Głównym krwiobiegiem zakładu przemysłowego jest proces produkcyjny, który można zdefiniować jako zbiór działań związanych z przetwarzaniem surowców i półproduktów, w wyroby gotowe. Proces, którego celem jest dostarczenie gotowego produktu, nie jest jednak czynnością izolowaną. Jakiekolwiek zachwianie przepływu informacji pomiędzy produkcją a procesami pomocniczymi: transport wewnętrzny, kontrola jakości, magazynowanie może doprowadzić do spadków wydajności a w najgorszym wypadku całkowicie ją wstrzymać.

Zapewnienie ciągłości nie będzie jednak możliwe bez sprawnej komunikacji. W odniesieniu do zakładu przemysłowego szczególnie kluczowym wydaje się komunikacja pomiędzy operatorami maszyn a obsługą magazynu. Odpowiednia ilość materiałów eksploatacyjnych jest konieczna, aby zachować płynność procesu. Wyzwaniem będzie zatem uzupełnianie zapasów na stacjach montażowych na czas, zanim skończy się komponent przy jednoczesnym unikaniu nadmiarów i tworzeniu zatorów.

Brak jakiegokolwiek systemu wspomagającego przepływ komunikacji nie jest niczym szczególnym. Funkcjonowanie, w takiej rzeczywistości oznacza jednak ciągłe zmaganie się z brakami informacyjnymi. Pozbawienie się możliwości sprawnego zarządzania zgłoszeniami prowadzić będzie do ogólnego spadku wydajności. Próby nadgonienia planu przez „podkręcanie” norm, szukanie przyczyn w jakości maszyn nie dadzą pozytywnego rezultatu, kiedy informacjami z obiektu zarządzamy niewłaściwie. Jakie zatem cechy powinien posiadać system przywoławczy, gdybyśmy jednak zdecydowali się na jego uruchomienie?

Kluczowa wydaje się tutaj być komunikacja w czasie rzeczywistym. Miejsce zgłoszenia nie powinno być punktem współdzielonym przez różne osoby, aby wykluczyć możliwość powstania „wąskiego gardła”. Każde zgłoszenie powinno być potwierdzone, a system powinien zapewnić możliwie dokładny wybór jego rodzaju i typu. Cechą warto rozpatrzenia będzie także możliwość wczesnego ostrzegania personelu o różnego rodzaju brakach. W czasach gdy model produkcji powinien nadążać za zmieniającym się profilem firmy, stanowiska operatorskie będą zmieniały charakter lub nawet lokalizację. Preferowanym rozwiązaniem będzie więc rozwiązanie mobilne.

Od strony funkcjonalnej możemy natomiast oczekiwać rejestracji zdarzeń uzupełnioną o archiwizację danych. Panel administratora da możliwość zarządzania rodzajem zgłoszeń oraz dostępem użytkowników. Logika systemu powinna również wspierać obsługę alarmów oraz sprawnie zarządzać rozdziałem i realizacją zadań. Taka charakterystyka wymusza stosowanie rozwiązań, w oparciu o sterowniki PLC lub przynajmniej układy programowalne z pamięcią i dostępem sieciowym.

Na rys. 1 przedstawiamy uproszczony diagram systemu przywoławczego. Możemy wyróżnić na nim trzy główne składowe:

• Maszyna lub stanowisko operatorskie – jako strona nadawcza (zgłaszająca) będzie częścią modułu obiektowego. Sygnał zgłoszenia możemy przesłać ręcznie wykorzystując przyciski pojemnościowe lub podpinając sygnał procesowy bezpośrednio do urządzenia nadawczego
• Moduł centralny, który odbiera sygnał i przekazuje dalej – gateway radiowy
• Część odbiorcza – wózek widłowy lub dowolne inne miejsce np. magazyn, pokój lidera, kontrola jakości

Sygnał z części obiektowej może zostać przesłany przy wykorzystaniu przycisków pojemnościowych lub modułów radiowych z wbudowanym przyciskiem. Do dyspozycji są też dedykowane boksy z sześcioma przyciskami nadawczymi oraz radiowy przycisk pojemnościowy z trzycyfrowym wskaźnikiem LCD łączący, w sobie cechy urządzeń kompletacji i systemów przywoławczych.

Rys.2 Urządzenia do ręcznego przesyłania sygnałów: a) boks z sześcioma przyciskami nadawczymi, b) przyciski pojemnościowe z podświetleniem, c) moduł z wbudowanym przyciskiem, d) radiowy przycisk pojemnościowy z trzy-cyfrowym wskaźnikiem LCD

Warto nadmienić, że rozbudowane systemy produkcyjne mogą przewidywać obsługę wielu typu zgłoszeń i rodzajów komponentów. Stosowanie wielu pojedynczych urządzeń radiowych w obrębie jednego stanowiska roboczego może nie mieć uzasadnienia ekonomicznego. Znaczenie lepiej wykorzystać standardowe przyciski P2L (Pick-To-Light – przyp. aut.) z podświetleniem. Do przycisku może zostać przypisana określona logika działania oraz funkcja. Dzięki temu operator w intuicyjny sposób może dokonać konkretnego wezwania. Kolor podświetlenia przycisków umożliwia wizualizację aktualnego stanu zgłoszenia. Przykładowo kolor czerwony to zgłoszenie zapotrzebowania, a kolor żółty to informacja o podjęciu zlecenia przez magazyn.

Tym samym część obiektowa może również wymagać dodatkowego „wsparcia”, w postaci modułu z logiką. Pozwali to na wstępną filtrację zadań i obsługę większej ilości sygnałów. Wykorzystanie jednostek programowalnych po obydwu stronach (obiektowa i centralna) zapewni wysoki stopień elastyczności przy realizacji tematów wymagających spełnienia specyficznych wymagań.

Rys.3 Moduł obiektowy wyposażony w podświetlane przyciski S22 RGB, podłączony do kompaktowego sterownika PLC zapewniającego wstępną obróbkę sygnałów i wsparcie dla logiki sygnalizacyjnej. Komunikacja z modułem centralnym za pomocą kanału radiowego DX80

Wraz ze wzrostem ilości maszyn i wózków widłowych rośnie też ilość informacji, do którego przetworzenia może nie wystarczyć „prosty” gateway radiowy. W takim przypadku zasadne będzie zastosowanie rozwiązania programowalnego – może to być np. panel HMI z wbudowanym sterownikiem PLC.

Ekran panelu HMI umożliwia wyświetlanie wezwań z poszczególnych stanowisk pracy znajdujących się na terenie fabryki. Aktywne zlecenia i te oczekujące w formie przejrzystych komunikatów, poinformują magazyn o lokalizacji, z której pochodzi wezwanie oraz o ilościowym zapotrzebowaniu konkretnego komponentu. Elastyczność systemu pozwala dostosować format komunikatów oraz rozmiar panelu HMI w zakresie od 7” do 21”.

Panel dotykowy umożliwia potwierdzenie podjęcia wezwania oraz zwrotnie wysyła komunikat do punktu, z którego przyszło zgłoszenie. Operator otrzymuje tym samym informację o podjętym działaniu. Wbudowany sterownik PLC odpowiednio rozdzieli informacje a przychodzące zdarzenia będą rejestrowane.

Rys.4 Panel HMI z wbudowanym PLC sterujący pracą systemu

Jeżeli system przywoławczy ma być zastosowany w celu dostawy komponentów, to moduł centralny najpewniej będzie zainstalowany w magazynie. W zależności od przeznaczenia mogą to być jednak dowolne lokalizacje. Dzięki wykorzystaniu opatentowanego, bezprzewodowego systemu firmy Banner zasięg komunikacji jest skalowalny i może być dostosowany do wielkości zakładu. Centralny moduł radiowy może obsłużyć kilkadziesiąt modułów obiektowych, a rozbudowa systemu o kolejne punkty czy obszary nie jest problemem.

System przywoławczy „Call-for-parts” to przede wszystkim czytelność, precyzja i skrócenie czasu realizacji. Zgłoszenie nie pozostaje bez odpowiedzi, a w przypadku wydłużającej się realizacji powiadamiane są osoby, najczęściej według hierarchii, co pozwala na szybszą reakcję i podjęcie właściwych decyzji. Przejrzysta komunikacja stanowi bazę do optymalizacji czasu przestojów, co bezpośrednio prowadzi do wzrostu wydajności procesu produkcyjnego.

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom firm, które borykają się z opisanymi wyżej problemami, firma Turck przygotowała rozwiązanie usprawniające komunikację pomiędzy operatorami maszyn a magazynem. Projekt zakłada użycie modułu centralnego i obiektowego z możliwością rozszerzenia o punkty dostępowe montowane na wózkach widłowych lub w innych lokalizacjach stacjonarnych. Duża liczba zrealizowanych aplikacji na terenie całego kraju i wielu zainteresowanych tematem klientów świadczą o popularności rozwiązania, które idealnie wpisało się w potrzeby zakładów produkcyjnych.

Zbieranie danych z maszyn pozwala na lepsze zrozumienie mechanizmów, jakie rządzą produkcją. Dostęp do danych historycznych umożliwi również wykrywanie trendów lub anomalii. Klienci otrzymują zatem narzędzie pozwalające zawczasu zapobiegać niebezpiecznym sytuacjom i przewidywać przyszłe zachowania. Elastyczna zmiana asortymentu przy zachowaniu wysokiego poziomu wydajności nie będzie dużym wyzwaniem, kiedy sięgniesz po innowacyjne rozwiązanie firmy Turck spełniające wymogi Przemysłu 4.0.

W SKRÓCIE
System Call-for-Parts:

• Przyspieszona wymiana informacji dzięki łączności bezprzewodowej
• Zapewnienie najwyższego poziomu płynności produkcji
• Prosta i czytelna komunikacja pomiędzy obsługą maszyny a operatorami wózków widłowych
• Zarządzanie obiegiem informacji pomiędzy różnymi obszarami produkcyjnymi
• Archiwizacja danych oraz wyliczanie wskaźników np. OEE
• Dzięki zastosowaniu panelu HMI możliwość centralizacji wizualizacji oraz generowania powiadomień o występujących alarmach

 Bartłomiej Besz

System and Solution Manager