Aktuální vydání

celé číslo

01

2025

Veletrh Amper 2025, automatizace v energetice a systémy managementu energií

Snímače teploty, tlaku, průtoku a hladiny, řídicí technika budov

celé číslo

RSBizware – řešení pro úroveň MES

číslo 8/2006

RSBizware – řešení pro úroveň MES

Jednou z oblastí s velkým potenciálem růstu jsou softwarové systémy kategorie MES (Manufacturing Execution Systems). Jejich velmi významným dodavatelem po celém světě, obzvláště v USA, je společnost Rockwell Automation, která chce tuto svou pozici potvrdit také ve střední a východní Evropě.

Co je to MES

Systémy kategorie MES jsou aplikační programy, které zajišťují funkce potřebné ke zpracování dat souvisejících s vlastní výrobou a organizaci toku dat a informací mezi výrobními zařízeními (stroje, linky) a administrativní úrovní podniku. V rámci této své činnosti přenášejí MES na dílenskou úroveň požadavky na výrobu od vedoucích pracovníků podniku, plánují a optimalizují průběh výroby (zpracování jednotlivých zakázek) a sledují průběh výroby, včetně dohledu nad dodržováním správných výrobních postupů a kvalitativních parametrů výrobků. S použitím vhodných integrovaných nástrojů pro analýzy dat a vytváření různých typů zpráv převádějí data sbíraná na výrobní úrovni na důležité souhrnné informace o kvalitě, výkonnosti a efektivitě výroby.

S cílem zajistit systematický přístup k této významné oblasti zpracování dat ve výrobních podnicích byla společným úsilím uživatelů automatizační techniky, integrátorů systémů, dodavatelů hardwaru i softwaru a odborných konzultantů založena organizaci MESA, která definovala jedenáct základních okruhů funkcí zajišťovaných systémy kategorie MES. Význam zkratky MESA se časem změnil v souladu s upřesněním úlohy a významu systémů MES v podniku a s tím souvisejícím posuvem v zaměření této organizace – z Manufacturing Execution System Association se stala Manufacturing Enterprise Solutions Association. Tato změna ukazuje nárůst významu systémů MES v celkové hierarchii řízení podniku a výroby a také jako součásti řízení celého dodavatelského řetězce (Supply Chain Management – SCM).

Definicí standardů pro systémy kategorie MES a jejich spolupráci s ostatními systémy v podniku se zabývá také organizace ISA v USA. Rozšířená norma ANSI/ISA S88 Batch Control ve svých nyní již čtyřech částech definuje standardy pro řízení šaržových (vsádkových) výrob od přímého řízení technologického zařízení až po základní funkce v oblasti MES. V souvislosti s normou ANSI/ISA S88 je často uváděna a také používána norma ANSI/ISA S95 Enterprise-Control System Integration, která ve svých třech částech definuje standardy pro použití systémů kategorie MES a pro výměnu dat a spolupráci mezi nimi a ostatními systémy v podniku.

Proč MES?

Většina podniků si v současné době už uvědomuje jednoznačné přínosy plynoucí z využívání funkcí zajišťovaných systémy kategorie MES. Zejména velké společnosti ve farmacii, potravinářství a automobilovém a elektrotechnickém průmyslu si už nyní nedokážou představit, že by provozovaly výrobní zařízení bez softwarové nadstavby v podobě MES. Proč?

Podniky jsou konkurencí tlačeny k dosahování stálé vysoké jakosti svých výrobků, kterou musí být kdykoliv schopny doložit, ať už zákazníkům nebo dohlížecím (regulatorním) orgánům, dále ke snižování nákladů a k optimalizaci výrobních procesů. Systémy kategorie MES pomáhají splnit tyto požadavky a umožňují nacházet odpovědi na různé otázky, které trápí řídicí pracovníky ve výrobě, v útvaru pro řízení jakosti, v obchodním oddělení i v dalších částech podniku. Díky informacím a funkcím, které mají prostřednictvím systémů MES k dispozici, mohou odpovědní pracovníci snáze omezovat vlivy kolísání vlastností surovin, hodnot technologických veličin, kvalifikace a přístupu pracovníků a stavu výrobních zařízení na kvalitu výroby, její rychlost a spolehlivost a nacházet správné odpovědi na otázky typu kde a jakým způsobem optimalizovat výrobní procesy. Je prokázáno, že systémy kategorie MES usnadňují práci všem lidem v podniku, od pracovníků ve výrobě až po ředitele, a také přispívají k její větší efektivitě. Aby toto platilo, je ovšem třeba systém nejen nainstalovat, ale také ho v denní praxi používat, denně s ním pracovat a využívat jeho schopnosti a možnosti.

Požadavky na MES

Požadavky na MES se mohou lišit podle typu výroby a firemní kultury v podniku. Různí zákazníci mohou na své dodavatele klást rozličné požadavky. Často je třeba splnit požadavky regulátorů trhu či dohlédacích úřadů. Úkolem výrobních podniků není sloužit jako laboratoř pro zavádění různých systémů a metod, ale zajišťovat výrobu jako prostředek k tvorbě zisku pro majitele společnosti. Proto podniky zvažují každou investici a málokterý z nich okamžitě zavede všechny funkce MES v plném rozsahu – i když jsou i takové případy. Nejčastěji podniky zavádějí jednotlivé funkce MES postupně podle svých potřeb a finančních možností. Některé podniky ani všechny funkce, které MES nabízejí, nepotřebují.

Z uvedených důvodů musejí být systémy kategorie MES modulární, rozšířitelné, otevřené a přizpůsobivé – a jistě lze nalézt ještě další požadavky. V podstatě je třeba, aby bylo funkčně i finančně možné v podniku ze začátku zavést právě ty části systému, které uživatelé naléhavě potřebují, a kdykoliv později přidat (přikoupit) další funkce či jejich sady, aby spolu jednotlivé části systému hladce spolupracovaly a vyměňovaly si data i tehdy, když jde o produkty od různých dodavatelů (nejlépe způsoby doporučenými v normě ANSI/ISA S95), a aby i při použití standardních prostředků bylo možné celkové řešení co nejdokonaleji „na míru„ přizpůsobit potřebám a požadavkům jeho konečných uživatelů.

RSBizware

Postupem času, s vývojem potřeb požadavků uživatelů, vytvořila firma Rockwell Automation integrovanou sadu programů kategorie MES s názvem RSBizware. Jde o produkt navržený v souladu s doporučeními a požadavky již zmíněných norem ANSI/ISA S88 pro systémy řízení šaržových výrob a ANSI/ISA S95 pro integraci systémů a dat v podniku.

Modulární struktura RSBizware
Co do poskytovaných funkcí RSBizware zajišťuje příjem požadavků na výrobu (dlouhodobý plán) obchodního oddělení. Tyto požadavky může rozplánovat do detailní podoby s ohledem na skutečné kapacity a omezení jednotlivých výrobních zařízení. Dále řídí, sleduje a zaznamenává realizaci podrobného plánu ve výrobě. Podrobný plán je možné kdykoliv aktualizovat podle skutečného stavu výroby. Z výrobních zařízení sbírá data a poskytuje cenné údaje nesoucí informace o kvalitě produktů, výkonnosti výrobních zařízení, o míře využití a spolehlivosti strojů, linek i pracovníků a celkové efektivitě jejich činnosti.

Obr. 1.

Obr. 1. Modulární struktura integrované sady programů RSBizware

Sada RSBizware má modulární strukturu (obr. 1), která zaručuje, že zákazník může budovat svůj MES postupně. Lze začít s jakýmkoliv produktem ze sady a v budoucnu je možné přidávat další funkce nebo produkt. Už zavedené řešení bude vždy využito a bude rozšířeno o nově přidané funkce. Modulární řešení vede k maximálnímu využití již vložených investic a znamená úsporu nákladů při správě, údržbě a rozšiřování systému.

Architektura RSBizware
Produkty v RSBizware využívají společné metody a prostředky (obr. 2). To odpovídá konceptu modularity RSBizware s využitím společné infrastruktury, která zjednodušuje konfigurování a údržbu systému, vzájemnou výměnu a sdílení dat a podporuje postupné rozšiřování systému o další, nově požadované funkce.

Služby infrastrukturní povahy společně využívané ostatními programy sady RSBizware poskytuje modul Factory Talk, který zajišťuje např. sběr dat a jeho optimalizaci, obsahuje popis (model) výrobního prostředí s parametry výrobních zařízení, poskytuje webové služby pro analýzu dat a vytváření zpráv ve webovém prohlížeči atd. Společným transakčním jádrem a výkonnou částí programového systému RSBizware je modul RSSql, který je určen k integraci, organizaci sběru dat a k detekci událostí ve výrobním procesu nebo v řídicím systému; tak umožňuje přenos dat z výrobního procesu do prostředí RSBizware.

Obr. 2.

Obr. 2. Základy architektury integrované sady RSBizware

Produkty sady RSBizware používají k uložení jak požadavků na výrobu (plán výroby, receptury, parametry pro nastavení strojů a linek apod.), tak i dat a událostí z výrobního procesu společnou databázi. Jako společné databázové jádro je možné použít Microsoft SQL Server nebo databázi Oracle.

Široké použití v průmyslu
Systém RSBizware pokrývá požadavky charakteristické pro různá průmyslová odvětví, různé typy výrob a výrobních postupů a různé stupně automatizace výroby a sběru technologických dat. Jeho modularita a možnost přizpůsobení podle požadavků budoucího uživatele z něj vytvářejí nástroj vyhovující potřebám nejširšího okruhu zákazníků.

V praxi je systém RSBizware používán v téměř všech průmyslových oborech. Největší počty instalací lze nalézt ve farmaceutickém a potravinářském průmyslu, při výrobě nápojů, v automobilovém průmyslu, ve strojírenství, v hutnictví a v energetice.

Další informace

Podrobné informace o systému RS-Bizware a jeho funkčních schopnostech lze získat na webových stránkách http://www.rockwellautomation.com/rockwellsoftware či přímo u společnosti Rockwell Automation s. r. o.

Ing. Vladimír Světlík,
Rockwell Automation s. r. o.