Technologie Wonderware w fabryce pralek. Efektywne, zautomatyzowane zbieranie i analiza parametrów OEE

fot. ASTOR

BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH, to – powstałe w 1967 roku – joint venture spółek Robert Bosch GmbH ze Stuttgartu oraz Siemens AG z Monachium, które w 2010 roku zanotowało obrót na poziomie 9 miliardów euro. Łącznie z międzynarodową siecią oddziałów sprzedażowych oraz firm serwisowych, koncern BSH to aktualnie ponad 70 firm w 46 krajach, a łączna liczba zatrudnionych przekracza 43 tysiące osób. Wszystko to sprawia, że BSH jest największym producentem AGD w Niemczech, jak i w całej Europie, zajmując miejsce wśród globalnych liderów producentów artykułów gospodarstwa domowego.

Oprócz flagowych marek Bosch i Siemens, portfolio firmy BSH obejmuje duże i małe urządzenia gospodarstwa domowego, sprzęt do czyszczenia podłóg i podgrzewacze wody. Zarządzanie spółką i jej rozwój oparty jest w głównej mierze na dbałości o jakość oraz innowacyjność wytwarzanych produktów, które nabywcy doceniają za wytrzymałość, komfort i łatwość użytkowania. Nie dziwi więc fakt stale rosnącego zaufania do marki oraz satysfakcji klientów z dokonywanych zakupów.

Cele:

• automatyczne zbieranie danych maszynowych i operacyjnych,
• prezentacja gromadzonych informacji na wykresach, raportach oraz kokpitach menadżerskich,
• analizy przestojów i automatyczna kalkulacja wskaźnika OEE,
• wizualizacja i optymalizacja procesów produkcyjnych,
• analizy wydajności zmian i czasu cyklu produkcyjnego,
• analizy wybiórcze,
• monitoring przebiegu produkcji w czasie rzeczywistym online,
• wizualizacja aktualnych parametrów produkcji zakładu przemysłowego,
• automatyczne raportowanie i alarmowanie drogą mailową,
• zbieranie danych dotyczących spadku produkcji,
• gromadzenie parametrów globalnego zarządzania utrzymaniem ruchu (TPM).

Wyzwania:

• stworzenie otwartej, skalowalnej platformy,
• zunifikowane w całej firmie parametry raportowania,
• raportowanie oparte na sieci intra/internetowej,
• system wielojęzyczny,
• wirtualne i scentralizowane środowisko serwerowe,
• zintegrowanie rozwiązania Wonderware z istniejącym w BSH systemem IT.

Projekt 

Jakość, pewność i innowacyjność to podstawowe założenia, które gwarantować musi proces produkcji w BSH. Te same kryteria odnoszą się również do wyboru partnerów biznesowych oraz systemów automatyki pilnujących, by przebieg wytwarzania zawsze odbywał się zgodnie z najwyższymi standardami.

Na poziomie gromadzenia danych produkcyjnych z zakładów czy hal produkcyjnych, przez lata BSH stosowało własne rozwiązanie. System ten pozwalał na przesyłanie informacji o zleceniach produkcyjnych i innych informacjach z systemu ERP do fabryk. Każda stacja robocza, dzięki urządzeniom archiwizującym dane, miała kilka równorzędnych zadań, jak potwierdzanie czy śledzenie zamówień oraz zbieranie parametrów z maszyn.

Mimo stosowania tego wewnętrznie wypracowanego rozwiązania, BSH brakowało globalnego systemu informatycznego do gromadzenia danych z urządzeń produkcyjnych, które pozwoliłoby na automatyczne monitorowanie wskaźnika całkowitej efektywności posiadanego parku maszynowego (OEE – Overall Equipment Effectiveness). Dlatego też Centralny Dział IT koncernu BSH otrzymał zadanie wyspecyfikowania oraz wyboru systemu zbierania danych, spełniającego oczekiwania i odpowiadającego na potrzeby całej organizacji.

Wymagania 

Wymagania stawiane poszukiwanemu systemowi z jednej strony odwoływały się do korzystania z dotychczas zbieranych i posiadanych informacji, z drugiej zaś: do dostępności otwartych interfejsów, mogących połączyć różnego rodzaju maszyny, zainstalowane w każdej z fabryk BSH. Rozwiązanie powinno zapewniać raportowanie ujednoliconych parametrów, w celu prowadzenia analiz porównawczych zakładów. Ponadto, istotnym warunkiem dla nowego systemu była możliwość zintegrowania go z istniejącym w BSH systemem produkcyjnym w sposób, który pozwoli na tworzenie przejrzystych raportów i spójnych parametrów.

Znaczenie systemu produkcyjnego 

System produkcyjny BSH stanowi podstawę stałej optymalizacji i rozwoju wszystkich procesów firmowego łańcucha wartości. Ustala on także globalny standard we wszystkich fabrykach udowadniając, że BSH silnie integruje własne procesy produkcji, optymalizuje zaopatrzenie i logistykę wytwarzania oraz buduje ujednoliconą wizję zakładów produkcyjnych na całym świecie. Ze względu na tak duże znaczenie tego systemu dla całego koncernu, uzasadnione okazało się zbudowanie jednego, stałego fundamentu dla zbierania danych i badania wskaźnika OEE w grupie BSH. Gromadzone wskazania miałyby być przedstawiane za pomocą wykresów słupkowych, prezentujących ogólny obraz efektywności parku maszynowego w różnych zakładach produkcyjnych. Wygenerowane raporty pokazywałyby dostępność, wydajność, jakość i wartości związanych z OEE potencjalnych źródeł strat (z uwzględnieniem dokładnych wartości oraz nazw stacji roboczych/zakładów przemysłowych), kluczowe parametry procesów. A wszystko to na jednej stronie i w lokalnym języku każdego z zakładów.

Realizacja 

Biorąc pod uwagę ambitne kryteria koncernu BSH, zdecydowano się na wdrożenie rozwiązania dostarczonego przez firmę Wonderware. Wszystkie maszyny zostały połączone z Data Access Server Wonderware, co umożliwiło płynne i kompletne zbieranie danych. Następnie urządzenia oraz informacje produkcyjne z nich napływające musiano zmagazynować bezpośrednio w bazie oprogramowania Wonderware MES Performance.

Zastosowane rozwiązania i produkty:

• Wonderware MES Performance,
• Platforma Systemowa ArchestrA,
• Wonderware InTouch HMI Terminal Services,
• Wonderware Historian,
• Wonderware Information Server.

Powstały w ten sposób system do zbierania danych, analizy przestojów, badania parametrów produkcyjnych, wskaźnika OEE oraz raportowania obejmuje:

• 128 maszyn i fabryk,
• blisko 100 użytkowników portalu Wonderware Information Server, zapewniającego dostęp do raportów przez Internet,
• interfejs ERP bazujący na Microsoft Message Queue (120 tysięcy zapytań dziennie),
• automatyczne raportowanie, wspierane przez MS SQL – Server Reporting Services,
• e-mailowe powiadomienia o występujących alarmach.

Schemat systemu automatycznego monitorowania efektywności parku maszynowego 
w BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH

Wizualizację na poziomie hali produkcyjnej realizuje oprogramowanie Wonderware InTouch HMI, dostępne także zdalnie dzięki funkcji Terminal Server. Jest ono obsługiwane w dziesięciu różnych językach w zakładach na terenie Niemiec, Hiszpanii i Turcji.

Na pilotażowej instalacji procesu gromadzenia danych i wizualizacji, wyświetlanych w sposób ciągły było około 60 parametrów działania (ciśnienie, temperatura, przepływ). Dodatkowo wykrywano i odczytywano wszelkie informacje związane z procesami wtryskowymi. Podczas testów system zapewnił nie tylko dokładną wizualną reprezentację działania linii, ale również pozwolił na przeprowadzenie dogłębnej analizy i badania występujących trendów.

W związku z sukcesem pierwszego wdrożenia rozwiązania Wonderware w fabryce BSH, bliźniacze systemy zostały już zaimplementowane w 12 zakładach na całym świecie, między innymi w Niemczech, Hiszpanii, Turcji, Grecji oraz Rosji. Dane zbierane są z ponad 160 instalacji, obsługiwanych przez 100 operatorów.

Korzyści i rezultaty 

W wyniku eliminacji ręcznego zbierania danych potrzebnych do wyliczania wskaźnika OEE i automatyzacji tego procesu z wykorzystaniem oprogramowania Wonderware, operatorzy oszczędzają znaczną ilość czasu. Teraz dokładne i rzetelne informacje dotyczące stanu poszczególnych instalacji, zakładów oraz wydarzeń na produkcji są błyskawicznie dostępne dla wszystkich uprawnionych użytkowników - można je na bieżąco śledzić za pośrednictwem Intra-/Internetu.

Rezultaty:

• eliminacja ręcznego pomiaru parametrów produkcyjnych, służących do wyliczania wskaźnika OEE i oszczędność czasu pracowników,
• precyzyjne i wyczerpujące informacje o stanie pracy i wydarzeniach w poszczególnych fabrykach,
• dostęp do informacji o działaniach podnoszących efektywność,
• zdefiniowanie kluczowych obszarów produkcyjnych (narzędzia, procesy, instalacje),
• szybszy i łatwiejszy dostęp do parametrów przez Intranet BSH,
• cenne narzędzie, wykorzystywane podczas podejmowania decyzji zakupowych (identyfikacja odsetka zezłomowanych części oraz przestojów maszyn związanych z wadliwymi partiami produkcyjnymi),
• możliwość łatwego powielenia systemu we wszystkich fabrykach koncernu BSH.

Przyszłość 

Na podstawie rezultatów uzyskanych dzięki zastosowaniu rozwiązania firmy Wonderware, firma BSH planuje wdrożenie go także w zakładach produkcyjnych poza Europą. Aktualnie rozważana jest implementacja dodatkowych funkcji, takich jak np.: powiadomień SMS, rejestru alarmów, analiz czasu awarii i cyklu, zsynchronizowania z systemem urządzeń mobilnych oraz implementacji oprogramowania Wonderware do monitorowania energii.

Artykuł powstał na podstawie materiałów firmy Wonderware

www.astor.com.pl/wonderware