Programvarulösning för att trimma produktionen

Transkript

1 Programvarulösning för att trimma produktionen Jari Kallela De flesta fabriker arbetar mycket under sin potentiella kapacitet. Lösningar som ökar produktiviteten utan att företaget behöver investera i nya produktionslinjer, eller rentav i nya fabriker, är guld värda. SCOOPE är en NT-baserad programvarulösning som söker just sådana lösningar. Programmet höjer produktionsprestandan genom att mäta och analysera produktionen och identifiera orsakerna till förluster, fel och bristande effektivitet. S COOPE är avsett att fungera tillsammans med alla viktiga etablerade metoder för att förbättra anläggningars prestanda: OEE (Overall Equipment Effectiveness Generell utrustningseffektivitet), RCA (Root Cause Analysis Grundorsaksanalys) och TPM (Total Productive Maintenance Totalt produktivt underhåll). OEE Overall Equipment Effectiveness OEE är en indikator på hur maskiner, produktionslinjer och processer fungerar. Värdet bygger på tillgänglighet, hastighet (prestanda) och kvalitet. I arbetet med att förbättra utrustning är OEE troligen det bästa prestandamåttet. OEE = Tillgänglighet x Prestanda x Kvalitet Utrustningseffektiviteten maximeras genom åtgärder för att kontrollera och därefter eliminera följande sex stora förlustkällor : Tillgänglighet (oplanerade driftstopp) Utrustningshaverier (haveriförluster) Inställnings- och justeringsförluster Prestanda (hastighet) Tomgång och kortare produktionsuppehåll Minskad hastighet Kvalitetsförluster Brister i processen samt ombearbetningar Uppstartförluster Fördelarna med OEE är att: Det är enkelt, lätt att använda och lätt att förstå. Det kan användas inom många olika industrigrenar och produktionsmiljöer. Det gör det möjligt att jämföra produktionsdata för olika produkter, olika skift och olika fabriker. Produktionsförbättringar kan spåras över tiden. RCA Root Cause Analysis RCA kommer in i bilden överallt där OEE-mätningar påvisar bristande anläggningsprestanda. RCA är ett strukturerat sätt att angripa fel och misstag, vilka båda kan ha stor inverkan på produktkvalitet, processprestanda och utrustningstillgänglighet. Generellt sett definierar RCA ett fel som en situation där prestanda för en process inte uppfyller förväntningar eller mål. Mera specifikt inkluderas följande feldefinitioner, vilka alla är vanliga i industrianläggningar: Fel är varje förlust som stör den kontinuerliga produktionen. 48 ABB tidning 1/2001

2 för framtiden, tack vare ökad kompetens. Ökande kompetens resulterar i dito konkurrenskraft, vilket är positivt för samtliga inblandade parter. Ökad kompetens och bättre insikt i de frågor som är av störst betydelse för företagets framgång ökar de anställdas motivation då det gäller att arbeta för flera förändringar. Detta ökar i sin tur hastigheten med vilken förändringar kan införas. SCOOPE är en NT-baserad programvarulösning för att öka produktionsprestandan genom att detektera förlustkällor, funktionsavbrott och ineffektivitet, exempelvis i valsverk. Fel är förlust av anläggningstillgänglighet. bör det aktuella felet inte uppträda på kerna har identifierats och åtgärdats, Fel är icke-tillgänglighet för utrustning. nytt. Fel är en avvikelse från status quo. TPM Total Productive Fel är att inte nå uppsatta mål. Maintenance RCA är ett systematiskt arbetssätt som TPM är en omfattande förändringsprocess leder analytikern från en felhändelse till som kan definieras som ett systematiskt dess grundorsaker. Grundorsaker är de arbetssätt för att skapa en produktionsprocess fri från förluster, att göra detta till djupast bakomliggande orsakerna till fel som kan identifieras med hjälp av logiskt lägsta möjliga kostnad och göra det med resonemang. Dessa grundorsaker kan engagemang från samtliga medarbetare. antingen vara fysiska (komponenter eller Det är frågan om ett långsiktigt åtagande maskindelar som havererar), mänskliga inte om ett projekt även om konceptet (någon som gör någonting fel eller kan introduceras i projektform. glömmer bort att göra någonting) eller Förändringsprocessen har ofta positiv inverkan på medarbetarna i ett före- latenta (Vilken var orsaken till felet? Varför inträffade det?) Så snart grundorsatag. De som deltagit, står bättre rustade SCOOPE programvara för att mäta produktionssystemets prestanda SCOOPE är en dedicerad programvara för online-mätning och -analys av effektiviteten i utrustning. Programvaran kan lätt installeras i de flesta produktionsprocesser och har följande huvudfunktioner: Automatiskt detektera och registrera alla produktionsbortfall Beräkna och visa prestandadata online Bidra till att analysera produktionsdata och ta fram förslag till produktionsförbättringar Skriva ut rapporter och exportera data till andra system SCOOPE kan tillämpa alla tre metoderna för mätning av systemprestanda (OEE, RCA och TPM) med solida prestandadata och avancerade verktyg för att analysera dessa data. Programvaran gör det möjligt att identifiera, spåra och åtgärda problem som inträffar i produktionen, samtidigt som man slipper den tidsödande och osäkra processen att manuellt föra loggböcker. Vidare tillkommer fördelen att prestandadata kan exporteras till andra ABB tidning 1/

3 Tabell: Systemkrav för SCOOPE Server Klient textfiler, vilket gör det möjligt att hämta produktionsdata automatiskt för sådana variabler som aktuell order och produkt. Processor PII 400 MHz PII 400MHz Minne 128 Mb RAM 128 Mb RAM Hårddisk 2 Gb ledigt utrymme Kommunikation 10 Mb/s, TCP/IP 10 Mb/s, TCP/IP Operativsystem Windows NT4 SP5 Windows NT4 SP5 Övrigt CD-ROM-läsare, seriella portar CD-ROM-läsare för PLC system som behöver detaljerad information om produktionens effektivitet. Systemet SCOOPE består av tre huvudmoduler 1 : datainsamling, databehandling och lagring samt visning och rapportering av data. Varje modul kan distribueras inom det lokala nätverket med hjälp av TCP/IP-protokollet. Datainsamling SCOOPE kan läsa realtidssignaler från praktiskt taget varje programmerbar 1 Systemarkitektur DCS Distribuerat system PLC Programmerbar logisk styrenhet PLC PLC DCS Datainhämtning logisk styrenhet (PLC) eller distribuerat styrsystem (DCS). Kommunikationshastigheten beror på protokollet, PLCenheten och datorn i vilken SCOOPE har installerats. Normalt räcker det med ett meddelande per sekund. Programvaran begränsar inte antalet signaler. Typiskt behövs 5 till 10 signaler per maskin. SCOOPE kan samla in data från och exportera data till relationsdatabaser. Programmet kan även läsa värden från Databehandling och lagring Server Kund Visualisering och rapportering Externa datakällor Fil Printer Databehandling och lagring SCOOPE avslöjar händelser i produktionslinjen som start och stopp av maskiner och perioder då en maskin arbetar vid reducerad hastighet. Dessa händelser kopplas till signaler från PLC-systemet i ett skriptspråk ett litet dedicerat programmeringsspråk som klassificerar händelser automatiskt. Så snart vissa fördefinierade villkor är uppfyllda, lagras händelsen tillsammans med sitt sammanhang i en online-databas. Det går även att lagra processmätvärden och andra online-signaler i databasen med hjälp av skriptspråket. Detta är det vanligaste sättet att hantera exempelvis signaler som registrerar maskiners hastighet. SCOOPE håller automatiskt ordning på händelsers varaktighet. Med hjälp av dessa värden beräknar SCOOPE effektivitetsvärden och ger betyg åt de olika maskiner som tillsammans utgör produktionslinjen. Användare kan definiera sina egna online-prestandaindikatorer genom att programmera in ekvationer. Online-data lagras i en binär databas för att garantera kort svarstid. SCOOPE kan hantera händelser i millisekundområdet, även om en tidsmässig noggrannhet på 0,5 till 1 sekund vanligen är mer än tillräckligt. I en typisk installation finns det mellan 2000 och 3000 nya registreringar per maskin i databasen. Gamla registreringar kan inte raderas, men de kan arkiveras. 50 ABB tidning 1/2001

4 Visning och rapportering tionstrendbild, innefattande OEE eller Användaren kan skapa händelser och andra användardefinierade prestandaindikatorer, för en given tidsperiod 2. ändra klassificeringar, produkter och beställningar med hjälp av tangentbordet, en knappsats eller en streckkodläsduktionssätt. Varje färg representerar ett specifikt proare. Användaren kan detaljstudera Ett dynamiskt PARETO-diagram rappporterar den kumulativa nedbrytningen omständigheterna kring ett haveri genom ett par musklick. Det går även att efter kategori. Diagrammet beskriver förhållandet mellan olika avställningsorsa- komma åt haverihistorik och OEE-data för en given tidsperiod. ker som uppstår längs produktionslinjen, Utgående från planerad kategori, som och klassificerar dessa efter kumulativ tid kvantitet och aktuell produktionshastighet, kan SCOOPE uppskatta när pro- av händelse presenterar diagrammet dess i sjunkande ordningsföljd. För varje typ duktionen kommer att avslutas och visa viktning i tid, kvantitet och procent i förhållande till total produktionstid (% IT), det uppskattade värdet på skärmen. Som alternativ kan programmet använda förutsedd avslutningstid och aktuell proring (typ av driftavställning) och typen faktisk produktionstid (% EP), klassificeduktion för att uppskatta hur stor kvantitet som återstår att tillverka. Med hjälp av en kronologibild kan av produktion som för närvarande pågår. SCOOPE erbjuder en produk- operatören eller produktionschefen avlä- 2 Trendbild som visar produktionens utveckling över en given tidsperiod sa den övergripande situationen på linjen och fokusera på de mest relevanta händelserna. Bilden visar en kronologi över samtliga händelser kopplade till en viss maskin, en viss produktionslinje, en viss produkt eller en viss sats under en given tidsperiod. Genom att välja en färg (varje färg motsvarar en typ av operationer och avställningar) kan användaren med ett ögonkast se alla incidenter som har inträffat under ett visst skift, en viss dag eller en viss vecka. Andra funktioner SCOOPE kan skriva ut rapporter via olika program som gör det möjligt att anpassa layouten. När programmet skriver ut via ett kalkylark kan användaren skapa makron och formler som ytterligare ökar anpassningsmöjligheterna. Data kan exporteras på begäran eller automatiskt efter fördefinierade händelser, som skiftbyten eller produktbyten, eller i slutet av varje arbetsdag, arbetstimme eller femminutersperiod. Data kan även exporteras till databaser via ODBC eller som XML-filer. Det finns även en extra modul för webb-rapportering. Systemadministratörer kan definiera antalet användargrupper och tilldela dessa olika rättigheter. Exempelvis kan rätten att förändra klass begränsas till förmännen, medan enskilda gruppmedlemmars åtkomst styrs via lösenord. SCOOPE -bilder finns på åtta språk (engelska, nederländska, finska, franska, tyska, portugisiska, svenska och spanska). Användarna kan arbeta med samma data med olika gränssnittspråk och de ABB tidning 1/

5 Bryggerier finns bland de många industrier och produktionsmiljöer som kan dra nytta av dedicerad SCOOPE programvara. SCOOPE fokuserar på små, billiga förändringar som tillsammans har stor inverkan på effektiviteten. kan när som helst växla från ett språk till ett annat. Återkoppling från fältet Att förbättra den totala effektiviteten i utrustningen innebär per definition ökad produktionseffektivitet. Ett sätt att uppnå detta är att göra stora investeringar i maskinell utrustning och automation. Ett mer kostnadseffektivt angreppssätt är att fokusera på små och billiga förändringar som tillsammans har stor inverkan på effektiviteten. Det är detta arbetssätt som SCOOPE går ut på. Vilka är då dessa små förändringar och billiga lösningar? Nedan ger vi fyra exempel från befintliga installationer där SCOOPE avslöjat problem. I en anläggning stoppade operatörerna avsiktligt och regelbundet produktionen 15 minuter före slutet av sitt skift. De ville gå hem tidigare och kände sig säkra, eftersom de visste att nästa skift skulle starta produktionen på nytt. När hastigheten i en förpackningsmaskin ställdes in enligt tillverkarens rekommendation ökade antalet kortvariga driftstopp drastiskt. Med något lägre hastighet ökade produktionen. En produktionschef kunde läsa ut från ett PARETO-diagram att en helt ny verktygsmaskin hade stoppats dussintals gånger med hjälp av nödstoppknappen under sina första två veckor i drift. Det visade sig att en av operatörerna, på grund av bristande utbildning, inte kände till något annat sätt att stoppa maskinen. Om detta hade fortsatt i två veckor till skulle miljondollarmaskinen ha förstörts. I en annan maskin innebar introduktionen av SCOOPE att den gamla loggboken kunde gå i pension. Alla haverier klassificerades automatiskt, och 10% av dessa rapporterades under rubriken laserdetektering. Men maskinen hade inte längre någon laserdetektor. En undersökning avslöjade att det fanns en bugg i PLC-programmet som fick maskinen att stoppa med jämna mellanrum. En kund, med lång erfarenhet av SCOOPE är belgiska Dow Corning. Genom att använda SCOOPE kunde företaget identifiera problem mycket snabbare, öka tillgänglighet, produktionshastighet och produktkvalitet i utrustningen och därigenom tjäna in en hel månadsproduktion. Författare Jari Kallela Maintenance-tv NV Belgicastraat 7 BE-1930 Zaventem Belgien jari.kallela@be.abb.com Fax: ABB tidning 1/2001