Funkci traceability výrobního procesu požaduje pro některé výrobky platná legislativa, v jiném případě ji zavádí podnik jako součást své politiky odpovědnosti vůči spotřebiteli, kterému přináší ochranu před možným vznikem škod na zdraví či majetku použitými výrobky. Podniku pak traceability poskytuje informace pro zlepšování jakosti výroby, snižuje jeho náklady na proces stahování neshodných výrobků na minimum, a především chrání dobré jméno podniku.

Traceability výroby automobilových dílů

Cílem popisovaného projektu bylo nahradit nefunkční traceability, původně realizovanou v ERP systému, za funkční v MES úrovni zákazníkem zvoleným systémem COMES. V tomto případě se jednalo o díly spojené s bezpečností automobilů, proto byl kladen důraz na vysokou dostupnost a spolehlivost řešení. Původní traceability v ERP systému nestačila na velké množství zpracovávaných dat (cca 250 tisíc transakcí za den). Toto zpracovávání mělo za následek zvětšování databáze ERP o stovky gigabytů ročně. Výsledkem řešení traceability v ERP byla celková nefunkčnost s dlouhými odezvami s nemožností provedení dopředné traceability dat. Vhodným řešením je ponechat traceability MES systému a v ERP evidovat jen výsledné součty hotových výrobků a spotřeb materiálů.
Podnik měl zavedeny databázové aplikace vstupního a výstupního skladu s vazbami na dodavatele, respektive odběratele. Hlavním evidenčním systémem byla (a zůstala) databázová ERP aplikace. Vzhledem k zaměření ERP aplikace byla výroba evidovaná k jednotlivým střediskům, nikoli linkám. Pro statistiku výroby na linkách se používala dodatečná papírová evidence.
Pro realizaci byl zvolen modul Traceability systému COMES ve verzi 3. Zůstalo zachováno řízení výroby pomocí průvodek (kanbanů). Většina údajů z výroby se získávala skenováním čárových kódů těchto průvodek. Toto skenování zůstalo rovněž zachováno. Jednotlivá skenování (cca šest tisíc za den) se ale evidují v systému COMES, do ERP databázové aplikace se zapisují pouze zpracovaná data. To umožnilo odlehčit zatížení hlavní aplikace podniku.
Náročným požadavkem zákazníka bylo zavedení nové traceability bez odstávky rozsáhlé výroby. Aby nebyl stávající výrobní proces narušen, byl dodavatelem navržen speciální postup implementace systému COMES.

Evidence vstupních dílů

Primární evidence součástek a materiálů probíhá v databázové aplikaci vstupního skladu stejným způsobem jako před zavedením systému COMES. Změna nastala při skenování výdeje ze skladu na linku. Operátor naskenuje nejprve skupinu linek (tzv. čtverec) a teprve potom skenuje průvodky jednotlivých boxů, které se pro danou skupinu linek vydávají. Díly, které se přesouvají mezi jednotlivými etapami výroby, se skenují tak, jako doposud. V tabulce průvodek je možné dohledat, ze kterého na který čtverec přesun probíhá.

Postupy během výroby

Pro každou linku a každou směnu se během výroby k jednotlivým položkám směna–linka sbírají údaje o typu výrobku, počtu vyrobených dobrých kusů, počtu vadných kusů, případně počtu kusů na inspekci.

Evidence dobrých kusů

Sběr dat probíhá jednak ručně skenováním boxové průvodky, kdy v okamžiku skenování vznikne položka s počtem kusů a časem skenování. Dále automatickým sběrem dat z inspekčních strojů – v okamžiku dokončení testu se data zaznamenávají do databáze inspekčního stroje, jednou za minutu probíhá načítání nových dat do systému COMES. Každý kus je evidovaný zvlášť s časem svého testování. Třetím případem je ruční zadávání na konci směny, které představuje výjimečnou možnost pro speciální výrobu nebo pro případ poruchy. Na konci směny vedoucí týmu zadá typ výrobku a počet vyrobených kusů (obr. 1).



Obr. 1: Formulář vedoucího týmu
Po naskenování boxové průvodky provede aplikace COMES tzv. přebalení – určený počet nejstarších kusů transformuje do jedné položky s uvedeným počtem kusů a časem skenování průvodky. V historii trasování je možné dohledat jednotlivé kusy, které box obsahuje.

Evidence neshodných výrobků

V případě sběru dat z inspekčních strojů se špatné kusy načítají z databáze. V jiných případech se neshodné výrobky zadávají na formuláři pro vedoucího směny.

Generování počtu kusů na inspekci

Pro každou linku je v číselníku linek stanoven počet kusů, které se během výroby odesílají na inspekci. Tyto počty se generují automaticky. Další kusy pro inspekci zadává vedoucí směny přes formulář.

Spotřeba vstupních dílů

V okamžiku vzniku záznamu o výrobku (dobrý, neshodný, na inspekci) dojde podle materiálového listu (BOM) ke spotřebě patřičného množství vstupních dílů (součástek nebo materiálu). V historii trasování je možné dohledat k jednotlivým položkám spotřebované součástky a jejich šarže. V případě hromadného generování dobrých kusů (skenováním nebo ručně na konci směny) je přesnost sledování série určená množstvím hromadně evidovaných kusů.

Evidence vadných vstupních dílů

Vedoucí linky sleduje kvalitu jednotlivých materiálů a součástek. V případě problémů může špatné vstupní díly označit pomocí terminálové obrazovky doplněné skenerem čárových kódů (obr. 2). Naskenováním svého osobního kódu se přihlásí, dále naskenuje kód vstupního dílu, zadá počet kusů a důvod vyřazení. Pro zpřesnění výběru vstupního dílu vytvořili vedoucí směn kartotéku jednotlivých vstupních dílů s fotografiemi. U skeneru určité skupiny linek jsou uloženy pouze karty používaných vstupních dílů (cca padesát karet).



Obr. 2: Zadávání scrapu
Vadné vstupní díly jsou v traceability nejprve přesunuty z výrobní lokace na lokaci Scrap a teprve potom smazány. To umožňuje dohledat pro každou šarži vstupních dílů počty označených kusů. Přesnost je dána včasností evidence vadných dílů.

Expedice

Na konci výroby probíhá skenování průvodky pro přesun do expedičního skladu. Toto skenování je stejné jako před zavedením systému COMES. V databázové aplikaci expedičního skladu probíhá párování zákaznických průvodek a průvodek z výroby. Toto párování probíhá samozřejmě skenováním čárových kódů. COMES skenování sleduje a do historie trasování doplňuje číslo zákaznické průvodky a následně číslo objednávky zákazníka. To umožňuje podle čísla zákaznické objednávky kdykoliv dohledat čísla jednotlivých průvodek z výroby a následně zpětně procházet celou historii výroby.

Dodatečné úpravy

Každý automatický sběr dat může mít problémy, každý člověk může udělat chybu. Proto byl při aplikaci systému COMES připraveny kontrolní a opravné mechanismy. Základní kontrolu dat provádí vedoucí jednotlivých týmů na přehledových obrazovkách. Pro jednotlivé linky a vyráběné díly je možné opravit počty kusů (dobré, vadné, na inspekci). Je možné doplnit i další vyráběný díl a doplnit k němu patřičné počty kusů.
Formulář umožňuje opravit evidenci vadných materiálů a operátory na jednotlivých pracovištích. Po kontrole výroby vedoucí týmů potvrdí data (tzv. předají směnu). Teprve v okamžiku předání směny jsou data připravena k zápisu do databáze systému COMES.
Zároveň je potřeba zobrazování statistik v reálném čase. Skloubení obou protichůdných požadavků umožňuje technika zpožděného zápisu. Data jsou v systému COMES uložena dvakrát – jednak potvrzená, uložená v databázi, zapisovaná se zpožděním, jednak aktuální data, zapisovaná do speciální datové oblasti. Systém COMES při zobrazování data z obou oblastí spojuje, takže uživatel nevidí rozdíl. Při zpožděném zápisu systém COMES seřadí jednotlivé události podle času, takže v traceability je zachován princip FIFO.

Statistiky a vizualizace

Pro jednotlivé linky je možné zobrazit aktuální stav, aktuální výrobek a počty kusů a statistiky jednotlivých linek po směnách a statistiky vadných dílů. Příklad přehledové vizualizace ukazuje obrázek 3.



Obr. 3: Vizualizace aktuálního stavu jedné skupiny linek

Shrnutí

Automatická funkce traceability je stále více požadovaná funkce sledování výroby, která dokáže v reálném čase vytvořit rodokmen vzniku výrobku na bázi věrohodných dat. Navíc analýzou uložených dat pomáhá najít neshodné materiály použité ve výrobku (pomocí tzv. zpětného trasování) a dále vysledovat, do kterých sérií výrobků byly neshodné materiály použity, aby logistika mohla rychle stáhnout vadné série výrobků z trhu. Funkce traceability může být při rozsáhlých a vícestupňových výrobních procesech složitou funkcí pracující v reálném čase s velkými objemy dat a expertní nadstavbou, která umožňuje zpětné a dopředné trasování výroby. S případnou konsultací se můžete obrátit na firmu COMPAS automatizace, která implementovala i traceability na velmi rozsáhlé výrobní procesy jak v popisovaných diskrétních výrobách, tak i v šaržově orientovaných výrobách potravinářství a farmacie. Systém COMES v.3 je uvolněn i pro systémové integrátory, kontakt získají zájemci na www.compas.cz.

Pavel Pastyřík, Vlastimil Braun
Autoři článku působí ve společnosti COMPAS automatizace spol. s r.o.