Aktuální vydání

celé číslo

10

2017

Systémy pro řízení výroby, PLM, SCADA

celé číslo

Kontrola kvality výroby – monitorování spotřebitelských kódů na obalech výrobků Mondelez CR Opava

Článek popisuje systém pro kontrolu správnosti obalů prostřednictvím spotřebitelských kódů EAN. Kód je snímán kamerami (Cognex) a porovnáván s údajem uloženým v databázi pro konkrétní výrobek vyráběný v daném okamžiku. K porovnání dochází v MES (COMES), který potřebné údaje získává ze systému ERP (SAP). Systém zaznamenává přesný okamžik výskytu neshody a statisticky vyhodnocuje výsledky za celou směnu. 

Noční můrou každého výrobce potravin je záměna obalů jeho výrobků. Z pohledu koncového zákazníka je nepřijatelné, aby od výrobce obdržel výrobek v jiném obalu, s texty v jiném jazyce, nebo ještě hůře, s informacemi o složení, které náleží jinému produktu. Když se takovýto vadný výrobek dostane až k zákazníkovi, bývá z toho pro výrobce velká nepříjemnost, protože v krajním případě může být ohroženo i zdraví spotřebitele, např. u alergiků. Zároveň takto výrobnímu závodu vznikají nemalé finanční ztráty při zpětném stahování výrobků ze skladů i regálů v obchodech, nehledě na případnou nechtěnou popularitu ve sdělovacích prostředcích. Obaly některých výrobků však mohou být natolik podobné, že snadno dojde k jejich záměně chybou operátora ve výrobě, který do balicího stroje vloží nesprávný obalový materiál.

Jedinou spolehlivou metodou, jak záměně obalů předejít, je kontrolovat materiálové číslo na obalech, čímž je možné stoprocentně eliminovat jak lidské chyby, tak i chybnou dodávku obalových materiálů přímo od jejich výrobce.

Obr. 1. Čárové kódy jsou kamerami Cognex snímány v různých stupních balicího procesu, před balením (vlevo) i po zabalení (vpravo)

Řešení je přitom snadné. Při hledání cesty, jak zautomatizovat kontrolu obalů, lze s výhodou využít čárový kód EAN (European Article Number) na výrobcích, kterým jsou výrobky identifikovány v obchodech. Čtením čárových kódů na linkách závodu Opavia koncernu Mondeléz International realizovala firma COMPAS automatizace s. r. o. (dále Compas) vícestupňovou automatickou kontrolu spotřebitelských obalů. Čárové kódy jsou snímány v několika stupních balicího procesu (fólie, krabička nebo krabice, kartonový obal; obr. 1). Kód na obalu každého výrobku se porovnává v reálném čase se správným kódem výrobku, který se právě vyrábí. Kódy jsou uložené v databázi specifikace výrobků. Druh vyráběného výrobku je současně zobrazován na vizualizačních obrazovkách výrobního informačního systému MES (Manufacturing Execution Systems) COMES.

Při nalezení neshody jsou operátoři upozorněni výrazným červeným nápisem na informačních tabulích umístěných ve výrobních prostorech a každá neshoda je ukládána do databáze s přesným časem, takže při výskytu problémů výrobce nemusí zbytečně rozbalovat mnoho palet, ale jen ty s konkrétním časem, kdy neshoda nastala. Systém umožňuje zpětnou kontrolu, tj. kdy a kolik špatných obalů bylo nasnímáno, zda to byly krabičky nebo fólie a na kterém balicím stroji se závada vyskytla.

Kontrolu obalů se podařilo úspěšně zrealizovat pro kontrolu krabiček, fólií a kulatých štítků s čárovým kódem na pěti výrobních linkách.

Druhým přínosem realizované kontroly obalů je možnost kontrolovat kvalitu obalových materiálů. V jednom případě byly odhaleny odlišné krabičky v balení od dodavatele, kdy v originálním balení s 200 krabičkami bylo opakovaně několik jiných.  

Příklad realizace kontroly obalů výrobků

Projekt byl realizován ve spolupráci s dodavatelem kamer Cognex, firmou Eola, s. r. o., z Olomouce. Na výrobní lince od firmy Vuurslag jsou umístěny dvě kamery od firmy Cognex, které kontrolují čárové kódy EAN na krabičkách a krabicích pro balení po 36 a 18 kusech. Kamery nevyžadují žádný zásah obsluhy ani při běžné výrobě, ale ani po změně sortimentu.

Obr. 2. Varovná zpráva na informační obrazovce andon

Výrobní informační systém COMES porovnává v reálném čase několik snímků kódu EAN za sekundu a porovnává shodu kódu na krabičkách, krabicích a fóliích se svou databází pro aktuální výrobek. Správný kód příslušející vyráběnému produktu získává COMES z plánu výroby. Komunikuje tedy se systémem pro plánování výroby ERP (Enterprise Resource Planning) SAP, čímž je udržována aktuální databáze kódů EAN pro každý výrobek. Kontrolují se naprosto všechny krabičky a krabice. Údaje o aktuálně vyráběném výrobku jsou pro informaci obsluhy zobrazovány také na informačních tabulích typu andon ve výrobních prostorech

Jestliže kamera sejme na krabičce či krabici kód EAN, který neodpovídá údaji z databáze, objeví se na obrazovce andon místo výrobních informací varovná zpráva (obr. 2). Varovnou obrazovku lze po identifikaci problému jednoduše odblokovat naskenováním kódu EAN používaným pro objednávání surovin (obr. 3).

Obr. 3. Varovnou zprávu lze odblokovat načtením speciálního kódu, používaného také pro objednávání materiálu

Na jedné z linek se používají obalové fólie dvojího typu, které mají čárové kódy na opačných stranách (obr. 4). V tomto případě musí obsluha při změně sortimentu přesunout kameru na pojezdové liště na opačnou stranu. Obě krajní polohy jsou opatřeny dorazy, není tedy nutné pokaždé opakovat přesné seřizování.


Obr. 4. Na jedné z linek se používají obaly, které mají čárové kódy na opačných stranách, a při změně sortimentu výroby je proto nutné přesunout také kameru

Reporty o kontrole obalů

Obr. 5. Sestava hlášení o neshodných obalech za směnu

V systému COMES jsou k dispozici dva druhy reportů (výstupních sestav) zobrazující výsledky kontrol. První (obr. 5) zobrazuje statistické údaje za směnu:

  • NOK1 – kamera snímala EAN, který odpovídá jinému výrobku, jenž je obsažen v databázi,
  • NOK2 – kamera snímala EAN neznámého výrobku, který není v databázi,
  • ppm – přepočet počtu vadných kusů na milion kontrolovaných.

Obr. 6. Sestava všech hlášení o neshodných obalech za zadané časové období s popisem, kdy a kde k záměně došlo a co bylo zaměněno (ve sloupcích Výrobek Číslo, Výrobek Název a Výrobek EAN jsou údaje o čísle výrobku, jeho názvu a kódu EAN z plánu výroby, ve sloupcích Kamera Číslo, Kamera Název a Kamera EAN je číslo výrobku, jeho název a kód EAN sejmuté kontrolní kamerou


Druhý report (obr. 6) zobrazuje přesně datum, čas a typ (záměna nebo neznámý obal) každého záznamu o neshodných obalech v zadaném časovém období na zvolené lince:

  • EAN 1 – kontrola fólie
  • EAN 2 – kontrola krabičky,
  • EAN 3 – kontrola krabic po 18 nebo 32 kusech.  

Zhodnocení přínosů

Celkem bylo ve výrobním závodě Mondeléz Opavia instalováno 26 kontrolních kamer Cognex ve dvou typových řadách. V dosavadním provozu byla identifikována jedna záměna obalové fólie a jeden případ chybné dodávky kartonových obalů od jejich dodavatele.

Všechny tyto neshody byly identifikovány a zobrazeny systémem MES COMES již ve fázi balení do krabiček, nebylo tedy nutné rozbalovat kartony či palety, a již vůbec ne řešit následné problémy, které by nastaly, kdyby záměna obalových materiálů byla odhalena až na místě prodeje výrobků v obchodní síti. V těchto případech mohou jít následné náklady do statisíců, nehledě na stěží vyčíslitelné finanční ztráty z případné medializace problému či škod na zdraví spotřebitelů.

Ing. Josef Dušek, Ing. Vlastimil Braun, COMPAS automatizace, spol. s  r. o.