Dlaczego warstwa ERP powinna być połączona i działać w czasie rzeczywistym?
Przedsiębiorstwa przemysłowe inwestują w systemy ERP, których celem jest poprawa konkurencyjności. W wielu firmach stosujących metody ręcznego wprowadzania danych okazało się, że dane z produkcji spływają do systemów biznesowych z opóźnieniem, koszty ich wprowadzania są znaczące, a informacje bywają nieprecyzyjne lub mało wiarygodne, gdyż duży wpływ ma na to czynnik ludzki. Aby wyeliminować te ograniczenia, rozpoczęto prace nad standardami (np. ISA/S95 i IEC 61 499) oraz platformami umożliwiającymi bezkonfl iktową, pełną integrację automatyki z poziomu elektrycznych sygnałów sterujących bezpośrednio maszynami z systemami informatycznymido zarządzania przedsiębiorstwami.
Myśląc kompleksowo o automatyce i informatyce w zakładzie przemysłowym, warto zadać kilka praktycznych pytań:
-
czy firmowe systemy ERP zawierają na tyle dokładne, bieżące i wiarygodne dane z produkcji, aby realnie pomagały w ciągłym podnoszeniu zyskowności firmy?
-
czy stworzone systemy umożliwiają dokonywanie dynamicznych zmian w planach produkcji w zależności od korekt w zamówieniach klientów, a także zmian dostępności oraz chwilowej wydajności urządzeń produkcyjnych?
-
czy da się precyzyjnie określić koszty wytworzenia każdego produktu i przeanalizować, jaki na nie wpływ mają różne czynniki?
Przykładem może być często zadawane pytanie, jakiego wybrać dostawcę komponentu wchodzącego w skład produktu gotowego. W analizie należy uwzględnić dokładne dane. Jaka jest efektywność produkcji, a zatem realne koszty i jakość produkcji, jeżeli korzystamy z komponentów danego poddostawcy? Niższa cena samego komponentu może w procesie produkcyjnym powodować problemy (np. spadek wydajności maszyn) i w efekcie podnosić całkowity koszt wytworzenia produktu gotowego. Do takich wniosków trudno jednak dojść bez sprawnego systemu wymiany szczegółowych danych między produkcją a systemami biznesowymi.
Brak systemowej integracji może ograniczać możliwości optymalizacji produkcji, planowania krótkoterminowego, analizy kosztów wytworzenia wyrobów i innych aspektów produkcyjnych, gdyż trudno podejmować kluczowe decyzje, bazując tylko na ogólnych i czasem niepewnych danych. Brak bieżących informacji z produkcji utrudnia szybkie reagowanie na zmieniające się wymagania klientów, awarie lub spadki wydajności produkcji, co stawia firmę na gorszej pozycji niż zajmuje taka, która potrafireagować szybciej dzięki sprawnemu przepływowi informacji między systemami.
Niebagatelną kwestią jest także czas, który personel musi poświęcać na wypełnianie dokumentacji produkcyjnej lub wprowadzanie jej do systemu ERP. Ten czas można by zużyć na prowadzenie lub optymalizację produkcji, co z pewnością przyniesie wymierne korzyści. Integracja systemów produkcyjnych z biznesowymi może wpływać na wskaźnik ROA (Return on Assets), który informuje inwestorów, jaki jest zwrot z posiadanych przez firmę zasobów. Jego podnoszenie oznacza większą biznesową atrakcyjność firmy.
Zasady integracji warstw
Aby możliwa była skuteczna integracja systemów produkcyjnych z biznesowymi, musi najpierw powstać w części produkcyjnej warstwa zarządzania, czyli oprócz urządzeń i aplikacji SCADA należy stworzyć odpowiednią infrastrukturę i system informatyczny, odpowiedzialny za realizację i rejestrację produkcji. Systemy te zwane MES (Manufacturing Execution System) spełniają podwójną rolę.
Po pierwsze zapewniają personelowi na bieżąco dokładne dane dotyczące produkcji (zlecenia produkcyjne w toku, stany magazynowe, dostępne maszyny i ich wydajność), co ułatwia sprawne planowanie, realizację i optymalizację produkcji. Po drugie umożliwiają integrację z systemami zarządzania przedsiębiorstwem. Integracja ta jest najczęściej dwukierunkowa. Do systemów produkcyjnych spływają na bieżąco informacje o zleceniach na zamówione przez klientów towary, ich specyfikacje i wymagane parametry jakości. Do systemów ERP wysyłane są dane o bieżącej realizacji produkcji, jej wydajności, realnych kosztach, jakości oraz wszelkich odchyleniach od planu, które mogą opóźnić realizację zamówień. Wszystkie informacje gromadzone są w relacyjnej bazie danych, która umożliwia przygotowanie analiz dla produktu, zlecenia produkcyjnego, partii produkcyjnej czy odtworzenie genealogii wyrobów.
Istotne cechy dobrych rozwiązań
Aby zastosowane rozwiązanie było efektywne, elastyczne i miało niski koszt eksploatacji, powinno cechować się pewnymi własnościami. Przede wszystkim powinno umożliwiać zautomatyzowaną elektroniczną wymianę danych produkcyjnych z wieloma systemami ERP oraz systemami transakcyjnymi. Duża otwartość jest istotna, ponieważ w wielu fabrykach mamy do czynienia z heterogenicznym środowiskiem informatycznym i tzw. wyspami automatyki na produkcji.
Rozwiązanie powinno także zawierać mechanizmy buforowania oraz diagnostyki, zapewniające dotarcie informacji we właściwe miejsce oraz – w razie wystąpienia błędu – zbuforowanie informacji i szybkie wykrycie przyczyn problemów. Ważną rolę odgrywa także zastosowanie standardów w systemie wymiany danych, takich jak ISA/S95. Zastosowanie standardu nie tylko porządkuje sposób wymiany danych, ale także pomaga ustalić klarowny podział funkcji i odpowiedzialności podczas wdrażania systemu, dzięki czemu minimalizowane są konfl ikty pomiędzy firmą wdrażającą system produkcyjny a integratorem systemu ERP.
Innowacyjne i pragmatyczne podejście do integracji biznesu i produkcji
W rozwiązaniu opisywanych problemów może pomóc Enterprise Integration Application (WWEIA) firmy Wonderware.
Sam fakt, że czegoś jest bardzo dużo (Wonderware szczyci się ponad 100 000 praktycznych wdrożeń swojego oprogramowania w zakładach przemysłowych na całym świecie), nie musi być argumentem decydującym o wyborze. Zgoda. Ale przyjrzyjmy się faktom. Wonderware Enterprise Integration Application zawiera odpowiednie funkcje. Umożliwia ono m.in. wymianę danych z systemami ERP takich producentów jak SAP, Oracle, JD Edwards, Microsoft Dynamics (dawniej Microsoft Business Solutions) oraz z systemami transakcyjnymi, np. MQSeries, SAP NetWeaver, Microsoft MQ, WebSphere. WWEIA nie tylko wymienia dane, ale także przetwarza tam, gdzie jest to potrzebne, zapewnia mechanizmy diagnostyki, a także jest w pełni zautomatyzowane. WWEIA oparte jest na architekturze ArchestrA oraz Microsoft .NET, wykorzystuje standard ISA/S95. Cechy te zapewniają dużą elastyczność, skalowalność, pewność działania oraz obniżenie kosztów eksploatacji.
Innowacyjność podejścia Wonderware sprowadza się do uwzględnienia kilku istotnych czynników.
-
Wykorzystanie ISA/S95/B2MML *) do ujednolicenia struktury wymienianych informacji i rozpowszechnienia standardów firmowych – uproszczenie procesu utrzymania systemu integrującego dużą liczbę zakładów produkcyjnych.
-
Wykorzystanie SAP XI (SAP eXchange Infrastructure) – standaryzacja i ułatwienie wymiany informacji oraz migracji do kolejnych wersji.
-
Zastosowanie skalowalnej, multiplikowalnej architektury informatycznej ArchestrA, która zapewnia rozwój systemu informatycznego z rosnącymi wymaganiami procesów, technologii i osób. Użytkownicy mogą budować nowy system, bazując na istniejącej infrastrukturze IT i automatyki bez zakłócania działania istniejących systemów i procesu produkcji.
Wonderware wspólnie z SAP realizuje implementację systemów czasu rzeczywistego i może już poszczycić się wdrożeniami. Wielu czytelników zapewne zainteresuje pewna ciekawostka, dzięki której można ocenić skalę potrzeb i możliwości, no i pewne perspektywy rozwojowe w najbliższych latach. Stowarzyszenie Przemysłowej Obróbki Obrazu, Techniki Montażowej, Techniki Obsługi oraz Robotyki VDMA zaprezentowało wyniki badania rynku automatyki i robotyki. Według autorów raportu nasycenie robotyką w Niemczech kształtuje się na poziomie 162 robotów na każde 10 000 osób zatrudnionych w firmach produkcyjnych, podczas gdy w Polsce to tylko 3 roboty na 10 000 osób.
Czy jeszcze kogoś trzeba przekonywać, że począwszy od górnej warstwy ERP do samego dołu, czyli do sterowania siłownikami robotów – jest w Polsce dużo do zrobienia? A najlepiej podejść do tego systemowo.
*) Pod przewodnictwem Światowego Forum Przetwarzania Wsadowego (World Batch Forum – WBF) grupa robocza opracowała język schematów „Business to Manufacturing Markup Language” – udostępniony bezpłatnie jako część specyfikacji ISA/S95/ B2MML zapewnia zestaw schematów XML opracowanych z użyciem języka definicji schematów XML.