W dobie cyfryzacji i automatyzacji trudno wyobrazić sobie zakład produkcyjny, w którym mogłoby zabraknąć tych dwóch symboli XXI wieku. W tym kontekście system MES (Manufacturing Execution System) odgrywa pierwszoplanową rolę, będąc ogniwem scalającym planowanie z produkcją. Jednak, aby system MES mógł w pełni wykorzystać swój potencjał, powinien być on zasilany w dane dzięki integracji z maszynami i urządzeniami produkcyjnymi. Dopiero w koniunkcji z przesyłanymi w czasie rzeczywistym sygnałami, system MES staje się narzędziem w pełni wspierającym wydajne zarządzanie produkcją.
MES a dane z maszyn – synergia możliwości
System MES jest systemem realizacji produkcji, pozwalającym w szybki i efektywny sposób modelować procesy produkcyjne oraz monitorować ich przebieg. Jego główne funkcje to śledzenie przebiegu produkcji, zarządzanie jakością, rejestrowanie przestojów, utrzymanie ruchu, optymalizacja wydajności lub raportowanie i analiza danych. Aby jednak MES mógł realizować je w sposób efektywny, potrzebuje nieustannego dostępu do informacji z maszyn, takich jak temperatura, ciśnienie, liczba wyprodukowanych sztuk, prędkość pracy, czas cyklu, czy stany alarmowe. W przypadku braku integracji z maszynami, dane muszą być wprowadzane ręcznie lub – jeśli nie jest możliwy dokładny pomiar – opierają się na uśrednionych normach i czasach standardowych, które określają przewidywany przebieg procesu produkcyjnego. Niemniej jednak, ręczne wprowadzanie danych lub korzystanie wyłącznie ze zgodnych z rozkładem normalnym przewidywań, wiąże się z ryzykiem wydłużenia czasu reakcji, zwiększeniem prawdopodobieństwa wystąpienia błędów i utrudnieniem szybkiego podejmowania decyzji. Dopiero automatyzacja akwizycji danych z maszyn pozwala m.in. na:
- monitorowanie produkcji w czasie rzeczywistym
- natychmiastowe wykrywanie awarii i przestojów
- szybką optymalizację procesów i eliminację wąskich gardeł
- automatyzację raportowania i kontroli jakości
- jeśli istnieje taka potrzeba, również sterowanie konkretnymi urządzeniami
Pozyskiwanie sygnałów z maszyn – sposoby
Na rynku dostępnych jest sporo skutecznych metod pozyskiwania danych z maszyn do systemu MES. Wśród najczęściej stosowanych wyróżnić możemy:
- Systemy SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)
Służą do nadzorowania i zbierania danych z procesów przemysłowych, umożliwiając kontrolę i sterowanie procesami. System SCADA może przekazywać zbierane dane do systemów wyższego poziomu, jak np. MES. Ponadto SCADA agreguje dane z różnych źródeł, takich jak sterowniki PLC, czujniki, czy urządzenia pomiarowe i umożliwia ich wizualizację, dzięki której można monitorować procesy na bieżąco. - Serwery OPC (OLE for Process Control)
Standard OPC (a w nowszej wersji OPC UA – Unified Architecture) – jak sama nazwa wskazuje – standaryzuje komunikację pomiędzy różnymi urządzeniami automatyki, niezależnie od ich producenta. Serwer OPC zbiera dane z maszyn i udostępnia je klientom – w tym systemowi MES – w sposób płynny, niezawodny i uniwersalny. - Urządzenia peryferyjne i czujniki
W wielu przypadkach dane mogą być bezpośrednio zbierane z czujników (np. temperatury, ciśnienia, przepływu) lub urządzeń peryferyjnych (np. wagi, skanery kodów, czytniki RFID). Takie urządzenia mogą komunikować się z MES-em poprzez protokoły komunikacyjne (np. Modbus, MQTT) lub przez bramki przemysłowe IoT.
Integracja maszyn z systemem MES – korzyści
Integracja maszyn z systemem MES przynosi szereg wymiernych korzyści zakładowi produkcyjnemu:
- pełną kontrolę nad produkcją – możliwość monitorowania każdego etapu procesu w czasie rzeczywistym i natychmiastowego reagowania na wszelkie odchylenia;
- dokładne dane produkcyjne – liczba wyprodukowanych sztuk, czas cyklu, wydajność linii – wszystko dostępne online i bez opóźnień;
- redukcję przestojów – szybka identyfikacja awarii i problemów technicznych pozwala minimalizować czas przestojów oraz straty produkcyjne;
- optymalizację zasobów – lepsze wykorzystanie maszyn, surowców i siły roboczej, co przekłada się na niższe koszty operacyjne i wyższą efektywność produkcji;
- poprawę jakości i traceability – automatyczna rejestracja parametrów produkcyjnych i kontrola jakości w czasie rzeczywistym umożliwia szybkie wykrywanie i eliminowanie wad;
- automatyzację procesów – eliminacja dokumentacji papierowej i błędów ludzkich, przyspieszenie przepływu informacji i realizacji zadań;
- w firmach, w których system MES zasilany jest harmonogramem z systemu klasy APS, integracja z maszynami pozwala na natychmiastowe informowanie zespołu planistów o koniecznych zmianach w planach produkcyjnych;
- lepsze decyzje biznesowe – dostęp do zaawansowanych analiz i raportów w czasie rzeczywistym wspiera menedżerów w podejmowaniu trafnych decyzji.
Efektywne zarządzanie dzięki danym online
W momencie, gdy system MES ma dostęp do danych z maszyn w czasie rzeczywistym, zakład produkcyjny zyskuje zupełnie nową jakość w zarządzaniu. Można błyskawicznie wykrywać wszelkie odchylenia od normy, reagować na potencjalne problemy, lepiej planować przestoje serwisowe, czy optymalniej wykorzystywać dostępne zasoby.
Podsumowując, integracja systemu MES z maszynami to nie tylko techniczna możliwość, ale absolutna konieczność w nowoczesnej i konkurencyjnej produkcji. Dzięki aktualizowanym na bieżąco danym, pochodzącymi z parku maszyn, system realizacji produkcji (MES) przestaje być jedynie narzędziem do raportowania, a staje się dynamicznym systemem, wspierającym podejmowane decyzje, poprawiającym efektywność i umożliwiającym pełne wykorzystanie potencjału Przemysłu 4.0.
