TOMAI Factory System - skuteczne zarządzanie procesami produkcyjnymi i infrastrukturą przemysłową

Damian Żabicki, 2021.06.22, Smart Factory

TOMAI Factory System to dedykowany, elastyczny i skalowalny, a co najważniejsze dostosowany do potrzeb konkretnej aplikacji,  system do monitorowania i sterowania procesami produkcyjnymi w fabryce. Jest to tzw. cyfrowe odbicie stanu fizycznego (digital twin) zbierające, przechowujące i analizujące dane z procesów produkcyjnych oraz maszyn przemysłowych. Pozwala m. in. na poprawę OEE, zlokalizowanie miejsc powstawania awarii oraz niskiej jakości, a także nadprodukcji, lub marnowania materiału i komponentów.

System TOMAI Factory System powstał w oparciu o koncepcję Industry 4.0 zgodnie z  założeniami Internet Of Things, Augmented Reality, Cloud Computing, Big Data, Automation, Additive Manufacturing, Connectivity i System Integration. Wszystko to przekłada się na bieżące kontrolowanie  linii produkcyjnej przy szybkim reagowaniu na zmiany parametrów produkcji i jednoczesnym monitorowaniu zużycia mediów. Kluczową rolę odgrywa przy tym analiza awarii i spadków wydajności maszyn.

Elastyczność aplikacji (Connectivity & System Integration), umożliwia integrację z innymi systemami fabryki – ERP, MES, CMMS, WMS, SCM itp. TOMAI Factory System jest w stanie dwukierunkowo komunikować się ze sterownikami PLC różnych producentów. Dane zbierane są w czasie rzeczywistym, umożliwiając natychmiastowe wprowadzenie działań zapobiegawczych w realizowanym procesie.

TOMAI Factory System (aplikacja Web) może być obsługiwany lokalnie: panele dotykowe, komputery, oraz zdalnie: z poziomu przeglądarki internetowej lub urządzeń mobilnych (Android, iOS). Warto wspomnieć o zarządzaniu autoryzacją użytkowników - np. poprzez logowanie kartami RFID, co przekłada się na monitorowanie, kontrolę i bezpieczeństwo procesu produkcyjnego.

System oparto na czterech modułach (blokach) funkcjonalnych: zbierania danych, podglądu stanu linii, diagnostyki i analizy historycznej oraz analizy wydajności i awaryjności linii.

Moduł zbierania danych

Infrastruktura sprzętowa TOMAI Factory System zbiera dane ze wszystkich sterowników PLC, serwerów oraz systemów IT. Zgromadzone w ten sposób informacje są zapisywane w lokalnej bazie MSSQL.

Ważną funkcjonalnością systemu jest analiza zużycia mediów – energii elektrycznej, sprężonego powietrza, wody, gazów technicznych itp., co przekłada się na optymalizację kosztów produkcji oraz ich precyzyjną alokację (np. do każdej wyprodukowanej sztuki). Ponadto można szybko reagować na ewentualne straty medium (np. wycieki) oraz rozpisać koszty produkcji. Analizując pobór mediów prognozuje się ich zużycie np. w oparciu o trendy, przy możliwości badania zależności między poborem mediów na produkcji a czasem przestojów.

Moduł podglądu aktualnego stanu linii

Funkcjonalność systemu TOMAI Factory System umożliwia podgląd danych, które na bieżąco są przesyłane z linii produkcyjnych. W efekcie proces wytwarzania jest śledzony w czasie rzeczywistym, zarówno w odniesieniu do całej linii produkcyjnej, jak i w stosunku do pojedynczych stacji. Dzięki wykresom parametry są przedstawiane bardzo czytelnie. Dostępny jest przy tym podgląd sztuk wyrobów aktualnie znajdujących się w produkcji. Zarówno czas pracy, jak i alarmy występujące na linii lub pojedynczych stacjach, są zestawiane. System zapewnia scentralizowane zarządzanie recepturami, które dodatkowo można eksportować i importować z różnych systemów. Ponadto receptury mogą być porównywane – np. pod względem ilości surowców oraz synchronizowane pomiędzy różnymi maszynami. Tym sposobem zapobiega się spadkom jakości produkcji. 

Moduł diagnostyki i analizy historycznej

Dzięki temu modułowi powstają raporty z wybranymi kryteriami, co gwarantuje szybkie analizowanie dużej ilości danych zebranych z procesu.

System jest w stanie nie tylko zestawić materiały wykorzystane do produkcji ale również kontrolować ich zużycie. Ponadto weryfikowana jest poprawność użycia materiałów w komponencie. Istotną rolę odgrywa analiza i modyfikacja stanów magazynowych.

System TOMAI Factory System wspomaga zarządzanie danymi historycznymi. Analizie można więc poddać historię zarówno całej produkcji, jak i każdej sztuki.

W razie potrzeby są zestawiane wyniki dla wielu stacji. Oprócz tego analizuje się zależności między parametrami produkcyjnymi, a także wydajność linii i operatorów oraz przyczyny przestojów.

W zakresie serializacji produkcji TOMAI Factory System pozwala zadawać produkcję i tablice produkcji oraz śledzić postępy w wytwarzaniu w czasie rzeczywistym na dowolnie zaprojektowanych wykresach i zestawieniach.

Dostępny jest podgląd parametrów referencji zmienionych przez użytkowników. Bardzo przydatna funkcjonalność to Diagram Pareto statusów z podziałem na referencje dla stacji  w danym przedziale czasowym. Produkcja może być podsumowana z uwzględnieniem numeru palety/gniazda. Oprócz tego tworzone są raporty parametrów globalnych oraz zestawienia stanów stacji. Zebrane dane mogą być eksportowane (CSV). 

Moduł analizy wydajności i awaryjności linii

Moduł ten pozwala określić relacje pomiędzy alarmami na modułach produkcyjnych, a także zdefiniować wąskie gardła, najczęstsze powody przestojów, opóźnień, zacięć itp. Z poziomu TOMAI Factory System wszystkie parametry maszyny są nie tylko rejestrowane ale i konfigurowane. Uwzględniając czas pracy linii produkcyjnej i innych maszyn dział utrzymania ruchu może planować przeglądy i remonty, co przekłada się na zmniejszenie ryzyka wystąpienia nieplanowanych przestojów.

Opcjonalnie może być wdrożony tzw. moduł KPI, pozwalający na analizę efektywności pracy operatorów łącznie z ich średnimi czasami pracy. Funkcjonalność tego modułu jest ściśle dostosowana do potrzeb użytkowników. 

Podsumowanie

TOMAI Factory System to elastyczny system pozwalający na monitorowanie procesu produkcyjnego w czasie rzeczywistym. Jest to rozwiązanie dedykowane, zaprojektowane od podstaw przez inżynierów ELPLC S.A., co gwarantuje funkcjonalność ściśle dostosowaną do konkretnych potrzeb fabryki. Ważna jest przy tym możliwość integracji z pracującymi już liniami produkcyjnymi, maszynami oraz systemami informatycznymi, takimi jak chociażby ERP, MRP, MES, CMMS, WMS itp. Chodzi tu o wymianę danych zarówno na poziomie IT jak i OT. Na etapie wdrożenia inżynierowie ELPLC S.A. są w stanie wykonać modyfikacje oprogramowania pracujących już urządzeń sterujących.

Wdrożenie TOMAI Factory System to przede wszystkim korzyści finansowe dla fabryki. Wynikają one z możliwości efektywnego zarządzania surowcami użytymi w procesie produkcyjnym, zapewnienia odpowiedniej jakości produkcji oraz nadzorowania wytwarzania z uwzględnieniem analizy wydajności maszyn i operatorów. Ważne jest przy tym wykrywanie wąskich gardeł, najczęstszych powodów przestojów, opóźnień, zacięć oraz zmniejszenie ryzyka wystąpienia nieplanowanych przestojów maszyn.