1. Wprowadzenie
Wysoka wydajność i efektywność pracy parku maszynowego przedsiębiorstwa produkcyjnego staje się obecnie kluczowym czynnikiem poprawiającym konkurencyjność na rynku. Wyższa wydajność i efektywność produkcji oznacza niższe koszty wytwarzania oraz wzrost terminowości realizacji zamówień klientów. Oznaczać również może stabilizację produkcji, co bardzo korzystnie wpływa na kulturę pracy operatorów poprzez poprawę relacji pomiędzy kierownictwem a pracownikami bezpośrednio produkcyjnymi. Mając świadomość co daje przedsiębiorstwu poprawa wydajności i efektywności produkcji wiele firm sięga po rozwiązania wspierające zarządzanie w tym kontekście. Ważne jest aby przy wdrożeniu takich rozwiązań zachować ściśle określoną kolejność ich wdrożeń.
Drogę poprawy wydajności i efektywności produkcji należy rozpocząć od wdrożenia jasnego systemu rozliczania czasu na stanowiskach pracy. Obecnie coraz częściej stosuje się mocno zagmatwane zasady kalkulacji wskaźników procesowych odchodząc od klasycznego sposobu wyliczania wskaźników efektywności produkcji zaproponowanych pierwotnie przez S. Nakajimę i opisanych dokładnie w jego książce pt. „Introduction to Total Productive Maintenance”. Bardziej zagmatwany kalkulator wskaźników sprawia, że zbyt dużo uwagi poświęca się prawidłowemu ich wyliczeniu zamiast skupić się na źródłach powstawania strat produkcyjnych. Należy zauważyć, że im bardziej złożony sposób obliczania wskaźników efektywności produkcji tym trudniej operatorom pracującym na stanowiskach roboczych połapać się za co są tak naprawdę rozliczani.
Pierwotnie efektywność produkcji była mierzona kategoriami sześciu wielkich strat pozwalających w prosty sposób wyliczyć najpopularniejszy wskaźnik efektywności wykorzystania maszyn i urządzeń, w skrócie zwany OEE. Jak wiadomo, wynik OEE ma dawać obraz aktualnej kondycji systemu produkcyjnego w odniesieniu do jego stanu wyidealizowanego, do którego przedsiębiorstwo produkcyjne ma dążyć. Jednakże, z uwagi na odwieczny problem jakości danych z przebiegu realizacji produkcji, raportowanych na różnego rodzaju formularzach czy arkuszach uzupełnianych przez operatorów można stwierdzić, że wskaźnik ten nie daje wiarygodnych informacji o stanie systemu produkcyjnego w punktu widzenia badania w nim strat czasu. Co więcej, powszechnie uważa się, że analiza wyniku OEE na podstawie zebranych danych w formie papierowej jest niewystarczająca do podjęcia decyzji dotyczących kierunku poprawy wydajności i efektywności produkcji. Dlatego warto zastanowić się nad wdrożeniem narzędzi informatycznych automatyzujących proces gromadzenia danych z przebiegu produkcji na maszynach oraz przetwarzających takie dane na informacje wskaźnikowe, w tym OEE. Jednym z takich rozwiązań jest system informatyczny oparty o funkcjonalność autonomicznych tablic świetlnych, tzw. systemów andon firmy Vorne, które w ostatnich latach cieszą się coraz większym zainteresowaniem przedsiębiorstw na całym świecie. W dalszej części artykułu zostanie wyjaśnione dlaczego ten system wybrały dziesiątki firm z różnych branży jako podstawowe narzędzie w zakresie gromadzenia danych produkcyjnych oraz w jaki sposób Dział Rozwiązań Inżynierskich firmy TQMsoft wspiera przedsiębiorstwa we wdrażaniu tych systemów.
2. Funkcjonalność tablicy andon Vorne XL w kontekście różnych zastosowań
System andon to multifunkcjonalne narzędzie służące do ciągłego monitorowania przebiegu produkcji w wybranym obszarze przewidzianym do tego celu. Jest to system modułowy, co oznacza, że składa się on z wielu konfigurowalnych składników. Sercem systemu andon jest tzw. autonomiczna tablica zdolna do samodzielnego wykonywania operacji logicznych bazując na sygnałach dostarczanych do niej z wybranego obszaru produkcyjnego. Poniżej na zdjęciu zaprezentowano wygląd takiej tablicy wyświetlającej przykładowy komunikat w formie ciągle przeliczanych wskaźników produkcyjnych:
W tym miejscu należy wyjaśnić, że pojedyncza tablica jest zdolna obsłużyć jeden wybrany obszar produkcyjny, np. pojedynczą maszynę lub linię produkcyjną z maszynami ustawionymi w szereg i połączonymi wspólnym systemem transportowym. Do monitorowania dwóch równoległych linii produkcyjnych potrzebne są dwie tablice, każda podpięta do innej linii.
Sygnały dostarczane do tablicy mogą pochodzić z czujników doinstalowanych np. do linii produkcyjnej lub mogą być dostarczane z istniejącej infrastruktury sprzętowej. Generalnym założeniem systemu andon jest aby w jak najmniejszym stopniu ingerować w funkcjonowanie systemu produkcyjnego. O wyborze miejsc, z których będą doprowadzone sygnały do tablicy decyduje przedsiębiorstwo produkcyjne, jednakże zawsze rekomendowane jest wyprowadzenie sygnałów z kluczowych maszyn będących albo wąskim gardłem linii produkcyjnej albo miejscem strategicznym (np. koniec linii lub najdroższa maszyna). Aby tablica prawidłowo mierzyła wydajność linii produkcyjnej wystarczy wyprowadzić jeden sygnał rejestrujący realizację cyklu pracy wybranej maszyny (bądź stanowiska pracy). Najczęściej sygnałem będzie impuls elektryczny pochodzący z czujnika lub z modułu wyjściowego sterownika PLC, ale równie dobrze może to być skan kodu kreskowego albo wciśnięcie przycisku przez operatora pracującego na linii produkcyjnej. Na podstawie zadanej do tablicy informacji w postaci aktualnie produkowanego wyrobu (dla którego określono idealne czasy cyklu reprezentujące wartość czasu osiąganą pomiędzy dwoma kolejnymi sygnałami w warunkach prawidłowo realizowanej produkcji) tablica odlicza czas od każdego pojawiającego się sygnału i na tej podstawie wylicza wszelkie parametry związane z wydajnością i efektywnością produkcji. Każde przekroczenie idealnego czasu cyklu jest zaliczane przez tablicę do jednej z kategorii sześciu wielkich strat w wyniku czego możliwe jest obliczenie wskaźnika OEE w trybie on-line.
Tablica andon firmy Vorne jest również zdolna do rejestrowania zdarzeń zachodzących w wybranym obszarze produkcyjnym. Zdarzenia te są zaliczane do czterech kategorii w jakich tablica interpretuje stany pracy w obszarze produkcyjnym, tj. stan produkcji (Run) oraz trzy stany tzw. postojów długich, które dzieli się dalej na nieplanowane przestoje (Downtime), np. awarie maszyn, ustawienia w obszarze monitorowanym (Setup), np. przezbrojenia oraz wyłączenia w obszarze monitorowanym (Standby), np. przerwy socjalne czy brak zleceń. Każdy ze stanów pracy skojarzony jest z listą powodów uszczegóławiających dlaczego tablica przyjęła aktualny stan. Rejestracja powodów wystąpienia określonych stanów pracy umożliwia ocenę problematycznych zdarzeń, które cyklicznie mogą pojawiać się w obszarze produkcyjnym, tym samym przyczynia się bezpośrednio do podjęcia środków eliminujących powody zatrzymań produkcji w obszarze. Skutkiem podjętych środków zaradczych jest poprawa wydajności i efektywności produkcji monitorowanego obszaru. Przykładowy widok linii czasu zarejestrowanej przez tablicę andon Vorne XL pokazano na poniższym zdjęciu.
3. Rozszerzenie funkcjonalności systemu andon Vorne XL
Choć tablica andon Vorne XL jest autonomicznym narzędziem do gromadzenia i przetwarzania danych produkcyjnych i w pewnym stopniu może zaspokoić podstawowe potrzeby przedsiębiorstwa w zakresie monitorowania on-line produkcji to wiele firm decyduje się rozszerzenie funkcjonalności tablic i traktowanie ich jako kompleksowego narzędzia do prowadzenia analiz biznesowych i rozwojowych oraz integracji z pozostałymi systemami komputerowymi działającymi w przedsiębiorstwie. Rozwój systemu andon opiera się o kilka dodatkowych modułów rozumianych jako narzędzi wpierających instalowanych na serwerze przedsiębiorstwa.
Pierwsza grupa narzędzi rozwijających możliwości tablic andon firmy Vorne skupia się na gromadzeniu danych historycznych na wspólnym serwerze bazodanowym. Wsparcie w tym zakresie jest uzasadnione z uwagi po pierwsze na ograniczoną pamięć tablic (tablica umożliwia zapis ostatnich 1000 raportów zmianowych i zleceniowych w swojej wewnętrznej pamięci), po drugie na to iż pojedyncza tablica gromadzi dane historyczne tylko w obrębie monitorowanego obszaru produkcyjnego. Gdy zachodzi potrzeba porównania danych historycznych z wielu obszarów produkcyjnych wówczas niewystarczającym staje się taka analiza „tablica po tablicy”. Bazując na danych historycznych zgromadzonych ze wszystkich tablic w jednym miejscu (na serwerze bazodanowym) narzędzie o nazwie OEE Studio wyświetla zindywidualizowane raporty produkcyjne przygotowane przez końcowego użytkownika. Przykładowy wygląd raportu z systemu OEE Studio pokazano poniżej.
Druga grupa narzędzi rozwijających możliwości tablic andon firmy Vorne wspiera je w zakresie po pierwsze głębszych analiz wynikowych wydajności i efektywności produkcji (np. analiza OEE godzina po godzinie z wielu obszarów produkcyjnych na jednym wykresie), po drugie powiadamiania osób upoważnionych o zdarzeniach nieplanowanych (np. wysyłanie e-mail lub sms do konkretnych osób gdy awaria maszyny trwa dłużej niż 15 minut), po trzecie wstawiania komentarzy do powodów zaistniałych zdarzeń rejestrowanych przez tablice. Jest to narzędzie również bazodanowe o nazwie OEE Alert korzystające ze wspólnej bazy danych instalowanej na serwerze wraz z narzędziem OEE Studio. Przykładowy wygląd ekranu godzina po godzinie z systemu OEE Alert pokazano poniżej.
Trzecia grupa narzędzi rozwijających możliwości tablic andon firmy Vorne integruje tablice z innymi systemami komputerowymi działającymi w przedsiębiorstwie produkcyjnym. Przykładem takiej integracji jest połączenie tablic andon z systemem ERP w zakresie przekazywania informacji z systemu ERP do tablic według kolejki realizacji zleceń produkcyjnych w monitorowanym obszarze produkcyjnym. Operator pracujący w obszarze bazuje na informacjach zleceniowych pokazywanych na wyświetlaczu tablicy. Przykładowy wygląd wyświetlacza z danymi zleceniowymi zaimportowanymi bezpośrednio z systemu ERP pokazano poniżej.
Tablica jest więc narzędziem pośredniczącym w komunikacji pomiędzy planistą a operatorem. Istnieje również możliwość dwustronnej integracji tablic z systemami komputerowymi. Przykładowo, tablica również może przekazywać zgromadzone dane historyczne do systemu ERP w zakresie np. raportu realizacji zleceń produkcyjnych czy raportu awaryjności maszyn.
4. Ścieżka rozwoju projektu wdrożenia tablic andon Vorne XL
TQMsoft jako firma wdrażająca systemy andon w europejskich przedsiębiorstwach produkcyjnych różnych branży (w Polsce, Niemczech, Hiszpanii, Litwie) wypracowała pewien standard implementacji tego typu rozwiązań. Polega on na wieloetapowym podejściu do wdrożenia systemu andon, przy czym zawsze w pierwszym etapie proponowany jest dwumiesięczny okres testowy, w którym wypożycza się pojedynczą tablicę. W etapie testowym wdrożenia (tzw. okresie pilotażowym) przedsiębiorstwo otrzymuje tablicę na okres próbny z pełnym wsparciem technicznym i merytorycznym. TQMsoft świadczy wówczas usługi instalacyjno-konfiguracyjno-szkoleniowe aby najlepiej przygotować przedsiębiorstwo do szerszego wdrożenia systemu andon po jego wcześniejszym przetestowaniu.
Gdy przedsiębiorstwo produkcyjne zdecyduje się na implementację rozwiązania opartego o tablice andon firmy Vorne, w drugim etapie wdrożenia przystępuje się do instalacji większej liczby tablic aby monitorować najważniejsze obszary produkcyjne dla przedsiębiorstwa. Kolejne tablice mogą być wdrażane pojedynczo lub grupowo. Z punktu widzenia trudności implementacji nie ma większego znaczenia, które podejście wybrać, bardziej jest to związane z budżetem przewidzianym na wdrożenie systemu andon. Jednakże im więcej tablic jest wdrożonych w systemie produkcyjnym tym trudniej jest zarządzać danymi historycznymi pochodzącymi z wielu tablic.
Trzeci etap wdrożenia systemu andon jest więc naturalnym następstwem rozwoju tego systemu o automatyczne zbieranie danych historycznych z tablic i gromadzenie ich we wspólnym serwerze bazodanowym. Ten etap wdrożenia wymaga od przedsiębiorstwa przygotowania serwera bazodanowego z zainstalowaną bazą danych MS SQL Server (wersja oraz generacja bazy danych jest dowolna). W ramach trzeciego etapu instaluje się oprogramowanie serwerowe służące do automatycznego pobierania danych historycznych z tablic oraz oprogramowanie rozszerzające funkcjonalność systemu andon o zaawansowane raportowanie efektywności produkcji (OEE Studio) oraz mechanizmy powiadamiania (OEE Alert).
Czwarty i ostatni etap wdrożenia systemu andon to jego integracja z zewnętrznymi systemami komputerowymi wdrożonymi również w przedsiębiorstwie. Na tym etapie konsultanci i inżynierowie TQMsoft współpracują z zarządzającymi projektem od strony przedsiębiorstwa przy wypracowaniu najwłaściwszego modelu wymiany danych pomiędzy systemami oraz ich prezentacji np. na wyświetlaczach tablic. Jest to zarazem etap wieńczący rozwój systemu andon w przedsiębiorstwie. Po tym etapie można stwierdzić, że przedsiębiorstwo ma w pełni funkcjonalne rozwiązanie do monitorowania efektywności produkcji.
Jeśli chcieliby Państwo dowiedzieć się wiecej o systemie andon - tablica Vorne XL, zapraszamy do kontaktu z naszym Działem Rozwiązań Inżynierskiech
mail: wdrozenia@tqmsoft.eu
kom: 695 844 804
