Usuwanie pięciu kluczowych luk w mediach

Zintegrowane zarządzanie produkcją zapobiega powielaniu danych i powstawaniu przepaści cyfrowej

Eliminacja luk medialnych: to sedno koncepcji Przemysł 4.0 (Czym jest Przemysł 4.0?). Celem jest wyeliminowanie wszystkich luk medialnych w branżach produkcyjnych. To właśnie one są przyczyną, dla której nie można w pełni wykorzystać obecnego potencjału produkcyjnego. Problem ten dotyczy w szczególności pięciu obszarów produkcji: spowalniają one procesy produkcyjne oraz zwiększają zarówno liczbę błędów, jak i obciążenie pracą.

Jeśli te pięć luk w komunikacji cyfrowej występujących w produkcji zostanie wyeliminowanych poprzez wyeliminowanie luk medialnych, zalety połączonej technologii informacyjnej (IT) i cyfrowo połączonych technologii operacyjnych (OT) będą mogły być wykorzystane w najlepszy możliwy sposób. Produkcja w sieci nie musi być trudna, jeśli podmioty produkcyjne korzystają z jednego wspólnego standardu komunikacyjnego, który płynnie łączy wszystkie systemy, maszyny i urządzenia w celu komunikacji międzyplatformowej.

1. Poważna luka w systemie monitorowania: ręczne rejestrowanie wartości procesowych

Jeśli środowisko produkcyjne nie jest w pełni zintegrowane cyfrowo, oznacza to w praktyce, że linie produkcyjne i przestrzenie produkcyjne nie są płynnie połączone z całą architekturą różnorodnych systemów firmy. Wada takiego rozwiązania polega na tym, że wartości procesowe i inne wyniki (tj. rzeczywiste dane maszynowe), dostępne w poszczególnych maszynach, nie są łatwo dostępne na wszystkich poziomach produkcji. W budynkach produkcyjnych eksploatowanych jest wiele różnych maszyn, które często wykorzystywane są jako rozwiązania izolowane. Chociaż maszyny działają dobrze w całym procesie produkcyjnym, zgodnie z ich odpowiednimi parametrami technicznymi, nie ma dostępu do danych rejestrowanych przez maszynę za pośrednictwem interfejsu, który zapewniłby płynny przepływ danych. Istotne wartości procesowe i wyniki muszą być odczytywane ręcznie (tj. zapisywane odręcznie), a następnie ręcznie wprowadzane do innego systemu. Operator maszyny musi dosłownie przenieść dane z wyświetlacza maszyny do listy, zapisując wszystko na kartce papieru, aby stworzyć potrzebny zapis danych z maszyny. Taki sposób pracy jest smutną rzeczywistością w wielu środowiskach produkcyjnych i powoduje, że procesy operacyjne są podatne na błędy. Przepływy pracy nie są płynne, ale chaotyczne. Podczas przepisywania regularnie zdarzają się błędy w pisowni. W sumie mamy do czynienia z powolnymi i podatnymi na błędy przepływami pracy.

Sytuacja wygląda inaczej, gdy lukę w przekazie danych eliminuje się bezpośrednio na poziomie maszyny: dane dotyczące maszyn i produkcji są wiarygodne. Wartości procesowe i wyniki związane z produkcją niezawodnie docierają do odpowiednich miejsc docelowych w poszczególnych systemach docelowych, ponieważ sieciowa transmisja danych gwarantuje bezbłędny przesył; pod warunkiem, że schematy połączeń są realizowane zgodnie z wytycznymi, co pozwala uniknąć nadmiarowości danych. Scentralizowany dostęp do rzetelnych informacji umożliwia zarówno pracownikom, jak i kierownictwu bieżące śledzenie sytuacji w jednostkach produkcyjnych. Ważne wartości procesowe i inne potrzebne dane można uzyskać w odpowiednim czasie, co pozwala na interwencję w procesy produkcyjne w odpowiednim momencie, gdy jest to konieczne. Sieciowy przepływ danych zapewnia przekazywanie informacji o komunikatach o błędach i raportach o usterkach – na przykład dotyczących zużycia energii i czasów produkcji – w takim samym stopniu, jak raportów dotyczących historii produkcji danego produktu.

Dzięki interoperacyjności Przemysł 4.0 wartości procesowe i wyniki mogą być połączone w sieć i zarządzane centralnie – poprzez Open Platform Communications za pomocą protokołu OPC UA. Zapewnia to środki do szybkiego, niezawodnego i bezbłędnego przesyłania wszystkich danych produkcyjnych – w celu połączenia z sterownikami PLC i innymi systemami. Po skonfigurowaniu tego rozwiązania z powodzeniem pozbędziesz się ręcznie utrzymywanych list wartości procesowych. Dane praktycznie same ruszają w drogę, bezpiecznie docierając do miejsca przeznaczenia – dzięki routerowi OPC dostarczonemu przez firmę inray.

2. Poważna luka w systemie: istotne dane produkcyjne pozostają bez połączenia z bazą danych

Jeśli dane maszynowe są przetwarzane w arkuszach Excela, program ten pełni rolę prowizorycznej „bazy danych”, a tym samym stanowi tymczasowe rozwiązanie tej luki w obsłudze danych w procesie produkcyjnym. Excel może służyć jako wszechstronne i przydatne, ale odizolowane narzędzie do dokumentowania danych maszynowych. Nigdy jednak nie zapewni takiej różnorodności zastosowań i jakości działania, jaką oferuje dobra baza danych. Wada: dane produkcyjne przechowywane w arkuszach Excel nie są zgodne z Industry 4.0, co oznacza, że arkusze te nie są łatwo dostępne w środowisku przygotowanym do Industry 4.0. Pliki Excel mogą służyć jako potężne nośniki informacji cyfrowej, jednak w oderwaniu od środowiska produkcyjnego. Właśnie dlatego listy w Excelu są tylko częściowo pomocne w przetwarzaniu informacji, ponieważ nie dorównują najnowocześniejszym metodom zarządzania informacjami i nie nadają się zbyt dobrze do rozpowszechniania informacji. Trudno jest również w niezawodny sposób wykonywać zadania związane z utrzymaniem danych w programie Excel. Głównie dlatego, że nie został on zaprojektowany z myślą o wykorzystaniu jako baza danych i sam w sobie nie oferuje zgodności z Przemysłem 4.0. Nie jest również możliwe połączenie programu Excel z systemami IoT bez odpowiedniego oprogramowania pośredniczącego. Mimo że program Excel można wykorzystywać na wiele sposobów, to jednak znacznie ustępuje on dynamicznemu zarządzaniu danymi. Kopiowanie danych z różnych urządzeń, a następnie przenoszenie ich poprzez wypełnianie list i wprowadzanie tych danych z list do arkuszy Excel w celu dalszej pracy z nimi nie tylko podwaja nakład pracy, ale wręcz go zwielokrotnia.

Sytuacja wygląda inaczej, gdy lukę medialną wypełnia się poprzez realizację niezbędnych zadań związanych z utrzymaniem i pozyskiwaniem danych – poprzez odczytywanie danych dostępnych w maszynie bezpośrednio z poziomu maszyny i przesyłanie ich do wyznaczonej bazy danych. Dane z maszyn mogą być wysyłane bezpośrednio do bazy danych, jeśli do transferu danych używany jest odpowiedni protokół, a wydajne oprogramowanie pośredniczące zapewnia możliwość przeprowadzania transakcji przez całą dobę, siedem dni w tygodniu. Bazy danych takie jak MySQL, Oracle i ODBC oferują różnorodne możliwości przechowywania danych. Jeśli wszystkie maszyny w produkcji są połączone z wydajnymi bazami danych, dane mogą być w pełni wykorzystane, ponieważ wszystkie dostępne dane stają się dostępne i dzięki temu można je wykorzystać w pełni. Jeśli firma nie może obejść się bez list w Excelu do obsługi zadań administracyjnych, potrzebne dane można teraz odczytać z bazy danych, co eliminuje ręczne kopiowanie przy maszynie: ręcznie sporządzone listy nie muszą być już przenoszone do Excela i nie trzeba ich aktualizować ręcznie.

Dzięki interoperacyjności Przemysłu 4.0 dane maszynowe i produkcyjne mogą być zarządzane szybko i dogłębnie. Dane z maszyn stają się szybko dostępne w bazie danych – dzięki routerowi OPC dostarczonemu przez inray.

3. Istotna luka w obsłudze danych: wprowadzanie danych z dokumentów papierowych do systemu ERP poprzez ręczne wprowadzanie danych

Jeśli głównym nośnikiem informacji staną się odręczne notatki, wkrótce zapanuje chaos. Ręczne wprowadzanie danych do systemu ERP nie ma większego sensu. To strata czasu. Wada takiego rozwiązania polega na tym, że dane są przenoszone przy pomocy czasochłonnego wysiłku ludzkiego. Zamiast tego dane można by łatwo przesłać do systemu ERP za pośrednictwem odpowiedniego oprogramowania pośredniczącego. Odręczne notatki mogą łatwo zaginąć na drodze między produkcją a administracją. Dane zawarte w dokumentach papierowych mogą być nieprawidłowe. Listy mogą być nieprawidłowo wypełnione i zawierać rażące błędy, które następnie trafią do systemu ERP jako zanieczyszczone dane. Wprowadzanie błędnych dat lub wartości albo pomylenie informacji o zamówieniach skutkuje brudnymi danymi, co sieje spustoszenie w każdej organizacji lub przedsiębiorstwie. Szczególnie wrażliwa jest luka komunikacyjna między produkcją a administracją, gdzie swoje biura mają kierownicy różnych jednostek biznesowych i linii produkcyjnych. Wynika to z faktu, że pracownicy, którzy nie pracują bezpośrednio w hali produkcyjnej firmy, nie mogą monitorować procesów roboczych w produkcji ani sprawdzać ich w trakcie trwania procedur. Zawsze muszą dzwonić, pisać e-maile lub podchodzić do hal produkcyjnych, aby być na bieżąco z tym, co faktycznie dzieje się w produkcji. Jest prawdopodobne, że z tego powodu procesy decyzyjne ulegają spowolnieniu lub że problemy w produkcji są zauważane lub zgłaszane kierownikom linii produkcyjnych zbyt późno. Jeśli ta luka medialna nie zostanie wypełniona, nie będzie możliwe ani wczesne zidentyfikowanie możliwości optymalizacji, ani ich terminowe wdrożenie. Czasami możliwości optymalizacji pozostają całkowicie niezauważone.

Sytuacja wygląda inaczej, gdy eliminuje się papierkową robotę, wypełniając lukę w przepływie informacji. Dane dotyczące maszyn i produkcji, a także różnorodne alerty i powiadomienia, które mają kluczowe znaczenie zarówno dla utrzymania wydajności, jak i zapewnienia jakości, trafiają do systemu ERP bez zbędnych obejść. W wielu przypadkach sieć danych firmy składa się z wielu podsieci, które powinny być w stanie komunikować się ze sobą, aby zapewnić płynne działanie w ramach Przemysłu 4.0. Gdy SAP pełni rolę głównej platformy zarządzania, połączonej ze wszystkimi podsieciami firmy, skutkuje to uporządkowanym zarządzaniem danymi i pozwala raz na zawsze pozbyć się „danych papierowych” – o ile wdrożone zostanie oprogramowanie pośredniczące, które wypełnia lukę medialną.

Idealny scenariusz: informacje są wprowadzane do systemu ERP ze wszystkich źródeł danych dostępnych w przedsiębiorstwie i można je również pobierać z dowolnego miejsca. Jeśli Twoja firma znajduje się w tej szczęśliwej sytuacji, osiągnąłeś swój cel, jakim jest wdrożenie kompleksowego zarządzania danymi (E2E) w firmie. Teraz wszystkie dane generowane w firmie mogą być wykorzystywane w sposób całościowy i elastyczny. OPC Router zapewnia, że działa to w praktyce: dane są dostępne na bieżąco i mogą być weryfikowane oraz walidowane w sieci obejmującej całe przedsiębiorstwo podczas trwających procesów. Ponadto można zdefiniować procesy zatwierdzania, aby zredukować ryzyko do absolutnego minimum. Dostarczanie danych do bazy danych wykorzystuje dane wstępnie przetworzone. Możliwe jest przechowywanie danych w bazach danych dla zamówień i receptur.

Dzięki interoperacyjności w ramach Przemysłu 4.0 możliwe jest uzyskanie dostępu do wszystkich danych dotyczących maszyn i produkcji w całym przedsiębiorstwie. Dane są przekazywane do wybranego systemu ERP – bezpośrednio i bez opóźnień.

4. Poważna luka w obsłudze danych: ręczne wprowadzanie danych z systemu ERP do systemu etykietowania

Gdy etykieciarki lub systemy etykietowania nie są w stanie pobrać wszystkich lub części niezbędnych informacji z systemu ERP, proces etykietowania staje się ryzykowny. Ryzyko to pojawia się w kluczowym punkcie operacyjnym przedsiębiorstwa. Wada takiego rozwiązania polega na tym, że dane mogą zawierać liczne błędy. Weryfikacja poprawności danych wymaga dodatkowego nakładu pracy, ponieważ nigdy nie ma całkowitej pewności, czy dane są całkowicie bezbłędne, a tym samym czy można na nich w pełni polegać. Niestety, dane są często przechowywane w kilku różnych systemach. Problem polega na tym, że jeśli te systemy nie są połączone za pośrednictwem platformy informacyjnej obejmującej całe przedsiębiorstwo – lub nie można ich przechowywać w postaci określonych telegramów danych – nie można ich sprawdzić pod kątem błędów w sposób całościowy (tj. sprawdzając wszystkie dane razem w jednym miejscu). Weryfikacja poprawności danych dotyczących różnych działów wymaga więcej czasu, ponieważ potrzebne dane pochodzą ze źródeł danych z obsługi klienta, obsługi zamówień, produkcji i wysyłki. Dopiero po zebraniu wszystkich potrzebnych danych można przystąpić do drukowania etykiet lub drukowania bezpośrednio na materiałach opakowaniowych za pomocą odpowiednich etykieciarek lub systemów drukujących. W najgorszym przypadku drukowanie etykiet na towarach lub paczkach gotowych do wysyłki z nieprawidłowymi danymi spowoduje ogólnie wyższe koszty ogólne, a także doprowadzi do kosztownych odrzutów.

Sytuacja wygląda inaczej, gdy lukę między systemami wypełnia się poprzez bezpośrednie podłączenie systemów etykietujących do wyznaczonego systemu SAP ERP. Wymagane pakiety danych stają się natychmiast dostępne w etykieciarkach lub systemach etykietujących. Pod warunkiem, że wydajne oprogramowanie pośredniczące (middleware) ustanowi wymagane połączenie, pakiety danych mogą być przesyłane w formie telegramów danych do drukarki, etykieciarki lub modułu drukującego. W praktyce oznacza to, że wymagany pakiet danych produkcyjnych jest wysyłany do wcześniej zdefiniowanych pól danych w adresowanej drukarce oraz bezpośrednio do odpowiedniego zapisanego układu w celu prawidłowego wydrukowania z góry określonych formatów. Ważnymi danymi potrzebnymi do drukowania etykiet – lub opakowań, a także paczek do wysyłki i towarzyszących im dokumentów wysyłkowych – są np. numery pozycji i partii oraz ilości. Zgodnie z przyjętą praktyką często drukowane są daty przydatności do spożycia (MHD) i numery partii, a także kody kreskowe SSCC. Serial Shipping Container Code (SSCC) to 18-cyfrowy numer, najczęściej przedstawiany również jako kod kreskowy, służący do identyfikacji jednostek logistycznych, który pomaga w prawidłowej identyfikacji przesyłek, a także w śledzeniu ich na całej drodze od odpowiednich miejsc wysyłki do miejsc docelowych. Do etykietowania produktów zgodnie z przepisami i regulacjami oraz do zapewnienia, że towary zostaną na pewno wysłane do właściwego odbiorcy, potrzebnych jest wiele informacji.

Dzięki standardowi interoperacyjności Przemysł 4.0 etykieciarki i drukarki można zintegrować z istniejącą infrastrukturą Przemysł 4.0. Po nawiązaniu tego połączenia dane z systemu SAP są przesyłane do drukarki w odpowiednim formacie, a następnie drukowane na właściwej etykiecie w odpowiednim formacie – za pośrednictwem OPC Routera firmy inray.

5. Istotna luka w obsłudze: ręczne konfigurowanie parametrów sterownika PLC na podstawie danych wydrukowanych z systemu ERP

W zautomatyzowanym środowisku produkcyjnym nie ma nic gorszego niż luka w danych, która wymaga ręcznej parametryzacji procesów PCR (np. w przypadku receptur i informacji o zamówieniach) – i to w samym sercu wysoce zautomatyzowanych zakładów produkcyjnych. Nie musi tak być, w żadnym wypadku! Czy naprawdę chcesz ręcznie dostosowywać ustawienia parametrów? Czy naprawdę chcesz korzystać z systemu ERP w oderwaniu od środowiska produkcyjnego? Wada: procesy robocze są powolne i przeciągają się, ponieważ parametryzacja zajmuje czas, jeśli każda zmiana wymagająca modyfikacji parametrów wymaga interwencji człowieka. Prowadzenie działalności produkcyjnej w ten sposób jest bezcelowe, ponieważ maszyny opracowane na przełomie tysiącleci są wyposażone w technologię CNC lub PLC i czekają na połączenie z inteligentną siecią komunikacyjną; na przykład po nawiązaniu połączenia z protokołem Siemens S7.

Sytuacja wygląda inaczej, gdy lukę między systemami wypełnia się poprzez nawiązanie bezpośredniego połączenia z systemami ERP/MES oraz sterownikami PLC. System ERP wysyła parametry i inne dane regulacyjne bezpośrednio do sterowników PLC maszyn. Łatwe w obsłudze narzędzie do nawiązywania połączeń z graficznym interfejsem użytkownika, takie jak OPC Router, pozwala na przegląd wszystkich połączeń w jednym miejscu, zapewniając tym samym dobry wgląd i wygodne zarządzanie wszystkimi sterownikami PLC. Możliwa staje się automatyczna parametryzacja sterowników PLC – bez żadnych ograniczeń transferu. Maszynę można parametryzować w sposób całkowicie automatyczny, co ogranicza interakcję operatora do absolutnego minimum, a w niektórych przypadkach może całkowicie wyeliminować interakcję użytkownika. Ponadto za pośrednictwem systemu ERP/MES można zainicjować inne ważne zmiany, które mają bezpośredni wpływ na maszynę w hali produkcyjnej. Zakres oddziaływania może ograniczać się wyłącznie do regularnego przesyłania danych, ale może również obejmować pakiety danych dotyczące zatwierdzeń lub zezwoleń oraz zleceń modernizacyjnych. Będzie to zależało od preferencji i możliwości każdej firmy – a zwłaszcza od konkretnego środowiska sieciowego Przemysł 4.0 danego przedsiębiorstwa oraz od szczegółowego sposobu skonfigurowania połączeń między systemami i maszynami.

Dzięki interoperacyjności Przemysłu 4.0 rozwiązania w zakresie zautomatyzowanych systemów sterowania stają się rzeczywistością poprzez połączenie systemów ERP z sterownikami PLC. Po ich wdrożeniu pakiety danych z parametrami stają się dostępne do parametryzacji sterowników PLC tam, gdzie są potrzebne. Przyspiesz sterowanie maszynami – dzięki OPC dostarczanemu przez inray.

Uzyskaj osobisty link do najnowszej konfiguracji routera OPC i zapisz się na newsletter, aby otrzymywać informacje o produktach.