Pozrieme sa na konkrétnu prípadovú štúdiu spoločnosti z oblasti automotive pôsobiacej na Slovensku, ktorá sa rozhodla overiť možnosti digitálnej transformácie aj na staršej technológii. A výsledok? Už počas prvých týždňov sa podarilo zvýšiť produktivitu o 20 %, a to bez nákupu akejkoľvek novej technológie, len vďaka dostupnosti presných dát a zvýšenej transparentnosti. Ako to presne prebiehalo, čo všetko implementácia zahŕňala a aké výsledky sme dosiahli, to sa už dočítate v nasledujúcich riadkoch.
S akými najväčšími problémami sa spoločnosť stretávala pred zavedením OEE?
V spoločnosti už mali na časti výrobných liniek implementovaný systém OEE priamo od výrobcu strojov. Problém však nastával na iných zariadeniach, kde neexistoval žiadny automatizovaný zber dát. Výroba tu fungovala výhradne na papierových formulároch, ktoré pracovníci vypĺňali počas alebo po skončení zmeny. Tieto údaje sa následne prepisovali do Excelu, ktorý bolo potrebné skontrolovať a až potom ručne zadať do SAPu. Celý proces tak bol časovo náročný, náchylný na chyby a neumožňoval efektívnu analýzu.
Okrem údajov o výrobe sa manuálne odovzdávali aj informácie k samotným zákazkám, teda koľko sa má vyrobiť, aký sortiment a aký je požadovaný cyklový čas. Tieto informácie sa museli fyzicky vytlačiť, priniesť na pracovisko a pripnúť na tabuľu, aby ich mali operátori na očiach. A čokoľvek sa zmenilo, musel sa celý proces zopakovať znova.
Ešte väčšiu záťaž predstavovalo manuálne zaznamenávanie prestojov. Každý výpadok musel byť zdokumentovaný a priradený k jednému z tridsiatich dôvodov. V praxi to znamenalo, že zapisované boli väčšinou len tie najvýraznejšie prestoje, a aj tie iba odhadom. Medzi dôvodmi sa najčastejšie opakovalo všeobecné „čistenie“ alebo „oprava“, čo nedávalo reálny obraz o skutočných príčinách výpadkov. Vedenie nedisponovalo spoľahlivými dátami, nemalo oporu pre rozhodovanie a už vôbec nie nástroj na okamžité vyhodnocovanie prijatých opatrení.
Prečo sa klient rozhodol pre realizáciu a aké boli hlavné ciele implementácie OEE?
Zámerom spoločnosti bolo zistiť, či je možné realizovať digitálnu transformáciu aj na starších výrobných zariadeniach s riadiacim systémom Siemens Simatic S7. Preto sa rozhodli pre pilotný projekt typu PoC (Proof of Concept), prostredníctvom ktorého chceli overiť fungovanie systému OEE v reálnych podmienkach ich výroby.
Hlavným cieľom bolo demonštrovať, že aj na technológii, ktorá pôvodne neumožňovala automatizovaný zber dát, je možné postaviť funkčný a flexibilný systém na meranie výkonnosti výroby.
Dôležité bolo tiež zistiť, aká by bola časová a finančná náročnosť rozšírenia riešenia na celý výrobný sektor. Zároveň mal PoC projekt poskytnúť prvé tvrdé dáta, na základe ktorých by sa dala vyčísliť reálna návratnosť investície.
Aký bol postup implementácie OEE v praxi?
Prvým krokom bol návrh, ako pripojiť zariadenie do (ethernetovej) siete tak, aby z neho bolo možné čítať dáta. Práve pripojenie starších zariadení býva častým problémom a v tomto prípade bolo jedným z hlavných cieľov projektu overiť, či je takáto integrácia vôbec možná.
Nasledovalo definovanie dát, ktoré bude systém pre účely OEE potrebovať. Išlo o prevádzkové, výrobné aj poruchové stavy stroja. Partnerská firma na základe analýzy PLC (Programmable Logic Controler – Programovateľný logický automat) identifikovala, ktoré z týchto dát je možné bezpečne a spoľahlivo zo zariadení zbierať.
Následne sme pre každú zo zložiek OEE (dostupnosť, výkon, kvalita) spoločne určili, aké konkrétne dáta sa použijú na vyhodnocovanie a aké budú slúžiť ako doplnkové informácie pre lepší preh Na základe týchto definovaných dátových bodov bola vytvorená aplikácia, teda softvérová časť riešenia, ktorá zabezpečovala zber dát po sieti, ich vizualizáciu a historizáciu.
Po implementácii prebehli tzv. IO testy. Pri nich sa overila správnosť napojenia jednotlivých dátových bodov aj celková funkcionalita systému. Po úspešnom dokončení testov bol systém spustený do skúšobnej prevádzky, kde sa doladili prípadné nezrovnalosti. Až potom bola spustená ostrá prevádzka.
Výsledkom bol komplexný systém, ktorý v reálnom čase zbieral a vyhodnocoval takmer 50 rôznych parametrov zo stroja, čo umožnilo mimoriadne detailný pohľad na každý aspekt jeho výkonu.
Meranie dostupnosti
V oblasti dostupnosti sme sledovali všetky stavy, pri ktorých zariadenie nevyrábalo, či už išlo o poruchy, bezpečnostné stavy ako otvorené dvere alebo núdzové zastavenia, prípadne o chýbajúci materiál alebo zaplnený výstupný zásobník. Tieto prestoje boli vizualizované v reálnom čase priamo pre aktuálnu zmenu a následne sa zobrazovali aj v zmenových reportoch. Pre lepší prehľad o dlhodobých trendoch boli k dispozícii aj súhrnné prehľady za 7 alebo 30 dní.
Všetky prestoje, ktoré trvali kratšie ako jednu minútu, boli automaticky zatriedené do kategórie krátkych prestojov, bez potreby ďalšej manuálnej klasifikácie. Toto triedenie prebiehalo na softvérovej úrovni, čo umožnilo zákazníkovi jednoducho upraviť hraničný časový parameter (napr. z jednej minúty na inú hodnotu) bez zásahu do PLC kódu.
V prípadoch, kedy sa prestoj nedal automaticky identifikovať, bol pracovník vyzvaný na zadanie dôvodu prostredníctvom vyskakovacieho okna. Ak dôvod neuviedol, prestoj zostal označený ako „nezaradený“, čo bolo zreteľne viditeľné aj v grafoch a výkazoch pre danú pracovnú zmenu. Dôležité bolo, že zaznamenané údaje bolo po prvý raz možné premietnuť až na úroveň konkrétnych pracovníkov. Tým sa tiež vytvoril tlak na zvyšovanie kvality zaznamenaných dát
Počas pilotného projektu zároveň prebehla analýza možností, ako celý proces kategorizácie prestojov plne automatizovať. Hoci to už bolo mimo rámec samotného PoC, išlo o dôležité zistenie, že automatizácia klasifikácie je nielen možná, ale aj skutočne realizovateľná v ďalšej fáze projektu Takéto riešenie by úplne odbremenilo pracovníkov od manuálnych zásahov a zároveň by ešte viac zvýšilo presnosť a kvalitu zozbieraných dát.
Meranie výkonu
V oblasti výkonu bolo dôležité presne identifikovať moment, kedy možno považovať výrobok za dokončený, aby sa predišlo skresleniu údajov. To sa nám podarilo tak, že sa počet kusov sledoval priamo na úrovni PLC cez hodinové a zmenové počítadlá, ktoré sa automaticky resetovali zo softvérovej úrovne vždy na začiatku hodiny alebo zmeny. Dáta bolo teda možné nielen čítať zo stroja, ale aj ich aktívne zapisovať.
Navyše, keďže stroj umožňoval manuálne zníženie rýchlosti stroja, monitorovali sme aj tento parameter. Trvanie spomalenia bola teda, rovnako ako všetky ostatné zozbierané či vypočítané dáta, zaznamenané v databáze a premietnuté do reportov.
Meranie kvality
Keďže zariadenie neobsahovalo automatickú kontrolu výstupov, kvalita sa aj naďalej zaznamenávala manuálne. V OEE aplikácii sme však vytvorili jednoduché rozhranie, ktoré pracovníkom umožnilo pohodlne zadávať počet chybných kusov spolu s dôvodom chybovosti. Záznam bol síce manuálny, no okamžitý, elektronický a podstatne rýchlejší než pôvodný papierový spôsob.
Na záver sme farebné a preplnené obrazovky nahradili vizualizáciou podľa štandardu ISA-101 High Performance HMI. Táto koncepcia uprednostňuje neutrálne farby, vysoký kontrast a vizuálne zvýraznenie iba tých prvkov, ktoré si vyžadujú okamžitú pozornosť. Výsledkom je prehľadné rozhranie, ktoré znižuje kognitívnu záťaž operátorov a zvyšuje rýchlosť reakcie na kritické stavy.
Podarilo sa ciele naplniť? Aké konkrétne výsledky priniesla implementácia OEE?
Pilotný projekt úspešne demonštroval všetky zamýšľané ciele. Klient získal reálne dáta z vlastnej technológie, čo mu poskytlo nový pohľad na chod výroby. V rukách mal konečne konkrétne čísla, ktoré umožňovali okamžité rozhodovanie v reálnom čase
Už počas prvých týždňov po nasadení aplikácie sa produktivita zvýšila o 20 %. A to len na základe tzv. „halo efektu“, keď pracovníci vedeli, že ich výkonnosť je monitorovaná a viditeľná pre manažment.
Finálne reporty tiež ukázali, že priemerné OEE narástlo z pôvodných 56 % na 70 %. Priemerný počet vyrobených kusov za zmenu vzrástol o 25 %.
A čo je dôležité, firma má dnes istotu, že digitalizácia aj na starších strojoch je možná, pozná svoje možnosti a má podklady pre rozšírenie projektu do celého výrobného sektora.
Prečo si vybrali práve IoT Industries?
Firma potrebovala moderné, webové riešenie, ktoré bude dostupné aj cez mobilné zariadenia, nebude limitované počtom používateľov ani pripojených strojov, a zároveň bude dostatočne flexibilné na doplnenie ďalších funkcií, ako napríklad elektronické žiadanky, automatické reporty či notifikácie údržby.
Veľkým benefitom pre nich bola tiež možnosť integrácie Power BI reportov priamo do aplikácie, ako aj skúsenosti nášho tímu s infraštruktúrou postavenou na virtuálnych serveroch a enterprise infraštruktúre, s modernými spôsobmi autentifikácie (napr. SSO – Single Sign On) a najmä s integráciou SAP do výrobnej technológie.
V neposlednom rade však hľadali firmu, ktorá nerozumie len IT, ale aj samotnej výrobe – priemyselným protokolom, logike prevádzky či možnostiam pripojenia starších zariadení. A práve vďaka kombinácii týchto schopností sme vedeli pripraviť riešenie na mieru, s minimálnymi nárokmi na vstupy zo strany zákazníka.
Hardvérovú stránku PoC projektu riešila partnerská firma Galaxy Automation, ktorá zabezpečila pripojenie k PLC Siemens Simatic systému cez priemyselný protokol Profibus a jeho prevod na moderný a bezpečný štandard OPC UA. My v IoT Industries sme následne navrhli a implementovali celý OEE systém vrátane nadstavbovej aplikácie postavenej na platforme Ignition.
A čo na to zákazník?
Zákazník ocenil, že sme dokázali samostatne zanalyzovať potreby, pripraviť dizajn a uviesť riešenie do prevádzky. A to bez zbytočných krokov, ktoré by ho zaťažovali. Stačilo, že definoval svoje hlavné očakávania. O ostatné sme sa postarali my, prakticky na kľúč.
Ak aj vy uvažujete nad tým, ako zefektívniť výrobu, získať presné dáta a konečne robiť rozhodnutia, ktoré majú reálny dopad, ozvite sa nám. Spolu nájdeme riešenie, ktoré bude fungovať aj vo vašej výrobe.