ZASTOSOWANIE ROZWIĄZAŃ STATSOFT DO ANALIZY DANYCH W PRZEMYŚLE Arkadiusz Miziołek, StatSoft Polska Sp. z o.o. W ostatnich latach przetwarzanie danych zmieniło pozycję z roli wsparcia operacyjnego działalności przedsiębiorstw przemysłowych do głównego zadania, które ma obniżyć koszty produkcji, zwiększyć wydajność oraz poprawić efektywność. Rozwiązania oferowane przez StatSoft Polska wspierają praktycznie każdy aspekt przetwarzania danych: od integracji danych pochodzących z różnych źródeł, poprzez monitorowanie i sterowanie procesami na bieżąco, po modelowanie: zaawansowaną optymalizację złożonych, wielowymiarowych procesów. Otwarta architektura rozwiązań StatSoft umożliwia ich integrację z systemami informatycznymi już działającymi w przedsiębiorstwie, a ponadto można je dostosowywać do indywidualnych potrzeb użytkowników, wymogów wewnętrznych czy wskazań obowiązujących norm. Dziś rozwiązania StatSoft wykorzystywane są powszechnie w praktycznie każdym obszarze przemysłu, pomagając przedsiębiorstwom ograniczyć koszty operacyjne, spełnić wymagania kontrahentów i osiągnąć lepsze wyniki finansowe. Integracja i standaryzacja danych Z naszego doświadczenia w kontaktach z przedsiębiorstwami działającymi w różnych gałęziach przemysłu wynika, że istnieje silny związek pomiędzy jakością gromadzonych danych a jakością wytwarzanego produktu. Proces unifikacji, agregacji oraz czyszczenia danych pochodzących z wielu rozproszonych systemów źródłowych pozwala uniknąć ryzyka niespójnego interpretowania tych danych przez osoby zaangażowane w analizę informacji na różnych szczeblach organizacji. Dzięki integracji danych w jednym centralnym środowisku dane są spójne i wiarygodne oraz łatwo i szybko dostępne dla wszystkich osób w przedsiębiorstwie. Rozwiązania StatSoft umożliwiają pobieranie oraz integrację danych pochodzących z różnych pierwotnych źródeł, takich jak: automatyka przemysłowa (SCADA, DCS), systemy LIMS, sterowniki PLC, rejestratory, pomiary półautomatyczne, pomiary ręczne, inne bazy danych etc. Copyright StatSoft Polska 2013 www.statsoft.pl/czytelnia.html 5
Systemy SPC i Six Sigma Oferowany przez StatSoft System Statystycznego Sterowania Jakością i Raportowania stanowi kompleksowe rozwiązanie w zakresie statystycznego monitorowania, nadzorowania i sterowania procesami produkcyjnymi. System może stanowić fundament metod poprawy efektywności i konkurencyjności przedsiębiorstw, takich jak Six Sigma, które kładą silny nacisk na praktyczne stosowanie statystycznej analizy danych. System umożliwia m.in.: automatyczne pobieranie danych z urządzeń pomiarowych i automatyki przemysłowej, wprowadzanie danych w sposób manualny przez operatorów, łatwy dostęp do wszelkich danych procesowych przechowywanych w bazie (jeden zestandaryzowany sposób, niezależnie od źródła danych), monitorowanie on-line parametrów procesu w przeglądarce internetowej, dostęp do szerokiego zestawu narzędzi analitycznych STATISTICA, obejmujący m.in. cykl DMAIC Six Sigma, przeprowadzanie interakcyjnych analiz mających na celu wykrywanie nieznanych związków i relacji pomiędzy charakterystykami procesu produkcyjnego i produktu na różnych etapach, powiadamianie odpowiednich osób (poprzez e-mail lub sms) o sygnałach wskazujących na rozregulowanie procesu, centralne zarządzanie systemem. 6 www.statsoft.pl/czytelnia.html Copyright StatSoft Polska 2013
Dzięki systemowi inżynierowie i technolodzy uzyskują informacje o aktualnym stanie procesów i parametrów, a także mogą wykrywać i na bieżąco usuwać problemy technologiczne. Mają również możliwość przeglądania historycznych wartości parametrów dla każdego produktu w dowolnym okresie. Wszystko to przekłada się na szybsze i trafniejsze decyzje, a co za tym idzie wyższą jakość i niższe koszty produkcji. Modelowanie i optymalizacja procesu Współczesne procesy produkcyjne są zwykle opomiarowane i sterowane automatycznie. Dzięki temu mamy do dyspozycji szczegółowe dane dotyczące ich przebiegu. Umożliwia to zbudowanie modelu procesu, który na podstawie danych o wejściach procesu (np. właściwościach surowców) i jego przebiegu, będzie przewidywał cechy wyjściowego wyrobu z uwzględnieniem składnika losowego. Ponieważ zazwyczaj dostępnych jest bardzo dużo danych o procesie, a zależności są złożone i nieliniowe, do stworzenia modelu wymagane są nowoczesne metody analizy danych, takie jak data mining oraz narzędzia umożliwiające sprawne przetwarzanie wielkich zbiorów danych. Odpowiednim narzędziem do modelowania i optymalizacji procesów jest STATISTICA Process Optimization, które dostarcza nam szeroki zestaw efektywnych procedur umożliwiających wykrywanie zakłóceń w procesie, znajdowanie przyczyn wpływających na problemy z jakością, dobieranie optymalnych ustawień dla procesu, porównywanie różnych procedur wytwarzania i wiele innych. Analiza systemów pomiarowych Do podejmowania decyzji dotyczących sterowania jakością wyrobów i procesów wytwarzania niezbędne jest zapewnienie odpowiedniego poziomu wiarygodności danych pomiarowych. STATISTICA udostępnia szeroki zestaw narzędzi pozwalających dbać o odpowiednią zdolność systemów pomiarowych. Szeroki zakres procedur analitycznych dostępnych w STATISTICA wspiera użytkowników wykorzystujących różne metody oceny systemów pomiarowych: od prostych, opartych na rozstępach i powtarzaniu pomiarów, poprzez obliczanie wskaźników zdolności przyrządów pomiarowych C g i C gk, czy popularną metodę R&R, aż po stosunkowo bardziej skomplikowane, oparte na analizie wariancji ANOVA. Przewidywanie awarii i zwiększenie niezawodności Przestoje linii produkcyjnych, wynikające z awarii maszyn i urządzeń mogą generować ogromne straty. Efektywną metodą ich ograniczenia jest wykorzystanie narzędzi analitycznych dostępnych w STATISTICA, które pozwalają przewidywać wystąpienie awarii, Copyright StatSoft Polska 2013 www.statsoft.pl/czytelnia.html 7
definiować czynniki mające największy wpływ na dany typ awarii oraz określać zależności pomiędzy awariami. Dzięki temu możemy ograniczyć koszty związane z utrzymaniem ruchu, ograniczyć częstotliwość awarii sprzętu, przedłużyć żywotność elementów wyposażenia i poprawić bezpieczeństwo. Rozwiązania StatSoft umożliwiają zmianę strategii zarządzania i przeniesienie ciężaru z pasywnej strategii utrzymania ruchu i usuwania problemów, które już wystąpiły, na strategię profilaktycznej konserwacji, opartą na identyfikacji i przewidywaniu awarii maszyn, urządzeń i linii produkcyjnych. Śledzenie produktu (ang. product tracing) Na proces produkcyjny składa się zazwyczaj skomplikowana sekwencja kroków i działań. Końcowa jakość produktu jest często efektem złożonych interakcji między wieloma parametrami procesu produkcyjnego. Rozwiązania STATISTICA pozwalają na wiązanie interakcji pomiędzy poszczególnymi parametrami procesu produkcyjnego na różnych jego etapach oraz określanie ich wpływu na jakość produktu. Użytkownicy mają dostęp do hierarchicznego obrazu procesu, który 8 www.statsoft.pl/czytelnia.html Copyright StatSoft Polska 2013
zawiera wszystkie informacje o tym, jak poszczególne parametry materiału zmieniały się w kolejnych etapach procesu. Analiza danych w laboratorium W nowoczesnych systemach zarządzania jakością laboratoria stały się kluczowym elementem systemu weryfikującego parametry oferowanych produktów. Niezbędne jest zapewnienie odpowiedniej jakości działania laboratoriów i ich systemów pomiarowych, gdyż w oparciu o dostarczane przez nie wyniki podejmowane są ważne decyzje. Narzędzia analityczne STATISTICA wspierają wiele zadań, które są często wykonywane w laboratoriach: walidacja metod pomiarowych, badania laboratoriów, ocena jakości systemów pomiarowych MSA (np. w przemyśle motoryzacyjnym), automatyczne pobieranie danych z urządzeń pomiarowych. Planowanie doświadczeń i QbD Jednym z warunków udoskonalania produktów i procesów jest zdobycie o nich rzetelnej wiedzy. Sprawdzoną drogą uzyskiwania takiej wiedzy jest przeprowadzenie doświadczenia, jednak zazwyczaj wykonanie doświadczeń jest kosztowne i czasochłonne. Zastosowanie technik planowania doświadczeń (ang. Design of Experiments, DOE) pozwala uzyskać odpowiedzi na pytania przy minimalnych kosztach i czasie badań. W przypadku gdy zebraliśmy dane o procesie i właściwościach produktu, możemy je przeanalizować w celu znalezienia optymalnych parametrów procesu i czynników wpływających na finalny produkt. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych narzędzi, takich jak STATISTICA Planowanie Doświadczeń, możemy jednocześnie optymalizować wiele właściwości produktu. Coraz częściej zwraca się uwagę na fakt, że jakość nie może być oceniana tylko przez badanie produktu, a powinna być wbudowana w produkt lub zagwarantowana przez projekt procesu (quality cannot be tested into products; it should be built-in or should be by design). W tym celu zaleca się przeprowadzanie systematycznych prospektywnych badań w oparciu o naukowo uzasadnioną metodykę, uwzględniających holistyczną naturę przedmiotu i zorientowanych na ocenę ryzyka. Rozwiązania te nazwano Jakość przez projekt (ang. Quality by Design), w skrócie QbD. Odpowiednich narzędzi do wdrożenia tej koncepcji dostarcza STATISTICA Planowanie Doświadczeń. Inne zastosowania Oprogramowanie STATISTICA to całościowe, zgodne z obowiązującymi normami rozwiązanie do kontroli i poprawy jakości, które można w prosty sposób dostosowywać do potrzeb aplikacji GxP (m.in. Good Manufacturing Practice, Good Laboratory Practice). W każdym z tych obszarów (i innych) narzędzia STATISTICA można tak dostosować, aby spełniały odpowiednie wymagania dotyczące zalecanych analiz danych. Copyright StatSoft Polska 2013 www.statsoft.pl/czytelnia.html 9
Wychodząc naprzeciw potrzebom klientów z przemysłu farmaceutycznego przygotowany został specjalistyczny pakiet analityczny STATISTICA Zestaw Farmaceutyczny, który automatyzuje działania związane z analizą danych i przygotowywaniem gotowego raportu. Zestaw składa się z następujących programów: Profile Uwalniania, Ocena Stabilności, Walidacja Procesu, Przegląd Jakości Produktu oraz Walidacja Metod Pomiarowych. Powyżej wspomniane są tylko wybrane z wielu możliwych zastosowań analizy danych w przemyśle. Zarówno techniki SPC, jak i oprogramowanie STATISTICA można z powodzeniem stosować w różnych branżach przemysłu w celu sterowania i monitorowania procesów (produkcyjnych i innych) oraz ich optymalizacji. Oprócz powyżej wspomnianych może to być przemysł: motoryzacyjny, spożywczy, chemiczny i wiele innych. Przykładowe zastosowania tego typu narzędzi są opisane na stronach www.statsoft.pl/rozwiazania.html. O StatSoft Polska StatSoft Polska jest polskim biurem StatSoft, Inc. Od roku 1995 oferujemy rozwiązania w zakresie analizy danych i SPC: oprogramowanie STATISTICA, szkolenia, usługi wdrożeniowe systemów SPC, konsulting itd. Oferowane przez nas oprogramowanie jest zgodne z normami ISO 9000, ISO/TS 16949 (i ich poprzednikami), nowoczesnymi strategiami zarządzania (TQM, Six Sigma) i spełnia wymagania stawiane w gałęziach przemysłu regulowanych przez FDA (Food and Drug Administration) i EMEA (European Agency for the Evaluation of Medicinal Products). Przygotowane na zamówienie rozwiązania można dostosować także do wymogów innych norm, regulacji czy wymagań. Rozwiązania StatSoft wykorzystywane są przez wiele przedsiębiorstw w Polsce i za granicą, m.in. 3M, ABB, ADAMED, AMCOR, ArcelorMittal, BIAZET, CAN-PACK, Carlsberg, Caterpillar, DELPHI, ENEA, ENERGA, Gillette, Grupa LOTOS, KGHM Polska Miedź, Kompania Piwowarska, Kompania Węglowa, MARS, TBMECA, Pepsi, PGE, Philips, Polpharma, PKN ORLEN, RAFAKO, Rieter Automotive, Saint-Gobain, Sanofi- Aventis, Swedwood, TAURON, TBMECA, Rigips Polska. Projekty są realizowane przez zespół pracowników StatSoft, doświadczonych specjalistów w dziedzinie SPC, optymalizacji procesów i implementacji systemów analitycznych na bazie programów STATISTICA oraz innych nowoczesnych narzędzi. StatSoft Polska organizuje także specjalistyczne kursy z zakresu metod i zastosowań analizy danych. Zespół szkoleniowy składa się z doświadczonych wykładowców, którzy w przystępny sposób przekazują wiedzę z zakresu metod analizy danych oraz obsługi programów STATISTICA. Prowadzimy zarówno standardowe kursy, jak i szkolenia dostosowane do potrzeb konkretnego klienta. Więcej informacji o naszej firmie, oferowanych przez nas produktach i usługach można znaleźć na stronach internetowych www.statsoft.pl. 10 www.statsoft.pl/czytelnia.html Copyright StatSoft Polska 2013