Transformacja cyfrowa przedsiębiorstw produkcyjnych

Aby cyfrowa transformacja była skuteczna niezbędna jest bardzo głęboka znajomość dziedziny, która tejże cyfryzacji jest poddawana. W modelu obowiązującym jeszcze kilka, kilkanaście lat temu IT otrzymywało model organizacyjny, który należało zinformatyzować. Cała odpowiedzialność za poprawność i skuteczność modelu spoczywała na biznesie, który z kolei zupełnie nie uwzględniał ograniczeń technologicznych. Efekty są znane i często przywoływane. W aktualnym podejściu należy z dostępnych rozwiązań dobrać najskuteczniejsze i z nich zbudować model organizacyjny. Trochę jak budowa z gotowych półfabrykatów.

Ostatnie 7 lat zajmuję się cyfrowymi transformacjami firm produkcyjnych, dlatego zebrałem taki starter pack, który przyda się każdemu, kto będzie musiał się zmierzyć z tą właśnie dziedziną.

Rodzaje produkcji

Wyróżniamy dwa podstawowe modele produkcji seryjnej: produkcją dyskretną i produkcję procesową.

Ta pierwsza (dyskretna) wytwarza pojedyncze produkty (drukarka, komputer, spódnica, skarpetki, kask motocyklowy, miernik elektryczny, młotek albo kowadło). Cechą charakterystyczną jest możliwość rozebrania elementu na dowolnym etapie produkcji na części z których został on wykonany i (o ile nie uległy uszkodzeniu) ponowne złożenie.

Produkcja procesowa z kolei wytwarza jakąś substancję poprzez łączenie (zazwyczaj mieszanie) rozmaitych składników (kosmetyki, farmacja, paliwa, stal walcowana). Tutaj otrzymujemy jednolitą masę, którą możemy dowolnie konfekcjonować. Farmacja konfekcjonuje np. w postaci tabletek, a huty np. w postaci prętów. W tym przypadku nie daje się w prosty sposób wycofać do poprzedniego kroku produkcyjnego.

Osobnym modelem produkcyjnym jest produkcja jednostkowa. Przypomina ona seryjną, ale polega na wytworzeniu jednego, ściśle określonego produktu. W takim przypadku do procesu produkcyjnego stosuje się klasyczne narzędzia do zarządzania projektami. Dobrym przykładem tego modelu są jest statków, samolotów czy pociągów. Są one produkowane właśnie w modelu produkcji jednostkowej.

Narzędzia informatyczne wspierające produkcję

APS (Advanced Planning and Scheduling)

Pierwsze o czym koniecznie trzeba wspomnieć to APS (Advanced Planning and Scheduling). System ten pozwala na planowanie i harmonogramowanie produkcji. Aby zrozumieć jego funkcje w pierwszej kolejności należy rozróżnić planowanie od harmonogramowania. Planowanie określa co i na kiedy należy wyprodukować. Bazą są zamówienia klientów i przewidywany popyt, a używane model to MTO (Make To Order) i MTS (Make To Stock). Plan produkcji określa jakie produkty powinny być dostępne na jaką datę aby ich łączna liczba mogła obsłużyć złożone zamówienia, przewidywany popyt (czyli zamówienia, których się dopiero spodziewamy) oraz wymagany zapas.

Harmonogramowanie z kolei dotyczy już samego procesu wytwórczego. Jakich linii produkcyjnych użyjemy (jakich gniazd i jakich maszyn) do realizacji konkretnych zleceń produkcyjnych. O ile planowanie odpowiada na pytanie co produkować, to harmonogramowanie mówi nam jakimi zasobami i w jakiej kolejności będą realizowane poszczególnie zlecenia produkcyjne.

Systemy APS pozwalają balansować posiadane moce produkcyjne oraz sprawnie zmieniać plany i harmonogramy w zależności od zdarzeń zakłócających normalny cykl produkcyjny (np. nagły brak dostępności surowca, dodatkowe zamówienie od istotnego klienta, awaria linii produkcyjnej itp.).

MES (Manufacturing Execution System)

Kolejne ważne dla produkcji rozwiązanie to MES (Manufacturing Execution System). Systemy MES mają dwie zasadnicze funkcje: bieżące raportowanie procesu produkcyjnego oraz monitorowanie stanu maszyn. Ta pierwsza funkcja może być realizowana przy pomocy ręcznego raportowania produkcji lub przy użyciu czujników zainstalowanych na maszynie. Finalnie są gromadzone w systemie informacje o stanie zaawansowania poszczególnych zleceń produkcyjnych. Dzięki funkcjonalności MES wiemy czy operacje wykonywane przez daną maszyną zostały już rozpoczęte, jakie jest zaawansowanie w trakcie realizacji, czy też już zostały zakończone i przekazane do kolejnego gniazda produkcyjnego.

Druga z funkcji systemu MES jest bardzo podobna do opisanego niżej systemu SCADA i polega na raportowaniu stanu maszyny: czy działa czy też jest wyłączona, jeśli jest wyłączona to z jakiego powodu (konserwacja, brak zleceń, brak obsady, awaria itp.).

Obie te funkcjonalności razem pozwalają na analizę wydajności zarówno maszyn jak i ich operatorów.

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

O ile system MES dostarcza podstawowy monitoring maszyny dedykowany do analizy jej wydajności i wykorzystania, o tyle system SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) zbiera informacje o stanie maszyny dla potrzeb działów Utrzymania Ruchu. Czujniki monitorują parametry maszyny i porównują je do zaleceń producenta (temperatura, liczba obrotów, ciśnienie itp.). MES służył do rozliczenia produkcji, a SCADA do zapewnienia ciągłości działania parku maszynowego.

RCP (Rejestracja Czasu Pracy)

Trudno sobie wyobrazić firmę produkcyjną bez systemu RCP (Rejestracja Czasu Pracy). Pracownicy produkcji bardzo często rozliczani są wg stawek godzinowych. Aby możliwe było prawidłowe rozliczenie ich czasu zarówno przeznaczonego na realizację zleceń produkcyjnych, jak i prace pomocnicze, konieczny jest system rejestrujący wejścia i wyjścia zarówno do firmy jak i jej różnych stref. System pozwalający w prosty sposób (np. przy użyciu kart magnetycznych, procesorowych bądź z kodem kreskowym lub QR) logowanie pracy na konkretne zlecenie produkcyjne, prace pośrednie nie związane ze zleceniem produkcyjnym oraz inne prace pomocnicze lub przerwy.

Podsumowanie

Powyższa lista nie wyczerpuje oczywiście wszystkich potrzeb przedsiębiorstwa produkcyjnego, dlatego można spodziewać jej rozwinięcia w moich kolejnych tekstach. Niezależnie warto wziąć sobie do serca główne przesłanie tego tekstu, które chciałbym aby jeszcze raz wybrzmiało – nie warto brać się za cyfryzację nie znając dobrze transformowanej dziedziny. Rzadko się zdarza aby pracownicy firmy sami potrafili wyartykułować czego tak naprawdę potrzebują. Dlatego osoba odpowiadająca za transformację cyfrową nie jest prostym dostawca oprogramowania tylko konsultantem biznesowym z bardzo dobrą znajomością dostępnych technologii.

Rafał M. Gęślicki