نظام MES لخطوط إنتاج قواطع الدائرة المصغرة عالية السرعة | Benlong

عندما تعمل خط إنتاج قواطع الدائرة المصغرة بسرعة 1,500 قطب في الساعة أو أكثر، تصبح القضية الحقيقية التي تهمنا ليست سرعة تشغيل الآلات، بل مدى سرعة ملاحظة منشأة الإنتاج وتسجيلها ورد فعلها تجاه ما تفعله الآلات. مع تسجيل حوالي قطب واحد يتم إنتاجه كل 2.4 ثانية، يولد هذا الخط الإنتاجي العديد من أحداث الجودة وبيانات المعايرة ونتائج الاختبار. لا يمكن للسجلات الورقية وPLC المنفصلة التعامل مع هذا الطلب. وبالتالي، نصل إلى النقطة التي تتحول فيها وظيفة نظام تنفيذ التصنيع من أداة اختيارية تُستخدم في منشأة قواطع الدائرة إلى أداة لا غنى عنها تصبح أساسًا لعملية إنتاج قواطع الدائرة.

في هذه المقالة، نصف عملية كيف نظام MES يعمل على خط إنتاج قواطع الدائرة المصغرة عالي السعة ولماذا تجعل كفاءة الإنتاج التي تزيد عن 1,500 قطب في الساعة استخدامه ضروريًا. علاوة على ذلك، نشرح كيف يمكن تطبيق نفس النهج على مشاريع الجهد المنخفض الأخرى، مثل خطوط إنتاج عدادات الطاقة.

ما الذي يفعله نظام MES فعليًا في أرض المصنع

نظام MES هو نظام البرمجيات الذي يوجد بين مستوى تخطيط الأعمال (نظام ERP الخاص بك) ومستوى التحكم الفيزيائي (PLC، أجهزة الاختبار، محطات الوسم، والمحركات). بينما يعرف نظام ERP ما يجب إنتاجه ومتى، يعرف PLC كيفية تحريك الأسطوانة أو توفير تيار الاختبار. ومع ذلك، لا يقدم أي من هذين النظامين بمفرده لمدير المصنع صورة في الوقت الحقيقي عما يحدث على خط التجميع. سد هذه الفجوة هو عمل نظام تنفيذ التصنيع MES.

ببساطة، يشرف نظام MES الذي يدير خط MCB على العديد من المهام في نفس الوقت:

تتبع الإنتاج وعرض حالة العمل الجاري (WIP) مما يسمح بتتبع أي منتج من المكون الخام إلى قاطع الدائرة النهائي.
الجمع التلقائي للبيانات من أجهزة الاختبار، جداول المعايرة، وآلات الرؤية، مما يلغي الإدخال اليدوي.
مراقبة الجودة وSPC، لضمان اتساق العملية التي تُعتبر اتجاهًا مستمرًا يجب مراقبته بدلاً من أن تكون نتيجة تحليل يتم بعد الاختبار.
إمكانية التتبع والنسب، ربط المواد والمعايير ونتائج الاختبارات بأرقام التسلسل ومعرفات الدُفعات.
مراقبة الأداء، والتي تعني مراقبة الجودة وفقًا لمبادئ OEE.
الجدولة والتوزيع، تعديل أنواع الأقطاب المختلفة وتصنيفات التيار على نفس خط الإنتاج.
التحكم في الوثائق والوصفات.

نظرًا لأن كل هذه الوظائف تُنفذ في الوقت الحقيقي، يمثل نظام MES بالتأكيد المصدر الوحيد للحقيقة حول ما تنتجه الشركة وكيف يتم الاختبار. على خط أبطأ ويدوي، هو ممارسة جيدة؛ على خط ينتج 1,500 قطب في الساعة، هو الطريقة الوحيدة للحفاظ على الشركة في السوق.

مكان وجود MES: ERP، MES، وSCADA

فهم عمل الأنظمة الثلاثة في المصانع الحديثة أمر مهم، حيث يبدو أن الأنظمة تُخلط كثيرًا. طبقة ERP تعتني بمعالجة الطلبات، تخطيط المواد، وضمان ترتيب الشؤون المالية؛ لذا فهي تجيب على سؤال ما الذي يجب إنتاجه ومتى. طبقة التحكم نفسها يمكن أن تكون PLC أو SCADA، وهي المسؤولة عن سؤال “كيف يتم تنفيذ حركة أو اختبار؟" أما طبقة MES، فهي تقع في المنتصف وتجيب على أسئلة حول ما يحدث على الخط في اللحظة الحالية وما حدث في الماضي في سياق كل وحدة تُنتج حاليًا. هذا الموقع الوسيط لـ MES هو ما يجعلها نظامًا مناسبًا جدًا لخط MCB السريع لأن ERP بعيد عن أرضية التصنيع وبالتالي غير قادر على تتبع قاطع معين تم إنتاجه، في حين أن PLC يركز كثيرًا على دورة الآلة القادمة ويفتقر إلى البيانات التاريخية.
عند النظر إلى هذا من هذا المنظور، لم تعد معدات الخط والبرمجيات تُرى كمشتريات منفصلة، بل كوحدات تعمل معًا. محطات الاختبار والمعايرة والتعليم تعمل كحساسات ومشغلات للمصنع، في حين يعمل MES كنظام عصبي ينقل رسائلها.

لماذا يحتاج خط MCB بسرعة 1,500 قطب/ساعة إلى نظام MES

حساب الإنتاج يجعل التتبع اليدوي مستحيلاً

التشغيل بسرعة حوالي 1,500 قطب في الساعة يعني أن كل قطب يُنجز تقريبًا كل 2.4 دقيقة. عدد الأقطاب المنتجة في وردية واحدة سيكون حوالي 12,000 قطب، والأرقام لورديتين تتجاوز 24,000. في مثل هذه الظروف، عندما تبقى العيوب غير ملحوظة لمدة عشر دقائق، يكون قد تم إنتاج حوالي 250 قطبًا بالفعل وهم في طريقهم. تسجيل مثل هذا الكم من البيانات قد يكون مستحيلاً؛ لذا لا يمكن الإجابة على سؤال “كم عدد الأقطاب التي فقدناها”.

إمكانية تتبع الوحدة والجينالوجيا

لكل قاطع دائرة صغير (MCB) قصة فريدة: سلسلة الشرائح الثنائية المعدن، نوع لفائف قاطع القوس المستخدمة، نوع نقاط الفضة المستخدمة، كمية المعايرات التي تمت على الآلات المستخدمة لضبط قيم الفصل، ووقت الفصل النهائي المحقق. يسمح MES بربط كل هذه العوامل برقم تسلسلي واحد أو رمز دفعة، وهو ما يوفر أخيرًا جينالوجيا كل MCB. إذا تم تقديم شكوى في الميدان من قبل موزع يعمل في الهند أو الشرق الأوسط أو البرازيل، يكفي النظر في رقم تسلسلي واحد لمعرفة التاريخ الكامل للمنتج من تصنيعه مرورًا بالاختبار ليتمكن من التصرف وفقًا لذلك.

تحويل خط الاختبار الآلي إلى مصدر بيانات حي

هنا يصبح خط اختبار قواطع الدائرة المصغرة الأوتوماتيكي محور الصورة الرقمية.

على عكس خطوط الاختبار النموذجية، يرسل خط اختبار جاهز لنظام تنفيذ التصنيع (MES) جميع المعلومات المقاسة إلى طبقة البرمجيات عبر OPC UA أو Modbus TCP: الفصل الفوري على المنحنيات B و C و D، والمعايرة الحرارية عند 1.13× و 1.45× In، مقاومة التلامس، وفحص الرؤية للغلاف، والملصق، والبراغي. على عكس الاختبار النموذجي الذي يقيم فقط 5-10% من عينات الإنتاج، يحتفظ خط الاختبار بسجل لكل وحدة في دورة الإنتاج، مما يوفر لنظام MES سجل بيانات كامل.

هذا يسمح للمهندسين بأداء التحكم الإحصائي الحقيقي في العملية. مع المعلومات من نظام جمع البيانات، يظهر انحراف المعايرة كتغير تدريجي في القيمة المتوسطة قبل بكثير من تحقيق المواصفات. يمكن تصحيح الخط أثناء الإنتاج وقبل شحن الدفعة المعيبة.

رؤية في الوقت الحقيقي لكفاءة المعدات الشاملة (OEE) ووقت التوقف

عادةً، لا يعاني خط الإنتاج عالي السرعة من فقدان الإنتاجية بسبب عطل رئيسي واحد. بدلاً من ذلك، يفقد الخط الإنتاجية من خلال عدة حوادث صغيرة. على سبيل المثال، بمعدل 1500 قطعة في الساعة، يؤدي تأخير لمدة خمس دقائق إلى فقدان 125 قطعة. يساعد AMES في هذه النقطة من خلال حساب OEE باستمرار. ستقوم المقاييس الافتراضية بتقسيم الخسائر إلى التوفر، الأداء، والجودة، مما يسمح لمدير المصنع برؤية سبب الوقت الضائع. في الوقت نفسه، يمكن رؤية سجل توقفات مدتها دقيقتان في محطة معينة بالتزامن مع تحليل OEE.

احتواء الجودة والتحكم ذو الحلقة المغلقة

عندما تكون حالة الاختبار خارج الحدود ويتم تحديد دفعة مكونات مشبوهة، يمكن لنظام MES اتخاذ الإجراءات التالية تلقائيًا: إصدار تنبيه، عزل الوحدات المتأثرة، ومنع وصول دفعة سيئة إلى مرحلة التعبئة. في العمليات اليدوية، يعتمد الأمر على ملاحظة الأشخاص واحتفاظهم بالمعلومات. بالمقابل، في إجراءات التحكم بواسطة MES، يتم اتباع القاعدة مع أول إشارة.

توثيق جاهز للتدقيق لأسواق التصدير

يعتمد منتجو قواطع الدائرة المصغرة (MCBs) الذين يركزون على التصدير على شهادات تشمل IEC 60898 لقواطع الدائرة المصغرة، مما يعني أن المصنعين بحاجة إلى إثبات شحناتهم ومنتجاتهم. إنه معيار يتطلب من مصنعي قواطع الدائرة المصغرة إنتاج وثائق. مع نظام MES، من الممكن أتمتة التقارير من خلال أنظمة محوسبة بدلاً من البحث في الملفات الورقية. تصبح عمليات التدقيق استعلامًا في قاعدة البيانات. ونتيجة لذلك، سيتمكن المستخدم من توثيق الإنتاج وتحقيق النجاح في عمليات التدقيق.

كفاءة العمل وخط إنتاج بدون أوراق

هناك فائدة أكثر وضوحًا أيضًا. سرعة إدخال البيانات يدويًا بطيئة للغاية. بالإضافة إلى ذلك، فهي عرضة للأخطاء وتقلل من الروح المعنوية. يأخذ المشغلون وقتًا لإعادة إدخال الأرقام التي قام جهاز الاختبار بقياسها بالفعل. بمجرد أن يبدأ نظام تنفيذ التصنيع (MES) في جمع هذا النوع من البيانات تلقائيًا، يمكن لنفس الأشخاص القيام بمزيد من العمل على خط الإنتاج والعمل على القضايا الحقيقية بدلاً من نسخ تقارير الاختبار. علاوة على ذلك، يؤدي ذلك إلى تقليل الأخطاء. هذا يعني أن البيانات ستكون أوضح، وبما أن البيانات أوضح، فهي أكثر فائدة لعمليات الجودة في المصنع. بالنسبة لخط إنتاج ينتج آلاف الأعمدة يوميًا، فإن أتمتة التسجيل اليدوي لها تأثير كبير، حيث تسمح بالقضاء على مصدر الخطأ البشري وتحرير الموظفين لأعمال أكثر أهمية.

نظام تنفيذ التصنيع (MES) على خطوط إنتاج عدادات الطاقة

تنطبق أهمية نظام تنفيذ التصنيع على ما هو أبعد من قواطع الدائرة. في الواقع، يوفر إنتاج عدادات الطاقة مثالًا أفضل لأن إنتاج العدادات يخضع للتنظيم القانوني للقياس. يجب معايرة كل عداد بناءً على معيار مرجعي ويجب أن يلتزم بمتطلبات دقة معينة لمستويات تحميل متعددة. النتيجة هي توثيق كبير لجميع ثوابت المعايرة ومخططات الخطأ.

على خط إنتاج أوتوماتيكي لعداد أحادي الطور, ، يلتقط نظام MES تلك القيم المعايرة، وقراءات الخطأ عند كل نقطة تحميل مختبرة، وإصدار البرنامج الثابت أو الأجهزة، ويربطها برقم المسلسل للعداد. المزايا مشابهة لتلك الخاصة بقواطع الدائرة المصغرة، والفرق الوحيد من الناحية القانونية: أنه يوفر إمكانية تتبع التحقق التي تلبي متطلبات سلطات القياس، والتحكم في الدُفعات عبر تحديثات البرنامج الثابت، وتحليل سريع للإرجاع الميداني. عندما يتم التشكيك في عداد حتى بعد سنوات عديدة من تسليمه، يمكن استرجاع جميع المعلومات ذات الصلة بإنتاجه واختباره ببساطة عن طريق الرجوع إلى رقم المسلسل الواحد. بالنسبة لمصنع عدادات المرافق، فإن القدرة على التدقيق هي أمر بديهي وليست ترفًا.

يميل إنتاج العدادات أيضًا إلى أن يكون أكثر انضباطًا مقارنة بصنع المكونات السلع، ببساطة بسبب حقيقة أن تحديث البرنامج الثابت أو شريحة القياس يمكن أن يؤثر على أداء الدقة. تضمن طبقة التنفيذ أن يتم التحكم بدقة في كل دفعة من العدادات بحيث في حالة الإشارة إلى أن إصدارًا معينًا من البرنامج الثابت يحتوي على عيوب معينة، يمكن الحصول بسهولة على أرقام المسلسل للعدادات المعيبة بدلاً من البحث عنها. هذا يعني أن المورد يمكنه تقديم معلومات كاملة لسلطة القياس أو لمشغل مرفق كبير بدلاً من تقديم الاعتذارات.

ما هو أبعد من قواطع الدائرة المصغرة والعدادات: مشاريع أخرى للجهد المنخفض

ينطبق نفس مبدأ المنطق الرقمي على كامل مجموعة الجهد المنخفض على أنواع مختلفة من القواطع. على سبيل المثال، MCCB، RCCB، القاطع AC، جهاز الحماية من الارتفاع المفاجئ (SPD)، و ACB جميعها تجمع بيانات القياس البارامترية، ويتم تنفيذ مراقبة الوحدة لجميع المنتجات. تشير ضوابط العمليات الآلية كجزء من الإنتاج أيضًا إلى تسليم منتجات ذات جودة لا تشوبها شائبة. يمكن تقديم حجة مماثلة كلما اكتسب خط الإنتاج سرعة كبيرة، أو كانت سلامة الوحدات المصنعة تعتمد على نتائج القياسات.

ما الذي يجب البحث عنه في برنامج نظام MES

ليس كل نشر يحتاج إلى أكبر منصة في السوق. ما يهم هو التوافق مع الخط ومسار نظيف للبيانات. عند تقييم برنامج نظام تنفيذ التصنيع MES لمصنع جهد منخفض، هناك بعض النقاط العملية التي تحمل معظم الوزن:

• مزايا الاتصال: تعني OPC UA و Modbus TCP أن المعدات يمكنها الحصول على بيانات في الوقت الحقيقي، وتعني SQL أو CSV أنها يمكن أن ترسل تقارير.
  يمكن التعرف على الوحدة بسهولة، إما عن طريق رمز شريطي أو وسم ليزري، أو حتى تقنية RFID. هذا يضمن تسهيل حفظ السجلات.
  يسمح النشر المعياري للعملاء بالبدء بجمع البيانات والتتبع، ثم إضافة الجداول الزمنية ولوحات مؤشرات OEE.
  يساعد التكامل مع أنظمة ERP الحالية في أوامر الإنتاج ويساعد في تتبع إكمال المنتج.
  النقطة المهمة هي أن أرضية المصنع ستحصل على لوحات مؤشرات ستستخدمها فعليًا، وليس فقط تقارير للإدارة.

  القرار المهم هو التأكد من أن أنظمة تنفيذ التصنيع جاهزة قبل التثبيت. خطوط الإنتاج الجديدة التي تحتوي على أنظمة جمع بيانات متوافقة مع MES، وبروتوكولات مناسبة، ووضع علامات صحيحة ستكون جاهزة في غضون أيام. ومع ذلك، فإن خطوط الإنتاج المبنية بالفعل مع عمليات اختبار صارمة ستتطلب المزيد من العمل لتكييفها.

نهج مرحلي لتنفيذ نظام MES

قد يجعل احتمال ربط مصنع كامل تنفيذ نظام MES يبدو كمشروع كل شيء أو لا شيء، لكنه لا يجب أن يكون كذلك. أفضل طريقة لتحقيق نشر ناجح هي البدء صغيرًا وتنمية التنفيذ مع مرور الوقت. على سبيل المثال، تشمل الخطوات الرئيسية في تنفيذ عملية تصنيع الجهد المنخفض:

جمع البيانات التلقائي والتتبع على خط الاختبار؛ حيث يُتوقع أكبر عائد، وحيث يتم توفير البيانات بالفعل.

بمجرد توفر البيانات، يجب تنفيذ التحكم الإحصائي في العمليات ولوحات مؤشرات OEE.
بعد إتمام الخطوات السابقة، من المهم تنفيذ الجدولة، وإدارة الوصفات، وأكثر من ذلك، لتحسين عملية الإنتاج الشاملة.
أخيرًا، من الضروري تنفيذ ERP لضمان عودة البيانات إلى
النظام.
يجب أن تكون فوائد هذا التسلسل واضحة؛ يجب تنفيذ الأشياء الأكثر تكلفة وتعقيدًا أولاً ثم اتخاذ الخطوات الأخرى. الصعوبة الوحيدة ستكون في
الإدارة، وأكثر من ذلك بكثير، من أجل تحسين عملية الإنتاج بشكل عام.
أخيرًا، من الضروري تنفيذ نظام تخطيط موارد المؤسسات لضمان عودة البيانات إلى
النظام.

يجب أن تكون فوائد هذا التسلسل واضحة؛ يجب تنفيذ الأشياء الأكثر تكلفة وتعقيدًا أولاً ثم اتخاذ الخطوات الأخرى فقط.
الصعوبة الوحيدة ستكون في
الحصول على جميع المعدات التي ستكون ضرورية لهذه العملية في البداية، وإلا فسيكون من الضروري إعادة تجهيز المعدات لاحقًا.
بمجرد أن تتجاوز مستويات الإنتاج 1500 قطب في الساعة، لم يعد الأمر يتعلق بالسرعة فقط؛ بل يتعلق بالسرعة التي لا يمكن منازعتها والمراقبة. نظام MES هو ما يحول الإنتاج غير المعالج إلى بيانات موثوقة وقابلة للتدقيق والتقييم.

خاتمة

يقوم بتسجيل كل عنصر، ويحول خط الاختبار التلقائي إلى حساس جودة في الوقت الحقيقي، ويكشف عن الخسائر التي تقلل من كفاءة الإنتاج السريع؛ ويوفر بيانات الشهادة المطلوبة من قبل أسواق التصدير.

هوانغ شياولي | بنلونغ أوتوميشن