System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company

Transkrypt

1 System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company Multilayer Pipe Company Sp. z o.o. (MPC) jest jednym z największych europejskich producentów rur wielowarstwowych oraz rur z polietylenu sieciowanego. Firma została założona w roku 1997 w odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie rynku na elementy do nowoczesnych systemów instalacyjnych. Produkcja odbywa się w nowoczesnej fabryce w Pęczu koło Strzelina na Dolnym Śląsku. Proces wytwarzania jest w pełni skomputeryzowany. Hisotria W ofercie firmy znajdują się wyroby stosowane w instalacjach wewnątrz budynków do wody ciepłej i zimnej, centralnego ogrzewania, a także ogrzewania podłogowego. MPC oferuje Użytkownik systemu: Multilayer Pipe Company Sp. z o.o. w Pęczu Integrator systemu: Visual Control Wykorzystane produkty: Wonderware: Application Server Historian Server Information Server MES InTouch rury sanitarne (PE-Xc), grzewcze (PE-Xc/EVOH) i wielowarstwowe (PE-Xc/Al./PE). Najszersze zastosowanie znajdują rury wielowarstwowe na bazie PE-XC (rura podstawowa z sieciowanego polietylenu). Od początku istnienia MPC charakteryzuje się intensywnym rozwojem, zwiększaniem ilości i wydajności produkcji. Zaangażowanie pracowników i wysoka jakość wyrobów jest gwarancją stałego rozwoju. MPC zamierza konkurować na światowych rynkach poprzez oferowanie wyrobów najwyższej jakości po atrakcyjnych cenach. Rysunek 1. Hala produkcyjna w Multilayer Pipe Company. System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company Strona 1 z 6

2 Jednym z istotnych składników sukcesu MPC jest nowoczesny system informatyczny nadzorujący produkcję. Jego podstawę stanowi Platforma Systemowa Wonderware nowoczesne rozwiązanie informatyczne oparte na architekturze ArchestrA. W MPC wykorzystano moduł Production Events Module (PEM), wchodzący w skład rozwiązania o nazwie Equipment Operations Module, będącego modułem funkcjonalnym systemu MES firmy Wonderware. Wdrożenie w pierwszej fazie objęło jedną linię produkcyjną, na której powstają rury wielowarstwowe. Po opracowaniu modelu i szablonów obiektów aplikacja zostanie powielona na pozostałe linie produkcyjne tego etapu. Potrzeby O wyborze rozwiązania informatycznego firmy Wonderware zdecydowało kilka ważnych aspektów: Łatwa integracja z istniejącymi systemami wizualizacji procesu produkcyjnego na liniach produkcyjnych, opartymi na oprogramowaniu Wonderware InTouch. Szeroka funkcjonalność i skalowalność systemu, dostosowana do potrzeb MPC. Automatyczna rejestracja danych ze źródeł automatyki przemysłowej dostarczanie wiarygodnych danych w trybie on-line. Łatwa integracja z posiadaną już i wdrożoną przemysłową bazą danych Wonderware Historian. System ten, przeznaczony do automatycznego gromadzenia wszelkich istotnych danych pochodzących z systemów sterowania z bardzo wysoką dokładnością, funkcjonuje w MPC już od kilku lat. Realizacja Technicznie, wdrożony system MES składa się z baz danych genealogii i receptur, zestawu szablonów obiektów do stworzenia logiki aplikacji, oraz szablonów raportów. Tworzenie aplikacji polegało na konfiguracji obiektów budowanych na podstawie wcześniej opracowanych szablonów nadrzędnych. Podczas wdrożenia analizie poddano algorytmy dostarczania danych, interpretację parametrów procesowych i ich powiązanie z produktem. Rysunek 2. Architektura systemu MES. System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company Strona 2 z 6

3 Jako źródło danych wejściowych do systemu zastosowano bezpośrednio aplikacje wizualizacyjne InTouch z linii produkcyjnej oraz sterownik główny linii. Zmienne wypracowywane przez sterownik są wykorzystywane do konfiguracji obiektów systemu MES. Ponadto z bazy MSSQL istniejących już systemów pobierane są dane o zleceniach produkcyjnych i surowcach używanych w trakcie procesu. Na potrzeby instalacji systemu śledzenia produkcji, w istniejących systemach wizualizacyjnych InTouch tworzone są osobne okna w formie formularzy, w których wprowadzane są dane o partiach surowców i aktualnym zleceniu. W ramach systemu funkcjonują następujące komponenty: Application Server główny składnik systemu, odpowiadający za logikę biznesową aplikacji; możliwa jest redundancja serwera aplikacji, co zwiększa bezpieczeństwo i dostępność systemu. Galaxy Repository baza danych z repozytorium aplikacji. Historian & Production Server główny serwer bazy danych, zarówno do gromadzenia danych procesowych w postaci surowej, jak i do składowania całej konfiguracji systemu śledzenia produkcji. Information Server komponent do prezentacji informacji z poziomu przeglądarki internetowej, konfiguracji raportów, śledzenia genealogii produktu itd. InTouch aplikacje wizualizacyjne na liniach produkcyjnych. Architektura i komponenty systemu MES wdrożonego w MPC Sp. z o.o. Na jednym serwerze (Pro1) zlokalizowano Wonderware Historian, traktując go jednocześnie jako serwer bazodanowy dla danych i obiektów systemu. Na drugim serwerze (Pro2) zainstalowano samą platformę Application Server, na której funkcjonują obiekty PEM modułu EOM (moduł systemu MES), środowisko do projektowania obiektów oraz narzędzia do prezentacji danych. Licencja na system śledzenia zawiera możliwość zamodelowania 20-tu jednostek produkcyjnych. System produkcyjny loguje zdarzenia produkcyjne z rozróżnieniem trybów pracy linii. Detekcja trybu pracy następuje na podstawie badania wartości parametru statusu linii oraz sygnałów alarmowych poszczególnych urządzeń ciągu produkcyjnego. W systemie wyróżniono 4 tryby pracy linii: awaria linii, awaria technologiczna, produkcja i przezbrojenie. Produkowane wyroby, a zwłaszcza odpady, przydzielane są do aktualnych trybów pracy, a kryterium właściwego przydziału jest czas (moment zarejestrowania zmiany trybów pracy). Na podstawie pomiaru zużycia surowców sypkich oraz rejestracji ilości zużycia taśmy aluminium oraz rury podstawowej obliczane są całościowe konsumpcje surowców oraz wagi odpadów powstałych w trakcie procesu. Detekcja odpadów i przyczyn ich powstawania oparta jest na detektorach (zmienne logiczne dyskretne) wykrywających wady jakościowe rury, np. przekroczenie granicy dla średnicy rury, wyłączenie podgrzewacza warstwy kleju itd. Każda zmiana stanu tych zmiennych powoduje System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company Strona 3 z 6

4 wycięcie danego odcinka rury, zaklasyfikowanie go jako odpad oraz zarejestrowanie odpowiednich transakcji w systemie śledzenia produkcji. Logika biznesowa systemu, wiążąca surowe dane z PLC z wyrobami, została zawarta w obiektach Application Server a. Cała konfiguracja systemu, dane procesowe jak i przetworzone są zapisywane w bazie danych SQL Server. Rysunek 3. Raporty o genealogii produkcji w Wonderware Information Server Dla wyprodukowanego wyrobu można wyświetlić parametry operacyjne i procesowe (Production Event Details) takie jak: rzeczywista długość, datę, czas produkcji, klasyfikację, średnią średnicę zewnętrzną produktu czy też moc lasera w trakcie jego procesu produkcji oraz zużycie surowców. Information Server jako portal raportowy umożliwia dostęp do danych o procesie w trybie on-line. Nawigując w prosty sposób po oknach przeglądarki, gdzie prezentowane są grupowane zestawienia, można w każdej chwili dostać się do szczegółowych informacji o parametrach produkcyjnych danego wyrobu lub partii produkcyjnej. Projekt wdrożenia systemu dla pierwszej linii produkcyjnej został zrealizowany w pierwszym kwartale 2008r. Do końca roku planowane jest objęcie systemem pozostałych linii produkcyjnych. W realizację projektu zaangażowana została firma integratorska VisualControl z Krakowa. System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company Strona 4 z 6

5 Korzyści Wdrożeniu systemu przyświecała idea ciągłego doskonalenia procesu produkcji w celu eliminowania czynności nieproduktywnych, podniesienia jakości wyrobów i skracania cykli produkcyjnych. Za sprawą wysokiego poziomu szczegółowości gromadzonych danych, system MES pozwala na szybkę identyfikację potencjalnych problemów oraz podjęcie aktywnych i skutecznych działań, zmierzających do podniesienia jakości produkcji oraz obniżenia kosztów. Bardzo ważną cechą funkcjonalną systemu jest możliwość korelacji zdarzeń z przyczynami powstawania przestojów, która pozwala na usprawnianie działania urządzeń o dużej awaryjności, przyczyniając się przy tym do podniesienia wydajności maszyn i redukcji kosztów jednostkowych. Nieocenioną wartość tworzy też genealogia produktu, umożliwiająca przejrzenie całej ścieżki procesu od surowca podstawowego po wyrób gotowy, z możliwością rejestracji danych o parametrach procesowych, takich jak pomiary średnicy, grubości ścianek, prędkości linii, moc lasera spawającego taśmę aluminium lub temperatury. Niezbędna była możliwość ewidencji tych parametrów w trybie ciągłym i powiązania ich z produkowanym wyrobem. Korzyści z wdrożenia systemu są odczuwane przez wszystkie działy i służby w zakładzie produkcyjnym. Np. służbom utrzymania ruchu informacje o awariach mechanicznych i elektrycznych czy też innych przestojach pozwalają zdiagnozować urządzenia o dużym stopniu awaryjności, tworzące słabe ogniwo linii produkcyjnej. Technolodzy wykorzystują informacje o ilościach powstałych odpadów podczas produkcji wybranego produktu według zadanej technologii; w obszarze zainteresowania tego działu znajduje się również analiza czasu przestojów powodowanych przezbrojeniami maszyn, czy też wymianą oprzyrządowania. Dział laboratorium i kontroli jakości realizuje badania jakościowe. Na podstawie powiązania wyrobów z surowcem (genealogia) możliwa jest analiza parametrów jakościowych rur w kontekście rodzaju i źródła pochodzenia surowców. Nadzór produkcji z kolei najczęściej operuje na danych zagregowanych, dotyczących np. sumy wyprodukowanych wyrobów z podziałem na średnice i typy rur w danym okresie oraz w przekrojach osobowych i zespołów zmianowych (brygad). Występuje tu potrzeba porównywania wydajności linii produkcyjnych, poziomu odpadów czy też czasu przestojów i awarii. Wdrożony moduł Equipment Operations Module z obiektami PEM umożliwił dokumentowanie wszelkich zdarzeń związanych z powstawaniem produktu: kiedy, przez kogo, na jakich urządzeniach, z użyciem jakich surowców i półproduktów i przy jakich parametrach procesu został wyprodukowany. Zadanie to określane jest często angielskim terminem traceability. Potrzeba tworzenia kompletnej dokumentacji produkcyjnej, dostępnej na bieżąco, często wypływa z konieczności spełnienia wymagań, które mogą być narzucone przez standardy, normy czy przepisy prawne. Olbrzymią wartością jest możliwość wnikania w historię procesu w sytuacjach pojawienia się reklamacji w celu szybkiej weryfikacji wnoszonych zastrzeżeń i poznania ewentualnych przyczyn nieprawidłowości. System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company Strona 5 z 6

6 Środowisko projektowe i konfiguracja obiektów opartych o szablony i instancje umożliwi szybkie dołączenie do systemu śledzenia pozostałych linii produkcyjnych. Wdrożenie rozwiązania automatyki czasu rzeczywistego pokazało, że wiedza o produkcie i procesie wpływa na polepszenie jakości produktów, a w konsekwencji na większe zaufanie klientów i większy udział w rynku. Przejście z sytemu off-line raportowania produkcji (generującego opóźnienia informacji i często błędne dane) do systemu on-line pozwoliło poprawić przepływ i dostęp do wiarygodnych i obiektywnych informacji gromadzonych automatycznie. A ponadto, co wielokrotnie podkreślono w trybie bieżącym analizować przebieg procesu z możliwością generowania odpowiednich statystyk i raportów. Biorąc pod uwagę cel strategiczny spółki MPC, którym jest bycie wiodącym producentem wysokiej jakości rur wielowarstwowych, wdrożenie nowego sytemu ułatwiło zrealizowanie celów operacyjnych w obszarze produkcji: automatyzacja wprowadzania danych i zapewnienie ich wiarygodności, pełna możliwość śledzenia produkcji w trybie on line, kompleksowa wiedza o genealogii produktów, minimalizacja ilości powstających odpadów przez poznanie źródeł ich powstawania, zwiększenie możliwości produkcyjnych przez analizę czasu przestojów i ich przyczyn, utrzymanie ciągłości produkcji przez ułatwienie lokalizacji awarii, integracja z istniejącymi systemami informatycznymi, łączenie informacji biznesowych z produkcyjnymi. Mirosław Jastrząb, Multilayer Pipe Company System MES firmy Wonderware wspomaga produkcję rur w Multilayer Pipe Company Strona 6 z 6