CW01 - Teorie měření a regulace Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb © Ing. Václav Rada, CSc. ZS – 2010/2011 cv. 5. 1

T- MaR MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY © VR - ZS 2009/2010 A Další pokračování o „SYSTÉMECH MES“

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Hierechické struktury v modelových i praktických schematech fungování podniků ve výrobní i nevýrobní sféře ukazují na souvislosti uvnitř podnikové struktury – co s čím souvisí, jak se co s čím navzájem ovlivňuje a je ovlivňováno. Je však faktem, že realita se liší a bud elišit od teorií a ideálních modelů – šedivá je teorie, zelený strom života.

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Složité situace nastávají pokud podnik chce na trhu uplatnit „nehmotné“ reálie nesoucí ssebou i přínosy spojené s využíváním tohoto produktu jsou spíše charakteru deklarativního – lze říci, že se velmi těžko specifikují a hodnotově vyjadřují. systémových řešení Je to oblast tak zvaných „systémových řešení“.

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY K fungování využívá informační systém specializovaný do této oblasti a tedy se specifickými vlastnostmi. Je zaměřen na použití v reálné výrobě a proto má prvky i vlastnosti sem zacílené a u běžných informačních systémů se ani nevyskytující. Jedná se o systémy nazývané MES (Manufacturing Execution Systéms)

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Původním problémem podnikových informačních systémů bylo, že se pro oblast technologií a řízení technologických procesů příliš nehodily. Jenže se nicméně nehodily ani pro ekonomicko-správní oblasti. To však bylo spíše chybějícím SW, než HW strukturou a vlastnostmi napojení počítačových sys- témů do reality výrobních strojů a systémů.

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Asi lze konstatovat, že neexistovaly potřebné normy, standardy – a ani reálné i modelové struktury. Informační systémy prvotního období tedy sloužily spíše k přenosu isolovaných informací kýmsi vytvo- řených (třebas i na základě „ručně“ zpracovaných in- formací z reality podniku) a komusi určených – větši- nou odrážely běžnou hierarchii komunikace „příkazů shora“ a „vynucených odezev či reakcí zdola“.

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Koncem dvacátého století se tato situace začala měnit – naštěstí k lepšímu = zpočátku „nepojmenované a ne- dostatečně identifikované úlohy“ se začaly konkreti- zovat (kupodivu na svou dobu podrobně, přesně a s vysokou mírou funkčnosti) a funkčně i fyzicky za- bezpečovat. Pochopiteně se začínalo v oblasti administrativně- správní, která byla nejvíc strukturována (a její struk- tury byly nejvíce i nejlépe popsány).

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Začalo se tedy se správou toku administrativních dat a informací spojených s „fungováním“ podniku. Hned v počátku se ale narazilo na potřebu mít infor- mace z výrobních oblastí a zařadit je do administrativní struktury podniku a využít je jako zdroj neskreslených a mnohdy unikátních informací nezbytných (nebo zlepšujících) rozhodovací stavy a procesy. Začal se objevovat nový „spojovací článek“.

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY A o byl základ a původ dnešních MES ….. MES není prostým systémem řízení výroby (řídící vý- robu) – i když to defacto koná – kopírujícím do té doby používané systémy využívající „ruční“ řízení. Dnes je to systém obsahující jisté (jedno-)účelové specializo- vané nadstavby k „běžnému podnikovému informač- nímu systému podnikového řízení.

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY V současnosti řídící mezinárodní organizace MESA International sestavila jedenáct hlavních úloh charakteriujících náplň činnost MES – jsou však dosti obecné, což je v této oblasti spíše na závadu než předností.

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Fúze ekonomicko-správní (tedy i administrativní ob- lasti) a výrobní oblasti ssebou přinesla a stále ješt přináší celou řadu problémů. Mimo jin jsou to problémy, že děje probíhají v reálném čase a že je potřeba se tomu přizpůsobit. Je to teoretické popsání ….

SYSTÉMY MES T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY „real- time“ = reálného času, Je to teoretické popsání a zavedení tak zvaného „real- time“ = reálného času, kdy čas plynoucí při výpočtech uvnitř informačního systému (a tedy i uvnitř příslušné výpočetní techniky) a skutečný čas jsou v přesném poměru 1 :1.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Dnešní výpočetní technika v informačních systémech nemá HW problémy – je dostatečně rychlá i pro použití do oblastí „real-time“ a má vyhovující paměťové kapacity. Jedinou nedostatečností tak zůstávají peníze na její obnovu, rozšiřování a částečně i provoz.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Je stále ještě chápána jako „nic (přímo) nevydělávající“ – lze říci, že pokud někdo respektuje nepřímý přístup této techniky k zisku a prosperitě podniku, má jistý nezanedbatelný náskok. Technika pak v takovém případě je správně a rozumně využívána a ten nepřímý přínos a prospěch skutečně přinese – jen je potřeba jej „vypreparovat“ z podniko- vých dat a uvědomit si jej.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Postupný vývoj přinesl změnu systémů MES na systémy ERP (Enterprise Resource Planning) i když původní zásady a principy systému MES nebyly odsunuty do zapomnění. Jen se soustředily do největ- ších podniků a nadnárodních korporací, kde jednak mají šířkou svého působení a jednak dostupností po- třebných finančních prostředků, snazší „život“ a uplatnění.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Postupný vývoj tedy současné moderní informační systémy „zanáší“ stále více přímo do prostředí výrob- ního charakteru. Dokonce přímo do techniky řídící chod jednotlivých strojů a technologických výrobních linek. Omezuje se tak možný negativní vliv, který by mohli způsobit pracovníci obsluhy s nízkou nebo nižší kvalifikací a vzděláním. Data a informace vznikající ve výrobě se pak do nadřazených částí systému dostávají „bezobslužně“.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Je potřeba se ještě podívat na oblast sběru dat – to je systémů, které tuto bezobslužnost zajišťují. Tyto SSD (Systémy sběru výrobních dat) jsou přímo napojeny na výrobní techniku. Jejich selhání či výpa- dek má za jednoznačný následek nenahraditelné a nevratné zmizení těchto dat. Proto jsou vyráběny se zvýšenou spolehlivostí a vysokou životností, takže jsou relativně dražší – opět zvyšují problém nedostatku financí.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Je vhodné si uvědomit, že SSD má opravdu vysoké nároky na objemy paměťových prvků – zejména pro- vozních archivů a „archivu archivů“ (záloh, backupů). Například pro výrobní část, kde je 10 strojů a kde se na každém z nich vyrábí 2000 výrobků denně (za směnu) – a kde se o každém výrobku sbírá a archivují 4 hod- noty (data), Za rok to představuje na 20 miliónů hod- not + totéž pro zálohu – data nelze po roce zlikvidovat, takže tyto paměťové objemy jsou každý rok „nové“.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Dnešní SSD systémy jsou řešeny jako distribuované, to znamená „rozptýlené“ do míst vzniku dat. Jsou lepší i z hlediska jejich údržby a jednodušší správy. A tak tedy už zbývá „pouhé“ správné a dobré stano- vení struktury dat a míst jejich vzniku v reálu výroby a strojního vybavení.

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY Řádné stanovení charakteru a obsahu dat by mělo (správnější je „musí“) obsahovat a splňovat tyto cha- rakteristiky a zásady (nesmí vznikat vágní data a nesmí vznikat v „neznámých“ či nedefinovaných místech): - typ snímače, včetně použitého fyzikálního principu - poloha referenčních a snímacích bodů - přesný polohopis umístění snímače - ……..

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY - přesnost a linearita převodní charakteristiky snímače (mezi vstupující měřenou fyzikální veličinou a údajem na výstupu snímače = obvykle elektrický signál (proud, napětí, nebo digitální číslo)) - použitý způsob a algoritmus výpočtu (transformace, úpravy) dat, aby bylo možno eliminovat (či úplně od- stranit) zde vznikající chyby a zkreslení údajů - ………..

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY - frekvence vzorkování (míněno časové vzorkování sběru dat – ne digitalizace, ale i ta musí být řešena ob- dobně) musí splňovat Shannon – Kotelnikovův teorém (= frekvence vzorkování musí být minimálně dvojná- sobkem největší významná frekvence obsažená ve snímaném údaji – frekvence významných a pro správný provoz nutných dat) - ……..

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY - časové vazby a zpoždění – mnohé údaje se do sys- tému dostanou (jsou vloženy, odeslány) až po určité době nezbytné k jejich zpracování či jinému vyhod- nocení (zpoždění od vteřin či milisekund až po hodiny) fyzikální rozměr měřené veličinya musí být správně zařazena a (časově bezchybně) interpretována – čili data si nesou údaj o okamžiku svého vzniku - ……..

SYSTÉMY MES a současnost T- MaR © VR - ZS 2009/2010 MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY - musí mít správně určenu a použitu fyzikální jednotku, což znamená důsledně používat soustavu SI … (! na anglosasský systém) - názvosloví – důsledně pouze jediný jazyk = čeština nebo angličtina případně jiný v podniku známý a používaný - a další …..

T- MaR © VR - ZS 2009/2010 … a to by bylo vše MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

T- MaR © VR - ZS 2009/2010