 20 % délky pásu, minimálně však 20 mm, pro kód EAN je doporučeno 75 % délky pásu. L - délka kódu - obsazená délka pásu od první značky Start po poslední značku Stop, ale bez světlého pásma C - kontrast - je poměr rozdílu jasu odrazu pozadí a odrazu čáry k jasu odrazu pozadí a pro uspokojivě čitelný kód by měl přesahovat 0,7.

Typy čárových kódů Příklady kódů: EAN 13 UCC/EAN 128 CODE 39

EAN European Arcticle Number Nejčastěji používaný čárový kód EAN-8 a EAN-13 – 8/13 znaků, norma První tři znaky kód země, ČR: 859

CODE-39 1974 Číslice, písmena, interpunkční znaky Nerozlišuje velká a malá písmena Každý znak obsahuje 5 čar a 4 mezery

CODE 128 alfanumerický kód, který podporuje velká i malá písmena. 128 znaků (včetně řídicích kódů) Znaky sestávají ze 3 čar a 3 mezer

Další kódování U.P.C.A Code 93 Interleaved 2/5 a Interleaved 2/5 Mod 10 Codabar MSI PDF 417 (Portable Data File)

Přenosné terminály pro sběr dat Denso BHT-8000 (Toyota) MC 9000 (Motorola)

Tiskárny a příslušenství Průmyslová tiskárna Datamax Nanášecí kleště

RFID Radio Frequency Identification Až 96 KB Přepisovatelné Vysokofrekvenční rádiový signál bez potřeby viditelného kontaktu Možnost současného čtení více etiket Vyvolání události přemístěním objektu z/do dosahu RFID čtečky

Princip RFID RFID etiketa (tag) má kmitavý obvod, který přijme signál a zároveň ho moduluje -> přenos EPC (Electronic Product Code) -> čtečka dekóduje informace z přijatého VF signálu a předává EPC přes middleware (úkolem middleware je redukce datového toku spojeného s opakovaným zpracováním)

RFID etiketa Dle způsobu napájení Pasivní Polopasivní Aktivní Obsahuje paměť – přes čtečku z ní lze číst data i data ukládat RFID tag lze využít jako snímače

RFID etiketa a stolní čtečka

MES systémy - funkce

Krátkodobé rozvrhování Vytváření krátkodobých harmonogramů Vychází obvykle z plánování v nadstavbových ekonomických systémech (ERP) Cílem je odstranit prostoje, zbytečné přestavování, optimalizovat dopravní operace, minimalizace spotřeby energie…

Přidělování zdrojů a kapacit Přidělování výrobních jednotek podle pracovních příkazů a rozvrhů Zajištění potřebného množství energie a surovin Sledování aktuálního stavu výrobního úseku Ošetřování poruch a havarijních stavů

Správa dokumentace Doklady a dokumenty vznikají automaticky nebo ručně Informace o průběhu a výsledcích výroby Instrukce operátorům Receptury (postupy) pro výrobní zařízení Bezpečnostní, zdravotní, ekologické předpisy Historická data o výrobě

Sledování toku materiálu Podklad pro řízení jakosti dle ISO norem Sledují se on-line podmínky na zařízeních, na nichž byly produkty (výrobní dávky, série, celky) vyrobeny

Analýza výkonnosti Srovnání aktuálně dosažených výsledků ve výrobě s krátkodobým průměrem Predikuje odhad ekonomických výstupů Prezentace výsledků – průběžně nebo za sumační období

Sledování pracovníků Informace o výrobním personálu, který je v daný okamžik k dispozici Záznamy o kvalifikaci personálu Pomáhá optimálně vybírat pracovníky pro určité úkoly

Řízení údržby Cíl – udržovat výrobní prostředky v takovém stavu, aby se předešlo neplánovaným přerušením výroby Periodické nebo preventivní údržby Jsou-li prostředky, proaktivní údržba (údržba dle skutečného stavu zařízení)

Řízení jakosti Analýza dat snímaných z výroby v reálném čase s cílem sledovat kvalitu vyráběného produktu Včasná identifikace nežádoucích odchylek Analýza symptomů, zásahů a výsledků s cílem najít příčinu problému Statistické metody řízení procesu výrobu a jakosti Řízení inspekčních činností Off-line analýzy z laboratoří

Sběr dat a Ovládání procesu Sběr dat o výrobě (automaticky nebo ručně) je jednou z klíčových funkcí MES Ovládání – množina operátorských funkcí Monitorování významných parametrů procesu Automatické korigování procesu (regulace) Systém varovných hlášení (alarmů) Tyto systémy tvoří rozhraní mezi MES a řízeným zařízením