Po jakie rozwiązania IT sięgać w przemyśle?

Korzyści z rozwiązań IT w przemyśle – jak zwiększyć efektywność i obniżyć koszty?

Korzyści płynące z rozwiązań IT obejmują m.in. ograniczenie czasu, jaki potrzebny jest na obsługę poszczególnych procesów. Dzięki rozwiązaniom informatycznym firma zyskuje także szybszy dostęp do danych, które mogą być automatycznie gromadzone, łatwo dostępne i czytelnie prezentowane – w czasie rzeczywistym, co umożliwia szybszą reakcję.

Na popularność rozwiązań IT w przemyśle wpływa ponadto integracja pomiędzy różnymi rynkami. Znajdują się na nich konkurujące ze sobą firmy, których przewagą mogą być rozwiązania IT bezpośrednio związane z produkcją (takie jak systemy MES, APS, SFC). Sektor małych i średnich przedsiębiorstw coraz częściej posługuje się systemami umożliwiającymi przetwarzanie danych, które dostarczane są przez urządzenia wykonawcze, na formę bardziej przyjazną człowiekowi. Tu doskonale sprawdzają się programy klasy Human Machine Interface oraz SCADA (ang. Supervisory Control and Data Acquisition). Warto przy tym zauważyć, że firmy produkcyjne wysoce cenią sobie łatwość łączenia się z istniejącymi, ale też planowanymi systemami komputerowymi (albo: systemami informatycznymi) na każdym poziomie.

Do najbardziej znanych systemów należą programy ERP. Jednak coraz częściej uzupełniane są one o inne oprogramowanie, stanowiące rozszerzenie funkcji np. o harmonogramowanie produkcji. Jest ono szczególnie cenne w dobie szybkich zmian warunków rynkowych, a do tego obniża koszty. 

System ERP

System ERP (ang. Enterprise Resource Planning) to oprogramowanie służące do zarządzania przedsiębiorstwem, w tym przede wszystkim do planowania jego zasobów. Działa na podstawie jednej bazy danych, w której są gromadzone i przetwarzane informacje ze wszystkich obszarów działalności przedsiębiorstwa – np. produkcji, obsługi klienta i sprzedaży, logistyki i magazynu, finansów i księgowości itp.

Oprogramowanie to pozwala na obsłużenie szeregu obszarów, dzięki czemu z jednego ERP mogą korzystać jednocześnie handlowcy, pracownicy działu księgowości czy magazynierzy – oczywiście na różnych poziomach dostępu. Walorem jest tu zatem przede wszystkim to, że wszelkie informacje są gromadzone w jednym miejscu, a każdy z pracowników ma dostęp do zintegrowanych i aktualnych danych. Co za tym idzie, w przedsiębiorstwie następuje płynny przepływ informacji pomiędzy poszczególnymi działami, a wiele procesów jest wykonywanych automatycznie przez oprogramowanie.

System MES

Za pożyteczne dla przemysłu uzupełnienie oprogramowania ERP uznaje się między innymi systemy MES (ang. Manufacturing Execution System), które na bieżąco zbierają dane o realizacji produkcji wprost z maszyn.

Dzięki wykorzystaniu przez MES technologii informatycznych, oprogramowania, urządzeń elektronicznych i elementów automatyki możliwe jest efektywne zbieranie danych w czasie rzeczywistym bezpośrednio ze stanowisk produkcyjnych. Pozwala to na transfer informacji na obszar biznesowy. Dane dotyczące realizacji produkcji pobierane są często bezpośrednio z maszyn lub przy pomocy pracowników produkcji. Tak dalece idąca funkcjonalność pozwala uzyskać natychmiastowy sygnał zwrotny dotyczący stopnia wykonania produkcji, a to z kolei przyczynia się do podejmowania na bieżąco właściwych decyzji i szybkich reakcji na błędy i nieprawidłowości w czasie procesu produkcyjnego. Analiza kluczowych wskaźników efektywności rysuje prawdziwy obraz wykorzystania zdolności produkcyjnych.

Do najważniejszych funkcji systemów klasy MES należą:

• śledzenie i wizualizacja produkcji w toku w czasie rzeczywistym, 
• śledzenie rzeczywistego czasu i wydajności pracy maszyn i ludzi, 
• śledzenie przestojów planowanych i przestojów nieplanowanych, 
• rejestracja przyczyn przestojów planowanych i nieplanowanych, 
• planowanie wykonania zleceń produkcyjnych i kontrola ich wykonania na poziomie operacyjnym, 
• tworzenie prognoz czasu realizacji zlecenia produkcyjnego na podstawie rzeczywistych wskaźników wydajności produkcji. 

MES wspomagają także aktualizację stanów magazynów materiałów, półproduktów, produktów finalnych; zbieranie informacji o wadach i jakości produkowanych części czy generowanie automatycznych raportów i szczegółową analizę zgromadzonych informacji. 

Systemy APS

Rozwinięciem oprogramowania klasy ERP jest także system APS (ang. Advanced Planning & Scheduling). Pozwala on wykonywać złożone operacje planistyczne i symulacyjne wraz z optymalizacją. 

Systemy APS optymalizują algorytmy obsługujące i zajmujące się ograniczeniami wraz z uwzględnieniem celów biznesowych. Kładą duży nacisk na działanie w pamięci jako programy rezydentne oraz bazy danych w celu możliwości tworzenia planów i rozkładów w trybie rzeczywistym. Dzięki nim możliwe jest usunięcie niepotrzebnych nadwyżek magazynowych oraz ulepszenie możliwości dostawczych.

Systemy SFC

Systemy Shop Floor Control to narzędzia, które za pomocą komputerów i kontrolerów planują, wysyłają i śledzą postępy zleceń roboczych, które realizowane są przez produkcję na podstawie określonych tras. Systemy te najczęściej obliczają postępy pracy w procesie na podstawie wartości procentowej dotyczącej ukończenia dla każdego zlecenia i operacji. Przydaje się to zwłaszcza przy wycenach i planowaniu zapasów.

Programy SFC określić można jako wyspecjalizowaną część planowania zasobów wytwórczych, czyli systemów informatycznych klasy MRP II (ang. Manufacturing Resource Planning).

Programy HMI 

To przemysłowy interfejs między maszyną lub procesem a operatorem, który go obsługuje. Za pośrednictwem HMI (ang. Human-Machine Interface) osoba odpowiedzialna za realizację zadań produkcyjnych w danym zakładzie może wpływać na przebieg procesu i go kontrolować.

HMI przede wszystkim dostarcza operatorowi aktualnych, rzeczywistych informacji w formie, która pozwoli mu na podjęcie najlepszej decyzji w danym momencie. 

HMI stosowane jest m.in. do obsługi linii produkcyjnej, do zmiany wytwarzanego produktu i sterowania systemem HVAC w budynku hali produkcyjnej. Pozwala także na kontekstową wizualizację drobnych procesów produkcyjnych.

Systemy SCADA

O ile funkcja HMI kończy się na zadawaniu parametrów na konkretnej maszynie lub części procesu produkcyjnego, o tyle SCADA (ang. Supervisory Control and Data Acquisition) stanowi system nadrzędny nad HMI. Zadaniem oprogramowania SCADA jest ciągła kontrola procesu produkcyjnego, umożliwienie rozbudowanej obsługi archiwizacji i analizy bazy danych. Największe systemy SCADA pozwalają na obsługę setek czy nawet tysięcy ekranów za pomocą podejścia obiektowego.

System SCADA jest najczęściej stosowany w połączeniu z innym oprogramowaniem i elementami sprzętowymi. Może to być np. programowalny sterownik logiczny (PLC) i zdalne jednostki terminali (RTU). Gromadzenie danych rozpoczyna się od PLC i RTU, które komunikują się z wyposażeniem zakładu. Tak pozyskane dane przesyłane są do jednostki wyższego poziomu, gdzie operatorzy mogą nadzorować PLC i RTU przy pomocy interfejsu człowiek-maszyna (HMI). 

SCADA pozwala firmom na lokalne lub zdalne prowadzenie nadzoru nad procesami przemysłowymi. Umożliwia także wejście w bezpośrednią interakcję z różnorodnymi składowymi wyposażenia zakładu (np. silnikami czy pompami). Systemy SCADA pozwalają też przedsiębiorcom na monitorowanie i raportowanie procesów z uwzględnieniem danych w czasie rzeczywistym oraz archiwizację danych na potrzeby późniejszego przetwarzania i ewaluacji.

Zaawansowane oprogramowanie SCADA jest w stanie wygenerować pełne i zindywidualizowane raporty, a urządzenia mogą automatycznie na nie reagować. System jest w stanie samodzielnie wyzwolić alarm, gdy raport wykaże, że partia produktów jest wadliwa. Z kolei w zarządzaniu energią system może zmniejszyć zużycie mocy określonych maszyn lub systemów w przypadku przewidywanego szczytowego obciążenia.

Wszystkie te funkcje sprawiają, że systemy SCADA pozwalają firmom wygenerować znaczne oszczędności zarówno w zasobach i pieniądzach, jak i oszczędności czasu. 

Podsumowanie

IT jest ważne dla każdego przedsiębiorstwa przemysłowego. Umożliwia szybkie i elastyczne reagowanie na zmiany rynkowe, zarówno w ujęciu lokalnym, jak i globalnym. Bez wątpienia przedsiębiorcy widzą i rozumieją potencjał, jaki ma IT w sferze wprowadzania zmian technologicznych czy organizacyjnych w zakładach przemysłowych. Co ciekawe, obecnie duże zainteresowanie tymi rozwiązaniami wykazują przedsiębiorstwa reprezentujące niemal wszystkie gałęzie przemysłu. Można zatem założyć, że inwestowanie w systemy informatyczne może zostać zahamowane jedynie wtedy, gdy rynek zdominuje zła koniunktura. Co istotne, rośnie zainteresowanie aplikacjami w modelu chmurowym. Otwiera to nowe perspektywy dla podmiotów, które dotychczas nie mogły zainwestować w nowoczesne technologie ze względu na wysokie koszty. Obecnie mają taką możliwość, nawet nie dysponując wielkim budżetem na IT.

Eksperci przewidują, że IT będzie miało coraz większy wpływ na systemy produkcyjne automatyki przemysłowej. Pozwalają bowiem na zdalny, łatwy i szybki wgląd w dane, które z nich pochodzą.