Elektronické řízení šaržových výrob

Elektronické řízení výroby umožňuje vysoce efektivní a pružné řízení šaržových výrob - zvláště v potravinářství, biotechnologiích a výrobě léčiv či kosmetiky. Jeho princip je založen na vertikální systémové integraci a flexibilním MES systému COMES.

Současná IT řešení často končí nad úrovní vlastní výrobní technologie "předáváním papírových pokynů" pro operátory technologií. Koncept elektronického řízení propojuje výrobní IT až do vlastních technologií a umožňuje tolik potřebné přenosy výrobního plánu a souvisejících parametrů přímo do řídicích systémů technologií a současně plnou elektronickou dokumentaci probíhající výroby. Umožňuje tak podnikům významně zlepšit produktivitu a jakost výroby.

Elektronické řízení výroby je účinným nástrojem, který je vyvinut pro dosažení optimálního řízení výroby šaržových i sériových výrob. Umožňuje podnikům "zeštíhlit" a efektivně řídit složité šaržové výroby jak poskytováním informací manažerům a výrobním týmům v reálném čase, tak efektivním rozdělováním úkolů včetně přímého řízení a vyhodnocování technologických procesů.

Elektronické řízení výroby, jako současný špičkový koncept pro operativní řízení výroby, však není schopen implementovat každý dodavatel. K tomu je zapotřebí kromě znalostí šaržových výrob a IT technologií také detailní znalosti úrovně řídicích systémů výrobních technologií.

To je pro dodavatele čistých IT řešení velká překážka. Spolupráci a pomoc nabízí výrobním podnikům i dodavatelům IT řešení COMPAS automatizace, významný český dodavatel průmyslové automatizace a výrobního IT, jehož misí je pomáhat podnikům v úspěchu.

Elektronické řízení výroby

Z technického pohledu je koncept založen na vertikální integraci tří standardních vrstev systémů, které odpovídají funkcím řízení výroby podniku.

Jedná se o:

ERP - celopodnikový informační systém pro potřeby dlouhodobého plánování a řízení
MES - výrobní informační systém pro operativní řízení výroby
MCS - vrstva automatizace pro řízení technologií

K libovolnému ERP systému zákazníka lze připojit systém COMES. Cílem je distribuovat informace ve výrobním týmu a do technologických zařízení (řídicích systémů) tak, aby bylo dosaženo optimálního průběhu výrobních procesů. Tím je dosaženo jednak toho, že je výroba optimálně řízena a jednak vysoké pružnosti na změny ve výrobě či výrobním programu.

Současně management výrobního týmu dostává operativní informace o průběhu výroby, místo informací o výrobě ve formě papírových výkazů a řešení situací ex post jsou manažeři průběžně informováni ve formě přehledně zpracovaných, aktuálních elektronických dat. Tak mohou vedoucí výroby, mistři i operátoři držet výrobu v optimálních mezích a operativně zasahovat do výrobního procesu při prvních příznacích zhoršování jakéhokoliv ukazatele jak produktivity, tak nákladovosti nebo jakosti.

Výše uvedené funkčnosti jsou známé, avšak teprve jejich provázaná implementace v Elektronickém řízení výroby realizuje optimální řízení výroby. Mnohé příklady z praxe ukazují, že také vhodnou motivací na základě získávaných informací (pro všechny pracovníky objektivně a věrohodně) mohou podniky dosahovat zlepšené výsledky díky vyššímu využití pracovní doby, kratšímu seřizování linek mezi jednotlivými výrobami, zkrácení oprav či snížení výrobních ztrát.

Elektronické řízení výroby umožňuje maximálně harmonizovat složité vazby ve výrobních procesech, usnadňovat správné jednání pracovníků distribucí potřebných informací (just in time).

Elektronického řízení výroby - postup implementace

Základem nasazení jakéhokoliv úspěšného řešení je to, že dané řešení musí přesně vyhovovat potřebám podniku, řízení a organizace výroby a instalovaným technologiím. Proto nasazení Elektronického řízení výroby předchází přesná analýza výrobních procesů a návrh řešení s implementovanými potřebnými funkčnostmi v dokumentované podobě.

Tento návrh je projednán se zákazníkem a je dohodnut postup a etapy implementace. V praxi se podařilo dobrou spoluprací implementačního týmu složeného z pracovníků výroby a dodavatele realizovat i velmi krátké doby implementace a rychlé využití přínosů. Včetně vlastní analýzy je možné dosahovat i dob implementace do šesti měsíců, a to i pro poměrně komplexní druhy výrob, jakými jsou sériové či šaržové výrobní procesy.

Pokrytí podnikových aplikací

Aplikace mohou pokrývat celou šíři výrobních aktivit podniku například v těchto celcích:

skladování vyrobených výrobků či přenos dat o vzniku výrobků do ERP/WMS
příjem a sklady surovin, příprava výroby, navažovny a dávkování surovin
výroba polotovarů nebo meziproduktů
balení, skupinová balení a paletizace
plnění nebo finalizace

Funkčnosti, které jsou kryty již instalovanými systémy, mohou být ponechány beze změny nebo je provedena jejich vazba na koncept Elektronického řízení výroby. Cílem je dosažení celkové integrální funkčnosti operativního řízení výroby.

Příklad zpracování výrobní zakázky

V následujících krocích je ukázán příklad z praxe (řízení šaržové výroby) a posloupnost procesů při zpracování výrobní zakázky a synchronizace jednotlivých výrobních činností.

import aktuálního plánu výroby z ERP
detailní rozplánování výrobních šarží
seřízení linek
odeslání pokynů operátorům na přípravu a navažování surovin pro zaplánované výrobní dávky
automatické dávkování nebo navážení surovin a jejich označení etiketou s čárovým kódem
řízení a dokumentování výroby polotovaru podle výrobního předpisu
rozvážení polotovaru do polotovarových obalů a jejich označení etiketou s čárovým kódem
odeslání informací o vyrobených polotovarech do ERP systému
přesun polotovarů do adjustačních a balících linek podle plánu
řízení plnění a balení
označení hotových výrobků a jejich umístění do skladu hotových výrobků
odeslání informací o vyrobených výrobcích do ERP systému

Elektronické řízení je pružně konfigurovatelné tak, že vyhoví i odlišným výrobním postupům, než popisuje výše uvedený příklad.

Záznamy a protokoly o výrobě

Elektronické řízení výroby automatizovaně zaznamenává průběh výroby, technologické i výrobní parametry, tak potřebné pro dokladování jakosti šaržových výrob. Z těchto informací jsou vytvářeny dílčí, komplexní nebo souhrnné protokoly.

EBR (electronic batch record) - elektronický záznam o výrobě

V průběhu výroby je vytvářen standardizovaný elektronický záznam o výrobě. Tento záznam obsahuje detailní informace o výrobním procesu. Struktura záznamu EBR odpovídá postupně vykonaným výrobním operacím, které se dále rozpadají na jednotlivé výrobní kroky. Součástí tohoto záznamu jsou i grafy trendů důležitých veličin a hlášení vzniklá během výroby, která jsou přebírána z úrovně MCS. Je možné využít funkce elektronického podpisu a ochrany záznamů (audit trail), důležité pro GMP výroby.

Příklad dílčího protokolu navažování surovin

Pro každou výrobní šarži je vytvořen protokol shrnující průběh navažování surovin určených do této dávky. V protokolu jsou zaznamenány všechny důležité informace uvedené rovněž na navažovacích obalech, do kterých byly suroviny rozváženy. Mezi tyto informace patří například: identifikace suroviny, množství suroviny v obale, pořadové číslo obalu a celkový počet obalů, do kterých byla surovina rozvážena, identifikace obsluhy, která navážení provedla, čas strávený navažováním tohoto obalu atd.

Příklad souhrnného protokolu BP (batch protocol)

Z elektronického záznamu šarže/série je vytvářen komplexní protokol, který je konfigurovatelný dle potřeb zákazníka. Výrobní manažeři mohou využít buď standardní komplexní protokol, který obsahuje všechny informace o výrobě šarže/série. Další možností je vytváření dílčích protokolů, nebo jen přehledného souhrnného protokolu, který shrnuje všechna důležitá data například pro propouštění dané šarže/série na trh nebo k dalšímu zpracování.