Współczesne maszyny produkcyjne rejestrują wiele parametrów: czas pracy, prędkość, liczbę wykonanych cykli, alarmy, przestoje oraz wyniki kontroli jakości. Dane te często pozostają jednak w sterownikach PLC, panelach operatorskich lub oddzielnych systemach przypisanych do konkretnych urządzeń.

MES FDCS – Fenix Data Collection System umożliwia automatyczne zbieranie, porządkowanie i analizowanie tych informacji. Jest to system MES do monitorowania produkcji w czasie rzeczywistym, analizy OEE, rejestrowania przestojów oraz kontroli realizacji zleceń.

Dane z wielu urządzeń mogą być prezentowane na wspólnym dashboardzie produkcyjnym. Dzięki temu operator, kierownik produkcji, dział jakości i utrzymanie ruchu korzystają z jednego źródła informacji.

Czym jest system MES?
MES, czyli Manufacturing Execution System, to system informatyczny działający na poziomie hali produkcyjnej. Jego zadaniem jest monitorowanie rzeczywistego przebiegu produkcji – od rozpoczęcia zlecenia do uzyskania gotowego produktu.

Oprogramowanie MES zbiera dane z maszyn i stanowisk pracy, a następnie łączy je z informacjami dotyczącymi zleceń, produktów, partii i operatorów.

System MES pozwala kontrolować między innymi:

• stan maszyn i linii produkcyjnych,
• czas pracy oraz zatrzymań,
• liczbę wyprodukowanych sztuk,
• liczbę produktów poprawnych i odrzuconych,
• prędkość pracy linii,
• realizację planu produkcyjnego,
• wskaźnik OEE,
• jakość i identyfikowalność produkcji.

W przeciwieństwie do raportów przygotowywanych po zakończeniu zmiany system monitorowania produkcji pokazuje aktualne dane. Pozwala to reagować na problemy wtedy, gdy występują, a nie dopiero po przeanalizowaniu wyników.

Jak MES FDCS zbiera dane z maszyn?
Podstawą działania FDCS jest automatyczna komunikacja z maszynami i urządzeniami pracującymi na linii. System może pozyskiwać dane ze sterowników PLC, paneli operatorskich oraz urządzeń kontroli jakości.

W zależności od budowy maszyny i dostępnych interfejsów komunikacja może być realizowana za pomocą protokołów stosowanych w automatyce przemysłowej, takich jak:

• OPC UA,
• Modbus TCP,
• komunikacja z PLC,
• interfejsy i protokoły udostępniane przez producenta urządzenia.

Zakres integracji jest ustalany indywidualnie. Przed wdrożeniem należy sprawdzić rodzaj sterownika, dostępne sygnały, protokoły komunikacyjne oraz możliwość odczytu potrzebnych parametrów.

System do zbierania danych z maszyn może rejestrować przykładowo:

• sygnał pracy i zatrzymania,
• liczbę wykonanych cykli,
• prędkość maszyny,
• czas trwania przestoju,
• kod lub rodzaj alarmu,
• liczbę produktów zaakceptowanych,
• liczbę produktów odrzuconych,
• wyniki ważenia lub kontroli jakości.

Automatyczne zbieranie danych produkcyjnych ogranicza błędy związane z ręcznym przepisywaniem wyników. Pozwala również zarejestrować krótkie zatrzymania, które mogą zostać pominięte w tradycyjnych raportach.

Monitoring produkcji w czasie rzeczywistym
Dane pobierane z maszyn są przetwarzane i przedstawiane na dashboardzie produkcyjnym. Użytkownik może sprawdzić bieżący stan całej linii lub wybranego urządzenia.

System monitorowania produkcji może pokazywać:

• nazwę linii i aktualnego produktu,
• numer realizowanego zlecenia,
• stopień wykonania zlecenia,
• planowaną i rzeczywistą wielkość produkcji,
• liczbę poprawnych produktów,
• liczbę odrzutów,
• status maszyn,
• czas pracy i przestojów,
• bieżący wynik OEE.

Monitoring produkcji w czasie rzeczywistym ułatwia wykrywanie sytuacji, w których linia pracuje wolniej niż zakładano, urządzenie często się zatrzymuje albo zwiększa się liczba produktów niespełniających wymagań.

FDCS może również obsługiwać alerty systemowe i powiadomienia e-mail. Pozwala to szybciej przekazać informację o problemie osobom odpowiedzialnym za produkcję, jakość lub utrzymanie ruchu.

System OEE – pomiar efektywności maszyn
OEE, czyli Overall Equipment Effectiveness, jest wskaźnikiem całkowitej efektywności wykorzystania maszyn. System OEE analizuje trzy obszary:

dostępność – stosunek rzeczywistego czasu pracy do planowanego czasu produkcji,
wydajność – porównanie rzeczywistego tempa produkcji z prędkością zakładaną,
jakość – udział prawidłowych produktów w całkowitej liczbie wyprodukowanych sztuk.

W uproszczeniu OEE obliczane jest według wzoru:

OEE = dostępność × wydajność × jakość

Przykładowo maszyna może być dostępna przez większość zmiany, ale jej wynik OEE pozostanie niski, jeżeli pracuje ze zbyt małą prędkością lub generuje dużą liczbę odrzutów.

MES FDCS automatycznie zbiera dane potrzebne do analizy OEE. Dashboard OEE może prezentować wyniki dla:

• pojedynczej maszyny,
• całej linii produkcyjnej,
• wybranej zmiany,
• konkretnego produktu,
• zlecenia produkcyjnego,
• określonego przedziału czasu.

Raport OEE pomaga ustalić, czy największy wpływ na wynik miały przestoje, niewłaściwa prędkość pracy czy problemy jakościowe.

Rejestracja i analiza przestojów
Sama informacja o niskiej wydajności nie wystarcza do usprawnienia procesu. Potrzebna jest również wiedza o przyczynach strat.

FDCS może rozróżniać różne stany maszyny:

• prawidłową pracę,
• mikroprzestój,
• przestój planowany,
• przestój nieplanowany,
• przezbrojenie,
• awarię,
• brak produktu lub materiału,
• wyłączenie urządzenia.

Przebieg pracy może być przedstawiany na osi czasu. Użytkownik widzi, kiedy maszyna się zatrzymała, jak długo trwał przestój i jaki był jego wpływ na realizację zlecenia.

Analiza przestojów pozwala sprawdzić:

• które maszyny zatrzymują się najczęściej,
• ile wynosi łączny czas postojów,
• jakie przyczyny występują najczęściej,
• czy problemy powtarzają się na określonej zmianie,
• które urządzenie jest wąskim gardłem linii.

Dane te mogą być wykorzystywane przez produkcję i utrzymanie ruchu do planowania napraw, przeglądów oraz działań optymalizacyjnych.

Monitoring wag kontrolnych i analiza jakości
W zakładach spożywczych ważnym źródłem danych są urządzenia kontroli jakości, w tym wagi kontrolne. FDCS może zbierać informacje dotyczące masy produktów oraz wyników kontroli.

Monitoring wag kontrolnych może obejmować:

• masę pojedynczych produktów,
• średnią masę dla partii,
• dolną i górną granicę tolerancji,
• liczbę produktów prawidłowych,
• liczbę produktów odrzuconych,
• przyczyny odrzutów,
• zmiany wyników w czasie.

Analiza danych z wag kontrolnych umożliwia ocenę stabilności procesu. Jeżeli średnia masa zaczyna przesuwać się w kierunku granicy tolerancji, odpowiedzialna osoba może wcześniej skorygować ustawienia urządzenia dozującego lub pakującego.

Ma to znaczenie zarówno dla zgodności produktu, jak i kosztów produkcji. Zbyt mała masa może prowadzić do niezgodności, natomiast zbyt duże porcje oznaczają niekontrolowane straty produktu.

Śledzenie partii i identyfikowalność produkcji
System MES dla przemysłu spożywczego powinien wspierać identyfikowalność produktu. Dane produkcyjne mogą zostać powiązane z numerem partii, zleceniem, czasem produkcji i wynikami urządzeń kontrolnych.

Śledzenie partii pozwala ustalić:

• na której linii wyprodukowano daną partię,
• kiedy rozpoczęto i zakończono produkcję,
• ile produktów wyprodukowano,
• ile produktów zostało odrzuconych,
• jakie wyniki zarejestrowały urządzenia kontrolne,
• czy wystąpiły alarmy, awarie lub przestoje.

Zapisane informacje mogą być wykorzystywane podczas audytów, kontroli jakości oraz analizowania reklamacji. Automatyczna rejestracja danych ogranicza konieczność przeszukiwania wielu papierowych raportów i oddzielnych plików.

MES, SCADA i ERP – funkcje oraz integracja
Systemy MES, SCADA i ERP działają na różnych poziomach przedsiębiorstwa.

System SCADA
SCADA służy do nadzorowania procesów technologicznych. Odczytuje sygnały ze sterowników PLC, wizualizuje parametry pracy i umożliwia operatorowi kontrolowanie procesu.

SCADA koncentruje się głównie na bieżącej pracy maszyny lub instalacji: temperaturze, ciśnieniu, prędkości, stanie zaworów, silników i czujników.

System MES
MES wykorzystuje dane z hali produkcyjnej do monitorowania realizacji produkcji. Łączy informacje z maszyn z produktami, zleceniami, partiami i wskaźnikami wydajności.

System MES odpowiada na pytania: ile wyprodukowano, jaki był wynik OEE, ile trwały przestoje, jaka była liczba odrzutów i czy wykonano plan.

System ERP
ERP zarządza procesami biznesowymi przedsiębiorstwa. Obejmuje między innymi zamówienia, planowanie, zakupy, magazyn, finanse i gospodarkę materiałową.

Integracja MES z ERP pozwala przekazać z ERP planowane zlecenie produkcyjne, a następnie odesłać rzeczywiste wyniki jego realizacji. Współpraca MES ze SCADA lub sterownikami PLC umożliwia natomiast automatyczne pozyskiwanie danych technologicznych i produkcyjnych.

FDCS nie musi zastępować działających systemów SCADA lub ERP. Może stanowić warstwę łączącą dane z hali z informacjami potrzebnymi do zarządzania produkcją.

MES FDCS dla przemysłu spożywczego
Produkcja spożywcza wymaga kontroli jakości, masy produktu, wydajności oraz identyfikowalności partii. System MES FDCS może być dostosowany do potrzeb zakładów produkujących między innymi:

• mięso i wyroby mięsne,
• ryby,
• nabiał,
• mrożonki,
• dania gotowe,
• przekąski i słodycze,
• produkty sypkie,
• karmę dla zwierząt.

System może objąć pojedynczą maszynę, wybraną linię lub wiele obszarów produkcji. Modułowa architektura umożliwia rozpoczęcie od podstawowego monitoringu maszyn i późniejsze rozszerzenie rozwiązania o analizę OEE, kontrolę jakości, raportowanie oraz identyfikowalność.

Korzyści z wdrożenia MES FDCS
Wdrożenie systemu do monitorowania produkcji pozwala:

• automatycznie zbierać dane z maszyn,
• monitorować produkcję w czasie rzeczywistym,
• analizować OEE i wydajność linii,
• rejestrować przestoje oraz mikroprzestoje,
• identyfikować wąskie gardła,
• kontrolować jakość i liczbę odrzutów,
• analizować wyniki wag kontrolnych,
• śledzić partie produkcyjne,
• ograniczyć ręczne przygotowywanie raportów,
• integrować dane produkcyjne z systemami SCADA i ERP.

MES FDCS zmienia sygnały i dane pochodzące z maszyn w czytelne informacje dla produkcji, jakości, utrzymania ruchu i kadry zarządzającej. Ułatwia to ocenę rzeczywistego wykorzystania urządzeń oraz podejmowanie decyzji na podstawie aktualnych danych.

Zapraszamy do kontaktu
Krzysztof Zając
FDCS Product Manager
MES FDCS

tel. +48 725 515 510
e-mail: krzysztofz@fenixsystems.eu

Słowa kluczowe: #FDCS #MES