(OEE) oraz energii?

Jak zwiększyć konkurencyjność przedsiębiorstwa dokonując pomiaru
wskaźnika efektywności (OEE) oraz energii?
Przy stale rosnących cenach mediów i surowców do produkcji, tzw. koszty stałe mają coraz większy
udział w ogólnych kosztach firmy. Ograniczenie tych kosztów jest jedną z bardziej efektywnych
metod zwiększenia konkurencyjności przedsiębiorstwa.
Jednym z parametrów obrazujących wydajność produkcji i pozwalających ograniczyć straty jest tzw.
Wskaźnik Efektywności Parku Maszynowego OEE (z ang. Overall Equipment Effectiveness).
Istnieje wiele publikacji na ten temat, lecz w uproszczeniu współczynnik OEE wylicza się na podstawie
trzech parametrów:
OEE = Dostępność x Wydajność x Jakość
gdzie:
Dostępność - przedstawia stosunek czasu przeznaczonego na realizację zadania do czasu,
jaki można realnie na to zadanie poświęcić, uwzględniając awarie i przezbrojenia maszyn.
Wydajność - przedstawia rzeczywiste wykorzystanie maszyny odniesione do jej nominalnych
możliwości określonych przez producenta.
Jakość - stosunek dobrych i złych wyrobów.
Jak i czym zmierzyć OEE?
LUMEL posiada w swojej ofercie odpowiednie narzędzia pozwalające dokonywać pomiaru
i wyliczenia współczynnika OEE.
Do narzędzi tych zaliczamy:
 liczniki pozwalające zmierzyć ilość wytworzonych sztuk produktu, czas pracy maszyn i czas
przestojów,
 panele operatorskie pozwalające na lokalne (bezpośrednio na linii produkcyjnej)
wprowadzanie wartości zadanych i bieżący podgląd mierzonych parametrów ,
 wyświetlacze diodowe prezentujące mierzone wskaźniki np. dla załogi,
 konwertery pozwalające przesyłać zebrane informacje za pomocą magistrali
komunikacyjnych przewodowych (Modbus, Ethernet), jak i bezprzewodowych (moduły
radiowe oraz WiFi),
 oprogramowanie pozwalające gromadzić dane i wyliczać odpowiednie wskaźniki.
Oczywiście LUMEL oprócz dostawy poszczególnych wyrobów oferuje możliwość wykonania całego
systemu „pod klucz”, wraz z konfiguracją i uruchomieniem na terenie zakładu.
Poniżej przedstawiono dwa wybrane wdrożenia w w/w zakresie.
Pierwsza z realizacji dotyczyła opomiarowania wydajności produkcji i parametrów sieci zasilającej
na 12 liniach produkcyjnych w zakładzie produkującym komponenty dla przemysłu
samochodowego (rys. nr 1).
Funkcje wymagane przez klienta:
 pomiar ilości wyprodukowanych komponentów na każdej z maszyn produkcyjnych,
 pomiar ilości nieplanowanych przestojów,
 zliczanie czasu nieplanowanych przestojów,
 pomiar zużytej energii elektrycznej i innych parametrów sieci zasilającej,
 alarmowanie obsługi w przypadku wystąpienia przestojów,
 obliczenie współczynnika OEE na podstawie monitorowanych parametrów,
 prezentacja kluczowych danych (plan, wykonanie itp.) na wyświetlaczach diodowych
widocznych ze znacznych odległości w halach produkcyjnych,
 archiwizacja i prezentacja zebranych danych dla osób zarządzających produkcją.
Po uzgodnieniu wszystkich szczegółowych wymagań klienta, wdrożono rozwiązanie oparte na
systemie rozproszonym. Przy każdej maszynie na linii produkcyjnej zabudowano małą szafkę
pomiarową wyposażoną w następującą aparaturę:
 licznik ilości wyprodukowanych sztuk,
 licznik ilości i czasu nieplanowanych przestojów,
 miernik parametrów sieci pozwalający na pomiar zużytej energii, mocy, harmonicznych
i wielu innych parametrów.
Wszystkie szafki w obrębie danej linii produkcyjnej zostały połączone magistralą komunikacyjną
i podłączone do głównej szafki sterowniczej wyposażonej w sterownik i panel operatorski. Na panelu
operatorskim obsługa wprowadza niezbędne parametry do wyliczania współczynnika OEE, takie jak:
 dostępny czas produkcji,
 czas jednego cyklu produkcyjnego,
 czas planowanych przestojów.
Rys. 1. Przykład systemu zliczającego i monitorującego ilość wyprodukowanych elementów
(jedna linia produkcyjna).
Aplikacja wykonana na panelu operatorskim dostarczyła obsłudze następujących informacji:
 bieżące wykonanie planu,
 wskaźnik wykorzystania parku maszynowego (OEE),
 wystąpienie przestoju każdej z maszyn,
 przeglądanie ilości przestojów i łącznego czasu ich trwania na poszczególnych maszynach,
 przeglądanie raportów z przestojów (ilość i czas przestojów oraz średni czas przestoju każdej
z maszyn na zmianie),
 przeglądanie raportów z wykorzystania parku maszynowego (wskaźnik OEE) oraz realizacji
planu produkcji.
Dodatkowo nad każdą linią produkcyjną zamontowany został widoczny ze znacznej odległości
wyświetlacz diodowy informujący o planie i bieżącej realizacji produkcji.
Szafki sterownicze zostały podłączone do lokalnej sieci komputerowej klienta. Na serwerze
zainstalowano aplikację odczytującą mierzone parametry dotyczące wskaźnika OEE oraz parametrów
sieci zasilającej. Zainstalowany program pozwala na przeglądanie mierzonych parametrów
i wyliczonych wskaźników oraz tworzenie odpowiednich raportów z realizacji produkcji oraz zużytej
energii elektrycznej.
Jakie korzyści przyniosło wdrożenia systemu?




informacja o bieżącym wykorzystaniu parku maszynowego dla operatorów i nadzoru
dostępna:
- lokalnie na panelach operatorskich,
- lokalnie na wielkogabarytowych wyświetlaczach diodowych,
- na komputerach wpiętych do sieci zakładowej.
krótsze czasy przestojów w związku z monitorowaniem stanów alarmowych,
informacja o ilości zużytej energii na proces produkcyjny,
poprawa jakości i kosztów produkcji.
Kolejna realizacja została przeprowadzona również w zakładzie z branży motoryzacyjnej,
a dotyczyła opomiarowania wydajności ok. 80 linii produkcyjnych zlokalizowanych w kilku halach
(rys. nr 2).
Funkcje wymagane przez klienta:




lokalna informacja dla obsługi o bieżącej realizacji planów produkcyjnych,
możliwość automatycznego rozsyłania planów dla operatorów na produkcji przez
odpowiednią aplikację,
logowanie danych z realizacji planów produkcyjnych w bazie SQL klienta,
umożliwienie tworzenia w prosty sposób raportów z realizacji zadań produkcyjnych.
Dla lokalnego informowania obsługi o bieżących planach produkcyjnych zdecydowano o instalacji na
terenie zakładu około 80 szt. odpornych na trudne warunki środowiskowe wyświetlaczy diodowych
prezentujących plan, realizację i procent wykonania zadań produkcyjnych. Realizacja odczytywana
jest przez wyświetlacze z zainstalowanych na liniach liczników.
Plany zapisywane są w sposób automatyczny z zainstalowanej na serwerze firmowym aplikacji,
a realizacje są wyliczane przez sterowniki tablic.
Wyświetlacze zostały wyposażone w moduły komunikacyjne WiFi, co znacznie zmniejszyło koszty
podłączenia ich do sieci komputerowej klienta.
Rys. 2 Schemat opomiarowania linii produkcyjnej
Aby sprostać wszystkim wymaganiom klienta zdecydowano się na stworzenie „pod klucz” nowego
programu do monitorowania wykonania produkcji. Program został zainstalowany na serwerze
firmowym.
Stworzony program umożliwia:
 odczyt (z wyświetlaczy) wykonania produkcji za pomocą sieci WiFi,
 zadawania planów dla poszczególnych wyświetlaczy poprzez zalogowanych użytkowników
za pomocą przeglądarki internetowej,
 wysyłanie planów do wyświetlaczy w sposób automatyczny, z krokiem co 15 min.,
 zapis danych archiwalnych do bazy SQL zainstalowanej w firmie,
 tworzenie raportów z zapisanych danych archiwalnych.
Na rys. nr 3 pokazano przykładowy raport z realizacji zadań produkcyjnych. Uzgodniona z klientem
forma raportów pozwala przeanalizować, czy plan został zrealizowany oraz jak przebiegała realizacja
w ciągu dnia roboczego.
Korzyści z wdrożonego systemu:


klient otrzymał narzędzie do automatycznego informowania obsługi rozproszonej na terenie
dużego zakładu produkcyjnego o bieżących planach produkcyjnych,
załoga może na bieżąco kontrolować postęp wykonania założonego planu (dzięki
zamontowanym wyświetlaczom),



osoby odpowiedzialne za nadzór produkcji mają bieżące informacje o postępie w realizacji
zadań produkcyjnych, zarówno w lokalnej sieci komputerowej, jak i na zewnątrz zakładu,
archiwizowane w bazie SQL dane mogą być pobierane i wykorzystywane przez inne aplikacje
klienta.
zwiększenie wydajności produkcji dzięki stałemu monitorowaniu wszystkich kluczowych linii
produkcyjnych.
Rys. 3 Przykładowy raport z danych archiwalnych (kolor fioletowy – plan, niebieski – realizacja)
Oba opisane wdrożenia zostały przeprowadzone za pomocą odmiennej aparatury, lecz ich wynikiem
jest osiągnięcie tego samego celu - kontrola i poprawa realizacji zadanych planów produkcyjnych.
Wielkogabarytowe wyświetlacze diodowe spełniają funkcję kontrolną dla służb nadzoru i funkcję
motywacyjną dla załogi. Służby nadzoru mają stały dostęp do zebranych danych. Analiza danych
pozwala wykryć wiele nieplanowanych przestojów wynikających np.: ze źle zaplanowanego
przezbrojenia maszyn, awarii, braków materiałowych, czynnika ludzkiego. Dodatkowo, jak
w przypadku pierwszej realizacji, system można rozszerzyć o kontrolę parametrów sieci zasilającej,
co daje informację o ilości zużytej energii, jej jakości oraz pozwala w dużym stopniu uniknąć
niepotrzebnej pracy urządzeń bez obciążenia.
Opisane powyżej systemy mogą być wdrażane jednoetapowo, ale można też zdecydować się na ich
wdrażanie etapami – na pojedyncze linie produkcyjne lub hale produkcyjne - poczynając od
najbardziej newralgicznych punktów.
Działając od ponad 60 lat na rynku, LUMEL dysponuje ogromnym doświadczeniem
i odpowiednimi kadrami, by szybko i efektywnie wdrażać podobne systemy w różnych gałęziach
przemysłu. Zapraszamy Państwa do współpracy!
Autorzy: Marcin Ponoś, Kamil Macias
LUMEL S.A., ul. Słubicka 1, 65-127 Zielona Góra, tel. 68 45 75 117 lub 68 45 75 228
[email protected], www.lumel.com.pl