Transcript Informační systémy

INFORMAČNÍ SYSTÉMY
SYSTÉMY PRO ŘÍZENÍ VÝROBY
Ing. Roman Danel, Ph.D.
[email protected]
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