سیستم MES برای خطوط تولید MCB با سرعت بالا | Benlong

زمانی که خط تولید مینیاتوری مدارشکن با سرعت ۱۵۰۰ پل در ساعت یا بیشتر کار می‌کند، مسئله واقعی نگرانی دیگر سرعت عملکرد ماشین‌ها نیست بلکه سرعتی است که تأسیسات تولید متوجه، ثبت و واکنش نشان می‌دهد به آنچه ماشین‌ها انجام می‌دهند. با ثبت حدود یک پل تولید شده هر ۲.۴ ثانیه، این خط تولید تعداد زیادی رویداد کیفیت، داده‌های کالیبراسیون و نتایج آزمایش تولید می‌کند. ثبت‌های کاغذی و PLCهای جداگانه نمی‌توانند با این تقاضا مقابله کنند. بنابراین، به نقطه‌ای می‌رسیم که عملکرد سیستم اجرای تولید از یک ابزار اختیاری در یک تأسیسات مدارشکن به ابزاری ضروری تبدیل می‌شود که پایه فرآیند تولید مدارشکن است.

در این مقاله، فرآیند چگونگی سیستم MES کار کردن روی یک خط تولید مینیاتوری مدارشکن با ظرفیت بالا و دلیل ضرورت استفاده از آن در بهره‌وری تولید بالای ۱۵۰۰ پل در ساعت را شرح می‌دهیم. علاوه بر این، توضیح می‌دهیم چگونه همین رویکرد می‌تواند در پروژه‌های دیگر ولتاژ پایین، مانند خطوط تولید کنتور انرژی، اعمال شود.

سیستم MES در واقع چه کاری در کف کارخانه انجام می‌دهد

MES نرم‌افزاری است که بین سطح برنامه‌ریزی کسب‌وکار (ERP شما) و سطح کنترل فیزیکی (PLC، تسترها، ایستگاه‌های علامت‌گذاری و موتورها) وجود دارد. در حالی که سیستم ERP می‌داند چه چیزی باید تولید شود و چه زمانی، و PLC می‌داند چگونه یک سیلندر را حرکت دهد یا جریان آزمایشی را فراهم کند، هیچ‌کدام از این سیستم‌ها به تنهایی تصویر لحظه‌ای از آنچه در خط مونتاژ اتفاق می‌افتد به مدیر کارخانه ارائه نمی‌دهند. پر کردن این شکاف وظیفه سیستم اجرای تولید MES.

به طور ساده، سیستم MES که خط MCB را اداره می‌کند، همزمان وظایف متعددی را نظارت می‌کند:

پیگیری تولید و نمایش وضعیت WIP که امکان ردیابی هر محصول از قطعه خام تا مدارشکن نهایی را فراهم می‌کند.
جمع‌آوری خودکار داده‌ها از تسترها، جداول کالیبراسیون و ماشین‌های بینایی، که ورودی دستی را حذف می‌کند.
کنترل کیفیت و SPC، تضمین ثبات فرآیند که یک روند مداوم است که باید مشاهده شود نه نتیجه تحلیل پس از آزمایش.
قابلیت ردیابی و شجره‌نامه، اتصال مواد، پارامترها و نتایج آزمایش به شماره سریال‌ها و شناسه‌های دسته‌ای.
کنترل عملکرد، که به معنای کنترل کیفیت بر اساس اصول OEE است.
برنامه‌ریزی و ارسال، تنظیم انواع مختلف پل و رده‌های جریان در همان خط تولید.
کنترل مستندات و دستورالعمل‌ها.

از آنجا که همه این عملکردها به صورت زمان واقعی انجام می‌شوند، سیستم MES قطعاً منبع واحد حقیقت درباره آنچه شرکت تولید می‌کند و چگونه آزمایش انجام می‌شود است. در خطی کند و دستی این یک روش خوب است؛ در خطی که ۱۵۰۰ پل در ساعت تولید می‌کند، تنها راه حفظ شرکت در کسب‌وکار است.

جایگاه MES: ERP، MES و SCADA

درک عملکرد سه سیستم در کارخانه‌های مدرن اهمیت دارد، زیرا این سیستم‌ها اغلب با هم اشتباه گرفته می‌شوند. لایه ERP مسئول پردازش سفارشات، برنامه‌ریزی مواد و اطمینان از صحت مالی است؛ بنابراین به سوال “چه چیزی باید تولید شود و چه زمانی» پاسخ می‌دهد. لایه کنترل خود می‌تواند PLC یا SCADA باشد که مسئول پاسخ به سوال «چگونه یک حرکت یا تست انجام شود؟» است. اما لایه MES در میان این دو قرار دارد و به سوالاتی درباره آنچه در حال حاضر در خط تولید اتفاق می‌افتد و آنچه در گذشته در زمینه هر واحدی که در حال حاضر تولید می‌شود رخ داده است، پاسخ می‌دهد. این موقعیت میانی MES است که آن را به سیستمی مناسب برای خط تولید سریع MCB تبدیل می‌کند، زیرا ERP از کف کارخانه فاصله دارد و بنابراین قادر به ردیابی یک مدارشکن خاص تولید شده نیست، در حالی که PLC بیش از حد بر چرخه بعدی ماشین تمرکز دارد و داده‌های تاریخی ندارد.
هنگامی که از این دیدگاه نگاه شود، تجهیزات خط و نرم‌افزار دیگر به عنوان خریدهای جداگانه دیده نمی‌شوند، بلکه به عنوان واحدهایی که با هم کار می‌کنند در نظر گرفته می‌شوند. ایستگاه‌های تست، کالیبراسیون و علامت‌گذاری به عنوان حسگرها و عملگرهای کارخانه عمل می‌کنند، در حالی که MES به عنوان سیستم عصبی پیام‌های آن‌ها را منتقل می‌کند.

چرا یک خط MCB با ظرفیت ۱۵۰۰ قطب در ساعت به سیستم MES نیاز دارد

محاسبات ظرفیت تولید، ردیابی دستی را غیرممکن می‌کند

کار کردن با سرعت حدود ۱۵۰۰ قطب در هر ساعت به این معنی است که تقریباً هر ۲.۴ دقیقه یک قطب تکمیل می‌شود. تعداد قطب‌های تولید شده در یک شیفت حدود ۱۲,۰۰۰ قطب خواهد بود و برای دو شیفت این عدد به بیش از ۲۴,۰۰۰ می‌رسد. در چنین شرایطی، وقتی نقص‌ها به مدت ده دقیقه نادیده گرفته شوند، حدود ۲۵۰ قطب قبلاً تولید شده و در مسیر ارسال هستند. ثبت چنین حجم داده‌ای می‌تواند غیرممکن باشد؛ بنابراین سوال “چند قطب را از دست دادیم” نمی‌تواند پاسخ داده شود.

قابلیت ردیابی و شجره‌نامه در سطح واحد

هر مدارشکن کوچک (MCB) داستان منحصر به فرد خود را دارد: سری نوارهای بی‌متال، نوع سیم‌پیچ‌های قوس، نوع نقاط نقره‌ای استفاده شده، میزان کالیبراسیون انجام شده روی دستگاه‌های تنظیم مقادیر قطع، و زمان قطع نهایی به دست آمده. یک سیستم MES اجازه می‌دهد تا همه این عوامل به یک شماره سریال یا کد دسته‌ای متصل شوند، چیزی که در نهایت شجره‌نامه هر MCB را فراهم می‌کند. اگر شکایتی در میدان توسط توزیعی در هند، خاورمیانه یا برزیل مطرح شود، تنها با نگاه کردن به یک شماره سریال می‌توان تاریخچه کامل محصول از تولید تا تست را دانست و بر اساس آن اقدام کرد.

تبدیل خط تست خودکار به منبع داده زنده

اینجاست که خط تست اتوماتیک MCB به مرکز تصویر دیجیتال تبدیل می‌شود.

برخلاف خطوط تست معمولی، خط تست آماده MES تمام اطلاعات اندازه‌گیری شده را از طریق OPC UA یا Modbus TCP به لایه نرم‌افزاری ارسال می‌کند: قطع فوری در منحنی‌های B، C و D، کالیبراسیون حرارتی در 1.13× و 1.45× In، مقاومت تماس، و بازرسی دیداری بدنه، برچسب و پیچ‌ها. برخلاف تست معمولی که فقط 5-10% از نمونه‌های تولید را ارزیابی می‌کند، خط تست رکورد هر واحد در چرخه تولید را نگه می‌دارد و به MES یک رکورد کامل داده ارائه می‌دهد.

این امکان را به مهندسان می‌دهد تا کنترل آماری واقعی فرآیند را انجام دهند. با اطلاعات سیستم جمع‌آوری داده، انحراف کالیبراسیون به صورت تغییر تدریجی در مقدار میانگین قبل از رسیدن به مشخصات نشان داده می‌شود. خط می‌تواند در حین تولید و قبل از ارسال دسته معیوب اصلاح شود.

دید بلادرنگ OEE و زمان توقف

معمولاً یک خط تولید با سرعت بالا از طریق یک خرابی عمده، کاهش توان تولید را تجربه نمی‌کند. در عوض، خط از طریق چندین حادثه کوچک، توان تولید را از دست می‌دهد. به عنوان مثال، با نرخ 1500 قطعه در ساعت، تأخیر پنج دقیقه‌ای معادل از دست دادن 125 قطعه است. AMES در این نقطه با محاسبه مداوم OEE کمک می‌کند. معیارهای مجازی ضررها را به در دسترس بودن، عملکرد و کیفیت تقسیم می‌کنند و به مدیر کارخانه اجازه می‌دهند ببینند زمان از دست رفته مربوط به چه چیزی بوده است. در عین حال، تاریخچه توقف‌های دو دقیقه‌ای در یک ایستگاه خاص می‌تواند همراه با تحلیل OEE مشاهده شود.

کنترل کیفیت و کنترل حلقه بسته

وقتی شرایط تست خارج از محدوده باشد و یک دسته قطعات مشکوک شناسایی شود، MES می‌تواند اقدامات زیر را به طور خودکار انجام دهد: صدور هشدار، قرنطینه واحدهای متاثر، و جلوگیری از رسیدن دسته معیوب به مرحله بسته‌بندی. در عملیات دستی، این موضوع به توجه و حفظ اطلاعات توسط افراد بستگی دارد. در مقابل، در روش‌های کنترل شده توسط MES، قانون با اولین نشانه رعایت می‌شود.

مستندسازی آماده حسابرسی برای بازارهای صادراتی

تولیدکنندگان MCB که تمرکز بر صادرات دارند، به گواهینامه‌هایی مانند IEC 60898 برای MCB وابسته‌اند که به معنای نیاز به اثبات محموله‌ها و محصولات است. این استاندارد نیاز دارد که تولیدکنندگان MCB مستندات تولید کنند. با استفاده از MES، امکان خودکارسازی گزارش‌دهی از طریق سیستم‌های کامپیوتری به جای جستجو در پرونده‌های کاغذی فراهم می‌شود. حسابرسی‌ها به یک پرس‌وجوی پایگاه داده تبدیل می‌شوند. در نتیجه، کاربر قادر خواهد بود تولید را مستند کند و در حسابرسی‌ها موفق شود.

بهره‌وری نیروی کار و خط بدون کاغذ

همچنین یک مزیت ساده‌تر نیز وجود دارد. سرعت ورود داده‌های دستی بسیار کند است. علاوه بر این، مستعد اشتباه است و روحیه را کاهش می‌دهد. اپراتورها زمان صرف می‌کنند تا اعدادی را که یک تستر قبلاً اندازه‌گیری کرده است دوباره وارد کنند. به محض اینکه MES شروع به گرفتن این نوع داده‌ها به صورت خودکار کند، همان افراد می‌توانند کار بیشتری در خط تولید انجام دهند و با مسائل واقعی به جای رونویسی گزارش‌های تست کار کنند. علاوه بر این، این منجر به کاهش اشتباهات می‌شود. این بدان معناست که داده‌ها واضح‌تر خواهند بود و از آنجا که داده‌ها واضح‌تر هستند، برای فرآیندهای کیفیت در کارخانه مفیدتر خواهند بود. برای یک خط تولید که هر روز هزاران قطب تولید می‌کند، خودکارسازی ثبت دستی تأثیر قابل توجهی دارد، زیرا امکان حذف منبع خطای انسانی و آزادسازی کارکنان برای کارهای مهم‌تر را فراهم می‌کند.

MES در خطوط تولید کنتور انرژی

اهمیت سیستم اجرای تولید فراتر از مدارشکن‌ها است. در واقع، تولید کنتور انرژی نمونه بهتری ارائه می‌دهد زیرا تولید کنتورها تحت مقررات قانونی متروژیکی قرار دارد. هر کنتور باید بر اساس یک استاندارد مرجع کالیبره شود و باید با الزامات دقت خاصی برای سطوح بار مختلف مطابقت داشته باشد. نتیجه مستندسازی قابل توجهی از تمام ثابت‌های کالیبراسیون و نمودارهای خطا است.

در یک خط تولید خودکار کنتور تک فاز, ، سیستم MES آن مقادیر کالیبراسیون، خوانش‌های خطا در هر نقطه بار آزمایش شده، و نسخه سخت‌افزار یا نرم‌افزار را ثبت می‌کند و آنها را به شماره سریال کنتور پیوند می‌دهد. مزایا مشابه MCB است و تنها تفاوت از نظر قانونی است: این سیستم قابلیت ردیابی تأیید را ارائه می‌دهد که الزامات مراجع متروژیکی را برآورده می‌کند، کنترل دسته‌ای در طول به‌روزرسانی‌های نرم‌افزار را فراهم می‌کند و تحلیل سریع بازگشت به میدان را ممکن می‌سازد. هنگامی که یک کنتور حتی پس از سال‌ها از تحویل آن مورد سوال قرار گیرد، تمام اطلاعات مرتبط با تولید و آزمایش آن به سادگی با ارجاع به یک شماره سریال قابل بازیابی است. برای تولیدکننده کنتورهای خدماتی، توانایی حسابرسی یک امر بدیهی است و نه یک تجمل.

تولید کنتور نیز نسبت به ساخت قطعات کالایی تمایل به انضباط بیشتری دارد، صرفاً به این دلیل که یک نسخه نرم‌افزار یا به‌روزرسانی تراشه کنتور می‌تواند عملکرد دقت را تحت تأثیر قرار دهد. لایه اجرا اطمینان می‌دهد که هر دسته از کنتورها به دقت کنترل می‌شود تا در صورت علامت‌گذاری نسخه خاصی از نرم‌افزار به عنوان دارای نقص، شماره سریال کنتورهای معیوب به راحتی قابل دسترسی باشد و نیازی به جستجوی دشوار نباشد. این بدان معناست که یک تأمین‌کننده می‌تواند اطلاعات کامل را به مرجع کنتورسنجی یا اپراتور بزرگ خدماتی ارائه دهد به جای عذرخواهی.

فراتر از MCB و کنتورها: پروژه‌های دیگر ولتاژ پایین

همان اصل منطق دیجیتال در سراسر خط تولید ولتاژ پایین در انواع مختلف کلیدها اعمال می‌شود. به عنوان مثال، MCCB، RCCB، کنتاکتور AC، دستگاه محافظ ولتاژ گذرا (SPD) و ACB همه داده‌های اندازه‌گیری پارامتریک را جمع‌آوری می‌کنند و نظارت واحد برای همه محصولات اجرا می‌شود. کنترل‌های فرآیند خودکار به عنوان بخشی از تولید نیز نشان‌دهنده تحویل محصولات با کیفیت بی‌نقص است. استدلال مشابهی می‌توان ارائه داد هر زمان که یک خط تولید سرعت قابل توجهی کسب کند یا ایمنی واحدهای تولید شده به نتایج اندازه‌گیری‌ها بستگی داشته باشد.

چه مواردی را در نرم‌افزار سیستم MES باید جستجو کرد

هر استقرار نیازی به بزرگ‌ترین پلتفرم بازار ندارد. آنچه اهمیت دارد تناسب با خط تولید و مسیر پاک برای داده‌ها است. هنگام ارزیابی نرم‌افزار سیستم اجرای تولید (MES) برای یک کارخانه ولتاژ پایین، چند نکته عملی بیشترین اهمیت را دارد:

• مزایای اتصال: OPC UA و Modbus TCP به این معنی است که تجهیزات می‌توانند داده‌های زمان واقعی دریافت کنند و SQL یا CSV به این معنی است که می‌توانند گزارش ارسال کنند.
  یک واحد می‌تواند به راحتی شناسایی شود، چه با بارکد یا علامت‌گذاری لیزری، یا حتی فناوری RFID. این اطمینان می‌دهد که نگهداری سوابق آسان‌تر می‌شود.
  راه‌اندازی مدولار به مشتریان اجازه می‌دهد با جمع‌آوری داده‌ها و ردیابی شروع کنند، سپس برنامه‌ریزی و داشبوردهای OEE را اضافه کنند.
  ادغام با سیستم‌های ERP موجود به سفارشات تولید کمک می‌کند و پیگیری تکمیل محصول را تسهیل می‌کند.
  نکته مهم این است که کف کارخانه داشبوردهایی دریافت خواهد کرد که واقعاً استفاده می‌کند، نه فقط گزارش‌هایی برای مدیریت.

  تصمیم مهم این است که اطمینان حاصل شود سیستم‌های اجرای تولید قبل از نصب آماده هستند. خطوط تولید جدید که سیستم‌های جمع‌آوری داده سازگار با MES، پروتکل‌های مناسب و برچسب‌گذاری صحیح دارند، در عرض چند روز آماده خواهند بود. با این حال، خطوط تولید ساخته شده قبلی با فرآیندهای تست سختگیرانه نیاز به کار بیشتری برای تطبیق دارند.

رویکرد مرحله‌ای برای پیاده‌سازی سیستم MES

چشم‌انداز اتصال کل کارخانه می‌تواند پیاده‌سازی سیستم MES را به پروژه‌ای همه یا هیچ تبدیل کند، اما لازم نیست اینگونه باشد. بهترین راه برای دستیابی به موفق‌ترین استقرار، شروع کوچک و رشد تدریجی پیاده‌سازی است. به عنوان مثال، مراحل اصلی در پیاده‌سازی فرآیند تولید ولتاژ پایین شامل:

جمع‌آوری داده خودکار و ردیابی در خط تست؛ جایی که بیشترین بازده انتظار می‌رود و داده‌ها در حال حاضر ارائه می‌شوند.

پس از در دسترس بودن داده‌ها، اجرای کنترل آماری فرآیند و داشبوردهای OEE
باید انجام شود.
پس از انجام مراحل قبلی، مهم است که برنامه‌ریزی، مدیریت دستورالعمل‌ها و موارد بیشتر برای بهبود فرآیند کلی تولید اجرا شود.
در نهایت، اجرای ERP برای اطمینان از بازگشت داده‌ها به.
سیستم ضروری است.
مزایای این توالی باید واضح باشد؛ موارد گران‌تر و پیچیده‌تر باید.
ابتدا اجرا شوند و سپس مراحل دیگر انجام شود. تنها دشواری این خواهد بود که
سیستم.

مزایای این توالی باید واضح باشد؛ چیزهای گران‌تر و پیچیده‌تر باید
ابتدا پیاده‌سازی شوند و تنها پس از آن سایر مراحل باید انجام شوند. تنها دشواری این خواهد بود که
به دست آوردن تمام تجهیزاتی که در ابتدای این فرآیند لازم خواهد بود، زیرا در غیر این صورت، لازم خواهد بود تجهیزات را بعداً بازسازی کرد.
لازم است تجهیزات را بعداً بازسازی کرد.

نتیجه‌گیری

هنگامی که سطح تولید از ۱۵۰۰ قطب در یک ساعت فراتر می‌رود، دیگر فقط سرعت مطرح نیست؛ بلکه سرعت بدون رقابت و تحت نظارت اهمیت دارد. سیستم MES است که جریان تولید پردازش نشده را به داده‌های قابل اعتماد، قابل حسابرسی و قابل ارزیابی تبدیل می‌کند. این سیستم هر آیتم را ثبت می‌کند، خط تست خودکار را به حسگر کیفیت در زمان واقعی تبدیل می‌کند، خساراتی که بهره‌وری تولید سریع را کاهش می‌دهند را آشکار می‌سازد؛ و داده‌های گواهی مورد نیاز بازارهای صادراتی را فراهم می‌کند. همان پلتفرم امکان دسترسی به کنتورهای انرژی، کلیدهای مدار MCCB، کنتاکتورها و سایر موارد را فراهم می‌کند. اگر شرکتی قصد دارد در اتوماسیون ولتاژ پایین تخصص کسب کند، سیستم MES را به عنوان کلید اصلی و نه راه‌حل اضافی نیاز دارد.

هوانگ شیاولئی | بن‌لانگ اتوماسیون