Systemy przywoławcze w wewnętrznej logistyce materiałów

Głównym krwiobiegiem zakładu przemysłowego jest proces produkcyjny, który można zdefiniować jako zbiór działań związanych z przetwarzaniem surowców i półproduktów w wyroby gotowe. Proces, którego celem pozostaje dostarczenie gotowego produktu, nie jest jednak czynnością izolowaną od innych mających miejsce w fabryce. Jakiekolwiek zachwianie przepływu informacji pomiędzy produkcją a procesami pomocniczymi – takimi jak transport wewnętrzny, kontrola jakości i magazynowanie – może doprowadzić do spadku wydajności, a w najgorszym wypadku całkowicie wstrzymać wytwarzanie.

Zapewnienie ciągłości nie jest więc możliwe bez sprawnej komunikacji. W odniesieniu do zakładu przemysłowego kluczowym elementem wydaje się komunikacja pomiędzy operatorami maszyn a obsługą magazynu, bo odpowiednia ilość materiałów eksploatacyjnych jest konieczna, aby zachować płynność procesu. Wyzwanie stanowi zatem uzupełnianie na czas zapasów na stacjach montażowych, zanim skończy się komponent, przy jednoczesnym unikaniu nadmiaru i tworzenia się zatorów.

Brak jakiegokolwiek systemu wspomagającego przepływ komunikacji wciąż nie jest niczym szczególnym w zakładach przemysłowych. Funkcjonowanie w takiej rzeczywistości oznacza jednak nieustanne zmaganie się z brakami informacyjnymi. Pozbawienie się możliwości sprawnego zarządzania zgłoszeniami prowadzi do ogólnego spadku wydajności. Próby nadgonienia planu przez podkręcanie norm i szukanie przyczyn w jakości maszyn nie dadzą pozytywnego rezultatu, kiedy informacjami z obiektu zarządzamy niewłaściwie. Jakie zatem cechy powinien mieć system przywoławczy, gdybyśmy zdecydowali się na jego uruchomienie?

Cechy i elementy systemu

Kluczowa wydaje się komunikacja w czasie rzeczywistym. Miejsce zgłoszenia nie powinno stanowić punktu współdzielonego przez różne osoby, aby wykluczyć możliwość powstania wąskiego gardła. Każde zgłoszenie musi być potwierdzone, a system powinien zapewnić możliwie dokładny wybór jego rodzaju i typu. Cechą wartą rozpatrzenia jest także opcja wczesnego ostrzegania personelu o różnego rodzaju brakach. W czasach gdy model produkcji ma nadążać za zmieniającym się profilem firmy, stanowiska operatorskie będą zmieniały charakter lub nawet lokalizację. Preferowanym rozwiązaniem staną się więc rozwiązania mobilne.

Od strony funkcjonalnej możemy oczekiwać rejestracji zdarzeń uzupełnionej o archiwizację danych. Panel administratora ma zapewnić możliwość zarządzania rodzajem zgłoszeń oraz dostępem użytkowników. Logika systemu powinna również wspierać obsługę alarmów oraz sprawnie zarządzać rozdziałem i realizacją zadań. Taka charakterystyka wymusza stosowanie rozwiązań w oparciu na sterownikach PLC lub przynajmniej układach programowalnych z pamięcią i dostępem sieciowym.

 

Rys. 1 Uproszczony diagram systemu przywoławczego

Na rysunku 1 przedstawiamy uproszczony diagram systemu przywoławczego. Widzimy na nim trzy główne składowe:

• maszyna lub stanowisko operatorskie – jako strona nadawcza (zgłaszająca) będzie częścią modułu obiektowego. Sygnał zgłoszenia możemy przesłać ręcznie, wykorzystując przyciski pojemnościowe lub podpinając sygnał procesowy bezpośrednio do urządzenia nadawczego;
• moduł centralny, który odbiera sygnał i przekazuje dalej – gateway radiowy;
• część odbiorcza – wózek widłowy lub dowolne miejsce, np. magazyn, pokój lidera, kontrola jakości.

W rozwiązaniu opracowanym przez firmę Turck sygnał z części obiektowej może zostać przesłany przy wykorzystaniu przycisków pojemnościowych lub modułów radiowych z wbudowanym przyciskiem. Do dyspozycji są też specjalne boksy z sześcioma przyciskami nadawczymi oraz radiowy przycisk pojemnościowy z trzycyfrowym wskaźnikiem LCD, łączący w sobie cechy urządzeń kompletacji i systemów przywoławczych.

Warto nadmienić, że rozbudowane systemy produkcyjne mogą przewidywać obsługę wielu typu zgłoszeń i rodzajów komponentów. Stosowanie wielu pojedynczych urządzeń radiowych w obrębie jednego stanowiska roboczego może nie mieć uzasadnienia ekonomicznego. Znacznie lepiej wykorzystać standardowe przyciski P2L (Pick-To-Light) z podświetleniem. Do przycisku mogą zostać przypisane określona logika działania oraz funkcja. Dzięki temu operator w intuicyjny sposób jest w stanie dokonać konkretnego wezwania. Kolor podświetlenia przycisków umożliwia wizualizację aktualnego stanu zgłoszenia. Przykładowo, kolor czerwony to zgłoszenie zapotrzebowania, a żółty oznacza informację o podjęciu zlecenia przez magazyn.

Tym samym część obiektowa może również wymagać dodatkowego wsparcia, w postaci modułu z logiką. Pozwali to na wstępną filtrację zadań i obsługę większej liczby sygnałów. Wykorzystanie jednostek programowalnych po obydwu stronach (obiektowa i centralna) zapewni wysoki stopień elastyczności przy realizacji tematów wymagających spełnienia specyficznych wymagań.

Wraz ze wzrostem liczby maszyn i wózków widłowych rośnie też ilość informacji, do których przetworzenia może już nie wystarczyć prosty gateway radiowy. W takim przypadku zasadne będzie zastosowanie rozwiązania programowalnego – może to być np. panel HMI z wbudowanym sterownikiem PLC.

Ekran panelu HMI umożliwia wyświetlanie wezwań z poszczególnych stanowisk pracy znajdujących się na terenie fabryki. Zlecenia aktywne i te oczekujące w formie przejrzystych komunikatów poinformują magazyn o lokalizacji, z której pochodzi wezwanie oraz o ilościowym zapotrzebowaniu na konkretny komponent. Elastyczność systemu pozwala dostosować format komunikatów oraz rozmiar panelu HMI w zakresie od 7" do 21".

Panel dotykowy umożliwia potwierdzenie podjęcia wezwania i zwrotnie wysyła komunikat do punktu, z którego przyszło zgłoszenie. Operator otrzymuje tym samym informację o podjętym działaniu. Wbudowany sterownik PLC odpowiednio rozdzieli informacje, a przychodzące zdarzenia będą rejestrowane.

Jeżeli system przywoławczy ma być zastosowany w celu dostawy komponentów, to moduł centralny najpewniej będzie zainstalowany w magazynie. W zależności od przeznaczenia mogą to być jednak dowolne lokalizacje. W prezentowanym tu rozwiązaniu, dzięki wykorzystaniu opatentowanego, bezprzewodowego systemu firmy Banner, zasięg komunikacji pozostaje skalowalny i może być dostosowany do wielkości zakładu. Centralny moduł radiowy jest w stanie obsłużyć kilkadziesiąt modułów obiektowych, a rozbudowa systemu o kolejne punkty czy obszary nie stanowi żadnego problemu.

 

Rys. 2 Urządzenia do ręcznego przesyłania sygnałów:
a) boks z sześcioma przyciskami nadawczymi,
b) przyciski pojemnościowe z podświetleniem, c) moduł z wbudowanym przyciskiem,
d) radiowy przycisk pojemnościowy z trzycyfrowym wskaźnikiem LCD

Call-for-parts

Opisany wyżej system przywoławczy Call-for-parts, autorstwa firmy Turck, to przede wszystkim czytelność, precyzja i skrócenie czasu realizacji. Zgłoszenie nie pozostaje bez odpowiedzi, a w przypadku wydłużającej się realizacji powiadamiane są odpowiednie osoby, najczęściej według hierarchii, co pozwala na szyszybszą reakcję i podjęcie właściwych decyzji. Przejrzysta komunikacja stanowi bazę do optymalizacji czasu przestojów, a to bezpośrednio prowadzi do wzrostu wydajności procesu produkcyjnego.

 

Rys. 3 Moduł obiektowy wyposażony w podświetlane przyciski S22 RGB, podłączony do kompaktowego sterownika PLC, zapewniającego wstępną obróbkę sygnałów i wsparcie dla logiki sygnalizacyjnej. Komunikacja z modułem centralnym odbywa się za pomocą kanału radiowego DX80

Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom firm, które borykają się z przedstawionymi tu problemami, firma Turck przygotowała rozwiązanie usprawniające komunikację pomiędzy operatorami maszyn a magazynem. Projekt zakłada użycie modułu centralnego i obiektowego z możliwością rozszerzenia o punkty dostępowe montowane na wózkach widłowych lub w innych lokalizacjach stacjonarnych. Duża liczba zrealizowanych aplikacji na terenie całego kraju, a także wielu zainteresowanych tematem klientów świadczą o popularności rozwiązania, które idealnie wpisało się już w potrzeby zakładów produkcyjnych.

 

Rys. 4 Panel HMI z wbudowanym PLC, sterujący pracą systemu

Zbieranie danych z maszyn pozwala na lepsze zrozumienie mechanizmów, jakie rządzą produkcją. Dostęp do danych historycznych umożliwia również wykrywanie trendów lub anomalii. Klienci otrzymują zatem narzędzie pozwalające zawczasu zapobiegać niebezpiecznym sytuacjom i przewidywać przyszłe zachowania. Elastyczna zmiana asortymentu przy zachowaniu wysokiego poziomu wydajności nie będzie dużym wyzwaniem, kiedy sięgnie się po innowacyjne rozwiązanie firmy Turck, spełniające wymogi Przemysłu 4.0.

Bartłomiej Besz System and Solution Manager

Turck
www.turck.pl