Dlaczego decentralizacja jest ważna dla przemysłu 4.0

Przemys┼é 4.0 ma na celu u┼éatwienie zarz─ůdzania z┼éo┼╝ono┼Ťci─ů, aby m├│c elastycznie i wydajnie produkowa─ç jeszcze mniejsze partie, a tym samym bardziej zr├│┼╝nicowan─ů ofert─Ö produkt├│w. Jak najlepiej uzyska─ç kontrol─Ö nad z┼éo┼╝ono┼Ťci─ů?

Jak rozumie─ç poj─Öcie┬ádecentralizacji┬áw kontek┼Ťcie przemys┼éu 4.0

Gdy mowa o Przemys┼é 4.0 cz─Östo s┼éyszymy s┼éowa kluczowe o technologiach takich jak: Big Data, Cloud Computing, Cyber Fizyczny System (CPS ÔÇô po┼é─ůczenie element├│w mechanicznych/elektronicznych z oprogramowaniem z u┼╝yciem infrastruktury teletechnicznej np. internetu ) czy Internet Przedmiot├│w (IoT). Ale w rzeczywisto┼Ťci nie chodzi tylko o technologie, a o rozszerzenie naszych mo┼╝liwo┼Ťci, kt├│re tkwi─ů w elastyczno┼Ťci proces├│w (swobodzie wyboru i konfiguracji produktu oraz kr├│tkiego czasu produkcji / dostawy), a to determinuje decentralizacj─Ö, gdy┼╝ z┼éo┼╝ono┼Ť─ç scentralizowanego systemu, kt├│ry mia┼éby to umo┼╝liwia─ç, by┼éaby bardzo du┼╝a i nie do opanowania.

Przemys┼é 4.0 ma na celu u┼éatwienie zarz─ůdzania z┼éo┼╝ono┼Ťci─ů, aby m├│c elastycznie i wydajnie produkowa─ç jeszcze mniejsze partie, a tym samym bardziej zr├│┼╝nicowan─ů ofert─Ö produkt├│w. Jak najlepiej uzyska─ç kontrol─Ö nad z┼éo┼╝ono┼Ťci─ů? Przez rozk┼éad na mniejsze zadania dla poszczeg├│lnych komponent├│w – w┼éa┼Ťnie to daje decentralizacja. Jednak zdecentralizowane systemy musi by─ç centralnie zsynchronizowany, aby zapobiec niechcianym nak┼éadkom lub efektom wzajemnej interferencji.

Internet of Things

Big Data

Cloud Computing

Przemysł 4.0 = decentralizacja

Przemysł 4.0 oznacza decentralizację w organizacji i jest wezwaniem do inteligentniejszych procesów i większej swobody wyboru. Technologia jest w tym wypadku drugorzędna.

Decentralizacja cz─Östo zaczyna si─Ö na ma┼é─ů skal─Ö, w zak┼éadach jest coraz wi─Öcej samoreguluj─ůcych si─Ö system├│w i inteligentnych mechanizm├│w steruj─ůcych. I to nie tylko inteligentne maszyny, ale tak┼╝e inteligentne procesy lub organizacja w kt├│rej ludzie na produkcji maj─ů wi─Öksz─ů swobod─Ö wyboru, gdy┼╝ z natury s─ů oni elastyczni, autonomiczni i mog─ů bardzo dobrze nadzorowa─ç ┬áswoje bliskie ┼Ťrodowisko pracy oraz podejmowa─ç lepsze decyzje ni┼╝ system centralny. Instancja centralna┬á musi nadzorowa─ç ca┼é─ů firm─Ö (jeden lub wiele zak┼éad├│w) i bardo prawdopodobne, ┼╝e przeoczy lokalne szczeg├│┼éy lub ┼║le je zinterpretuje.

Decentralizacja w organizacji to wcze┼Ťniej podj─Öte centralnie decyzje, kt├│re s─ů delegowane do odpowiednich obszar├│w i wszystkie istotne informacje s─ů dost─Öpne w spos├│b zdecentralizowany. Lokalna instancja mo┼╝e je wzbogaci─ç swoimi spostrze┼╝eniami i podejmowa─ç finalne decyzje.

Przyk┼éadem zdecentralizowanego i samoreguluj─ůcego rozwi─ůzania jest Kanban, kt├│ry generuje wykonanie element├│w tylko gdy s─ů potrzebne i w ilo┼Ťci, by nie powstawa┼éy zb─Ödne zapasy. Uzupe┼énienie o elementy elektroniki ÔÇô eKanban – sprawia, ┼╝e procesy staj─ů si─Ö transparentne i mo┼╝na je ┼éatwo zsynchronizowa─ç z innymi. Czynnik wywo┼éuj─ůcy postprodukcj─Ö pochodz─ůcy z pola, a nie z centralnego planowania, jest wa┼╝n─ů cech─ů eKanban i gwarantuje efektywno┼Ť─ç metody.

Inteligentne mechenizmy

Urz─ůdzenia steruj─ůce

Ucz─ůce si─Ö procesy

Zdecentralizowana intralogistyka

Zarz─ůdzanie transportem wewn─Ötrznym mo┼╝e by─ç nowocze┼Ťnie zorganizowane w spos├│b zdecentralizowany. Pracownik na maszynie czy stanowisku produkcji mo┼╝e generowa─ç zlece┼ä transportu by udost─Öpni─ç gotow─ů pul─Ö. Je┼Ťli pe┼éna paleta ma zosta─ç odebrana przez maszyn─Ö do magazynu, pracownik inicjuje to lokalnie w swoim miejscu. Tworzy si─Ö zlecenie transportu (z miejscem ┼║r├│d┼éa i celu oraz towarem) a najbli┼╝szy wolny operator w├│zka mo┼╝e to zlecenie pobra─ç i zrealizowa─ç. Podobnie, w zdecentralizowanemu podej┼Ťciu, mo┼╝emy obs┼éu┼╝y─ç transport aktualnie potrzebnych na pocz─ůtku przebiegu surowc├│w lub narz─Ödzi wymaganych do konfiguracji maszyny. Proces dystrybucji┬á zlece┼ä przewozu jest inteligentny, elastyczny bez konieczno┼Ťci interwencji centralnej, cho─ç instancja ta ma dok┼éadny przegl─ůd bie┼╝─ůcej sytuacji (realizcji, w toku, w oczekiwaniu).

Kombinacja (po┼é─ůczenie) zdecentralizowanych system├│w

Zar├│wno w eKanban, jak i zdecentralizowana intralogistyka, daje┬á korzy┼Ťci z ma┼éego nak┼éadu na planowanie i koordynacj─Ö. Ich kombinacja to przyk┼éad takiego scenariusz: opr├│┼╝niono kontener┬á to automatycznie generuje jest zlecenie transportowe przeniesienia do magazynu opakowa┼ä zwrotnych, a na tablicy e-Kanban oznacza si─Ö, ┼╝e kontener zosta┼é opr├│┼╝niony. Post-produkcja elementu jest ju┼╝ w toku, automatycznie generuje si─Ö zlecenie transportu by dostarczy─ç odpowiedni pojemnik pod maszyn─Ö, gdzie nast─Öpne jest wype┼éniany i w nowym zleceniu transportowym zwraca konsumentowi. Tablica eKanban zawsze pokazuje aktualny stan wszystkich pojemnik├│w w obiegu. Automatyczne generowanie zlece┼ä transportowych zapewnia, ┼╝e ka┼╝dy kontener Kanban jest ponownie wprowadzany do w┼éa┼Ťciwego obiegu. Dla wsparcia, mog─ů by─ç u┼╝yte np. znaczniki RFID wielokrotnego zapisu, kt├│re┬á informacje o cyklu-kanban oraz o materia┼éach w pojemnikach przechowuj─ů decentralnie. Alternatywnie etykieta pojemnika jest z kodem kreskowym, przy czym wszystkie powi─ůzane informacje s─ů nast─Öpnie przechowywane w centralnym systemie.┬á Mo┼╝na model rozszerzy─ç o kolejny krok i zarz─ůdzanie transportem po┼é─ůczy─ç z nowoczesnym autonomicznym systemem transportowym FTS (bez kierowcy), wtedy zlecenia transportowe b─Öd─ů dodatkowo podlega┼éy automatycznej optymalizacji tras.

Alternatywnie aplikacje mobilne ┬á(App) wspieraj─ů p┼éynno┼Ť─ç procesu lub zwi─Ökszaj─ů elastyczno┼Ť─ç generowania zlece┼ä transportowych. W ten spos├│b modne ostatnio has┼éo networking uzyskuje ca┼ékiem nowe znaczenie.

Planowanie produkcji a zdecentralizowane szczegółowe planowanie

Innym przyk┼éadem decentralizacji zada┼ä jest po┼é─ůczenie planowania w PPS/APS ┬á(Production /Advanced ┬áPlanner & Scheduling) ze sczeg├│┼éowym planowaniem w centrum kontroli MES (Manufacturing Execution System).

Planowane zlecenia wed┼éug prognoz popytu i oceny rynku, a tak┼╝e z bie┼╝─ůcych zam├│wie┼ä klient├│w mo┼╝na poprzez PPS/APS rozdzieli─ç do istniej─ůcych zak┼éad├│w i obszar├│w produkcyjnych, bez znajomo┼Ťci konkretnych warunk├│w zlece┼ä w ka┼╝dym z miejsc produkcji.

Na poziomie lokalnym zam├│wienia pojawiaj─ů si─Ö na li┼Ťcie roboczej odpowiednich system├│w MES. Planista widzi znacz─ůco lepiej dost─Öpny park maszynowy i zasoby i lokalnie lokuje zlecenia w plan produkcji zgodnie z przes┼éanymi wymaganiami. Po szczeg├│┼éowym uzgodnieniu planu i zatwierdzeniu zlece┼ä, centralnie zamawiane s─ů na odpowiedni termin potrzebne materia┼éy. W ten spos├│b przez organizacj─Ö, podzia┼é kompetencji i obszar├│w decyzji, zredukuje si─Ö z┼éo┼╝ono┼Ť─ç centralnego planowania.

Je┼╝eli opr├│cz hierarchicznej komunikacji mi─Ödzy centraln─ů PPS/APS i odpowiednimi lokalnymi systemami MES, zrealizowany jest interfejs pomi─Ödzy zak┼éadami, to mo┼╝na tak┼╝e zrekompensowa─ç wahania mocy produkcyjnych. Koordynacja z centraln─ů instancj─ů ma du┼╝e znaczenie, poniewa┼╝ zale┼╝nie od scenariuszu materia┼é i/lub narz─Ödzia musz─ů by─ç transportowane mi─Ödzy zak┼éadami.

Mobilno┼Ť─ç jako zwie┼äczenie decentralizacji

R├│wnie┼╝ powy┼╝szy przyk┼éad mo┼╝na rozszerzy─ç: dodatkowo do szczeg├│┼éowego planowania w odpowiednich MES, mistrz lub kierownik produkcji mo┼╝e by─ç wyposa┼╝ony w kontroln─ů aplikacj─Ö mobiln─ů (App). W niej okno podgl─ůdu zostaje zredukowane do grupy maszyn czy nawet pojedynczej maszyny, by szybko reagowa─ç na awarie, przestoje w produkcji lub nieplanowane w─ůskie gard┼éa. Dzi─Öki takiej aplikacji mo┼╝emy na miejscu (na hali) zmieni─ç sekwencj─Ö zlece┼ä na maszynie. Tak┼╝e kr├│tkoterminowa zmiana zlece┼ä na inn─ů odpowiedni─ů maszyn─Ö jest w tak mo┼╝liwa. Naturalnie tutaj tak┼╝e wa┼╝na jest synchronizacja z centrum kontroli w MES, a tak┼╝e z nadrz─Ödnym ERP/PPS lub APS.

Centralna synchronizacja z MES

Niezale┼╝nie od stopnia automatyzacji, sta┼éa synchronizacja z systemem centralnym jest niezb─Ödna, z ze wzgl─Ödu na przejrzysto┼Ť─ç, ale tak┼╝e dla szybkiego rozpoznania i unikni─Öcia krytycznych sytuacji, o ile jest to mo┼╝liwe. System, kt├│ry powinien synchronizowa─ç wiele proces├│w zdecentralizowanych, musi dysponowa─ç nie tylko szerok─ů informacj─ů, ale tak┼╝e mo┼╝liwo┼Ťci─ů pracy w czasie rzeczywistym, aby m├│c te informacje rzeczywi┼Ťcie w pe┼éni wykorzysta─ç.

Zgodnie z wytycznymi VDI 5600, Systemy Zarz─ůdzania Produkcj─ů (MES) spe┼énia dok┼éadnie te wymagania i dlatego doskonale nadaje si─Ö jako centralny o┼Ťrodek informacji i danych na produkcji. Wiedza o maszynach i narz─Ödziach, materiale, zam├│wieniach a tak┼╝e personelu produkcyjnym umo┼╝liwia MES przej─Öcie zada┼ä synchronizacji centralnej. Z drugiej strony, taki system mo┼╝e r├│wnie┼╝ monitorowa─ç i synchronizowa─ç zdecentralizowane scenariusze planowania. Ostatecznie dane zebrane na produkcji s─ů kompresowane i w odpowiednim zakresie zg┼éaszane do systemu ERP/PPS. Jest oczywiste, ┼╝e zdecentralizowana organizacja mo┼╝e by─ç bardzo korzystna, ale od pewnego momentu niezb─Ödna jest centralna instancja synchronizuj─ůca.

Czym jest decentralizacja?

  1. Dane s─ů zawsze rejestrowane i gromadzone w spos├│b zdecentralizowany na produkcji – dok┼éadnie tam, gdzie powstaj─ů;
  2. Dane mog─ů by─ç przetwarzane lokalnie lub centralnie; wa┼╝na jest synchronizacja z centraln─ů instancj─ů – np. z systemem MES, kt├│ry mo┼╝e je archiwizowa─ç;
  3. Zdecentralizowana inteligencja i swoboda decyzji zmniejszaj─ů nak┼éady zwi─ůzany z planowaniem;
  4. Decentralizacja zadaniowa lub obszarowa i cz─Östo znacznie zmniejsza z┼éo┼╝ono┼Ť─ç w centralnej lokalizacji;
  5. Zastosowana technologia odgrywa zwykle drugorz─Ödn─ů rol─Ö i wspiera jedynie procesy zorganizowane w spos├│b zdecentralizowany.

System MES, fundament Industry 4.0

Nasz globalnie znany System MES (Manufacturing Execution System)  stanowi gotowy fundament do realizacji scenariuszy Przemysł 4.0.

Czytaj wi─Öcej…

Potrzebujesz wi─Öcej informacji?┬áSkontaktuj si─Ö z naszym doradc─ů.