Zaawansowane rozwiązania cyfrowe wkraczają dzisiaj w każdą dziedzinę gospodarki. W kontekście nowoczesnych fabryk i zarządzania procesami produkcyjnymi oznacza to wdrażanie takich rozwiązań systemowych, których zadaniem jest zapewnienie ciągłości wytwórczej i eliminacja przestojów. Dane udostępniane za pośrednictwem Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT) wspierają systemy zarządzania przedsiębiorstwem, umożliwiając zaawansowanym systemom optymalizacji planowania APS (Advanced Planning and Scheduling) szybkie identyfikowanie i reagowanie na zmieniającą się rzeczywistość szybciej oraz dokładniej niż kiedykolwiek wcześniej.

Szybka reakcja

W opinii Ireneusza Borowskiego, Country Manager Poland, Dassault Systèmes, inteligentna produkcja jest narzędziem do reagowania na coraz szybciej zmieniające się zapotrzebowanie klientów, globalną konkurencję w dobie internetu oraz ciągłą potrzebę zwiększenia tempa, obniżania kosztów i wykorzystywania wszystkich dostępnych zasobów. – Aby ten model urzeczywistnić, niezbędne jest zaawansowane planowanie z systemami APS, które analizują szereg scenariuszy „co, jeśli”. Atuty takiego podejścia widać szczególnie dziś, gdy niestabilne łańcuchy dostaw wymagają od planistów elastyczności i dynamicznego reagowania – uważa Ireneusz Borowski. Inteligentna fabryka i zaawansowane technologie to wyrażenia, które idą w parze. – Teraz te dwa megatrendy się połączyły. Niedrogie czujniki i inteligentne urządzenia opracowane i produkowane w ogromnych ilościach dla rynków konsumenckich są przystosowywane do użytku przemysłowego i zapewniają bezprecedensową możliwość dostarczania danych systemom MOM/MES oraz APS do śledzenia i monitorowania produkcji, przesunięć zapasów (w dowolnym miejscu na świecie), stanu i wydajności zainstalowanego sprzętu, transportu, stanów magazynowych oraz wielu innych zastosowań – dodaje Ireneusz Borowski.

Ważnym aspektem elastycznej produkcji są automatyzacja planowania oraz możliwość jednoczesnego porównania wielu alternatywnych scenariuszy i harmonogramów. Przeznaczonym do tego narzędziem są informatyczne systemy APS. – Działanie tych programów opiera się na rozległej bazie informacji o procesie produkcyjnym. Systemy APS pozwalają utworzyć silnie zoptymalizowane plany produkcji w bardzo krótkim czasie. Pozwalają na zaplanowanie operacji dotyczących wielu produktów i stanowisk pracy jednocześnie. Stworzony przez APS harmonogram jest wizualizowany za pomocą interaktywnego wykresu Gantta. Planista, jeżeli jest taka potrzeba, może skorygować widoczny plan ręcznie metodą „przeciągnij i upuść” (drag and drop) – tłumaczy Marek Wiązowski, Quantum Qguar.

APS to rozwinięcie i uzupełnienie takich programów, jak ERP oraz MES. Pobierając dane m.in. o ilości zamówień, tempie produkcji czy dostępności maszyn, system jest w stanie przedstawić symulacje różnych sytuacji produkcyjnych. Planista może następnie dokonać wyboru najlepszego harmonogramu, który najbardziej odpowiada aktualnym potrzebom. Zdaniem ekspertów programy do zaawansowanego planowania produkcji pozwalają na bieżąco nie tylko obserwować postęp produkcji, ale także reagować w czasie rzeczywistym na występujące zdarzenia niepożądane, takie jak awarie, zmiana priorytetów czy zmiany zamawianej ilości. Dzięki wykorzystaniu rozwiązania APS firma zyskuje np. większą elastyczność i zdolność do szybszego reagowania na zmiany. Przekłada się to bezpośrednio na wzrost konkurencyjności przedsiębiorstwa, obniżenie kosztów oraz wzrost wydajności procesów.

Poza tym APS skutecznie rozwiązuje takie problemy, jak planowanie zamówień materiałowych i dostaw czy umieszczanie zleceń w planie produkcyjnym. Jego zadaniem jest nie tylko ułożenie harmonogramu produkcji, ale też optymalizacja, aby wszystkie założone cele, jak terminowość i czas przebiegu, zostały osiągnięte. Optymalizacja jest uzyskiwana poprzez takie ułożenie operacji, aby kolejności wykonywania operacji na zasobach była zgodna z ustalonymi kryteriami (minimalizacja kosztów poprzez eliminację przezbrojeń) oraz terminy dostaw zostały zachowane (minimalizacja opóźnień).

Wspomaganie i uelastycznienie produkcji

Zdaniem Sławomira Kuźniaka, Dyrektora ds. Zarządzania Produktem, BPSC, w dynamicznie zmieniającym się otoczeniu biznes potrzebuje danych. Przedsiębiorcy oczekują, że informacje będą przetworzone przez system w taki sposób, by do osób zarządzających trafiły adekwatne wnioski, stanowiące podstawę do właściwych decyzji. Żeby jednak tak się stało, informacja musi być dostępna w czasie rzeczywistym i niezależnie od miejsca, w którym w danym momencie przebywa osoba decyzyjna.

Narzędziem, które perfekcyjnie sprawdza się w takich sytuacjach, są aplikacje mobilne, które przedstawiają kluczowe dla przedsiębiorstwa informacje produkcyjne, finansowe, personalne oraz logistyczne za pomocą czytelnych i graficznych wskaźników. – Doskonale obrazuje to przykład użytkowników aplikacji, którzy odpowiadają za zarządzanie produkcją. Dostają oni informacje z dokładnością do dowolnego poziomu zagłębienia, czyli mogą analizować procesy na poziomie grupy, firmy, zakładu, wydziału, gniazda roboczego, aż do pojedynczego stanowiska pracy. Dzięki temu w trakcie podejmowania decyzji są w stanie zobaczyć całe spektrum zdarzeń zawianych z kolejnymi operacjami i mogą dokonać korekty elementów, które wymagają ingerencji – tłumaczy Sławomir Kuźniak. Jako przykład podaje Autonomiczny System Sterowania Produkcją Spożywczą, który współpracuje z terminalami wagowymi, terminalami przenośnymi, głowicami wagowymi, urządzeniami etykietującymi, drukarkami kodów kreskowych, skanerami, urządzaniami do pomiaru mięsności, urządzeniami do pomiaru PH i wieloma innymi elementami składowymi automatyki przemysłowej. – Jednak samo dostarczanie informacji to za mało, system potrafi również sterować pracą wyłącznie operatora, informując go o tym, co powinien zrobić. Wspomaganie operatorów, a przy tym ergonomiczny i wydajny interfejs nie tylko pomaga, ale też uczy operatora postępowania na danym stanowisku pracy. Dzięki temu dość szybko można szybko wdrożyć nowego pracownika, właściwie bez większych problemów i specjalistycznego, długiego szkolenia – system jest na tyle zautomatyzowany, że podpowie mu, co powinien zrobić w danym momencie. To rozwiązanie okazało się na wagę złota w okresie pandemii – uzupełnia Sławomir Kuźniak.

Innym przykładem systemu wspomagającego planowanie i harmonogramowanie produkcji jest system DELMIA Ortems, będący częścią rozwiązania DELMIA Planning & Optimization firmy Dassault Systèmes. Został on zbudowany wokół platformy współpracy, która pomaga zjednoczyć wewnętrzne i zewnętrzne zasoby (ludzkie) w celu koordynowania działań oraz informowania się nawzajem o ich statusie i planach. – Jest to przykład na to, w jaki sposób DELMIA Ortems pomaga zachować i utrwalić wartość, którą planiści i menedżerowie wnoszą do organizacji. W oparciu o moc symulacji i wykorzystanie scenariuszy „co, jeśli”, DELMIA Ortems pozwala znaleźć najkorzystniejszą strategię w planowaniu i harmonogramowaniu produkcji. W efekcie firmy korzystające z tego zaawansowanego podejścia do planowania były w stanie znacznie skrócić czas realizacji w wyniku lepszego przepływu pracy, krótszego czasu oczekiwania (i mniejszym zapasom produkcji w toku) w kolejkach w ośrodkach pracy, znacznie krótszemu czasowi konfiguracji i bezczynności sprzętu, a także elastyczności wynikającej z krótkich okresów cyklu oraz solidnego uchwycenia statusu sklepu w czasie rzeczywistym – wyjaśnia Ireneusz Borowski.

W celu uelastycznienia systemu produkcji przedsiębiorstwa korzystają również z metody SMED (Single Minute Exchange of Die). Pozwala ona zredukować czas potrzebny na przezbrojenia, dzięki usprawnieniu organizacji wszystkich składających się na nie czynności. – Podstawowe założenia tej metody to wykonywanie jak największej liczby prac bez zatrzymywania maszyny oraz instalacja dodatkowego wyposażenia ułatwiającego przezbrojenie. Szacuje się, że prawidłowe wdrożenie idei SMED powinno skrócić średni czas przezbrojenia o kilkadziesiąt procent – dodaje Marek Wiązowski.

Jako wsparcie i stworzenie warunków do rozwoju dla organizacji produkcyjnych firma MES Solutions by ASTOR przedstawia rozwiązanie ImProdis – informatyczny wskaźnikowy system analityczno-raportowy, a także zestaw szkoleń i warsztatów wspierający w przygotowaniu oraz przeprowadzeniu zmiany w organizacji, polegającej na wdrożeniu i cyfryzacji (lub optymalizacji istniejącego) systemu wskaźnikowego. – Aby przenieść organizację na poziom 4.0 potrzeba jest kompleksowego i wielowymiarowego spojrzenia na procesy zachodzące w fabrykach. Na każdym możliwym poziomie: zarządczym, operacyjnym i produkcyjnym. Naszym głównym celem było opracowanie zestawu narzędzi warsztatowych oraz środków technicznych, jako wsparcie w przygotowaniu i przeprowadzeniu zmiany w organizacji produkcyjnej i następnie jej utrzymaniu. Firmy osiągające najlepsze wyniki coraz częściej korzystają z narzędzi generujących zintegrowaną, kontekstową informację. Po to, by wiedzieć, co dzieje się w organizacji. Dzięki temu liderzy tych firm mogą podejmować lepsze decyzje – oparte na faktach, a nie korzystając wyłącznie ze swojej intuicji – wyjaśnia Jacek Daukszewicz, Kierownik Działu Oprogramowania i Komputerów Przemysłowych, MES Solutions by ASTOR.

Świadomość ograniczeń

Podczas planowania produkcji nie wolno zapominać o własnych ograniczeniach wiążących się z takim procesem. Pełna integracja rozwiązań z różnych obszarów zarządzania (np. integracja z maszynami czy też zarządzanie zasobami ludzkimi) prowadzi bezpośrednio do zwizualizowania wszystkich dziur komunikacyjnych i zarządczych w przedsiębiorstwie. W opinii Krzysztofa Orlicza, Członka Zarządu eq system technology sp. z o.o., eq system sp. z o.o. głównym problemem w organizacjach rozpoczynających proces standaryzacji planowania produkcji jest brak świadomości potrzeb i ograniczeń w procesach, które mają być zaplanowane. – Kiedyś było tak, że między poszczególnymi iteracjami planowania produkcji mogło minąć kilka dni, a w najlepszym wypadku kilkadziesiąt godzin. Teraz, ze względu na tempo komunikacji wewnątrz rozwiązań informatycznych między poszczególnymi iteracjami planowania mija kilkanaście, kilkadziesiąt minut, a tylko przy bardzo stabilnych lub niezwykle złożonych procesach planowanie może być ono realizowane raz na zmianę bądź raz na dzień – uważa Krzysztof Orlicz. Jego zdaniem rozwiązania, które się pojawiają, zaczynają wymagać od procesów planistycznych niezwykłego (jak na ograniczenia, które w tychże procesach występują) tempa i elastyczności. – Niestety jest tak, że procesy planistyczne, które obejmują strategiczne obszary firmy, wymagają bardzo dużych mocy obliczeniowych i nie są możliwe do zrealizowania w trybie on-line. Twórcy dostępnych obecnie na rynku rozwiązań, mówiący, że są one w stanie planować produkcję on-line, bardzo oszczędnie gospodarują prawdą. Zazwyczaj jest to tylko forma aktualizacji kolejności realizowanych działań produkcyjnych bez uwzględnienia wszystkich możliwych ograniczeń – zarówno twardych, jak i miękkich – a także strategii zarządzania firmą – dodaje Krzysztof Orlicz. Głównym celem spółki eq system jest więc doprowadzenie do sytuacji, w której wszystkie dane podstawowe są wstępnie obrobione i gotowe do przetworzenia przez narzędzie planistyczne. Spółka opiera się przy tym na zasadach towarzyszących procesom SMED-owym. Przyświeca temu cel zatrzymania głównego procesu zarządczego na jak najkrótszy okres.

Eksperci są zgodni: optymalizacja produkcji, szybka reakcja na zmianę popytu oraz systemy, które pomagają przeorganizować proces produkcyjny, to już konieczność.

Sławomir Erkiert