Lean Manufacturing oraz 6 Sigma

Transkrypt

1 Systemy IT wspierające koncepcje Lean Manufacturing oraz 6 Sigma Lean Manufacturing (produkcja odchudzona) to system zarządzania producją. Skupia się na osiąganiu jak najmniejszej ilości strat i ograniczaniu marnotrawstwa (w całym procesie produkcyjnym - od magazynu z zapasami na minimalnym poziomie, poprzez dostarczanie materiałów do produkcji na czas, zapewnienie minimalnych czasów przezbrajania i ograniczanie przestojów itp.). Charakterystyczne dla podejścia w duchu LEAN jest tzw. ciągłe doskonalenie. 6 Sigma to metoda zarządzania jakością, której celem jest zmniejszenie średniej liczby defektów do 3.4 defektu na milion. W szerszym pojęciu to także dążenie do redukcji kosztów wytwarzania (mniej usterek to mniejszy koszt związany z ich wykrywaniem i usuwaniem). To również unikalna filozofia, która została spopularyzowana przez dyrektora generalnego GE. Jack Welch od 1995 uczynił 6 Sigma siłą napędową strategii biznesowej GE, co stało się kluczowe dla dynamicznego rozwoju firmy. Coraz częściej koncepcje bazujące na LEAN Manufacturing oraz 6 Sigma wkraczają do zakładów produkcyjnych. Stosowanie prostych narzędzi, typu: monitorowanie kluczowych parametrów produkcji (KPI), monitorowanie wydajności (OEE) lub jakości (SPC) pozwala na rzeczywiste porównywanie i tzw. benchmarking pomiędzy maszynami, liniami, zmianami produkcyjnymi lub wręcz całymi zakładami w ramach grupy firm. Główne obszary optymalizacji produkcji z wykorzystaniem oprogramowania Proficy Jak usprawnić wdrożenie LEAN lub 6 Sigma dzięki informatyzacji procesów? Monitoring, raportowanie i alarmowanie stanów zagrażających jakości produkcji często prowadzone jest w sposób manualny, przy wykorzystaniu kartki papieru lub ewentualnie arkuszy kalkulacyjnych. Kolejnym, naturalnym krokiem jest przeniesienie tych dobrych praktyk do dedykowanych systemów informatycznych i ich usprawnienie, a docelowo - automatyzacja. W ofercie GE Intelligent Platforms dostępnych jest szereg rozwiązań, które odpowiadają na potrzeby każdego rodzaju i wielkości przedsiębiorstw. Możesz wdrożyć strategię Lean bez oprogramowania, ale zajmie to ok. siedmiu lat. Z odpowiednim oprogramowaniem, możesz zrobić to samo w 3 lata i nie pozwolisz zyskom by Ci umknęły. Dodatkowe obszary, które można optymalizować dzięki zastosowaniu oprogramowania przemysłowego Proficy raportowanie KPI, proaktywne prowadzenie procesu wsparcie dla autonomicznego utrzymania ruchu, wizualizacja, analiza i optymalizacja, wymiana informacji (z innymi systemami, np. biznesowymi, klasy ERP), przepływ informacji w procesie (między maszynami/pracownikami/ działami firmy tzw. Workflow).

2 Dlaczego warto inwestować w nowoczesne systemy informatyczne dla produkcji? Monitorowanie wydajności (Przykład 1) Stan przed wdrożeniem: System zakładał ręczne wpisywanie danych o przestojach przez operatorów do bazy danych (Access). Wadą tego systemu było absorbowanie obsługi, niższa dokładność oraz nierejestrowanie mikroawarii np. poniżej 5 min. Po wdrożeniu: Dzięki automatycznemu monitoringowi (online) pracy maszyn, system MES zbiera bardzo dokładne dane na temat czasu i przyczyn awarii, a także na bieżąco zapewnia informacje o aktualnych wynikach wydajności linii, nie tylko dla kierownictwa, ale także dla operatorów. Monitorowanie jakości (Przykład 2) Stan przed wdrożeniem: Rocznie wykonywano ok. 8 tys. analiz piwa gotowego. To duże straty: do każdej analizy potrzeba było 300 ml gotowego piwa, przy którego pobieraniu wylewało się znacznie więcej. Poza tym zużywane było mnóstwo odczynników, naczyń, sprzętu laboratoryjnego. Po wdrożeniu: System na bieżąco monitoruje parametry filtrowanego piwa. Dzięki temu liczba analiz w laboratorium spadła z dwustu do kilku tygodniowo. W tej chwili wykonywane są tylko analizy sprawdzające. Raz na tydzień pobierana jest próbka piwa z tanków BBT i wykonywana jest pełna analiza i porównanie z wynikami podawanymi przez system informatyczny klasy MES. Standaryzacja procesu (Przykład 3) Stan przed wdrożeniem: Pracownik utrzymania ruchu dokonywał co miesiąc prewencyjnych przeglądów jednostki napędowej. Każdy serwis powinien obejmować szereg czynności i testów. Brak doświadczenia u nowych pracowników sprawiał, że przegląd był wykonany nieprawidłowo, co prowadziło do awarii. Po wdrożeniu: Zlecenie przeglądu jest generowane automatycznie po przekroczeniu określonej liczy roboczogodzin (czyli jeśli silnik nie pracuje - nie ma nadmiarowych przeglądów, co ogranicza koszty). Każdy pracownik otrzymuje w formie elektronicznej procedurę przeglądu do wykonania - kolejne czynności są zaznaczane jako ukończone, ewentualne komentarze przesyłane do kierownika, możliwe jest raportowanie czasu serwisu, a dzięki podłączonej dokumentacji w formie elektronicznej, ograniczony został czas związany z jej szukaniem w archiwach. Każdy przegląd jest wykonywany wg standardowej procedury, którą można monitorować i elastycznie optymalizować. Obszar wydajności produkcji Monitorowanie wydajności produkcji umożliwia lepsze wykorzystanie kapitału przedsiębiorstwa poprzez zastosowanie analiz porównawczych, wykorzystujących dane o wydajności całego procesu. Dzięki możliwościom identyfikacji i monitorowania stref wymagających ulepszenia, obszar ten stanowi ważny aspekt dla managerów dążących do zwiększania wydajności produkcji. Dobrze monitorowane zagadnienia wydajności produkcji pozwalają odpowiedzieć na pytanie, jak produkować więcej, bez potrzeby inwestowania w dodatkowy sprzęt, ludzi lub zwiększenie kosztów materiałów. Podstawowym współczynnikiem umożliwiającym wydajne monitorowanie wydajności jest wskaźnik (współczynnik) OEE. OEE = Dostępność Wydajność Jakość Dostępność wyrażana jest jako wskaźnik procentowy, jaki stanowi czas rzeczywiście przeznaczony na produkcję w stosunku do planowanego czasu produkcji. Planowane przestoje nie są zaliczane do planowanego czasu produkcji. Dostępność opisuje, jaka część czasu zaplanowanego na produkcję została rzeczywiście wykorzystana na realizację produkcji. Czynniki, które powodują, że dostępność jest mniejsza niż 100% to zwykle awarie maszyn i urządzeń oraz przestoje maszyn i urządzeń spowodowane nieoczekiwaną koniecznością ich przezbrojenia lub zmiany ich ustawień bądź konfiguracji. Wydajność określa, ile produktów wyprodukowano w czasie rzeczywiście wykorzystanym na produkcję. Wydajność wyrażona jest jako wskaźnik procentowy obliczany przez podzielenie liczby wyrobów wyprodukowanych przez oczekiwaną liczbę wyrobów, które miały być wyprodukowane, gdyby produkcja była realizowana w idealnych warunkach bez żadnych zakłóceń oraz z nominalną szybkością. Czynniki, które powodują, że wydajność jest mniejsza niż 100% to zwykle obniżenie prędkości produkcji oraz przestoje maszyn i urządzeń. OEE to całkowita efektywność maszyn i urządzeń (Overall Equipment Effectiveness). OEE oblicza się mierząc, a następnie mnożąc przez siebie trzy czynniki: dostępność, wydajność i jakość. Wskaźnik OEE wyrażony jest jako wartość procentowa. Wartość wskaźnika OEE stanowi fundament dla usprawnień w duchu LEAN, ponieważ umożliwia pomiar efektywności na tle innych wskaźników charakteryzujących zakład produkcyjny, a także na tle innych branż, co jest przydatne dla analiz porównawczych. Prawidłowo obliczony wskaźnik OEE pozwala menedżerom podejmować w czasie rzeczywistym skuteczne, precyzyjne oraz obiektywne decyzje. Jakość to wskaźnik procentowy określony przez liczbę wyprodukowanych wyrobów dobrych (spełniających standardy jakościowe) podzieloną przez liczbę wszystkich wyprodukowanych wyrobów. Jakość może być pogorszona przez dwa rodzaje odrzutów: odrzuty na rozruchu i odrzuty produkcyjne. Odrzuty na rozruchu są spowodowane błędami występującymi na samym początku rozruchu linii produkcyjnej, na przykład: załadowania złych pudełek do kartonu, natomiast odrzuty produkcyjne powstają na skutek błędów w procesie produkcji, na przykład: uszkodzenie pudełek w wyniku ich zakleszczenia się na linii produkcyjnej.

3 Do dokładnego obliczenia OEE niezbędne jest efektywne gromadzenie danych Istnieje szereg sposobów obliczania wskaźnika OEE, jednak najbardziej skutecznym i niezawodnym jest oparcie obliczeń na automatycznie gromadzonych danych, a nie na ręcznie wprowadzanych informacjach, które są bardziej podatne na błędy operatora. Aby można było efektywnie wykorzystać istniejące dane, należy przestrzegać kilku wymienionych zaleceń: Wszystkie dane, jeśli to możliwe, powinny być gromadzone w sposób automatyczny przy wykorzystaniu odpowiednich układów elektronicznych. Ręczne gromadzenie danych poprzez prowadzenie w formie papierowej rejestrów i dzienników, w których odnotowywane są przestoje oraz kody ich przyczyn, jest nieefektywne. Ponadto, dane zapamiętane w formie elektronicznej są natychmiast dostępne dla dalszych analiz. Proces gromadzenia danych powinien być szybki. Idealnie jest, gdy system nadąża z gromadzeniem danych tak, że odzwierciedlają one w czasie rzeczywistym efektywność i jakość produkcji. Duża szybkość gromadzenia danych jest szczególnie konieczna w tych przypadkach, w których informacja ma największy wpływ na proces produkcji. Dane muszą być dokładne. Czasami warunek ten trudno jest spełnić dlatego proces gromadzenia danych powinien być starannie przemyślany, efektywny i zgodny ze stosowaną w tym zakresie praktyką. Proces gromadzenia danych powinien być na tyle elastyczny, aby umożliwiał wykonywanie różnych analiz stosownie do zmieniających się priorytetów. Proces ten powinien także dać się łatwo rozbudować, co jest konieczne, aby system mógł być rozwijany. Proces gromadzenia danych powinien być spójny i dopasowany do celów przedsiębiorstwa. Różne wydziały mogą w różny sposób dokonywać pomiarów wskaźników zbliżonych do OEE, dlatego konieczne jest mierzenie wskaźników składających się na wartość OEE w sposób jednakowy w całym przedsiębiorstwie. W jaki sposób system przeznaczony do określania OEE może wpływać na proces produkcji? Efektywnie wdrożony system służący do śledzenia i raportowania wartości wskaźnika OEE umożliwia monitorowanie kluczowych wskaźników efektywności (KPI) dotyczących zarówno samego procesu produkcji, jak i globalnie całego przedsiębiorstwa. Mogąc automatycznie wykorzystywać gromadzone przez ten system dane, menedżerowie mają możliwość śledzenia czasu trwania przestojów, poziomu odrzutów, oraz poziomu produkcji, oraz automatycznego lub ręcznego kojarzenia w czasie rzeczywistym specyficznych przyczyn ze zdarzeniami będącymi ich skutkiem. Jeśli czegoś nie można zmierzyć, nie można tego ulepszyć... Lord Kelvin (Wiliam Thomson) Pozostałe wskaźniki stosowane przy monitorowaniu wydajności, które można wyznaczać i monitorować automatycznie w czasie rzeczywistym: MTTR - Mean Time To Repair - średni czas potrzebny do naprawy maszyny produkcyjnej od momentu wystąpienia awarii (przestoju - downtime). Współczynnik jest automatycznie wyliczany przez rozwiązania klasy MES z rodziny Proficy do monitorowania wydajności produkcji. MTBF - Mean Time Between Failures - średni czas bezawaryjnej pracy. W produkcji oznacza średni czas bezawaryjnej pracy pomiędzy przestojami (downtime). Dzięki wyznaczeniu tego współczynnika dla danej maszyny można ją porównywać z innymi pod kątem bezawaryjnej pracy. Współczynnik jest wyliczany automatycznie przez rozwiązania klasy MES z rodziny Proficy. Rys. 1. Rozkład czasów przestoju maszyn i urządzeń do pakowania. Korzyści z wdrożenia systemu do monitorowania wydajności: Lepsze zarządzanie zasobami (ludzie, wyposażenie, materiał) dzięki pełnemu przeglądowi parametrów stanowiących składowe współczynnika OEE: większa produkcja przy mniejszych kosztach. Precyzyjna identyfikacja obszarów, które generują problemy: minimalizowanie wpływu planowanych i nieplanowanych zdarzeń związanych z przestojami linii lub poszczególnych maszyn, redukcja strat i konieczności ponownego wytwarzania produktów, wyższy maszynowy czas pracy. Podejmowanie decyzji bazując na danych pochodzących prosto z linii, w celu zaplanowania wydatków koniecznych do ulepszenia istniejącego rozwiązania: analiza produkcji w oparciu o zmianę, wyposażenie lub produkt na linii, powiązanie wydatków z możliwymi zyskami, które z nich powinny płynąć.

4 Obszar wydajności produkcji przykłady Przykład ekranu, który prezentuje kluczowe parametry procesu produkcyjnego - aktualną wydajność, przyczyny problemów z wydajnością, parametry jakościowe. Może być dostępny z dowolnego miejsca, także na urządzeniach mobilnych lub ekranach wielkoformatowych. Raport prezentujący w formie wykresu kołowego najczęstsze przyczyny awarii dla danej maszyny za dowolny okres. W prosty i czytelny sposób można zidentyfikować wąskie gardło, określić w 100% jednoznacznie miejsca powstawania problemów z wydajnością produkcji z powodu powstawania przestojów (downtime). Ekran aplikacji klienckiej wyświetlający w czasie rzeczywistym wykresy prezentujące parametry wydajnościowe. Wykresy mogą zawierać również informację o specyfikacjach (limitach ostrzegawczych) dla współczynników wydajnościowych, których przekroczenie wywołuje alarm (np. spadek wydajności produkcji poniżej założonego poziomu). Raport umożliwiający wygenerowanie zestawienia danych pochodzących z wielu źródeł jednocześnie. Na poniższym przykładzie zaprezentowano dane dotyczące wskaźników wydajnościowych prezentowane na żywo, dane historyczne w formie wykresu oraz przyczyny przestojów z systemu klasy MES w formie tabelarycznej oraz diagramu słupkowego.

5 Wizualizacja pieca w formie ekranu dostępnego na urządzeniu mobilnym. Wszystkie parametry prezentowane są w czasie rzeczywistym, możliwe jest nie tylko monitorowanie procesu, ale także sterowanie i zadawanie wartości. Prezentacja w czasie rzeczywistym aspektów związanych z aktualną wydajnością produkcji. Podgląd na współczynnik OEE oraz jego składowe: dostępność, wydajność oraz jakość. Zestawienie przyczyn przestojów w formie wykresu skłupkowego. Podgląd historii procesu w formie intuicyjnych raportów dostępnych z poziomu przeglądarki. Możliwość prezentowania KPI. Dzięki mechanizmom współdzielenia ekranów pomiędzy różnymi pracownikami - skrócono czas analizy i pozyskiwania wiedzy. Wykres korelacji pomiędzy dwoma parametrami - pozwala określić, czy dwie zmienne mają na siebie wpływ, czyli - czy istnieją pomiędzy nimi jakieś zależności.

6 Obszar jakości produkcji Kompleksowe monitorowanie jakości produkcji umożliwia osiągnięcie wyraźnego obniżenia ilości odpadów produkcyjnych oraz strat w procesie. Konsekwentne poprawianie jakości produkcji ma wpływ na wszystkie jej aspekty oraz na satysfakcję klienta z gotowego wyrobu. Zagadnienia optymalizacji i automatycznego monitorowania jakości produkcji w rozwiązaniach klasy MES obejmują 4 podstawowe obszary funkcjonalne: Specyfikacje, Alarmowanie, SPC, Testy zgodności. Specyfikacje Manager specyfikacji w rozwiązaniach zbudowanych w oparciu o platformę Proficy stanowi kompletne rozwiązanie do hierarchicznej organizacji specyfikacji, limitów, planów przeprowadzania testów oraz innych parametrów, które mają być przywiązane do produktu. Alarmowanie Aspektem realizowanym w systemach SCADA i MES są strategie alarmowania. W każdym zakładzie istnieje przynajmniej kilka źródeł alarmów, może wystąpić również kilka systemów, które alarmowanie obsługują i prezentują odpowiednie komunikaty pracownikowi. W związku z tym można wyróżnić dwie strategie dotyczące alarmowania i powody, dlaczego w niektórych przypadkach lepiej alarmować z systemu analitycznego (MES), a kiedy z systemu kontroli i sterowania (SCADA). SCADA dostarcza alarm w czasie rzeczywistym, często szybkość obsłużenia alarmu jest krytyczna. System MES ułatwia wydajne alarmowanie także na podstawie danych wprowadzanych ręcznie, alarmowanie bazuje na wartościach, które mogą być przeliczone w późniejszym czasie, alarmowanie uwzględnia produkty, które są produkowane, oraz bierze pod uwagę specyfikacje technologiczne związane z tymi produktami, a także umożliwia alarmowanie wg reguł SPC. Takie podejście pozwala na podejmowanie akcji zanim wystąpi poważny problem. SPC (Statistical Process Control) czyli statystyczne sterownie procesem, zwane także systemem kart kontrolnych, wykorzystuje analizę współczynników statystycznych do opracowania ujednoliconych typów wykresów oraz współczynników charakteryzujących wydolność procesu. Karty kontrolne (zwane często kartami kontrolnymi Shewhart a) pozwalają na kontrolę stabilności procesu i zmian w nim zachodzących. SPC pozwala na monitorowanie, czy proces jest przewidywalny w swoim zachowaniu. Pozwala również w prosty sposób odróżnić naturalną zmienność procesu od zaburzeń, które generują jego niestabilność. Testy zgodności. Nowoczesny system IT wspomagający produkcję pozwala generować automatyczne testy zgodności dla prowadzonego procesu. Takie testy lub raporty zgodności są często wymagane przez odbiorców produktów, są przypisane do konkretnej partii produkcyjnej. Stanowią dowód, że wszelkie kontrole jakości zostały wykonane, że otrzymywany produkt jest pozbawiony wad. A w przypadku ewentualnej reklamacji informacje zawarte w tego typu raporcie pozwalają na odtworzenie genealogii produkcji w systemie zarządzającym produkcją u dostawcy. Mówiąc o jakości produkcji, należy także wspomnieć o następujących pojęciach: Karty kontrolne umożliwiają nadzorowanie procesu. Na podstawie pobranych próbek (co pewien okres), określa się czy przebiega on prawidłowo. Są często wykorzystywane jako jedno z podstawowych narzędzi monitorowania jakości w procesach, a także dążenia do ogólnej redukcji kosztów w procesie poprzez eliminowanie marnotrawstwa (mudy) polegającego na produkcji wyrobów wadliwych, niespełniających założonych norm (specyfikacji). Karty kontrolne często wypełniane są ręcznie, co jest procesem długotrwałym, mało elastycznym w kontekście raportowania oraz obarczonym możliwością popełnienia błędu ludzkiego. Istnieje szereg rozwiązań, które te działania znacznie usprawniają. Histogram lub wykres histogramu narzędzie stosowane w kontroli jakości. Dzięki niemu można przedstawić rozkład badanej cechy produktu lub półfabrykatu w sposób graficzny. Jeśli na histogram nanieść określone limity specyfikacji można wyznaczyć wskaźniki tzw. zdolności procesu. Wskaźniki zdolności procesu: Cp, Cpk. (Process Capability Index) określają stopień spełnienia przez proces oczekiwanych parametrów jakościowych. Innymi słowy - pomagają określić, czy nasza produkcja jest zgodna z założonymi limitami technologicznymi (specyfikacjami). Cp określa precyzję procesu, czyli potencjalne możliwości procesu do produkcji wyrobu w określonej tolerancji. Cpk określa dokładność procesu, czyli na ile środek pasa tolerancji pokrywa się ze średnią wartością badanego parametru produkowanych wyrobów. Cpk o wartości 1.33 lub więcej jest uznawane za wartość, do której należy dążyć. Cpk jest wskaźnikiem długoterminowym. Wskaźniki wydajności procesu: Pp, Ppk (Process Performance Index) inaczej miary zdolności procesu Pp to stosunek pola tolerancji (górna wartość specyfikacji minus dolna wartość specyfikacji) do szerokości procesu (6 Sigma). Z punktu widzenia menadżera, wykorzystanie miary zdolności procesu pozwala określić, czy rozruch nowej produkcji przebiega zgodnie z oczekiwaniami, czy zdolność procesu wzrasta. Ppk jest wskaźnikiem krótkoterminowym. Korzyści z wdrożenia systemu do monitorowania jakości: Redukcja strat i reklamacji klientów. Lepsze wykorzystanie ludzi, maszyn oraz materiałów. Alarmowanie przekroczenia stanów ostrzegawczych - mail lub sms. Porównanie zgodność produkcji z założonym specyfikacjami. Wysoka jakość produkcji. Raporty pozwalają na wyznaczenie wskaźników jakości dla poszczególnych zmian. Trendy dla jakości, w zależności od czasu, w łatwej do analizy formie. Ochrona, podpisy elektroniczne.

7 Obszar jakości produkcji przykłady Raport prezentujący podstawe parametry jakościowe dla procesu - wyliczone limity kontrolne, histogram, przeliczone wartości parametrów (średnie, odchylenia, współczynniki jakościowe Cp, Cpk, wykresy słupkowe przyczyn problemów z jakością itp.). Analiza stastystyczna dla parametrów pieca. Automatycznie kreślony wykres histogramu, górne i dolne limity oraz wykresy z naniesionymi wartościami specyfikacji. Zestawienie wyliczonych parametrów jakościowych. Portal raportowy prezentujący dane czasu rzeczywistego (poziom w zbiorniku), dane jakościowe (histogram, wykresy jakościowe), przebiegi historyczne oraz kluczowe wskaźniki wydajnościowe (OEE). Portal raportowy z zestawieniem pomiarów średnicy wałka, wykonany w kilku miejscach, wraz ze szczegółowymi informacjami zestawieniowymi, wyliczonymi w sposób automatyczny. Szczegółowa analiza kluczowych parametrów procesu produkcyjnego. Wyznaczanie matematycznych zależności pomiędzy parametrami, w celu określenia ich wpływu na analizowaną zmienną. Analizy co jeśli.

8 Obszar standaryzacji produkcji Workflow Wiele inicjatyw Lean rozpoczyna się od dokładnego spojrzenia na procesy manualne i ich opisanie. Często, ten zabieg jest pierwszym zdefiniowaniem i udokumentowaniem danego procesu w firmie. Zaraz po tym, zespoły mogą zobaczyć pierwsze korzyści z takiego przedsięwzięcia, ponieważ najbardziej oczywiste przyczyny powstawania strat zostają natychmiastowo wyeliminowane. Taki zabieg wymaga czasu, jednak daje dobre efekty. Podczas gdy wdrażanie filozofii Lean postępuje, grupy projektowe wnikają w procesy coraz głębiej i opracowują bardziej złożone systemy pomagające wykonywać procesy i je raportować. Jednak, jak widać na Rysunku 2, gdy modyfikacje procesów osiągną szczyty, po chwili drużyny zaczynają zauważać spadki. Istnieje realne niebezpieczeństwo, że pracownicy mogą wrócić do starego sposobu pracy bez wdrożenia w życie nowych procesów. Zrealizowana wartość zaczyna spadać a kadra zarządzająca może spróbować przejść do innego typu usprawnień. Elementy koncepcji LEAN możliwe do usprawnienia dzięki systemom informatycznym 1. Praca standaryzowana. Jednym z kluczowych elementów Lean, które mogą być skutecznie wspierane przez systemy IT dla produkcji, jest zagadnienie standaryzacji. Kluczowe jest, aby takie zasady (standardy) były jasno określone i ich powtarzalność była zapewniona. Dzięki temu nowi pracownicy są wdrażani o wiele szybciej i wykonują pracę lepszą jakościowo. Praca standaryzowana prowadzi do likwidacji odchyleń, zwiększenia elastyczności i formuje solidny fundament do ciągłego usprawniania i optymalizacji, osiągając tym lepszą produktywność i znaczącą przewagę nad konkurencją. A jeśli dodamy do tego możliwość raportowania wykonania danych procedur - znacznie zbliżamy się do tzw. doskonałości operacyjnej procesu produkcyjnego. 2. Standardowe procedury operacyjne. Dzięki esop (elektronicznym standardowym procedurom operacyjnym) możliwe staje się: łatwe eliminowanie zbędnych kroków w standardowych procedurach operacyjnych, wykonywanie kroków równolegle, szybkie przekazywanie informacji pomiędzy osobami współpracującymi w celu wykonania danego SOP, zabezpieczenia poprawności wykonania procedury, możliwość raportowania, porównywania różnych uruchomień dla procedury, szukanie jeszcze bardziej optymalnych metod prowadzenia procesu. Rys. 2. Typowy przebieg wdrażania Lean. Jednak, jak pokazano na Rysunku 3, cykl życia projektów optymalizacyjnych i usprawniających typu Lean może dostarczać długofalowych korzyści dzięki zastosowaniu wsparcia w postaci odpowiednich systemów informatycznych. Rys. 4. Eliminacja i równoległe wykonywanie kroków. Elektroniczny workflow (elektroniczne zarządzanie czasem pracy), jak pokazano po prawej stronie Rysunku 4, graficznie wyświetla wszystkie kroki procesu, dzięki czemu zespół może w łatwy sposób dojść do tego, które są zbędne, a które można wykonywać równolegle. 3. Ciągłe doskonalenie Możliwość skupienia się na ciągłym doskonaleniu, odchudzanie procesu, przy jednoczesnym ograniczaniu niepożądanego zróżnicowania podczas produkcji. Rys. 3. Przebieg wdrażania Lean przy wsparciu systemów IT dla produkcji - standaryzacja. Zarządzanie Procesem Pracy (Work Process Management) lub tzw. przemysłowy BPM, wspiera strategie Lean i 6 Sigma. Zastosowanie przemysłowego BPM umożliwia przeniesienie koncepcji LEAN na kolejny poziom, pozwalając na: Definiowanie graficznie i dokumentowanie procesu produkcyjnego; Łatwiejsze odnajdywanie i eliminacja czynności, które nie przynoszą dodatkowej wartości; Prowadzenie procesów produkcyjnych zgodnie z koncepcją przemysłowego BPM; Usprawnienie procesu w czasie rzeczywistym nie po fakcie; Automatyczne przechwytywanie i archiwizowanie danych z produkcji; Realizowanie cyfrowych wersji planów sterowania i realizacji procesu; Osiągnięcie trwałych usprawnień w procesie, przynoszących realne zyski. Rys. 5. Łączenie koncepcji Six Sigma z koncepcją Lean.

9 Organizacja procesów produkcyjnych za pomocą narzędzi klasy Workflow Takie podejście do prowadzenia produkcji umożliwia cyfryzację zarówno zautomatyzowanych, jak i ręcznych procesów, występujących w większości zakładów produkcyjnych. W wielu wypadkach procesy wewnątrz firmy nie są udokumentowane lub jeśli są, informacje pozostają zapisane w polityce firmy, lub podręczniku procedur, które leżą zakurzone na półce i rzadko ktoś do nich zagląda. Być może największą wartością Lean jest to, że odpowiednia organizacja procesów produkcyjnych znacznie ułatwia firmom definiowanie i wprowadzanie w życie standardów pracy. Jak powiedział Taiichi Ohno z Toyota Motor Corporation, ojciec produkcji Lean, Jeśli nie ma standardów, nie ma filozofii Kaizen. Standaryzacja pracy jest fundamentem Lean oraz stałych ulepszeń. Bez tego osiągnięte rezultaty bardzo łatwo mogą zostać utracone. Jest wiele filozofii mówiących o wspomaganiu managerów oraz pośrednio operatorów i innych pracowników linii produkcyjnej w sposobach utrzymania raz już wdrożonych standardów pracy. Ale końcowo procesy, które nie są odpowiednio prowadzone, wymykają się ze standardów, dlatego musi istnieć zautomatyzowany sposób na utrzymanie usprawnień. Standaryzacja pracy Podczas gdy manualne narzędzia mogą wymagać dużego nakładu czasowego, co odbiega od strategii Lean, standaryzacja pracy może zostać włączona do oprogramowania klasy Workflow umożliwiając: Tworzenie instrukcji dla standaryzacji pracy; Dostarczanie ww. instrukcji operatorom podczas wykonywania ich zajęć; Gromadzenie stanów wykonania poszczególnych procedur; Analizę wydajności, dla identyfikacji najlepszych rozwiązań; Łatwe modyfikowanie instrukcji standardów pracy i rozpowszechnianie ich do zatwierdzenia i automatycznej implementacji. Narzędzia informatyczne wspierające standaryzację Narzędzia organizujące pracę oferują system do tworzenia, lokowania, analizy, usprawniania i zmiany lokalizacji standardów pracy. Z łatwym w obsłudze systemem, zespoły mają mniej zmartwień i opóźnień w porównaniu do tych bardziej doświadczonych pracowników, lecz z przestarzałymi narzędziami takimi jak stopery i notatniki. Zarządzanie procesem produkcyjnym w odpowiedni sposób redukuje wymagany nakład pracy i uwalnia załogę od niepotrzebnych zajęć, pozwalając im skupić się na kluczowych zadaniach i ich stałym usprawnianiu. Jak pokazano w przykładzie na Rysunku 6, poza wyświetlaniem ekranu z przydzielonymi zadaniami, operatorzy mogą w łatwy sposób zobaczyć instrukcje związane z poszczególnymi krokami i dowolnym wprowadzaniem danych. Dodatkowo, operatorzy mogą bezproblemowo dostać się do dokumentacji, która pomoże w wielu zagadnieniach powiązanych z procesem i związanymi z nim narzędziami. System zapisuje wydajność sprzętu i operatora do przyszłej analizy i uzupełnienia dokumentacji. Podczas gdy system monitoruje i zarządza wykonywaniem zadań, nadzorujący mogą także analizować wyższy poziom systemu. Kierownicy mogą przeglądać wszystkie działające obecnie procesy, szacować wydajność, ustalać i wdrażać nowy, lepszy schemat działania jako standardowy, generować raporty i wiele, wiele więcej. System może także pomóc podczas sprawdzania rozwiązań. Podczas testowania, zespoły mogą nie tylko podejmować decyzje by usprawniać procesy i eliminować odpady ale mogą faktycznie wdrażać pomysły od razu. Zaawansowani użytkownicy, eksperci produkcji mogą dokonywać częstych, natychmiastowych zmian w procesach, bez potrzeby czekania na pomoc ze strony wsparcia działu IT. To przyspiesza wyniki akcji testowych i utrzymuje tempo wdrażania usprawnień na wysokim poziomie. Poza umożliwieniem zespołom wdrażania inicjatyw Lean, Zarządzanie Procesem Pracy pomaga także wprowadzać filozofię 6 Sigma, redukując defekty i kontrolując zmienność w procesie. Rys. 6. Ekran z zadaniami do wykonania. Korzyści z wprowadzenia standaryzacji produkcji: Obniżenie kosztów dzięki redukcji problemów i strat na produkcji. Zwiększenie jakości i wydajności produkcji już podczas pierwszego przebiegu. Poprawa zgodności ze specyfikacjami oraz jakości produkcji poprzez wprowadzanie w życie standardowych procedur operacyjnych (SOP). Ograniczenie czasu potrzebnego na szkolenie pracowników dzięki instrukcjom elektronicznym. Obszar standaryzacji produkcji Workflow przykładowe zastosowania Przykład 1. Realizacja odchudzonej produkcji Workflow zapewnia dokumentowanie i realizację procesów, digitalizowanie czynności procesowych w celu ich zautomatyzowania, pomaga w eliminowaniu zbędnej powtarzalności oraz automatyzuje kroki procesów. Proficy Workflow rejestruje datę i czas wykonania zadania, oraz kto je wykonał, tworząc podstawy do usprawnienia procesu przy wykorzystaniu wiarygodnych danych. Przykład 2. Zarządzanie specyfikacjami produkcyjnymi Zmiany specyfikacji mogą uaktywnić workflow procesu, który skieruje zmiany do zaaprobowania przez upoważnione do tego osoby, a następnie od menedżera kontroli jakości i do menedżera produkcji w celu ich powiadomienia i ostatecznego zaaprobowania zmian. Przykład 3. Żądanie pobrania próbek Gdy powstaną pewne warunki, takie jak przekroczenie wartości granicznych przez określone zmienne, lub upływ limitu czasu, Workflow może wysłać do działu jakości żądanie przeprowadzenia testów oraz pobrania dodatkowych próbek. Można także uaktywnić specjalny workflow przez uruchomienie logiki wykorzystującej systemy alarmowania dostępne w zakładowych aplikacjach i systemach współpracujących z Workflow. Przykład 4. Działania korygujące i naprawcze W module Workflow można przeprowadzić digitalizację procesu określonego w normach ISO 900x, realizowanego w celu uzyskania dowodu na efektywność działania. Po zdigitalizowaniu tego procesu może on być wykorzystany do inicjowania działań naprawczych i korygujących w odpowiedzi na zaistnienie określonych problemów i zdarzeń. Można także rejestrować i przechowywać wszystkie dane dotyczące realizacji produkcji oraz dane wejściowe, w celu wykorzystania ich do późniejszych analiz. Przykład 5. Przyczyny przestojów wykrywane są w locie Gdy system generuje zdarzenia powodujące przestój, moduł Workflow może w czasie rzeczywistym, w momencie zaistnienia takiego zdarzenia, ocenić warunki, które doprowadziły do tego stanu, określić kod przyczyny wystąpienia przestoju i zapisać zwrotnie te przyczyny do systemu.

10 Przykład 6. Zarządzanie zadaniami w przedsiębiorstwie, kreator decyzji Workflow poza zaawansowanymi możliwościami zarządzania przepływem zadań w procesie, oferuje również elementy związane z tworzeniem kreatorów ułatwiających podejmowanie decyzji. Takie aplikacje mogą działać jako drzewa możliwych rozwiązań dla danego problemu, co sprawdza się w przypadkach, gdy dotychczasowi operatorzy odchodzą na emeryturę lub w zakładach, gdzie jest duża rotacja pracowników. Możliwe jest zebranie wiedzy od pracowników i przeniesienie ich do wersji elektronicznej. Dzięki temu nowi pracownicy są instruowani krok po kroku, co powinni w danym wypadku zrobić, jak się zachować, jakie decyzje podjąć. System może zadać w odpowiednim momencie pytania operatorowi lub może oczekiwać na wprowadzenie danych przez innych pracowników. Łączy w ten sposób pracowników obsługujących proces i umożliwia ich pełną współpracę. Przykład 7. Ustawienia linii lub maszyny Aby zredukować czas potrzebny do rozpoczęcia produkcji przemysłowy workflow obsługuje również zagadnienia związane z nastawami maszyn pod konkretną produkcję. System prowadzi użytkownika przez kolejne kroki potrzebne do ustawienia maszyny, udostępniając potrzebną dokumentację. Rejestruje jednocześnie czas, który był potrzebny na dokonanie nastaw podczas każdego z kroków danej procedury. Rozwiązania z rodziny Proficy wspierające nowoczesne prowadzenie produkcji Proficy Historian to przemysłowy system archiwizacji danych odznaczający się łatwością we wdrożeniu i eksploatacji. Jest narzędziem bezpiecznym, skalowalnym, niezwykle szybkim i wydajnym, pracującym niezawodnie w najbardziej wymagających aplikacjach. Doskonale sprawdza się nawet w najtrudniejszych sytuacjach związanych z zarządzaniem danymi produkcyjnymi. Proficy Plant Applications jest oprogramowaniem klasy MES umożliwiającym monitorowanie i optymalizację produkcji. Jest rozwiązaniem, które bazując na danych historycznych ułatwia wyselekcjonowanie i analizę obszarów, które mają największy wpływ na wydajność i efektywność produkcji. Modułowa budowa programu pozwala na skupienie uwagi na najbardziej istotnych aspektach produkcji. Proficy Troubleshooter jest rozbudowanym narzędziem analitycznym, wykorzystującym zaawansowane algorytmy matematyczne do pozyskiwania wiedzy z danych historycznych pochodzących z procesu technologicznego. Narzędzie pomaga identyfikować przyczyny powstawania problemów produkcyjnych jak również umożliwia zapobieganie problemom w przyszłości. Proficy Real-Time Information Portal jest bardzo zaawansowanym narzędziem raportowym, integrującym wszystkie źródła danych produkcyjnych w skali całego zakładu. Wykorzystuje do tego narzędzia analityczne i techniki wizualizacyjne oparte na technologii www. Jest otwartym narzędziem do monitorowania pracy przedsiębiorstwa w czasie rzeczywistym lub w odniesieniu do danych archiwalnych. Proficy HMI/SCADA - ifix - jest nowoczesnym systemem SCADA w pełnej polskiej wersji językowej umożliwiającym wizualizację procesów automatyki, zbieranie danych i nadzorowanie przebiegu procesu. Daje możliwość precyzyjnego monitorowania i kontroli. Proficy Scheduler - jest narzędziem planistycznym, umożliwiającym tworzenie w czasie rzeczywistym efektywnych harmonogramów produkcji, w oparciu o przepustowość zasobów i dostępne środki produkcji. Pozwala na szybkie wykonywanie zadań produkcyjnych za pomocą intuicyjnego interfejsu, przedstawiającego użytkownikowi zdefiniowane ścieżki produkcyjne. Proficy ifix WebSpace jest w pełni funkcjonalnym systemem SCADA w przeglądarce internetowej. WebSpace jest prostym w użyciu klientem web, posiadającym wszystkie funkcje iclienta ifix. Narzędzie udostępnia użytkownikowi pełną kontrolę nad procesem i daje szerokie możliwości wizualizacyjne przedsiębiorstwa w sieci www wszystkich aspektów procesu produkcyjnego, jak również urządzeń i środków produkcji. Proficy Mobile mobilne narzędzie dostarczające kluczowych informacji o procesie w czasie rzeczywistym. Pozwala na wydajną obsługę sytuacji alarmowych, intuicyjny wgląd w status urządzeń i zasobów, a także wsparcie dla pracy grupowej, dzięki mechanizmowi współdzielonych notatek powiązanych z urządzeniami. A dzięki technologii geolokalizacji - operator otrzymuje odpowiednie informacje w odpowiednim miejscu. Proficy Workflow - jest systemem organizującym obieg informacji w procesie produkcyjnym. Pracuje w oparciu o architekturę typu SOA (architekturę zorientowaną na usługi). Stanowi bazę umożliwiającą dynamiczne podejmowanie decyzji, która integruje automatyczne i ręczne procesy produkcyjne w skali całego przedsiębiorstwa Proficy Maintenance Gateway - jest programem, który umożliwia połączenie tzw. wirtualnego modelu przedsiębiorstwa z systemu MES (Plant Applications) z systemami klasy CMMS (Maximo, SAP), a dzięki temu zasilanie go danymi pochodzącymi prosto z linii produkcyjnej w czasie rzeczywistym. Moduł Proficy Maintenace Gateway łączy systemy produkcyjne z systemami utrzymania ruchu.

11 Słowniczek Rozwiązania Proficy wsparciem dla nowoczesnego zarządzania produkcją 5S Selekcja, Systematyka, Sprzątanie, Schludność, Samodyscyplina najczęściej 5S opisuje utrzymanie porządku na stanowisku pracy. Wymaga od operatora systematyczności i przestrzegania ustalonych zasad. Często podejście do pracy wg 5S jest łączone z narzędziami Lean Manufacturing, np. TPM lub Just-in-time, SMED. 5S i ich codzienne praktykowanie jest podstawą do wdrażania innych narzędzi. 5S zakłada eliminowanie wszystkiego, co jest niepotrzebne na stanowisku pracy do jej poprawnego wykonania. Oprogramowanie wspierające eliminowanie tzw. mudy Proficy Workflow 6 Sigma metoda zarządzania jakością, której celem jest zmniejszenie średniej liczby defektów do 3.4 defektu na milion. W szerszym pojęciu to także dążenie do redukcji kosztów wytwarzania (mniej usterek to mniejszy koszt związany z ich wykrywaniem i usuwaniem). Proficy Quality APS Advanced Planning System system informatyczny do zaawansowanego planowania, harmonogramowania, symulowania i optymalizacji produkcji. Pomaga w podejmowaniu decyzji dotyczących procesu produkcyjnego. Umożliwia zmniejszenie kosztów i optymalizację czasu produkcji. Proficy Scheduler BMS Building Management Systems koncepcja umożliwiająca powstawanie inteligentnych budynków poprzez integrację, kontrolę i sterowanie wieloma aspektami ich pracy. Proficy może być wykorzystane m.in. do obsługi systemów alarmowych, przeciwpożarowych, sterowania wentylacją i klimatyzacją. Proficy ifix BPM Business Process Management rozwiązania IT umożliwiające zarządzanie procesami biznesowymi w przedsiębiorstwie. Przykładowym narzędziem realizującym funkcje tego systemu jest Proficy Workflow - mapuje procesy na schematy blokowe, zarządza także obiegiem informacji w procesie. Proficy Workflow CMMS Computerised Maintenance Management System narzędzia informatyczne wspierające Działy Utrzymania Ruchu. Zawierają harmonogramy remontów i przeglądów maszyn. Proficy umożliwia zasilanie systemów CMMS danymi pochodzącymi bezpośrednio z linii produkcyjnej, co przekłada się na obniżenie kosztów gospodarki remontowej w przedsiębiorstwie. Proficy Maintenance Gateway EMI Enterprise Manufacturing Intelligence Przemysłowe bazy danych (np. Proficy Historian) zasilają danymi systemy klasy MIS/MES/MOM, które prezentują te dane w formie łatwej do analizy i generowania zestawień (systemy raportowe, Proficy Portal). Możliwe jest prezentowanie danych z różnych źródeł we wspólnych systemach analityczno-raportowych, a również - wymiana danych z systemami ERP. Głównym celem jest przekształcanie danych w wiedzę. Proficy Real Time Information Portal. PLC Programmable Logic Controller urządzania, które po zaprogramowaniu kontrolują i sterują pracą urządzeń, maszyn, procesów. W wyniku otrzymania sygnału na wejściu (analogowym lub dyskretnym) obliczane są wartości wyjść zgodnie z zaprogramowanymi zasadami przetwarzania danych. Sterowniki PLC działają w czasie rzeczywistym. Za pomocą protokołów (drajwerów) komunikacyjnych udostępniają dane (podgląd i sterowanie) do systemów typu HMI/SCADA ifix. Popularnymi protokołami transferu danych jest OPC, Modbus, Profibus itp. W ofercie VIX Automation znajdują się japońskie sterowniki PLC Fuji Electric. ROI Return On Investment zwrot z inwestycji. W przypadku rozwiązań do zarządzania produkcją ROI pozwala określić jaki jest przewidywany czas, po którym poniesione inwestycje na wdrożenie oprogramowania przemysłowego się zwrócą i zaczną przynosić zysk. Kalkulacje ROI mogą stanowić element towarzyszący instalacjom pilotażowym oprogramowania do zarządzania produkcją. Konsultacje Biznesowe VIX Automation SCADA Supervisory Control and Data Acquisition system umożliwiający nadzór i sterowanie procesem technologicznym. Dane pochodzące z systemów automatyki są prezentowane w czasie rzeczywistym na ekranach synoptycznych, możliwe jest ich alarmowanie oraz archiwizacja (np. w zintegrowanym Proficy Historian). Oprogramowanie SCADA ifix wyposażone jest dodatkowo w możliwość programowania w języku VBA oraz dodatek WebSpace pozwalający na publikację ekranów synoptycznych w przeglądarce www. Proficy ifix SOA Service-Oriented Architecture Architektura zorientowana na usługi - opiera się na koncepcji, że najpierw powstają tzw. usługi oprogramowania, które realizują odpowiednie potrzeby użytkownika, a następnie z tych usług budowane jest rozwiązanie w pełni te potrzeby zaspokajające. Przykładem SOA dopasowanym pod potrzeby przemysłu jest Proficy SOA implementowane sukcesywnie w oprogramowaniu GE Intelligent Platforms. Proficy Workflow. Workflow algorytm działania opisujący przepływ informacji i zadań od jednego uczestnika procesu do drugiego wg odpowiednich procedur wypracowanych w przedsiębiorstwie. Workflow w przemyśle oznacza zapewnienie poprawnej i powtarzalnej procedury interakcji działów produkcyjnych, ludzi oraz maszyn. Wykorzystuje SOA, otwarte protokoły komunikacyjne, współpracuje z systemami SCADA, Historian, MES i innymi organizując kompleksowo przepływ informacji. Proficy Workflow HMI Human Machine Interface Interfejs człowiek - maszyna, czyli interfejs użytkownika prezentujący w sposób graficzny wizualizację procesu przemysłowego. Zwykle instalowany jest na komputerze PC, który komunikuje się ze specjalizowanymi systemami na produkcji (PLC, DCS). Proficy ifix KAIZEN filozofia podejścia do procesu produkcyjnego, który opiera się na bezustannym jego polepszaniu poprzez ciągłe zaangażowanie pracowników. Stosowanie tej filozofii pozwala na skracanie czasu realizacji zadań w procesie, poprawę jakości, redukcję kosztów, ustalenie kryteriów, wg których oceniani są pracownicy. W Kaizen stosowana jest m.in. metoda 5 why. Proficy Plant Applications KPI Key Performance Indicators kluczowe wskaźniki wydajności (lub efektywności) procesu produkcyjnego. Rozwiązania Proficy do zarządzania produkcją umożliwiają definiowanie i wyznaczanie dowolnych KPI, z najpopularniejszym z nich, czyli OEE włącznie. Pozwalają na porównywanie wydajności maszyn, linii produkcyjnych, ludzi itp. Proficy Plant Applications. MES Manufacturing Execution System System Realizacji Produkcji, który pozwala na wypełnienie luki pomiędzy oprogramowaniem SCADA a oprogramowaniem biznesowym ERP. W czasie rzeczywistym pobiera i przetwarza dane ze stanowisk produkcyjnych. Pozwala na monitorowanie wydajności (przestoje, OEE), jakości (SPC), zarządzanie zleceniami produkcyjnym wraz ze śledzeniem ich wykonania oraz genealogią produkcji. Kluczowym elementem systemu jest raportowanie, dające możliwość pełnej analizy współczynników KPI. Proficy Plant Applications OPC OLE (Object Linking and Embedding) for Process Control otwarty standard komunikacyjny w automatyce przemysłowej. Wykorzystuje tzw. serwery OPC, które udostępniają dane ze świata automatyki przemysłowej (z dowolnego PLC, DCS) do aplikacji przemysłowych (SCADA, Historian, MES). Przykładem może być serwer IGS, który za pomocą technologii OPC udostępnia dane z ponad 100 rodzajów urządzeń. Proficy ifix

12 Jesteś zainteresowany WYDAJNOŚCIĄ JAKOŚCIĄ STANDARYZACJĄ produkcji? Chętnie Ci o tym opowiemy, skonsultujemy i pomożemy wdrożyć! Zadzwoń: Napisz: vix@vix.com.pl Prowadzimy konsultacje dla firm produkcyjnych z zakresu: Systemy produkcyjne SCADA, przemysłowe bazy danych Historian. MES: OEE, SPC, KPI, workflow, harmonogramowanie. LEAN (a także 5S, 5why, 5W+1H, SMED, badania migawkowe, diagram Ishikawy, PDCA, kaizen, OPL, SOP, diagram Pareto). Pomoc w diagnozie problemów na produkcji i określeniu przyczyn ich występowania. Pomoc w analizie, jak obecnie istniejące rozwiązania do monitorowania wydajności i jakości produkcji mogą być usprawnione i zoptymalizowane wszystko to w kontekście możliwości budżetowych klienta. Wskazanie możliwości rozwoju i ulepszeń istniejących rozwiązań. Porady, jak oprogramowanie GE Intelligent Platforms może znacząco zwiększyć zyskowność produkcji. * Znak GE Intelligent Platforms 2013 VIX Automation sp. z o.o. Wszelkie prawa zastrzeżone. Wszelkie nazwy i znaki zastrzeżone są własnością ich prawnych właścicieli. Opracowanie wersji polskiej VIX Automation sp. z o.o. VIX Automation sp. z o.o. Autoryzowany Dystrybutor GE Intelligent Platforms Siemianowicka 5a, Katowice tel.: , fax: , vix@vix.com.pl