VÝROBA POD KONTROLOU

Informační systém je dnes v podnicích již samozřejmostí a mnoho výrobních společností stále častěji uvažuje o nasazení automatizovaného sběru dat přímo z výroby. Ideální je totiž zapisovat veškerá data do informačního systému pouze jednou, a to na místě jejich vzniku. Na jednotlivých technologických pracovištích tak vznikají sběrnice dat přímo pro tento účel.

Cílem každého výrobce je využít svých výrobních prostředků na maximum a co nejefektivněji. Efektivita je pojem, který se ve spojitosti s informačními systémy, skloňuje na obchodních jednáních snad ve všech pádech. Přehlednost a organizace výroby ale mnohdy trpí právě v bodě, kde dochází k zápisu a předávání údajů při jednotlivých dílčích procesech. Tyto jsou ještě stále v mnoha případech protokolovány ručně, a poté teprve z papírové formy přepisovány do elektronické podoby do podnikového informačního systému. Tento styčný bod může být slabinou i jinak po všech stránkách dobrého informačního systému. Řešením je automatizovaný sběr dat.

 

Mnoho způsobů využití

Základní procesy výroby jsou si mnohdy podobné. Odvádění výroby je snad nejtypičtější proces, který zadavatel očekává od implementace automatizovaného sběru dat. Je to ale pouze špička ledovce, základní myšlenka, se kterou zadavatel vstupuje do procesu zavedení terminálů sběru dat na pracoviště. Jen okrajově bychom zmínili další možné vstupy, které se ve výrobním procesu dají sledovat: jsou to například data o prostojích, data o pohybu materiálu a stavu skladových zásob, jejich umístění apod. Dále pak data o kvalitě, terminál mnohdy slouží také pro náhled technologických dat a výkresové dokumentace.
Každý uživatel má ale jiné nároky na řešení situací, na vzhled a strukturu aplikací a na způsob přenosu dat. Kvalitní řešení, ať již po softwarové či hardwarové stránce, se proto pozná v možnostech „customizace“.

Implementace sběru dat

Každý, kdo zvažuje implementaci terminálů sběru dat do výroby, si musí položit základní otázku: z kterých pracovišť a jaká data chci odvádět? Pro zvolení správného řešení sběru dat, je potřeba definovat potřebné datové vstupy a typy datových sběrnic. V mnoha případech výběr závisí na architektuře a ovládacím rozhraní implementovaného informačního systému.
Výsledná konfigurace sběrného zařízení se pak volí podle dvou základních podmínek. Tou první je zaměření sběrného zařízení na daný výrobní proces, druhou je soubor podmínek pracovního prostředí, kde bude zařízení instalováno. Je podstatný rozdíl v tom, zda bude terminál instalován do čistého nebo středně čistého provozu, anebo do provozu zatěžovaného vysokou prašností a extrémními teplotami, případně pak vlhkostí nebo nebezpečnými látkami. Veškeré profesionální terminály bývají osazovány vysoce odolnými průmyslovými komponenty s minimem, či zcela bez mechanických částí. Těmito komponenty je pak nakonfigurováno šasi terminálu odpovídající danému druhu prostředí.

Komponenty a konfigurace terminálů

V současné době je stále častější ovládání potřebné aplikace prostřednictvím dotykového displeje. Tento typ ovládání je uživatelsky velmi přívětivý, přehledný a pro člověka intuitivní. Pro výběr optimální technologie snímání dotyku je potřeba si uvědomit, v jakém prostředí bude terminál používán a jakým způsobem jej bude pracovník nejčastěji přirozeně obsluhovat. Základních rozdílů je pár, nicméně velmi zásadních. Jedna ze dvou hlavních otázek je, jakým předmětem budeme obrazovku ovládat. Holým prstem, prstem v rukavici, pomocí stylusu, nebo třeba libovolným předmětem, který bude po ruce? Nesprávným výběrem dotykové technologie může docházet k mechanickému poškození dotykové vrstvy, a je tedy dobré na technologii nešetřit, především pokud jde o zátěžové provozy, kde se předpokládá hrubší zacházení. Druhým zásadním kritériem je potom prašnost prostředí, přítomnost drobných pevných částic při styku s obrazovkou a v neposlední řadě také vlhkost prostředí.

Mezi základní dotykové technologie, se kterými se na trhu můžeme běžně setkat, patří:

• tenkovrstvá čtyřvodičová nebo pětivodičová odporová technologie (4-5 wire resistive touchscreen)
• tenkovrstvá kapacitní technologie (capacitive technology)
• projektivní kapacitní technologie (projected capacitance technology)
• dotyková technologie formou emitace akustických vln (surface acoustic wave)
• technologie infrared založená na emitaci světelného vlnění v infračerveném spektru

Dotykové technologie je také možné dodávat v různých typizovaných rozměrech a formátech (4:3, 16:9). Zvolená velikost displeje většinou vychází z potřeby množství zobrazovaných údajů na obrazovce, z ovládacího rozhraní aplikace a procesů zadávání dat. Výhodou velkých obrazovek (17“ až 19“) je nejen větší přehlednost aplikace (kladen důraz na ergonomii obsluhy), ale i možnost využití tohoto terminálu také k dalším funkcím, jako je zobrazování výkresů, 3D modelů, náhledu výrobku či zobrazování různých interních dokumentů – stanovy, směrnice, manuály, intranet.
V případě volby nedotykové obrazovky je nezbytným nástrojem pro pohyb v aplikaci klávesnice, případně jiné polohovací zařízení – trackball či touchpad. Do výrobních provozů jsou ideální klávesnice s vyš ším stupněm krytí (např. IP65) a zvýšenou odolností (celonerezové), které jsou stavěny na dlouhodobou zátěž v průmyslových prostředích – prach, znečištění, mechanické poškození.
V některých případech bývá sběrné zařízení osazeno jak dotykovým displejem, tak i klávesnicí.

Periferie

V souvislosti s minimalizací ručních vstupů a zvyšováním přesnosti zadávaných dat se v současné době nejvíce osvědčily technologie RFID a snímání čárových kódů (EAN), nejnověji také 2D kódů (QR). Nástupem těchto technologií se začíná jednat o skutečně automatizovaný sběr dat.
Při odvádění výroby slouží pro personifikaci zaměstnance, který výrobní operaci provedl, bezkontaktní čtečka RFID nebo jednodrátová kontaktní čtečka typu Dallas. Do systému mohou být data zapisována také pomocí externího snímače čárového kódu, který snímá zahájení a ukončení výrobní operace. V některých případech mohou být terminály opatřeny také termotiskárnou samolepících štítků s čárovými kódy, případně jinými zařízeními, které nám pomůžou zpřehlednit a optimalizovat celý průběh výroby.

Operační systém terminálu pro sběr dat

Terminál je robustní zařízení určené do průmyslových prostředí s celodenním provozem, proto musí být i patřičně hardwarově vybaven. Hardwarová výkonnost se odvíjí od architektury řešení celého systému sběru dat a provázanost s podnikovým informačním systémem. Terminál může fungovat jednak jako samostatná výkonná řídicí jednotka, nebo jako velmi tenký klient s nízkým výpočetním výkonem, který na bázi jakéhosi „vnitropodnikového cloudu“ všechna data předává nadřazené aplikaci na serveru pomocí webového rozhraní (prohlížeče).
Operační systém je však vždy nezbytným prvkem pro ovládání základních funkcí terminálu v obou případech řešení. Typ operačního systému se ve většině případů volí na základě operační platformy informačního systému. Standardně lze volit mezi plnou verzí Windows 7, v malé míře dobíhající licence Windows XP, Windows Embedded (resp. WES7), Windows CE (6.0) a otevřenou platformou GNU Linux.

Co dodat závěrem...

Sběr dat ve výrobě a jejich následná dohledatelnost je dnes důležitým a v některých odvětvích zcela neodmyslitelným nástrojem. Sběr dat a jejich elektronická organizace značně ovlivňují celkovou produktivitu výroby a výrazně snižují náklady na provoz. On-line data z výrobního procesu umožňují všem zaměstnancům získat velmi rychle přehled o každém dílčím procesu výrobku, zjednodušují vyhledávání „problémových“ dílů a ve spojení s výrobním systémem a řízením kvality znemožňují práci na dílech, které požadovanou míru kvality nesplňují. Díky těmto zařízením tedy vzniká možnost naprosto přesně analyzovat všechny důležité aspekty výroby. Stroje jsou vytíženy, počty zmetků se snižují, technologické postupy jsou dodrženy. A všem může být přidáno, neboť pokud jsou firemní procesy správně nastavené, pak automatizace zpracování velkého množství vstupních dat dokáže přinést výrazné úspory.

 

Odborný článek pro speciální vydání časopisu ITsystems / Odkaz na článek na SystemOnLine.cz