Kako RFID funkcioniše sa MES sistemima

Ako dovoljno dugo razgovarate sa gotovo svakim menadžerom fabrike, čućete isto nezadovoljstvo izraženo drugim rečima. Mašine možda rade, ERP možda bude ažuriran, proizvodni plan možda izgleda čisto na papiru, ali je proizvodni pogon i dalje teže pročitati nego što bi trebalo. Čini se da je serija u procesu, ali niko nije potpuno siguran da li je stigla do sledeće stanice. Rad u procesu izgleda normalno u sistemu, ali nadzornik zna da je deo toga predugo stajao blizu kontrole. Pojavi se upozorenje o kvalitetu i tim provede naredna dva sata otkrivajući koje su serije bile u blizini, koji operater ih je obrađivao i da li su pogođeni materijali uopšte stigli u finalnu montažu. Upravo tu RFID počinje da bude važan, a to je i mesto gde veza sa MES sistemima postaje mnogo više od tehničkog projekta.

Kada kupci pretražuju pojmove kao što su RFID MES integracija, RFID u sistemima za izvršenje proizvodnje, RFID praćenje proizvodnje, vidljivost proizvodnje u realnom vremenu, praćenje rada u procesu, RFID sledljivost u proizvodnji, RFID pametne fabrike ili RFID praćenje proizvodnog pogona, oni obično ne traže teoriju. Žele da znaju kako podaci iz fizičke fabrike mogu da stignu do MES-a bez oslanjanja na to da ljudi toliko mnogo skeniraju, kucaju i pamte. Žele da znaju može li RFID pomoći MES-u da vidi šta se zaista dešava na liniji, a ne šta je neko nameravao da prijavi deset minuta kasnije. To je pravo pitanje i zato RFID i MES tako dobro funkcionišu zajedno kada je projekat pravilno osmišljen.

Zašto su MES-u potrebni pouzdani podaci iz proizvodnog pogona

MES se nalazi u prostoru između planiranja i izvršenja. Trebalo bi da zna koji nalog je u toku, koji su materijali korišćeni, kroz koju stanicu je proizvod prošao, koji operater je izvršio korak, koji status kvaliteta važi i da li je posao u skladu sa planom. Drugim rečima, MES bi trebalo da odražava stvarnost u proizvodnom pogonu. Problem je u tome što stvarnost ne ulazi u MES magijom. Mora da dođe odakle. U mnogim pogonima dolazi iz skeniranja bar kodova, unosa na terminalima, ručnih potvrda, papirnih pratilaca ili signala mašina koji pokrivaju samo deo procesa. Zato sistem može da izgleda uređeno, a da i dalje propušta ključna kretanja u pogonu. RFID pomaže tako što MES-u dostavlja automatskije, češće i često iskrenije podatke o događajima.

Kako RFID šalje fizičke događaje u MES

Na najpraktičnijem nivou, RFID daje fizičkim predmetima identitet koji sistem može da pročita bez direktne vidljivosti. Taj predmet može biti proizvod, nosač radnog naloga, kutija, paleta, regal, poslužavnik, alat, držač ili povratni kontejner koji nosi komponente kroz proizvodnju. Kada označeni predmeti prođu kroz RFID čitače ili prođu kroz definisane zone, MES može da primi podatke o događajima kao što su dolazak, odlazak, prenos, ulazak u red čekanja, pokretač potrošnje ili potvrda procesa. To, naravno, ne znači da svako čitanje treba da stvori proizvodnu transakciju. Dobra RFID MES integracija zavisi od poslovne logike. Ali kada je logika ispravna, MES prestaje da zavisi toliko od odloženog ljudskog izveštavanja i počinje da prima signale direktno iz fizičkog procesa.

Kretanje rada u procesu između proizvodnih oblasti

Srednje veliki dobavljač za automobilsku industriju sa kojim smo razgovarali o ovome imao je problem sa vidljivošću rada u procesu između štampe, zavarivanja i podmontaže. Njihov MES sadržao je korake operacija i očekivana vremena ciklusa, ali podaci su bili onoliko dobri koliko su skeniranja operatera bila obavljena na mestima prenosa. Tokom zauzetih smena, ta skeniranja su često bila odložena ili preskočena. Planeri su videli stabilan tok u sistemu, dok su nadzornici videli gomile delova u međuzonama. Kada su RFID oznake postavljene na regalne nosače rada u procesu koji se višekratno koriste, a čitači postavljeni na ključnim mestima predaje, MES je počeo da prima pouzdane vremenske oznake za stvarno kretanje, a ne za planirano kretanje. Rezultat nije bilo samo bolje izveštavanje. Fabrika je otkrila da jedan red za kontrolu dodaje daleko više kašnjenja nego što je bilo ko shvatao, jer se činilo da delovi napuštaju jedan korak mnogo pre nego što su fizički stigli do sledećeg.

Taj primer pogađa suštinu problema. MES je koristan onoliko koliko su korisni podaci o događajima koje prima. Ako fabrika zavisi od ručne potvrde, podaci mogu biti tehnički uneti, ali operativno slabi. RFID to poboljšava jer beleži kretanje procesa u pozadini. U okruženju pametne fabrike to je veoma važno. Operateri treba da provode vreme pokrećući proces, a ne dokazujući svaki rutinski prenos ekran po ekran. RFID omogućava MES-u da automatski prikuplja određene činjenice, posebno u okruženjima gde proizvodi, kontejneri ili alati prolaze kroz definisane putanje. To sistem pretvara u vernije ogledalo onoga što pogon zaista radi.

Korišćenje RFID-a za poboljšanje tačnosti statusa

Jedan drugi proizvođač, ovaj koji proizvodi industrijske pumpe, imao je drugačiju vrstu MES problema. Njihov izazov bila je tačnost mešavine proizvoda u okruženju montaže sa više modela. MES je sadržao ispravan put i sastavnicu, ali je linija i dalje povremeno imala zamene jer su vizuelno slični podsklopovi mogli biti postavljeni zajedno. Postojeća metoda sa bar kodovima zahtevala je namerno skeniranje u pravom trenutku, a taj trenutak je ponekad bio propušten tokom vršnih opterećenja. Povezivanjem RFID-om označenih nosača posla i kutija sa komponentama sa logikom naloga u MES-u, pogon je stvorio sloj verifikacije koji je proveravao da li pravi materijali putuju sa pravim radnim nalogom. MES više nije samo beležio napredak. Postao je bolji u otkrivanju rizika od neusaglašenosti pre nego što se montaža pomeri predaleko nizvodno.

To je jedan od razloga zašto kupci često potcenjuju vrednost RFID-a sa MES sistemima. Misle samo na praćenje lokacije, ali veća vrednost je često tačnost statusa. Dobar MES ne želi samo da zna gde se nešto nalazi. Želi da zna u kojoj je fazi, kroz koje uslove je prošlo, da li su pravi materijali pričvršćeni, da li je prekoračilo dozvoljeno vreme zadržavanja i da li je spremno da nastavi dalje. RFID može da podrži sva ta pitanja, ali samo ako dizajn sistema poštuje proces. Čitanje na vratima nije automatski značajno. Postaje značajno kada MES to čitanje protumači kao ulazak u operaciju 40, izlazak iz karantina, prelazak u preradu ili dolazak na finalno pakovanje.

Pretvaranje RFID čitanja u proizvodno značenje

Jedan proizvođač elektronike po ugovoru naučio je tu lekciju tokom uvođenja povezanog sa SMT i finalnom montažom. Instalirali su čitače i mogli su da vide mnoštvo aktivnosti oznaka, ali su se nadzornici u početku žalili da je MES kontrolna tabla bila bučna, a ne korisna. Sistem je znao da su se ploče i nosači pomerili, ali još nije znao šta ti pokreti znače u proizvodnim terminima. Kada su pravila događaja redizajnirana oko stvarnih proizvodnih stanja kao što su ulazak na liniju, petlja prerade, zadržavanje na kontroli i puštanje na finalno testiranje, isti RFID podaci postali su operativno vredni. Zato uspešna RFID MES integracija nije samo pitanje hardvera. Radi se o prevođenju fizičkih događaja u proizvodno značenje.

Praćenje rada u procesu sa RFID-om i MES-om

Praćenje rada u procesu je verovatno najčešće mesto gde se RFID i MES spajaju. Većina fabrika već želi bolje praćenje rada u procesu jer odloženi ili netačni podaci o radu u procesu stvaraju probleme u raspoređivanju, izobličenje zaliha, zabunu oko uskih grla i rizik za uslugu kupcima. MES bi trebalo da upravlja tim tokom, ali bez pouzdanog beleženja događaja status rada u procesu često postaje delimično procenjen. RFID pomaže da se taj jaz zatvori. Kada su nosači radnih naloga, palete, poslužavnici ili kolica označeni, MES može da primi automatsku potvrdu kretanja kroz putanje, međuzone i radne centre. To planerima i nadzornicima daje tačniju sliku onoga što je zaista u redu čekanja, što je zaista u procesu i što je zaista završeno.

Videli smo snažan primer toga u postrojenju za medicinske uređaje koje je sastavljalo više konfiguracija kompleta pod strogim pravilima sledljivosti. MES je zahtevao detaljna ažuriranja statusa, ali se tim u pogonu mučio da održava pravovremene unose jer su sterilni poslužavnici i kompleti prolazili kroz nekoliko kontrolisanih zona. Kada je RFID upotrebljen na nosačima poslužavnika, MES je dobio pouzdanije vremenske oznake za prenos, čekanje i događaje puštanja. Operativna dobit bila je veća od očekivane. Fabrika nije samo poboljšala sledljivost. Takođe je otkrila da jedan interni red za odobrenje izaziva više kašnjenja od samog rada na montaži. Pre RFID-a to kašnjenje je bilo skriveno unutar nejasnih ažuriranja statusa. Posle RFID-a MES ga je otkrio dovoljno jasno da se popravi.

Kontrola alata i držača u MES tokovima rada

Kontrola alata i držača je još jedna oblast u kojoj RFID dobro funkcioniše sa MES sistemima. U mnogim pogonima proizvod ne može pravilno da se kreće ako nije prisutan pravi držač, kalibrisani alat ili odobreno sredstvo za testiranje. MES često logički prati taj zahtev, ali možda nema čistu vezu u realnom vremenu sa fizičkom dostupnošću. RFID može da zatvori taj jaz identifikovanjem alata i držača kada se izdaju, vraćaju, donesu na stanicu ili koriste u kontrolisanom procesu. MES zatim može da proveri da li je ispravno sredstvo prisutno pre nego što dozvoli ili potvrdi proizvodni korak. To je posebno korisno u industrijama gde kalibracija, verzija alata ili dodela opreme utiču na kvalitet.

Proizvođač teške opreme imao je upravo taj problem sa moment ključevima i držačima za zavarivanje. Njihov MES čuvao je ispravne zahteve procesa, ali su timovi i dalje gubili vreme tražeći ispravna sredstva ili otkrivajući prekasno da je držač odlutao u drugu oblast. Nakon što su izdržljive RFID oznake dodate na kritične držače i alate, MES je dobio bolju vezu između proizvodnih naloga i stvarnog prisustva alata. Poboljšanje nije došlo od efektne automatizacije. Došlo je od nečeg jednostavnijeg. Sistem je postao bolji u odgovaranju na pitanje da li proizvodnja zaista može da se nastavi pod zahtevanim uslovima.

RFID sledljivost za kvalitet i istrage

Sledljivost kvaliteta je još jedan glavni razlog zašto kompanije pristupaju RFID MES integraciji. Kada se pojavi defekt, odstupanje ili rizik od opoziva, proizvođačima je potrebno da znaju šta se gde pomerilo, kada se pomerilo i sa čime je bilo povezano u tom trenutku. MES obično čuva deo te priče, ali slabo beleženje događaja ostavlja praznine koje postaju bolne tokom istraga. RFID pomaže stvaranjem bogatijeg lanca fizičkih dokaza. Ako se označeni kontejneri, nosači, serije ili sklopovi čitaju na ključnim mestima, MES može da rekonstruiše redosled sa manje zavisnosti od pamćenja i manje neizvesnosti o tome da li se skeniranje dogodilo u predviđenom trenutku.

Jedan proizvođač opreme za hranu dramatično je poboljšao to nakon ponovljenih problema sa praćenjem serija komponenti od nerđajućeg čelika kroz izradu i obradu. Njihov MES imao je strukturu naloga i logiku serija, ali je kretanje između određenih procesnih zona bilo previše neformalno za pouzdano ručno beleženje. Sa RFID-om na nosačima serija i kolicima za prenos, MES je mogao da poveže identitet serije sa stvarnim kretanjem kroz zone daleko doslednije. Kada se pojavio problem sa materijalom, istraga je postala brža jer tim više nije gradio vremensku liniju iz fragmenata. Sistem je već imao snažniju fizičku istoriju.

Kako RFID pomaže MES-u da podrži vitku proizvodnju

RFID takođe pomaže MES sistemima da podrže odluke o vitkijoj proizvodnji. Vitke operacije zavise od toka, ali tok je teško poboljšati kada sistem ne može da vidi gde se čekanje zaista dešava. Ručna ažuriranja obično zamagljuju vreme čekanja u redu i vreme procesa zajedno. RFID ih jasnije razdvaja označavanjem fizičkih događaja ulaska i izlaska. To MES-u daje bolje podatke za pridržavanje takta, analizu uskih grla, balansiranje putanja i upravljanje izuzecima. Drugim rečima, RFID ne pomaže samo MES-u da beleži proizvodnju. Pomaže MES-u da dijagnostikuje proizvodnju.

Jedan prerađivač plastike dao nam je dobar primer. Njihov MES pokazivao je da nekoliko poslova ekstruzije ispunjava očekivane cikluse, ali su kasni nalozi nastavili da se pojavljuju nizvodno u sečenju i pakovanju. Kada su RFID-om označena kolica praćena između tih odeljenja, MES je otkrio da problem uopšte nije bila brzina ekstruzije. Bilo je to vreme zadržavanja u pripremnoj traci gde su poslovi čekali dostupnog operatera i ponekad bili zatrpani kasnijim dolascima. Linija je raspravljala o performansama mašine dok je stvarni problem bio tok pripreme. RFID je MES-u dao dovoljnu granulaciju da to otkrije.

Kontrola materijala i vidljivost pored linije

Još jedna važna tačka je da RFID može pomoći MES-u da bolje sarađuje sa kontrolom materijala. U mnogim fabrikama prekidi u proizvodnji ne dolaze od kvara mašine već od materijala koji kasne, budu pogrešno smešteni, pomešani ili pripremljeni u pogrešnoj količini. MES možda zna koji su materijali potrebni, ali to je različito od znanja šta je fizički stiglo do linije. RFID na kutijama, vrećama, regalima ili kanban nosačima može pomoći MES-u da razume kada su materijali zaista stigli, kada su ušli u zone potrošnje i kada treba pokrenuti dopunu. To čini proizvodni zapis tačnijim, a signal o materijalu neposrednijim.

Postrojenje za kućne aparate koristilo je ovaj pristup za kontrolu zaliha pored linije. Njihov MES bio je dobar u planiranoj potrošnji, ali slab u stvarnoj vidljivosti pogona. Rukovaoci materijalima i dalje su se oslanjali na pozive i vizuelne provere kada se određene kutije potroše. Kada su RFID-om označene kutije i čitači traka povezani sa logikom MES-a, postrojenje je dobilo jasniju sliku o tome koji su materijali zaista ušli u proizvodnu zonu, a koji su samo trebalo da budu tamo prema rasporedu. To je smanjilo hitne nestašice, ali je i poboljšalo poverenje u MES jer je sistem vernije odražavao pogon.

Pravila implementacije za RFID MES integraciju

Ipak, RFID ne treba tretirati kao magični lek za slabu MES praksu. Ako su matični podaci pogrešni, RFID će samo brže hraniti pogrešnu strukturu. Ako su definicije putanja nejasne, MES će teško tumačiti događaje. Ako postavljanje čitača ignoriše stvarne obrasce kretanja, podaci će biti delimični ili obmanjujući. Ako fabrika označi sve bez odluke koji su događaji važni, sistem se može utopiti u čitanjima male vrednosti. Dobra implementacija počinje od pitanja o procesu, a ne od tehnoloških slogana. Koju odluku MES trenutno donosi sa slabim informacijama? Koji događaj bi RFID mogao da uhvati da ojača tu odluku? To je bolja polazna tačka.

Kompanija za sklapanje baterija skoro da je preterano projektovala sopstveno uvođenje jer se rukovodstvu dopala ideja potpuno povezane pametne fabrike. Tokom planiranja želeli su da označe gotovo svaki poslužavnik, kolica i polugotovu jedinicu u zgradi. Nakon probnog testiranja shvatili su da su najvrednije praznine u MES-u bile uže: provera da li su ispravne ćelije ušle u pravi redosled montaže, potvrda kada regali za starenje prekorače dozvoljeno vreme čekanja i dokaz kada testirani paketi stignu do puštanja u otpremu. Kada se projekat fokusirao na te MES-kritične događaje, integracija je postala jasnija i lakša za poverenje korisnika.

Upravljanje izuzecima unutar MES sistema

RFID takođe podržava upravljanje izuzecima unutar MES sistema. U stvarnoj fabrici nije svaki posao po standardnoj putanji. Proizvodi idu u preradu, materijali u karantin, neuspesi testiranja stvaraju petlje, a hitni nalozi ponekad bivaju preusmereni. Te situacije izazivaju zabunu jer narušavaju očekivani proces. RFID pomaže MES-u da njima upravlja sa manje nejasnoća pokazujući kada označeni predmeti ulaze u kontrolisane zone izuzetaka ili se iz njih vraćaju. To poboljšava ne samo sledljivost već i disciplinu raspoređivanja, jer poslovi u toku izuzetaka više nisu skriveni iza zastarelog standardnog statusa.

Postrojenje za potrošačku elektroniku imalo je korist od ovoga pri rukovanju pločama koje nisu prošle finalno testiranje. Njihov MES tehnički je podržavao preradu, ali je fizički prenos u preradu i iz nje bio toliko neujednačen da su planeri često gubili iz vida šta je zaista dostupno. Označavanjem nosača ploča i njihovim čitanjem na ulaznim i izlaznim tačkama prerade, MES je dobio bolju kontrolu nad petljom izuzetaka. Korist je bila suptilna, ali snažna. Planiranje proizvodnje prestalo je da računa jedinice koje su u sistemu izgledale gotovo završene, a zapravo su još bile zaglavljene u preradi.

Zašto je prihvatanje od strane operatera važno

Ljudska strana je takođe važna. Operateri i nadzornici prihvataju MES alate spremnije kada im sistem pomaže umesto da ih usporava. Previše pogona preopterećuje ljude disciplinom skeniranja i potvrdama na terminalima dok usklađenost ne postane formalnost. RFID može da smanji to trenje. Kada se rutinsko kretanje beleži automatski, radnici mogu više da se fokusiraju na stvarne izuzetke, stvarne provere kvaliteta i stvarne proizvodne zadatke. To obično vodi boljoj kulturi podataka jer MES postaje manje teret, a više korisno ogledalo pogona.

Regionalno postrojenje za mašine videlo je to sa pratiocima finalne montaže. Pre RFID-a operateri su morali ručno da potvrde previše običnih pokreta i svi su znali da su unosi često odlagani do pogodnih trenutaka. Nakon što su RFID nosači povezani sa logikom transakcija u MES-u, rutinska ažuriranja postala su automatskija. Nadzornici nisu bili oduševljeni jer je to bilo moderno. Bili su oduševljeni jer su ekrani sa statusom konačno izgledali blizu onoga pored čega su zaista prolazili u pogonu.

Konačni zaključak

Dakle, kako RFID funkcioniše sa MES sistemima u stvarnom svetu? MES-u daje snažniji tok podataka o fizičkim događajima iz proizvodnog pogona. Pomaže da se proizvodi, nosači, alati, materijali i procesne zone povežu sa statusom proizvodnje u realnom vremenu. Poboljšava praćenje rada u procesu, sledljivost, istragu kvaliteta, vidljivost materijala, rukovanje izuzecima i kontrolu proizvodnje. Najvažnije, smanjuje jaz između onoga što MES misli da se dešava i onoga što se zaista dešava.

U tom jazu živi veliki deo zabune u proizvodnji. RFID ne otklanja svaki problem i ne zamenjuje disciplinu procesa, čiste matične podatke ili dobar dizajn MES-a. Ali kada je dobro integrisan, čini MES manje zavisnim od izveštavanja zasnovanog na željama i više utemeljenim u fizičkoj stvarnosti. U fabrici je to veliki pomak. To znači da sistem ne opisuje proizvodnju samo naknadno. Počinje da vidi proizvodnju dok se odvija.