< Previous30AUTOMATYKATEMAT NUMERUObecnie pod pojęciem syste-mu klasy MES rozumie się system IT wykorzystujący technologie informatyczne, w tym komunikacyjne, oprogramowanie sterujące, urządzenia elektroniczne oraz, co ważne, elementy automa-tyki przemysłowej, które umożliwia-ją efektywne zbieranie informacji w czasie rzeczywistym wprost ze sta-nowisk produkcyjnych, a następnie ich transfer do systemów bizneso-wych przedsiębiorstwa. Zbierane są tu wszystkie informacje dotyczące realizacji produkcji, które mogą być automatycznie pobierane bezpo-średnio z maszyn, systemów logistyki wewnętrznej przedsiębiorstwa, syste-mów automatyki, w tym Przemysło-wego Internetu Rzeczy (IIoT – Industry Internet of Things) oraz przy udziale pracowników bezpośrednio zatrud-nionych na produkcji czy w działach utrzymania ruchu i logistyki.Klucz do zindywidualizowanej produkcjiDzięki systemom MES można uzy-skać natychmiastowy sygnał zwrotny o stopniu wykonania produkcji, podejmować na bieżąco właściwe decyzje i reagować w czasie rzeczy-wistym na nieprawidłowości poja-wiające się w trakcie procesu produk-cyjnego. Pozyskane dane z procesu produkcyjnego umożliwiają analizę kluczowych wskaźników efektywno-ści produkcji i pozwalają uzyskać, praktycznie na bieżąco, prawdziwy obraz wykorzystania zdolności pro-dukcyjnych fabryki. Systemy klasy MES pozwalają zaspokoić zmieniające się wyma-gania klientów, a także pozwalają na prowadzenie bardziej zindywidu-alizowanej produkcji. Jest to możli-we przede wszystkim dzięki, wspo-mnianemu już wcześniej, zbieraniu Systemy MES (Manufacturing Execution System), czyli sys- $ W '1W '. 1 1 " G " $ 1 -'1 $ $1W ' $1 .) $ 1 " ) 1 '1-) , W" ' $" G ' - ") '- "2 ) ' ". Y . '1" "- . "2Systemyzarządzania produkcją +" "G $' ( `b & 0:%d315/2019TEMAT NUMERUw czasie rzeczywistym danych pocho-dzących wprost z maszyn, systemów logistyki i automatyki. Te informacje są niezwykle warto-ściowe, ze względu na wysoki poziom szczegółowości, co pozwala na szyb-ką identyfikację potencjalnych pro-blemów oraz na prowadzenie aktyw-nych działań prowadzących w czasie rzeczywistym do podniesienia jakości produkcji oraz obniżaniem kosztów.Międzynarodowa organizacja standaryzująca MESA International (Manufacturing Enterprise Solutions Association International), wyszcze-gólniła jedenaście obszarów funkcjo-nalnych systemów MES. Są to:• zarządzanie wykonywaniem pro-dukcji (Process Management),• zarządzanie wydajnością (Perfor-mance Analysis),• śledzenie produkcji i jej gene-alogia (Production Tracking and Genealogy, Traceability),• zarządzanie jakością (Quali-ty Management),• gromadzenie i akwizycja danych (Data Collection and Acquisition),• zarządzanie obiegiem dokumen-tów (Document Control),• zarządzanie alokacją zasobów (Resource Allocation and Status),• zarządzanie zasobami ludzkimi (Labor Management),• zarządzanie ruchem (Maintenan-ce Management),• harmonogramowanie produkcji (Operations/Detailed Scheduling),• rozdział zadań produkcyjnych (Dispatching Production Units).W praktyce, powyższe, poszczegól-ne obszary związane z funkcjonalno-ścią systemu klasy MES są realizowa-ne jako oddzielne moduły w opro-gramowaniu i mogą być dołączane do rdzenia systemu w zależności od potrzeb przedsiębiorstwa.Warto wspomnieć, że systemy klasy MES pozwalają również kon-trolować przebieg procesów produk-cyjnych i prowadzić ich weryfikację pod kątem zgodności ze specyfika-cją technologiczną czy jakościową. Możliwa jest także natychmiastowa reakcja na zmiany zarówno wewnątrz przedsiębiorstwa (np. awarię maszy-ny), jak i zmiany w zewnętrznym otoczeniu firmy (np. wzrost kosz-tów zakupu surowców). Wdrożenie zaawansowanego systemu klasy MES wspierającego produkcję pozwala też znacznie lepiej wykorzystać kapitał przedsiębiorstwa, np. przez zastoso-wanie analiz porównawczych.Prognozy rynkoweJak wynika z raportu Markets and Markets „Manufacturing Execution System Market by Deployment Type (On-Premises, On-Demand and Hybrid), Offering (Software and Services), Process Industry (Food & Beverages, Oil & Gas), Discrete Industry (Automotive, Medical Devices) – Global Forecast to 2022”, już w przyszłym roku wartość świa-towego rynku systemow MES wynie-sie 12,6 mld USD, a jego wzrost do 2022 r. będzie się utrzymywał na poziomie 10,8%. Jak można się domyślić, największy wzrost rynku dla rozwiązań MES obserwowany będzie w Stanach Zjednoczonych i będzie miał miejsce w takich sektorach, jak: oczyszczanie wody i ścieków, produk-cja żywność oraz w energetyce.Popyt na systemy MES będzie rósł także w Europie (o 10,65% r./r.), w tym również w Polsce, gdzie obec-nie w naszym kraju w pełni zauto-matyzowanych jest zaledwie 15% fabryk, a wiele zakładów produkcyj-nych wciąż nie ma profesjonalnych narzędzi do zarządzania produkcją i niezbędne obliczenia wykonuje korzystając z arkuszy kalkulacyjnych. Co ciekawe, potwierdzają to badania firmy BPSC z 2016 r., która przepro-wadziła ankietę wśród 180 dużych i średnich polskich firm. Zapytano m.in. o narzędzia do planowania i monitorowania produkcji. Okazało się, że jedynie 67% z nich posiadało system ERP, który w połowie przy-padków miał znacznie ograniczoną funkcjonalność. 47% przedsiębiorstw swoją produkcję planowało w arku-szach kalkulacyjnych (sic!). Warto pamiętać, że za wdroże-niem systemu klasy MES przema-wiają ogromne korzyści. Analitycy firmy badawczej Gartner podkreślają znaczną, uzyskiwaną w ciągu jednego roku od wdrożenia, poprawę jakości o 84%, redukcję cykli produkcyjnych o 82% oraz zmniejszenie kosztów pracy o72%. Bardzo duże oszczęd-ności uzyskują już na samej redukcji nieplanowanych przestojów, a także na zwiększeniu wydajności związanej ze skróceniem cyklu produkcyjnego.TYPOWE FUNKCJE SYSTEMU MES• śledzenie i wizualizacja przebiegu produkcji w czasie rzeczywistym,• śledzenie rzeczywistego czasu i wydajności pracy zarówno maszyn, jak i ludzi,• śledzenie oraz rejestracja planowanych i nieplanowanych przestojów,• planowanie i kontrola zleceń produkcyjnych, • kontrola wykonania zleceń na poziomie operacyjnym,• prognoza czasu realizacji zlecenia na podstawie rzeczywistych wskaźników produkcji,• aktualizacja stanów magazynowych,• zbieranie informacji o wadach i jakości produkowanych wyrobów,• akwizycja danych z procesu technologicznego,• wymiana danych ze sterownikami i systemami wizualizacji,• natychmiastowe powiadamianie awaryjne o zatrzymaniach produkcji,• automatyczne generowanie raportów, • szczegółowa analiza zgromadzonych informacji,• rozliczenia kosztów pośrednich i bezpośrednich produkcji,• śledzenie przepływu wyrobów, półproduktów i części,• harmonogramowanie przeglądów, przestojów i remontów,• wymiana danych z systemami klasy MRP/ERP,• współpraca z systemami klasy CMMS.32AUTOMATYKATEMAT NUMERUJedną z największych raportowa-nych przez przedsiębiorców prze-szkód we wdrożeniu systemów MES jest początkowy koszt inwestycji, a także dostosowanie jej do specy-fiki przedsiębiorstwa. Na szczęście coraz więcej firm oferuje branżo-we, dedykowane rozwiązania, które można znacznie łatwiej dostosować do indywidualnych potrzeb. Co wię-cej, funkcjonalność systemów MES może się znacznie różnić w zależno-ści od dostawcy i „ukierunkowania na branżę”. Tego typu systemy rzadko wymagają kosztownych rozszerzeń czy przeróbek, dzięki czemu można je wdrożyć „z marszu”. Dostępna jest też coraz szersza oferta systemów klasy MES dzia-łających w chmurze, dzięki czemu przedsiębiorstwo nie musi dyspo-nować własną rozbudowaną infra-strukturą IT, dzięki czemu wdrożenie jest znacznie tańsze, a koszt można przenieść z kosztów inwestycyjnych na koszty operacyjne działania przed-siębiorstwa. W tym miejscu warto wspomnieć, że wśród istniejących, skrojonych pod kątem poszczegól-nych branż systemów MES znaj-dziemy dedykowane systemy dla producentów żywności i napojów, przemysłu motoryzacyjnego, obron-nego, energetycznego, farmaceu-tycznego, metalurgicznego, tworzyw sztucznych, drzewnego czy obrób-ki mechanicznej.Wybór rozwiązań MES jest ogrom-ny. Raport Global Industry Analysts wymienia 64 znaczące na tym rynku światowe firmy, a liczba mniejszych i lokalnych producentów przekracza łącznie kilka tysięcy. Jednak na glo-balnym rynku dominuje kilka firm. Są to: ABB, Andea Solutions, Dassault Systemes, Emerson Electric, General Electric Company, Honeywell Inter-national, Rockwell Automation, SAP, Schneider Electric, Siemens, Werum IT Solutions i Yokogawa Electric. Jak widać wśród tych największych, jest również krakowska firma Andea Solutions, której klientami są m.in. Bombardier, Lincoln Electric, Autoliv czy Sudzucker.Poziomy zarządzania przedsiębiorstwemZanim zajmiemy się wdrożeniami systemów MES, warto przyjrzeć się poziomom zarządzania przedsię-biorstwem wg standardu ANSI/ISA-95. W normach tych określono mode-lową strukturę, definicję pojęć i funk-cje systemu MES. Co więcej, standard ten określa, które informacje muszą być wymieniane między systemami obsługującymi sprzedaż, finanse czy logistykę, a systemami odpowie-dzialnymi za produkcję, utrzymanie ruchu bądź jakość. Standard ANSI/ISA-95 wprowadza też pojęcie pozio-mów przedsiębiorstwa i przypisuje im określone funkcje. Pierwszym poziomem jest poziom „0”, który obejmuje fizyczny proces produkcyjny. Poziom „1” to maszyny i urządzenia wykonawcze, w tym sys-temy automatyki oraz czujniki prze-kazujące dane dotyczące procesu produkcyjnego i technologicznego. Poziom „2” tworzą systemy stero-wania produkcją. Obejmuje on m.in. sterowniki PLC oraz systemy SCADA. Warto zauważyć, że do systemów poziomu „2” przekazywane są szcze-gółowe plany produkcji, instrukcje oraz oprogramowanie sterujące maszynami i systemami automatyki. Systemy poziomu „2” dostarczają zaś takie dane, jak informacje o zmien-nych procesowych, alarmy związane z awariami czy raporty o zrealizowa-nych zadania produkcyjnych.Na poziomie „3” znajdują się sys-temy klasy MES, które odpowiadają za operacyjne sterowanie produk-cją, tak aby zrealizować zadania przekazane z systemów z poziomu „4” takich jak na przykład systemy ERP. Jak widać, poziom „3” ma inte-grować informacje ekonomiczne i szczegółowe dane produkcyjne. Innymi słowy system MES powinien prezentować informacje bezpośred-nio kadrze zarządzającej przedsię-biorstwem oraz wymieniać je z sys-temami poziomu „4” czyli wspomnia-nym systemem ERP.Wdrożenie systemu MESPrzyglądając się poziomom zarzą-dzania przedsiębiorstwem wg stan-dardu ANSI/ISA-95 widać wyraźnie, jak „wpięty” w procesową strukturę przedsiębiorstwa musi być system MES. Dlatego pierwszym krokiem zmierzającym do wdrożenia systemu zarządzania przedsiębiorstwem musi być audyt przedwdrożeniowy i szcze-gółowa analiza procesu produkcyj-nego oraz wytypowanie obszarów, które nie działają w sposób zadowa-lający. Identyfikacja wąskich gardeł jest niezbędna do tego, aby stwier-dzić czy wdrożenie systemu MES przyczyni się do rozwiązania istnie-jących problemów i czy w ogóle jest potrzebne. Pamiętajmy też, że sys-temy MES coraz częściej są ważnym elementem integracji maszyn zgod-nie z koncepcją Przemysłu 4.0.Audyt powinien skończyć się rozpoznaniem i zdefiniowaniem procesów zachodzących w przed-siębiorstwie i na jego podstawie +" $ "G $' ( '"$ $ `b & 0:%d335/2019TEMAT NUMERUprzygotować już można zapytania ofertowe do producentów i dostaw-ców oprogramowania. Etap ten jest niezbędny ponieważ umożliwia zde-finiowanie wymagań i oczekiwanych efektów wdrożenia systemu MES. Na tym etapie można też wstępnie zaplanować koszty całego przed-sięwzięcia i oczekiwany zwrot czasu inwestycji. Warto pamiętać, że na cał-kowity koszt wdrożenia składają się nie tylko koszty zakupu sprzętu i oprogramowania, ale również czas poświęcony na wdrożenie, konfigu-rację, walidację systemu i szkolenia. Im będzie on krótszy, tym mniejsze koszty wdrożenia, przy czym ważna jest tu również funkcjonalność użyt-kowa samego oprogramowania oraz to czy jest ono dostępne w chmurze.Na tym etapie przydatne jest okre-ślenie mierzalnych celów wdrożenia, dlatego kolejnym krokiem powinna być weryfikacja aktualnych i oczeki-wanych po wdrożeniu wskaźników KPI (Key Performance Indicators), czyli tzw. kluczowych wskaźników efektywności. W firmach przemysło-wych najczęściej korzysta się z kilku KPI, gdzie najważniejszym jest liczba wytworzonych produktów. Wskaźnik ten charakteryzuje wydajność w okre-ślonym przedziale czasu. Kolejny ważny wskaźnik odnosi się do liczby odpadów produkcyjnych. Istotne jest tu, aby jego wartość nie przekraczała wcześniej zadanych wartości. W przeciwnym przypadku mamy do czynienia z nieprawidłowo przygotowanym procesem technolo-gicznym lub problemami na linii pro-dukcyjnej. Istotnym KPI jest też czas realizacji kompletnego zadania czyli wytworzenia gotowego produktu lub zakończenia etapu produkcji. Analiza tego wskaźnika ułatwia wykrycie tzw. wąskich gardeł. Innym często wykorzystywa-nym wskaźnikiem jest OEE (Overall Equipment Effectiveness), który opisuje efektywność wykorzystania maszyn i urządzeń do produkcji. Jest on wypadkową trzech innych wskaź-ników, które opisują dostępność sprzętu, jego fizyczne wykorzystanie oraz jakość produkcji oznaczającej stosunek produktów dobrych do tych wybrakowanych. W analizie jej kosz-tów pomocny jest natomiast wskaź-nik obrotu zapasami.Przyjmuje się, że wdrożenie syste-mu MES jest niezbędne, jeśli bieżące wskaźniki KPI są zbyt niskie a czas i wyliczenia na podstawie danych produkcyjnych jest zbyt długi w sto-sunku do potrzeb zarządzania przed-siębiorstwem. Elementy te powinny być zdiagnozowane podczas audytu. Analiza przedwdrożeniowa powinna zagwarantować, że rozpatrywane lub oferowane rozwiązania będą swoim zakresem i funkcjami w pełni odpo-wiadać potrzebom przedsiębiorstwa. Rezultatem analizy przedwdrożenio-wej jest koncepcja wdrożenia, okre-ślająca szczegółowo sposób, w jaki system ma pracować i w jaki sposób spełniać będzie stawiane mu wyma-gania. Jeżeli nie mamy odpowied-nich kompetencji w firmie, analizę przedwdrożeniową należy powierzyć doświadczonej firmie doradczczej lub wybranemu wcześniej dostawcy systemu MES.Wybór systemu MESPrzystępując do wdrożenia systemu wspomagającego zarządzanie pro-dukcją trzeba sobie zdawać sprawę, że zazwyczaj wpływa on na sposób działania wielu działów przedsiębior-stwa, począwszy od działu produkcji, działu utrzymania ruchu oraz jakości, przez dział logistyki, planowania, IT i zarząd, skończywszy na dziale sprzedaży i marketingu. Popełnione błędy we wdrożeniu albo zły wybór samego systemu lub jego funkcjo-nalności będzie wpływał na działa-nie firmy przez długie lata. Dlatego wybór systemu i wdrożenie musi być przeprowadzone bardzo starannie i dokładnie.We wdrożeniach systemów klasy MES najczęściej pojawia się potrze-ba integracji z dwoma typami syste-mów lub urządzeń. Jedną z nich jest integracja z systemami sterowania maszyn i urządzeń. Musimy wie-dzieć, czy urządzenia produkcyjne pozwalają na odczyt i zapis danych z wykorzystaniem dostępnych pro-tokołów komunikacyjnych, system MES powinien też być przygotowany do takiej integracji – inaczej pojawią się nieprzewidziane koszty związane z dopasowywaniem urządzeń pro-dukcyjnych do działania systemu. Pomocna w takiej sytuacji jest bar-dzo dokładna inwentaryzacja parku maszynowego. Podobnie jest w przypadku inte-gracji systemu MES ze stosowanym w firmie systemem ERP. Tutaj ważna jest otwartość obu systemów oraz dostępność specjalistów po stro-nie systemu ERP, którzy przygotują odpowiednie interfejsy programowe do automatycznego zasilania danymi. Moduły systemu MESWażnym zadaniem związanym z wyborem systemu MES jest odpo-wiedni dobór modułów wyko-nawczych programu. Jeśli okaże się, że nie wybraliśmy wszystkich PODSTAWOWE KORZYŚCI WYNIKAJĄCE Z WDROŻENIA SYSTEMU KLASY MES• wzrost produktywności,• wzrost wskaźnika wykorzystania maszyn i urządzeń,• skrócenie czasu cyklu produkcyjnego,• obniżenie kosztów produkcji,• poprawa wizualizacji przebiegu produkcji w czasie rzeczywistym,• skrócenie przestojów,• poprawa jakości produkcji,• zwiększenie stopnia wykorzystania zdolności produkcyjnych,• zmniejszenie zużycia surowców, komponentów, mediów i energii.34AUTOMATYKATEMAT NUMERUniezbędnych w przedsiębiorstwie elementów, będzie się to wiązało z dodatkowymi kosztami ich imple-mentacji. Z kolei moduły rzadko lub w ogóle nieużywane podniosą niepo-trzebnie koszty wdrożenia. Jak widać istotna jest tu skalowal-ność systemu MES, która gwarantu-je, że będzie on nie tylko realizował swoje funkcje, ale będzie go można w przyszłości rozbudować i łączyć z innymi systemami, zarówno w przy-padku zmian w firmie o charakterze funkcjonalnym (np. rozszerzenie profilu produkcji), jak i ilościowym dotyczącym liczby maszyn, stanowisk roboczych oraz mierzonych wielkości takich jak wolumen produkcji, czę-stotliwość raportowania itp. Podstawowym modułem sys-temu MES jest moduł zarządzania wykonywaniem produkcji. Do jego zadań należy monitorowanie pro-cesu produkcji oraz zarządzanie zachodzącymi w jej trakcie zmianami. Zapewnia ona również inżynierom wsparcie dotyczące podejmowania decyzji produkcyjnych oraz odpo-wiada za dostarczanie informacji o awariach i nieprawidłowościach „na produkcji” Kolejne moduły systemów klasy MES nie są już niezbędne do jego funkcjonowania, ale w większości przypadków są obecne w standardo-wych wdrożeniach systemu. Pierw-szym z nich jest moduł zarządzania wydajnością i służy do monitorowa-nia oraz analizy wydajności maszyn, linii oraz stanowisk produkcyjnych. Odpowiada za zbieranie informa-cje o przestojach i realizacji zleceń. Umożliwia też generowanie raportów dotyczących wspomnianego wcze-śniej wskaźnika OEE.Kolejny moduł odpowiada za implementację funkcji śledzenia przebiegu procesu produkcji. Moni-toruje dane o dostawcach, zużyciu surowców oraz zbiera informacje o zadaniach wykonywanych przez wszystkich pracowników. Informa-cje te gromadzone są w bazie danych i na ich podstawie można odtworzyć genealogię produkcji, co uwarunko-wane jest różnego rodzaju normami i przepisami dotyczącymi serwisu posprzedażowego i ochroną środo-wiska. Niektóre branże wymagają też rejestracji parametrów i wyników testów dla każdego wytworzonego wyrobu tak, aby opis zadań mógł być uzupełniany o informacje o wadach wykrytych długo po tym jak produkt opuści zakład produkcyjny.Z kolei moduł zarządzania jako-ścią analizuje dane pomiarowe pod kątem odchyleń parametrów produk-cyjnych i szuka przyczyn ich wystąpie-nia. Na tej podstawie można w czasie rzeczywistym wprowadzać odpo-wiednie działania korygujące. Moduł gromadzenia oraz akwizycji danych odpowiada za zapis informacji pro-dukcyjnych rejestrowanych przez sterowniki PLC czy systemy SCADA. Zgromadzone informacje prezen-towane w postaci m.in. graficznych raportów ułatwiających zarządzanie produkcją. System MES dostarcza informacji, które mogą wspomóc pre-wencję. Chodzi tu o analizę postojów, spadków wydajności, a zwiększona liczba wad wpływa na optymali-zację planów przeglądów okreso-wych i ich synchronizację z plana-mi produkcyjnymi.Ważnym zadaniem jest kontrola zużycia surowców i mediów. Moduł zarządzania zasobami dostarcza informacji o stanie maszyn, mate-riałów, zapasów oraz przechowuje informacje o dokumentach wyma-ganych do wykonania danej operacji technologicznej, a także jest w stanie odpowiedzieć na pytanie ,ile ener-gii i surowców zużyto na konkretne zadanie lub na wyprodukowanie konkretnego elementu. Podob-ną rolę odgrywa moduł zarządza-nia zasobami ludzkimi, odnosi się on do pracowników produkcyjnych, ich wydajności, przepracowanych godzin czy roboczogodzin niezbęd-nych do wykonania danej czynności lub operacji – składowane są tu też informacje m.in. o szkoleniach czy uprawnieniach poszczególnych pracowników. System może mierzyć i rejestro-wać konsumpcję energii elektrycz-nej. Nie chodzi jednak o to aby wie-dzieć, ile kWh zużyła dana maszyna czy hala. Zadaniem systemu MES jest odpowiedź na pytanie. Pozwala to nie tylko na optymalizację zużycia prądu, ale daje dane do rzeczywistej kalkulacji kosztów.System MES powinien też syn-chronizować zużycie materiałów oraz półproduktów i planów pro-dukcyjnych ze stanami magazyno-wymi – aby optymalizować zapasy i to w czasie rzeczywistym. Zbyt duże zapasy są stratą, za małe zagrażają ciągłości produkcji.Ostatnim standardowo wdraża-nym modułem jest zarządzania obie-giem dokumentów. Realizuje on funk-cję kontroli przepływu dokumentów między działami przedsiębiorstwa, maszynami oraz pracownikami. Śledzone dokumenty to najczęściej dokumentacja techniczna, instrukcje, zapisy procedur, receptury, schema-ty, nastawy maszyn, zamówienia, zalecenia, harmonogramy oraz oprogramowanie sterujące. Warto POZYSKANE DANE Z PROCESU PRODUKCYJNEGO UMOŻLIWIAJĄ ANALIZĘ KLUCZOWYCH WSKAŹNIKÓW EFEKTYWNOŚCI PRODUKCJI I POZWALAJĄ UZYSKAĆ, PRAKTYCZNIE NA BIEŻĄCO, PRAWDZIWY OBRAZ WYKORZYSTANIA ZDOLNOŚCI PRODUKCYJNYCH FABRYKI.355/2019TEMAT NUMERUzauważyć, że system MES powinien dostarczać „na miejsce” właściwą dokumentację operacyjną oraz kre-ować dokumentację poprodukcyjną. Pod pojęciem dokumentacji opera-cyjnej rozumie się przede wszystkim nastawy maszyn, programy CNC oraz receptury dostarczane bezpośrednio do komputerów sterujących maszyn.Przemysł 4.0Podobnie jak większość systemów informatycznych, również systemy klasy MES bardzo szybko ewoluują. Trendem, który obecnie determinuje rozwój systemów, jest idea Przemysłu 4.0. Jak wiadomo pod pojęciem tym kryje się integracja „inteligentnych” maszyn i systemów oraz automatyza-cja procesów produkcyjnych mająca na celu zwiększenie wydajności wytwarzania, jej uelastycznienie oraz wprowadzenie opłacalności produk-cji jednostkowej. Dlatego systemy MES wykorzystu-ją najnowsze technologie, takie jak Przemysłowy Internet Rzeczy, którego )$ $" W . "$ '1$ " F &?h= `b 4Fj &' $ dzadaniem jest dostarczenie jak naj-szerszej, cyfrowej informacji zwrotnej – nie tylko o procesach i operacjach produkcyjnych, ale również o pro-duktach, które zostały już sprzeda-ne klientom.Kolejnym trendem wpływającym na funkcjonalność systemów MES jest implementacja technologii ucze-nia maszynowego. Uczenie maszy-nowe przez analizę historycznych i bieżących danych pozwala syste-mowi MES przewidzieć, kiedy mogą wystąpić problemy na linii produk-cyjnej lub może zdarzyć się awaria. Co więcej, nowoczesne maszyny już obecnie udostępniają informacji o statusie urządzeń, dzięki czemu znacznie łatwiej wychwycić nadcho-dzące problemy. Widać też trend związany z auto-matyzacją systemów MES i ich głęb-szą integrację z systemami plano-wania produkcji. Oprogramowanie MES coraz częściej integrowane jest z narzędziami klasy PLM do zarzą-dzania życiem produktów, a także narzędziami wykorzystywanymi w projektowaniu. Dzięki temu infor-macje o kolejnych etapach tworzenia produktu są wizualizowane w czasie rzeczywistym i pozwalają na odpo-wiednie zaplanowanie i harmonogra-mowanie produkcji na pojedyncze, zindywidualizowane zamówienia.Ostatnim z trendów jest przeno-szenie systemów MES do środowiska chmurowego. Jak przewiduje IDC, już w 2020 r. 50–60% firm produkcyjnych na świecie będzie opierać swoje funk-cjonowanie na platformach chmuro-wych – oczywiście chodzi tu w więk-szości przypadków o chmurę prywat-ną, będąca w całości pod kontrolą działu IT przedsiębiorstwa.Środowisko chmurowe zapewnia bowiem znacznie lepsze możliwości analityki biznesowej w czasie rzeczy-wistym, lepszą analizę dużych zbio-rów danych, dostępność z każdego miejsca na świecie oraz wsparcie dla zaawansowanego przywracania sys-temu po awarii.Przykładem przedsiębiorstwa, które wdrożyła system MES kra-kowskiej firmy Andea Solutions jest Autoliv – dostawca systemów bezpieczeństwa samochodowego. Obecnie korzysta z tej technologii w 82 obiektach w 27 krajach. Wdro-żenie systemu klasy MES w chmurze sprawiło, że w firmie Autoliv o 30% skrócono czas reakcji na problemy związane z konserwacją maszyn, o 5% poprawiono dostępność ope-racyjną i o 12% zmniejszono kosztóy związane z częściami zamiennymi.System klasy MES implementowa-ny w chmurze jest narzędziem nie tyl-ko dla dużych korporacji, ale również dla małych i średnich firm, które nie mają rozbudowanej infrastruktury IT. Oczywiście, wchodzą tu w grę usługi oferowane przez dostawców chmu-rowych, ale dzięki chmurze publicz-nej lub hybrydowej mają oni szansę na korzystanie z najnowszych, naj-bardziej zaawansowanych rozwiązań, na które do niedawna stać było tylko największe firmy na świecie. &K0:&07 &36AUTOMATYKATEMAT NUMERUrozpoznawanie alarmów, wykonywanie terminarzy i harmonogramów oraz – je-śli tak uznał projektant – wykonywanie skryptów. Aplikacja po zmianach nie wymaga kompilacji i publikowania – jest gotowa do działania natychmiast, a ponadto może być automatycznie uaktualniona na pozostałych stano-wiskach operatorów oraz serwerach aplikacji. Istnieją też specjalne licencje inżynierskie, które nie mają ograniczeń liczby zmiennych.Baza zmiennych aplikacji modyfikowana on-lineJak każdy system SCADA, Asix.Evo bazuje na zmiennych procesowych, wiążących nazwy w aplikacji z adresami pamięci w źródłach danych. Cechą odróżniającą Asix od innych systemów jest oddziele-nie informacji o sposobie pozyskiwania wartości bieżących i umieszczenie jej w oddzielnym „bycie” o nazwie „kanał komunikacyjny”. Zmienne z jednego źró-dła korzystają więc z jednego kanału, co ułatwia budowanie wariantów projektu dla wielu stanowisk, które różnią się wła-śnie parametrami protokołu komunika-cyjnego lub samym protokołem. Takie rozwiązanie pozwala na ujednolicenie baz definicji zmiennych na wszystkich # & *2( ''1 '" " "p #-'1 $ ) "G- 1W) $" "H ) H" 1- ") 1 ) '2 PROMOCJAAsix.Evo jest chyba jednym z nie-licznych, o ile nie jedynym opro-gramowaniem klasy SCADA, w którym narzędzia projektowe są za-wsze w cenie pakietu. Projektowanie aplikacji jest trybem pracy, a nie oddziel-nym oprogramowaniem inżynierskim. All-in-oneFakt zgromadzenia narzędzi projekto-wych i wykonawczych w jednej licencji oznacza, że działającą aplikację można przełączyć do trybu projektowego, do-konać w niej zmian, zapisać je i wrócić do trybu egzekucji aplikacji. Podczas prac projektowych nie następuje za-trzymanie akwizycji danych ze źródeł oraz ich archiwizacji i nie zatrzymuje się Asix.Evo – nowoczesna platforma programowa klasy SCADAstanowiskach oraz łatwą, globalną zmianę parametrów komunikacji dla wszystkich zmiennych z danego źródła, co jest konieczne np. podczas przeno-szenia aplikacji na terminal operatorski, który nie ma bezpośredniej łączności ze źródłami danych.Rekordy definicji zmiennych mogą zawierać dowolne – poza obowiązkowy-mi i pomocniczymi, aczkolwiek standar-dowymi – pola. Można więc np. umieścić informacje o lokalizacji pomiaru, numer rysunku dokumentacji papierowej czy nazwę szafy, listwy krosowej albo nu-mery zacisków. Taką informację można łatwo wyświetlić na żądanie, co ułatwia prowadzenie bieżącej eksploatacji, zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych.Wzorce i właściwości globalneStosowanie wzorców obiektów jest ułatwieniem dla projektantów aplika-cji z jednej strony i dla służb inwestora zajmujących się jej konserwacją z dru-giej. Wbudowane w Asix mechanizmy automatycznego uaktualniania wzor-ców pozwalają na szybką zmianę spo-sobu wyświetlania informacji w oparciu o dany wzorzec, bez konieczności od-najdywania miejsc, w których wzorzec TEMAT NUMERU375/2019TEMAT NUMERU; 2 &$został użyty. Podobnie jest w przypad-ku tzw. właściwości globalnych, które pozwalają na ujednolicenie wartości wybranych właściwości we wszystkich miejscach, gdzie są one użyte. Zmiana definicji właściwości globalnej w spo-sób automatyczny jest powielana we wszystkich miejscach jej użycia.Opracowane w ramach jednego projektu wzorce i zestawy właściwości globalnych można przenosić do kolej-nych projektów (na zasadzie zwykłego kopiowania plików), co pozwala pro-jektantowi budować własne standardy i przyspiesza jego pracę.Otwartość systemuOtwartość systemu Asix.Evo można określić w dwóch płaszczyznach. Pierw-szą z nich jest możliwość udostępniania danych do dowolnego oprogramowa-nia z użyciem standardów OPC, OLE, .Net. Dzięki temu aplikację Asix.Evo można łatwo połączyć z innym oprogra-mowaniem, wymieniając dane w obu kierunkach. W każdą licencję ruchową wbudowany jest serwer AsixConnect, udostępniający podane wcześniej łą-cza. Druga to możliwość rozszerzenia funkcjonalności pakietu przez stworze-nie własnych obiektów wizualizacyjnych i własnych bibliotek do skryptów C# lub VB .Net dzięki udostępnieniu pełnej dokumentacji programowej. Oznacza to m.in. otwarte pole do kreowania własnego wizerunku aplikacji przez stosowanie „prywatnych” obiektów in-tegratora.Struktury o podwyższonej niezawodności – redundancjaW oparciu o platformę Asix.Evo budo-wanie aplikacji z redundancją kanałów komunikacyjnych (jeśli tylko protokół na to pozwala) jest wyjątkowo łatwe. Co istotne, nie ma konieczności wią-zania na etapie projektowym stacji ro-boczych w pary redundantne (możliwe jest wzajemne redundowanie się wielu serwerów) – wiązanie to odbywa się on--line w przypadku utraty łączności przez jeden z serwerów aplikacji ze źródłem danych. Następuje wtedy poszukiwanie i – po uzyskaniu pozytywnej odpowiedzi z innego serwera aplikacji – przełączenie na zapasowe łącze, realizowane przez sieć Ethernet. Oznacza to, że w przypad-ku aplikacji wieloserwerowej wystarczy, by co najmniej jeden serwer posia-dał sprawne łącze do źródeł danych, a wszystkie stacje robocze zachowują pełną funkcjonalność i pozwalają na pełną kontrolę nad procesem techno-logicznym.AsBase – recepturowanie i archiwizacja zdarzeniowa w standardzieModuł AsBase, w oparciu o współpracę z serwerem MS SQL, pozwala na zbu-dowanie systemu recepturowania oraz tzw. archiwizacji zdarzeniowej, w której zapis rekordu archiwalnego spowodo-wany jest wykryciem określonego zda-rzenia. Biorąc pod uwagę te cechy, moż-liwe jest zautomatyzowanie procesu zadawania parametrów produkcyjnych według z góry założonych scenariuszy i receptur (receptury mogą być zada-wane automatycznie, co pozwala na tworzenie zrestrukturyzowanych algo-rytmów produkcyjnych) i jego automa-tyczne śledzenie w celu dokumentacji procesu wytwarzania z dokładnością do pojedynczej serii produkcyjnej lub na-wet identyfikowalnego wyrobu. Te moż-liwości są szczególnie istotne w takich branżach, jak przemysł farmaceutyczny, spożywczy, samochodowy lub lotniczy i pozwala spełnić formalne wymogi, obowiązujące w takich zastosowaniach.Asix.Evo a technologia GISKonieczność integracji aplikacji klasy SCADA z systemami GIS zaowocowała rozbudową funkcjonalnych możliwości systemu o przedstawianie danych po-miarowych w oparciu o mapy i umiej-scawianie obiektów wizualizacyjnych we współrzędnych geograficznych. Dzię-ki zachowaniu wszystkich cech systemu SCADA Asix.Evo otwiera nową kartę w hi-storii systemów tej klasy. & * (Asix OEE38AUTOMATYKATEMAT NUMERUSystemy GIS są powszechnie stoso-wane do inwentaryzacji i gospodarowa-nia instalacjami dystrybucji mediów, lecz dotąd brakowało im bieżącej informacji o wartościach pomiarowych w admi-nistrowanej sieci. Asix.Evo przełamuje tę granicę, łącząc systemy GIS i ciągły dostęp do pomiarów on-line. Projek-towanie i konserwację aplikacji ułatwia możliwość importu danych z plików ShapeFile (*.shp) lub z bazy MS SQL. Łatwy i powszechny dostępZaopatrzywszy wcześniej system w do-datkową licencję Asix4Internet oraz Asix Mobile, można ją opublikować na serwe-rze WWW i mieć dostęp do niej w różnych wariantach. Pierwszy z nich to układ 1:1 w przeglądarce MS IE, z zachowaniem wszystkich funkcji poza możliwością edycji aplikacji. Nie jest wymagane insta-lowane dodatkowego oprogramowania na kliencie WWW (licencja na określoną liczbę jednoczesnych użytkowników). Kolejna opcja to uproszczony graficz-nie, lecz nie funkcjonalnie interfejs na urządzeniach mobilnych działających pod kontrolą systemów Android i iOS (licencja per device) z użyciem aplikacji z Google Play lub AppStore. Dostęp jest też możliwy w aplikacji MS Excel w posta-ci tabel, tworzonych z użyciem kreatora lub ręcznie, odświeżanych w czasie bie-żącym lub na żądanie (sposób alterna-tywny do dostępu przez przeglądarkę).Bez ograniczeń językowychAsix.Evo pozwala na tworzenie aplikacji w dowolnej liczbie języków i z użyciem dowolnego alfabetu dzięki obsłudze Uni-code. Obecnie działają już aplikacje wy-konane przez niezależnych integratorów, pracujące w językach angielskim, rosyj-skim, hebrajskim i chińskim. W tych apli-kacjach jest zdefiniowana co najmniej druga wersja językowa. Języki mogą być przełączane on-line. Poza tekstami aplikacji możliwe jest przetłumaczenie na dowolny język tekstów środowiska projektanta. W standardzie dostępna jest wersja polska i angielska.Dla gotowych rozwiązańWychodząc naprzeciw potrzebom i oczekiwaniom rynku, firma Askom opracowała w ostatnich latach szereg specjalizowanych pakietów programo-wych realizujących konkretne zadania, często spotykane we współczesnych zakładach przemysłowych.AsixEnergy – system monitoringu mediówWprowadzenie regulacji prawnych, zmuszających zakłady do cyklicznego przeprowadzania audytów energetycz-nych, spowodowało szybką reakcję firmy ASKOM, która w odpowiedzi stworzyła specjalne narzędzie do tworzenia aplika-cji monitorowania mediów energetycz-nych. Aplikacja ta ułatwia i przyspiesza tworzenie projektów tego typu. Przygo-towane, specjalizowane obiekty graficz-ne są parametryzowane w oparciu o za-wartość dodatkowych pól w rekordach definicji zmiennych. Dzięki temu two-rzenie aplikacji polega w dużej mierze – po uprzednim przygotowaniu definicji zmiennych – na „wyklikaniu” żądanych opcji i funkcji systemu – kreator aplikacji przejmuje zadanie przygotowania spe-cjalizowanych diagramów (schematów na ekranie), liczników i pozostałych na-rzędzi aplikacji monitorowania mediów.Dzięki systemowi tego typu Inwestor może w sposób ciągły monitorować swoje urządzenia i identyfikować „słabe” elementy infrastruktury obiektowej, tzn. mniej efektywne od innych, zużywające więcej energii lub wręcz ją marnotra-wiące (np. nieszczelność kolektorów pary czy sprężonego powietrza). Daje to podstawę do podejmowania optymal-nych decyzji odnośnie alokacji produk-cji, modernizacji i wymiany urządzeń, co ostatecznie przekłada się na zwiększenie zysku i konkurencyjności na rynku. Asix Energy dostarcza specjalizowa-nych narzędzi do analizowania efektów zmian dokonanych przez przedsiębior-cę od poprzedniego audytu i daje duże możliwości tworzenia ad hoc dowolnie skonfigurowanych raportów i zestawień.Asix OEE – system monitoringu efektywności produkcjiInnym polem zastosowań systemów SCADA, które zdobywa coraz większą po-pularność, są systemy wyliczania współ-czynników efektywności wykorzystania maszyn i linii produkcyjnych w przelicze-niu na jednostkę produkcji oraz innych parametrów związanych z eksploatacją. Tutaj Asix.Evo również oferuje gotowe rozwiązanie w postaci modułu Asix OEE. Jest to zestaw specjalizowanych narzę-dzi, wykorzystujących dodatkowe pola w bazie definicji zmiennych do półau-tomatycznego tworzenia elementów aplikacji o określonym przeznaczeniu. Mówimy tu o mechanizmach wyliczania zagregowanych wielkości, określających w czasie bieżącym podstawowe oraz in-dywidualnie KPI. Ciężar przygotowania aplikacji Asix OEE przesuwa się w kierun-ku odpowiedniego przygotowania bazy definicji zmiennych.Bezpośrednie wskazanie wydajności dla poszczególnych linii i maszyn jest często wyświetlane jako informacja dla pracowników. Ma to cel dopingujący w firmach stosujących kompetytywny system motywacji pracowników. To jed-nak zazwyczaj tylko dodatkowe zastoso-wanie naszego oprogramowania.#" 395/2019TEMAT NUMERU ' 2 /2 " <B >>?<DD ! " 2 B@ BD <C <DD * B@ BD <C <D<?$ . 'v$2 """2$2 Asix4Wago – wizualizacja BMS „od ręki” W ostatnich latach obserwujemy gwał-towny wzrost tworzenia tzw. inteligent-nych budynków, za którymi idą systemy BMS (Building Management Systems). Tworzone są one zwykle w oparciu o ste-rowniki programowalne PLC oraz syste-my wizualizacji klasy SCADA.Udaną próbą stworzenia wspólnej platformy programowej PLC + SCADA z funkcjonalnością DCS jest pakiet Asix4WAGO (WAGO Visu Building), który stworzyła firma ASKOM i lider rynku auto-matyki budynkowej – WAGO Elwag. Klu-czową ideą Asix4WAGO jest powiązanie oprogramowania sterowników progra-mowalnych WAGO z systemem wizuali-zacji Asix.Evo w spójną całość, realizującą kompleksowo zadania sterowania i wizu-alizacji inteligentnych budynków.Asix4WAGO zawiera z jednej strony opracowaną przez WAGO Elwag i prze-znaczoną dla sterowników WAGO biblio-tekę gotowych bloków programowych do obsługi urządzeń najczęściej wykorzy-stywanych w automatyce budynkowej, a z drugiej strony Kreator aplikacji BMS dla WAGO w systemie Asix.Evo.W systemie Asix.Evo przygotowane zo-stały wzorce obiektów wizualizacyjnych skojarzone z blokami programowymi sterownika WAGO dla automatyki bu-dynkowej: blok programowy w sterow-niku zbiera dane i realizuje algorytmy sterowania, a powiązany z nim obiekt graficzny systemu Asix.Evo prezentuje operatorowi w czytelny sposób wszyst-kie informacje i umożliwia sterowanie nadrzędne. Parametryzacja obiektów Asix.Evo została w tym tandemie mak-symalnie uproszczona – sprowadza się do wyboru obiektu i wskazania jednym kliknięciem z rozwijanego drzewa całej grupy zmiennych prostych niezbędnych do sparametryzowania obiektu. Asix CDAS – centralna akwizycja danychSpecjalną klasę aplikacji, opartych na platformie Asix.Evo stanowią systemy centralnej akwizycji danych (Central Data Acquisition System – CDAS). Mają one za zadanie tworzyć kompleksowe systemy zbierania i przetwarzania danych z wielu, często obcych (czyli innych niż Asix) źró-deł i udostępniać dane na ujednoliconej platformie. Można wyróżnić dwa zastosowania, realizowane w oparciu o oprogramowa-nie Asix.Evo. Pierwszy przypadek to system operu-jący w granicach jednego zakładu, zbiera-jący dane z wielu aplikacji cząstkowych, uruchomionych w odrębnych węzłach technologicznych. Aplikacja synoptyczna uruchomiona jest wtedy na specjalnym serwerze i dostępna na terminalach w sieci zakładowej. Przykładami takich aplikacji są przekrojowe aplikacje dla ca-łych zakładów, takich jak elektrownia czy zakład produkcyjny. ASKOM zrealizował systemy tego typu w elektrowniach Tu-rów, Bełchatów, Rybnik czy w Janikow-skich Zakładach Sodowych. Największa tego typu aplikacja, w elektrowni Rybnik, obejmuje łącznie 320 000 zmiennych, udostępnianych w sieci zakładowej z tak-tem sekundowym.Drugi przypadek to aplikacja obej-mująca kilka oddzielnych zakładów, udostępniająca dane dla aplikacji nad-rzędnej, działającej w organizacji nadzo-rującej wspomniane zakłady. Tu mamy do czynienia z sytuacją, gdy droga od pozyskania danych do aplikacji końco-wej przekracza granicę przedsiębiorstwa i przez sieć rozległą dociera do systemu nadrzędnego. W każdym z zakładów istnieją lokalne aplikacje SCADA do-wolnego dostawcy oraz jedna aplika-cja koncentrująca dane z tych aplikacji cząstkowych. Ten koncentrator, równo-legle z innymi, wysyła dane do aplikacji nadrzędnej, dając ogólne spojrzenie na całość. Jako przykładu można użyć aplikacji dla spółki Węglokoks Energia, która zawiaduje sześcioma ciepłownia-mi. Dane z tych ciepłowni spotykają się w synoptycznej aplikacji w centrali.Zaletą stosowania aplikacji CDAS jest ujednolicony dostęp do danych z do-wolnego źródła i możliwość wyliczania różnych relacji między tymi danymi. Nie ma wtedy znaczenia natura pierwotne-go źródła danych – platforma Asix.Evo sprowadza wszystkie dane do jednego mianownika. Gotowość na przyszłe wyzwania – Industry 4.0, IIoTFirma ASKOM, jako twórca oprogramo-wania Asix.Evo, trzyma rękę na pulsie i wdraża pojawiające się w branży au-tomatyki przemysłowej nowości. Kieru-nek, w którym wszyscy wielcy tej branży obecnie podążają, nie ominął też plat-formy Asix, która została wyposażona w narzędzia potrzebne do zastosowań w Przemyśle 4.0.W systemie Asix.Evo wprowadzono serwer REST, używany do budowania systemów w architekturze rozproszonej z użyciem sieci rozległej oraz w drajwer protokołu MQTT, powszechnie stoso-wany do przesyłania danych do aplika-cji pracujących w chmurach Microsoft i Amazon. Asix obsługuje binarny i tek-stowy JSON format kodowania danych. ; 2 &$-" Next >