Výrobca integroval MES do svojich strojov

Spoločnosť Wittmann Battenfeld, výrobca strojných zariadení, v spolupráci so spoločnosťou IQMS integrovala softvér MES do svojich produktov s cieľom zlepšiť ich celkovú efektívnosť (OEE), plánovanie a údržbu.
Výrobca integroval MES do svojich strojov

Podobne ako najväčšie spoločnosti prispôsobujú svoje výrobky spotrebiteľom, aj výrobcovia pôvodných strojných zariadení musia reflektovať požiadavky svojich zákazníkov. Rozdiel je v tom, že prispôsobenia, ktoré robia pôvodní výrobcovia strojov, nedosahujú takú úroveň reflexie očakávaní zákazníkov, ako to robí Apple alebo Johnson & Johnson. Ich zmeny sú však rovnako dramatické a často majú ešte väčší dosah.

Jeden z prvých príkladov možno nájsť v spoločnosti Wittmann Battenfeld, ktorá nedávno integrovala výrobný informačný systému (MES) do priemyselných strojov, ktoré vyrába. Wittmann Battenfeld je globálnym dodávateľom vstrekovacích lisov, CNC robotiky, etiketovacích strojov a pomocných zariadení, ako sú sušičky, miešačky a dopravníky pre priemyselné aplikácie. Keďže priemyselné odvetvia, ktorým Wittmann Battenfeld dodáva svoje riešenia, smerujú čoraz viac k inteligentnej výrobe – najmä prostredníctvom Priemyslu 4.0 a priemyselného internetu vecí (IIOT) vo všeobecnosti –, považovala spoločnosť za nevyhnutné poskytnúť riešenia na kľúč s cieľom zjednodušiť prechod na Priemysel 4.0 a inteligentné výrobné postupy pre svojich zákazníkov. Wittmann Battenfeld považoval technológiu MES za kľúčový prvok na dosiahnutie tohto cieľa, pretože spoločnosť chcela dosiahnuť:

  • zlepšenie celkovej efektívnosti ich strojov (OEE) prostredníctvom presného snímania relevantných výrobných údajov v reálnom čase, ako sú vyrábané cykly a odpadky;
  • väčšiu presnosť plánovania, zabezpečenie optimálneho plánovania a plnenia zákazníckych objednávok pomocou aktuálnych a presných údajov pre plánovanie a rýchlejšie zotavenie z neštandardných stavov,
  • posun od predpísanej k prediktívnej údržbe s cieľom optimalizácie plánovania výroby a kapacity.

Vzhľadom na zvýšený záujem o Priemysel 4.0 si spoločnosť uvedomila, že bude musieť čo najskôr prísť na trh s takýmto riešením, čo znamená, že bude musieť spolupracovať s poskytovateľom MES, a nie sa pokúšať vyvíjať vlastný softvér. V spolupráci so spoločnosťou IQMS, poskytovateľom MES riešení, integroval Wittmann Battenfeld softvér na monitorovanie výroby a procesov do najnovšej generácie inteligentných strojných zariadení, aby im poskytol funkčnosť MES. „Zariadenie Wittmann Battenfeld poskytuje softvéru IQMS údaje o udalostiach, meraniach a stavoch zachytených pomocou zabudovanej senzorovej technológie,“ povedal Steve Bieszczat, šéf marketingu v IQMS. „Softvér IQMS zachytáva, analyzuje a podáva správy o stave a vývoji v prevádzke na základe informácií získaných zo zariadení firmy Wittmann Battenfeld.“

„Zabudovaná senzorová technológia, ktorú používa Wittmann Battenfeld, zahŕňa teplotné snímače, snímače tlaku a koncové spínače,“ hovorí Dana Ford, ktorý má na starosti technické riešenia. „Ide o bežne používané snímače,“ konštatuje. „Čo je na nich jedinečné, je, že máme nástroje zabudované do zariadení, ktoré dokážu exportovať údaje z týchto snímačov do systému IQMS, napríklad Euromap 63 pre vstrekolisy, OPC/UA pre priemyselné periférie 4.0 a OPC/DA pre hlavný dopravníkový systém.“

S. Bieszczat dopĺňa, že Wittmann Battenfeld používa „ako súčasť stratégie Priemyslu 4.0 patentované riešenie smerovania umožňujúce zoskupiť viacero rôznych zariadení cez službu/zbernicu IQMS Process Monitoring, ktorá využíva štandardy priemyselnej komunikácie, ako sú napr. OPC DA/UA, CIP a Profinet. IQMS má možnosti prepojenia na Euromap 77 aj Euromap 63. Použitím týchto možností prepojenia a nástroja IQMS na mapovanie premenných bolo veľmi jednoducho možné získať relevantné procesné premenné zo zariadení Wittmann Battenfeld na ich ďalšie spracovanie v IQMS. Prostredníctvom tejto služby môže softvér IQMS vidieť na jednom mieste informácie z každého zariadenia pripojeného k inteligentnému stroju a spája tak príslušné údaje zo systému MES s údajmi, ktoré dostáva priamo z týchto zariadení.“

Wittmann Battenfeld a IQMS začali pracovať na tomto projekte minulý rok, pričom prvý systém tohto druhu na kľúč predstavili v máji tohto roku na podujatí NPE, ktorého organizátorom bola Asociácia plastikárskeho priemyslu. „Vstrekolis s označením SmartPower 300 s najnovším riadiacim systémom B8 je príkladom jedného z produktov Wittmann Battenfes, ktoré sú už v súčasnosti vybavené touto technológiou,“ povedal D. Ford.

„Tieto smerovače tiež umožňujú, aby bolo pomocné zariadenie presunuté medzi lisy, aby okamžite poskytlo procesné údaje týkajúce sa lisu na IQMS bez zložitého presmerovávania celej siete,“ dodal S. Bieszczat. D. Ford uviedol, že tieto pomocné zariadenia sú zvyčajne roboty, sušičky, mixéry, regulátory teploty alebo prietoku vody.

„Zariadenia Wittmann Battenfeld posielajú informácie o 75 – 100 stavoch a parametroch na vstrekovacom stroji, ako aj o pripojených pomocných zariadeniach,“ povedal S. Bieszczat. „Softvér IQMS ukladá tieto informácie v historických databázach, ktoré sa následne využívajú pri rôznych výpočtoch, čítania, tvorbu podmienok a trendov. Výsledky prehľadávania údajov reprezentujú výrobu v reálnom čase a procesné údaje sa zobrazujú vo forme grafov v reálnom čase, ako aj v podobe obrazoviek a prehľadov. Súčasťou je aj pripojenie prostredníctvom ODBC priamo k historizačnej databáze s cieľom strategického zobrazovania výkonnosti strojov a procesov, predpovedí a analýz základných príčin.“

„Priamym pripojením k strojom Wittmann Battenfeld sa získavajú relevantné výrobné údaje, ktoré softvér IQMS používa na výpočet hodnoty OEE a zobrazenie efektívnosti celej prevádzky v reálnom čase,“ vysvetľuje S. Bieszczat. „Ak výpočty IQMS nevyhovujú používateľovi, ponúka IQMS webové riešenie umožňujúce používateľom zobraziť vlastné definované výpočty OEE, ktoré sa dajú zobraziť na čomkoľvek – od tabletu alebo mobilného telefónu až po 80“ ploché obrazovky umiestnené priamo v prevádzke,“ dodal.

Každý z troch hlavných faktorov celkovej efektívnosti zariadenia (OEE) – dostupnosť, výkonnosť a kvalita – môže mať podľa S. Bieszczata rovnaký alebo prevažujúci vplyv na OEE. „Zariadenie, ktoré je v režime offline, má samozrejme nulovú dostupnosť. To isté sa dá povedať aj o stroji, ktorý produkuje nepodarky alebo beží veľmi pomaly,“ poznamenal. Vo väčšine prípadov majú dostupnosť, výkonnosť a kvalita približne rovnaký vplyv na OEE.

Sledovaním procesných premenných priamo zo strojov v softvéri IQMS súvisiacich s výrobou – ako je čas cyklu a doba chodu procesu – dokážu používatelia odhaliť rozdiel medzi „tým, čo si myslia, že sú ich štandardy, a čo vlastne sú,“ uvádza S. Bieszczat. „V priebehu výrobného cyklu sa objaví moment, keď zákazník na základe údajov získaných v reálnom čase zistí, že jeho predpokladaný čas cyklu 30 sekúnd je vlastne 35 až 40 sekúnd. Softvér IQMS automaticky ukladá tieto údaje a porovnáva ich so všetkými strojmi, ktoré už takéto činnosti robili, pričom informuje používateľa, ktoré stroje pracujú najlepšie; takisto poskytuje tieto údaje používateľom, aby im pomohli vylepšiť plánovanie výroby.“

D. Ford dodal, že vo vstrekolisoch sa bežne vymieňajú formy kvôli výrobe rôznych dielov. „Používatelia s inštalovanými systémami Wittmann Battenfeld/IQMS môžu v tomto prípade usporiť veľa času. Všetky údaje relevantné pre optimálny výkon každej formy sú totiž uložené v systéme pre ľahký prístup a uvedenie do prevádzky.“

„Takéto časové úspory možno získať aj pri plánovaní a plnení objednávok,“ hovorí S. Bieszczat. „Plánovanie objednávok a ich plnenie sú do veľkej miery určené MRP a plánovacím softvérom. Ak však stroje nepracujú tak, ako požaduje plánovač a ako je nastavené v plánovaní materiálov, bude to mať negatívny vplyv aj na zákaznícky servis. Spojenie strojov s MES pomáha napĺňať požiadavky a potreby zákazníkov prostredníctvom presných plánovacích údajov a umožňuje rýchlejšie zotavenie z neočakávaných stavov.“

Tieto údaje používa aj MES na vytvorenie požiadaviek na preventívnu údržbu zariadení. „Okrem toho sú používateľom IQMS prezentované dlhodobé trendy procesných premenných, ako je napríklad veľkosť elektrického prúdu prichádzajúceho do ohrievača, aby dokázali vizuálne sledovať alebo vypočítať potenciálne trendy v spotrebe energie, ktoré by mohli viesť k zlyhaniu zariadenia a posunúť sa tak od preventívnej k prediktívnej údržbe,“ poznamenáva S. Bieszczat.

„Integráciou MES do svojich strojov má Wittmann Battenfeld teraz praktické riešenie Priemyslu 4.0 pre svojich zákazníkov z oblasti výrobných podnikov,“ konštatuje S. Bieszczat. „Používatelia si dokonca dokážu nastaviť alarmy na ľubovoľnú procesnú premennú, aby sa varovania hlásili skôr, než je proces mimo kontroly a vyrába nepodarky. Tieto upozornenia môžu byť poslané e-mailom, sms alebo dokonca hlásené priamo v prevádzke, pričom dokážu vyriešiť problém skôr, ako sa niečo stane.“ Pokus o „optimalizáciu výkonu bez monitorovania výroby a procesov je cesta typu pokus – omyl,“ povedal na záver S. Bieszczat. „S inteligentnými strojmi a MES je to veda.“

Zdroj: Greenfield, D.: OEM Integrates MES for Smart Manufacturing. [online]. Publikované v časopise Automation World 21. 6. 2018.