„Nekončiaci kolobeh optimalizácií“ - postupné budovanie MES systému (prípadová štúdia Johns Manville)

Johns Manville Slovakia a.s. pôsobí na slovenskom trhu už od roku 2001. Špecializuje sa na výrobu sklených vlákien a patrí medzi kľúčových hráčov na európskom aj globálnom trhu. Finálne výrobky spoločnosti vstupujú následne do výroby vyľahčených kompozitných materiálov a uplatňujú sa najmä v automobilovom priemysle, kde výrazne prispievajú k redukcii hmotnosti, a tak prispievajú k palivovej efektívnosti a znižovaniu emisií CO2. Spoločnosť je súčasťou portfólia konglomerátu Berkshire Hathaway a jej tržby na Slovensku boli v roku 2019 takmer 130 miliónov €.

Príklad spolupráce medzi Johns Manville a IPESOFTom znázorňuje pozitívne výsledky dlhodobej kooperácie medzi odborníkmi z rôznych oblastí. Vďaka expertíze a odvahe inovovať na oboch stranách boli kontinuálne implementované nové systémové moduly, ktoré postupne vytvorili jednotný MES systém.

MES (Manufacturing execution systems) systém sa zameriava na riadiacu vrstvu umiestnenú medzi PLC/DCS a ERP vrstvou. Pre mnohých manažérov sa implementácia dodatočného systému do spomínanej vrstvy môže javiť ako nadbytočná. PLC vrstva riadenia má svoje SCADA zobrazenie a mnoho manažérom stačí vidieť ekonomické ukazovatele z ERP systému s granularitou údajov na úrovni zmien, týždňov a mesiacov.

Retrospektívne výkazy ekonomických ukazovateľov značne obmedzujú potenciál pre ďalšiu optimalizáciu procesov. Skúsenejší manažéri so znalosťou informačných služieb si uvedomujú potenciál jednotnej databázy real-time údajov. Stačí sa len spýtať:

Je možné sbežným ERP systémom sledovať kvalitu konkrétneho výrobku v reálnom čase?

Východisková situácia

Veľké výrobné spoločnosti ako Johns Manville sa musia pri plánovaní a riadení prevádzky vyrovnávať s množstvom komplikácií a problémov. Široké spektrum využívaných zariadení a striedanie zamestnancov zodpovedných za vstupné dáta spolu prispievajú k zníženej konzistentnosti dát. Na základe nekonzistentných dát je potom náročné efektívne plánovať a optimalizovať výrobu. František Režný, inžinier riadenia technologických procesov z Johns Manville popisuje situáciu nasledovne:

„Predstavte si, že v prevádzke máte cca 250kusov PLC procesorov, ktorých je 65 typov od 18 výrobcov. Máte približne 200výrobných pozícií, kde jedna výrobná pozícia má v priemere 30 parametrov.Prechod výroby riešite na dennej báze na takmer 20 výrobných pozíciách. Všetkyparametre zadávate ručne cez rôzne terminály a spravidla do viacerých PLCsystémov. Je náročné eliminovať chybovosť a udržať konzistentnosť zadanýchparametrov a to všetko pri dnešnej fluktuácii kvalifikovanej pracovnej sily. Vdnešnej dobe takmer nemožná vec.“

Práve počiatočná snaha maximálne využiť možnosti informačných technológií zjednotením konzistentnosti dát bola spolu s expertízou zamestnancov a odvahou inovovať prvým impulzom pre postupné budovanie MES systému.

Výsledky implementácie systému

Implementácia rôznych modulov MES podporila inovačné a optimalizačné aktivity spoločnosti. Ing. Andrej Kalinay, člen predstavenstva Johns Manville, zhrnul výhody projektu takto:

„Sú typy projektov, u ktorých síce nie je možné vopred jednoznačne kvantifikovať ich prínos, ale isté je to, že bude a bude neoceniteľný. Úspešné zavedenie MES vo výrobnom podniku k takým patrí.“

MES vyvinutý v partnerstve so spoločnosťou IPESOFT pomohol Johns Manville pri premostení výrobnej základne a systému ERP. Viac informácií v reálnom čase pomáha manažérom robiť lepšie rozhodnutia a archív historických údajov umožňuje ich podrobnú analýzu.

„Spoznanie slabín čiastkového procesu môže viesť k jednorazovému zlepšeniu. Avšak celoplošný MES pri správnom manažmente zabezpečí špirálovitý, nekončiaci kolobeh optimalizácií a napomôže zvýšiť výkonnosť firmy,“ doplnil Ing. Kalinay.

Medzi najviac prínosné funkcie MES systému patrí systém kontroly kvality a vyhodnocovania KPI v reálnom čase. Nastavenie systému umožňuje agregovať veľké množstvo získaných dát do relatívne úzkeho množstva KPI sledujúcich kvalitu výrobkov. Systém okamžite informuje zamestnancov o vzniknutom probléme. Zamestnanci môžu následne prijať patričné kroky pre jeho odstránenie.

Okrem toho ponúka aj možnosť sledovať vývoj kvality v čase a identifikovať tak príčiny zmien. Prehľadné sledovanie a vyhodnocovanie KPI rovnako motivuje zamestnancov pracovať efektívnejšie a dbať na kvalitu výroby.

Unikátna podstata IPESOFT MES systému a jeho škálovateľnosť umožnili plynulý rozvoj pridávaním ďalších modulov. Komplexný MES systém prináša podporu rozhodovania a vytvára možnosť optimalizovať výrobu, obmedziť straty a maximalizovať ekonomické ukazovatele.

Implementované MES riešenie

Postupná implementácia systému MES sa začala relatívne jednoduchou požiadavkou. Spoločnosť chcela zabrániť chybám, ktoré sa vyskytovali pri zadávaní údajov. Rovnako chcela zjednotiť údaje a zachovať ich integritu. Na odstránení daného problému spolupracovali odborníci z Johns Manville a IPESOFTu.

Systémy od spoločnosti IPESOFT sú založené na vlastnej softvérovej technológii reálneho času D2000. Vzhľadom na to, že spoločnosť je tvorcom a nie iba dodávateľom riešenia, dokázala Johns Manville ponúknuť väčšiu flexibilitu a komplexnejšiu podporu pri tvorbe systému. Vlastnosti D2000 zároveň priamo reflektovali požiadavky spoločnosti a boli kľúčovým predpokladom pre postupné budovanie MES systému. František Režný z Johns Manville popísal technológiu D2000 nasledovne:

„D2000 vďaka svojej robustnosti bola priam predurčená na túto úlohu. Vďaka robustnému real-time archívu ponúka širokú paletu podpory komunikácie na nižšie úrovne riadenia (PLC, DCS), ako aj na vyššie úrovne riadenia (ERP). Vyznačuje sa konektivitou a podporou relačných databáz a bezkonkurenčnou výhodou online konfigurácie dynamického dátového modelu. Najsilnejšou výhodou sa ukázala reálna flexibilná podpora spoločnosti IPESOFT pri tvorbe aplikácií, nakoľko dodávateľ je aj tvorcom softwarového nástroja.“

Odborníci z Johns Manville a.s. rozpoznali potenciál technológie a rozhodli sa vybudovať jednotnú informačnú dátovú platformu, ktorá integruje údaje z PLC a DCS a prepája ich so systémom ERP. Táto platforma bola základom pre následný MES systém.

Jednotná dátová platforma s presnými údajmi z rôznych výrobných oblastí v reálnom čase otvorila spoločnosti množstvo nových možností. Umožňuje odborníkom použiť dáta na lepšie pochopenie a analýzu svojich priemyselných procesov. Zhromaždené údaje sú neustále agregované do informácií a prezentované v rôznych podobách zamestnancom.

Forma prezentácie informácií sa rôzni na základe relevantnosti a stupňa autorizácie zamestnanca. Lepšia informovanosť zamestnancov podporuje vznik inovácií a kreativitu personálu. Manažéri a zamestnanci tak prichádzajú s vlastnými nápadmi a informačnými požiadavkami. Takáto pracovná kultúra je pre Johns Manville charakteristická.

Na základe iniciatívy zamestnancov, pozitívnych skúseností a aktivity odborníkov z oboch spoločností sa systém rýchlo rozrástol do širokého spektra podnikových procesov. Medzi procesy podporované systémom patria napríklad plánovanie, riadenie a monitoring výroby, vstupná a výstupná kontrola kvality a energetický monitoring. Pridávaním nových funkcií a modulov postupne vznikol komplexný real-time MES systém prepájajúci výrobu s ERP systémom. Systém je od zavedenia neustále modernizovaný a rozširovaný tak, aby reflektoval kontinuálne vznikajúce informačné potreby zamestnancov a najnovšie trendy v oblastiach IT, priemyslu a energetiky.

‍

Ponúkame Vám prehľad hlavných systémových modulov tvoriacich MES systém v Johns Manville:

Manažment výroby - sledovanie výrobného procesu sklených vlákien v reálnom čase, evidencia prestojov.
Vizualizácia technológie - vizualizácia výrobných procesov v reálnom čase, zhromažďovanie technologických údajov v reálnom čase.
Výrobné bilancie - stav a prehľad výroby filtrovaný podľa času a zmien. Hodnotenie efektívnosti výroby.
Energetické bilancie - prehľad spotreby energie technologických prvkov.
Rovnováha pracovných síl - evidencia zamestnancov podľa jednotlivých technologických zariadení/miera poruchovosti/prestoje zamestnancov/zmena/vybavenie.
Materiálna bilancia - sledovanie zásob materiálu, priradenie skladu, tvorba vzorca, výdaj materiálu.
Operatívna údržba - evidencia a vizualizácia poruchy zariadenia, zasielanie správ o údržbe.
Podpora prevádzky - monitorovanie zariadení, ktoré nesúvisia s technologickým procesom.
Modul kontroly kvality a vyhodnocovania KPI – sledovanie kvality v reálnom čase.

O IPESOFTe

IPESOFT je popredným dodávateľom komplexných softvérových riešení reálneho času. Zameriava sa na oblasti energetiky, dopravy a priemyslu. Na základe takmer 30 ročnej histórie spája kvalifikovaných expertov z oblastí IT, priemyslu a energetiky. MES riešenia umožňujú výrobným spoločnostiam prepojiť PLC/DCS a ERP vrstvu IT riešení. Ako jeden z mála poskytovateľov MES riešení, IPESOFT zároveň poskytuje aj moduly venované energetickej účinnosti a energetickým bilanciám.