„…w warunkach coraz większej zmienności produkcji, coraz krótszych serii, powinniśmy się skupić na tym, aby lepiej reagować na zakłócenia…”

O tym jak to robić i o przyszłości systemów MES, Grzegorz Skowronek i j ja rozprawiamy w artykule pt.: „CZUJNY OBSERWATOR ZDARZEŃ  – Przyszłość systemów MES”, który ukazał się w najnowszym numerze (13) czasopisma Production Manager.

Systemy MES stają się coraz częściej stałym i głównym elementem systemów zarządzania produkcją. Pozwalają na zbieranie informacji w czasie rzeczywistym wprost ze stanowisk produkcyjnych i ich przekazanie w obszar podejmowania decyzji. Wykorzystując oprogramowanie, czujniki, podzespoły elektroniczne i komponenty automatyki, a ostatnio również Internet Rzeczy, można uzyskać natychmiastową informację o realizacji produkcji i występujących zakłóceniach. Służą do zbierania danych o operacjach i ich statusie wykonania (czasie trwania operacji, ilości produkcji, parametrach procesu). Pozyskane w ten sposób dane pozwalają na uzyskanie prawdziwego obrazu procesu produkcyjnego oraz jego analizę. Dzięki temu można na bieżąco podejmować optymalne decyzje i reagować na bieżąco na pojawiające się nieprawidłowości. Są niezbędne do funkcjonowania nowoczesnej fabryki w klasie Smart Factory.

Dane zbierane są bezpośrednio z maszyn lub przez terminale obsługiwane przez pracowników. W wielu firmach istnieją systemy hybrydowe. Część danych pochodzi z czujników, a cześć jest pozyskiwana z terminali MES, w których pracownicy raportują swoją pracę. Oba rozwiązania niosą ogromne i rozbieżne wyzwania dla zarządzających produkcją.

ELIMINACJA RAPORTOWANIA„NA PIECHOTĘ”

W przypadku systemów MES, których to pracownicy raportują pracę i jej parametry ważne jest takie skonstruowanie interfejsu aby zagwarantować raportowanie prawdziwych danych. Możliwość ręcznego sterowania raportami powoduje że dane nie odzwierciedlają rzeczywistości, a wtedy wnioskowanie na ich podstawie jest nieskuteczne. Przykładem niech będą systemy w których pracownicy sami muszą podać zaawansowanie produkcji, status zlecenia. Jeśli ich wynagrodzenie uzależnione jest od tego zaawansowania (wyrobienie) będą mieć naturalne skłonności do zbyt optymistycznej oceny rzeczywistości, zwłaszcza pod koniec miesiąca lub okresu rozliczającego ich wydajność. Jest to tym bardziej niebezpieczne jeśli system dopuszcza pracę pracowników lub brygad na kilku zleceniach. Wtedy istnieje niebezpieczeństwo alokowania ich pracy i raportowania zaawansowania w taki sposób aby jak najkorzystniej wypaść w najbliższym okresie rozliczenia. Jeśli dane raportowane są przez pracownika kluczową kwestią jest konstrukcja interfejsu tak, aby raportować prawdziwy przebieg zdarzeń. Raportowanie powykonawcze i zbyt duża możliwość wyboru zawsze powoduje „optymalizację”. Pracownicy potrafią „zhakować”  taki system i zaraportują co im pasuje, a nie prawdę. Każde ręczne sterowania raportem zawsze wystąpi wtedy gdy raportowanie zdarzeń nie jest ściśle powiązane z samym zdarzeniem, np. pracownik ma do wyboru listę operacji/zadań na cały dzień i sam wybiera co kiedy raportuje lub co gorsza raportuje powykonawczo na koniec dnia/zmiany roboczej za cały okres pracy.

ZBYT DUŻO DANYCH

Jeśli natomiast system MES zbiera informacje bezpośrednio z maszyn w dużej części ogranicza to możliwość powstawania przekłamań. Choć i tu zaczyna pojawiać się kilka problemów. Pierwszy to ilość danych.  Dzisiaj w dobie Internetu Rzeczy możemy praktycznie oczujnikować każdą linię produkcyjną, maszynę, kluczowe miejsce w procesie i w czasie rzeczywistym zbierać dane i przesyłać w dowolne miejsce na świecie. Im więcej czujników, tym więcej danych. Ktoś lub coś musi te dane zagregować, przeanalizować. Im więcej danych tym trudniej to zrobić. Zatem mimo, że mamy dane zbierane w czasie rzeczywistym  to nikt lub nic ich nie analizuje bo jest ich zbyt dużo i jest to czasochłonne. W jednej z firm system MES pozwalał na zbieranie danych o każdej szarży produkcyjnej. Wielkości wsadu, temperatury, czasu trwania operacji, ilości cykli w operacji i wielu innych parametrach. Mimo to, tej firmie nie udało się przez wiele miesięcy osiągnąć nominalnej wydajności linii produkcyjnej, a i jakość produkcji pozostawiała wiele do życzenia. Teoretycznie wszystko grało. Pracownicy rzetelnie wykonywali swoje obowiązki i przykładali się do pracy. Jednak ilość szarż na zmianę, daleko odbiegała od założeń.  Dopiero przeanalizowanie niejako „na boku” historycznych danych pozwoliło wyciągnąć wnioski, kiedy w jakich okolicznościach zdarzają się mikroprzestoje. Można było sprawdzić jakie występują korelacje. Nie dało to wprost odpowiedzi jaka jest przyczyna ale pozwoliło skupić się na wybranym zakresie danych, które ze sobą korelują i na tej podstawie dojść do wniosków, które parametry procesu są istotne i jaka ich wielkość powinna zaniepokoić obsługę linii oraz w jaki sposób przeorganizować proces produkcyjny aby mikroprzestoje się nie zdarzały. W kolejnej firmie mimo, że dane odchylały się od przewidzianej normy i „świeciły” na czerwono, pracownicy i dozór nie reagowali. Odpowiedzią było bo… tak jest od zawsze tzn. od czasu uruchomienia linii produkcyjnej przez dostawcę. Przyjęto ten stan za normę. W jeszcze innej grupa pracowników nie raportowała swoje pracy w systemie MES. Zarząd i nadzór produkcyjny codziennie otrzymywał zestawienie tych pracowników i też nic z tym nie robił. Odpowiedzią było bo takich mamy pracowników i nie możemy ich zmusić żeby to robili. Nikt nie zadał sobie pytania dlaczego tak się dzieje i co pracownikom przeszkadza w raportowaniu pracy. Ale mogli się pochwalić że mają system MES. Znany jest też nam przypadek firmy w której pracownicy „zmodyfikowali” system MES w taki sposób, że wskazywał zawsze prawidłowe parametry. Nikt nie wiedział dlaczego produkcja jest niskiej jakości skoro parametry procesu są prawidłowe. Trochę tak jak w, opisywanym w prasie, przypadku jednej kopalń gdzie czujniki metanu zostały zamontowane blisko wywietrzników aby nie wskazywały na zagrożenie metanowe. Oczywiście są to przypadki ekstremalne.

ODKRYWANIE RZECZYWISTOŚCI

I tu dochodzimy do drugiego problemu. Ponieważ MES jest swego rodzaju obserwatorem produkcji, widzi status procesów i ich przebieg. Jednak daje tylko informację. Bez połączenia z systemem decyzyjnym,  który widzi dane na nie reaguje na nie nawet najlepszy MES będzie tylko kolorowym obrazkiem przykrywającym rzeczywistość. Oczekiwanym efektem wdrożenia MES, jako elementu systemu zarządzania produkcją, powinno być zjawisko znane z robotyki czyli „zero downtime”.  Chodzi o to aby pracownik/zasób nie czekał na informację/decyzję o kolejnym zadaniu do wykonania. Lub koniecznej do wykonania zmianie w swojej aktywności lub aktywności urządzenia, wynikającej ze zmiany parametrów. Jeśli zbieramy dane w czasie rzeczywistym to system musi również w czasie rzeczywistym reagować na te dane. Pracownik musi cały czas mieć dostęp do informacji o zadaniach jakie czekają dla niego do wykonania.

Pomysł „będę zbierał dane z produkcji, potrzebuję MESa” lub też potrzebuję MESa bo inni go mają, jest tak samo dobry jak ułomny, jeśli nie odpowiemy sobie na pytania:

Jakie dane mam zbierać?

W jaki sposób mogą być raportowane i czy będą to prawdziwe dane?

I co najważniejsze – co zamierzam z tymi danymi zrobić?

Kto lub Co będzie te dane analizować?

Kto lub Co będzie na tej podstawie podejmować decyzje operacyjne?

Dziś wszystko można oczujnikować. Można podłączyć czujniki do młotka i zbierać dane o jego przemieszczaniu się w hali produkcyjnej, o energii kinetycznej zaangażowanej w uderzenia, liczbie uderzeń, czy pracowniku wymachującym młotkiem. Dane dzięki  IoT wysłać do chmury, zintegrować z danym z MES i w efekcie… mieć górę informacji. Pytanie jednak po co to robimy? Po co wdrażać MESa? Oczywiście odpowiedzią będzie, żeby analizować dane, wyciągać wnioski i optymalizować. Czyli „bawić się” danymi historycznymi.  Ale dziś, w warunkach coraz większej zmienności produkcji, coraz krótszych serii, powinniśmy się skupić na tym aby lepiej reagować na zakłócenia, które w produkcji się pojawiają w czasie rzeczywistym. Dziś, tu i teraz MES ma mi pokazać stan zlecenia, tak żebym na bieżąco mógł zareagować. Dlatego kluczowe jest połączenie MESa z systemem zarządzania produkcją, który dane te wykorzysta w czasie rzeczywistym i w formie decyzji operacyjnej zwróci w obszar produkcyjny. Takimi systemami są zyskujące na popularności Automatyczne Systemy Decyzyjne. Jednym z nich jest polski IPOsystem. Projektując informatyczny ekosystem zarządzania produkcją należy zwrócić uwagę na to czy wybrane oprogramowanie pozwoli nam zbierać właściwe dane, które opisują kluczowe parametry procesu, czy pozwoli efektywnie wykorzystać zebrane dane oraz szybko podejmować optymalne decyzje w czasie rzeczywistym i na bieżąco te decyzje wykonać.