Automatizace je základem jakosti výroby
Výrobní týmy často spoléhají ohledně řízení výroby a její jakosti na celopodnikové IT systémy (ERP), v poslední době i na další výrobní informační systémy MES, respektive specializované softwarové aplikace podporující metodiky řízení jakosti. Někdy se zapomíná, že pro jakostní výrobu je základem kvalitní výrobní technologie. Na zastaralém výrobním zařízení stěží dosáhneme špičkových parametrů výrobků, jako jsou například přesné rozměry, složení materiálů či minimální tolerance množství, a problém představuje také dlouhodobá stabilita těchto jakostních parametrů. Jakostní výrobu můžeme realizovat také použitými technologiemi, které jsou občas dováženy ze zahraničí jako výbava nově budovaných továren, kdy je můžeme v průběhu instalace modernizovat.
Nedílnou součástí technologií určených pro hromadné výroby či vysoce jakostní výrobky je automatizace těchto zařízení, jíž můžeme i starší technologie významně zlepšit. Automatizace je obvykle tvořena z elektro části, čidel a akčních členů a řídicích systémů, které zajišťují produktivitu, dodržení předepsaných postupů výrobního procesu a také jakost operací prováděných na výrobku. Na výše uvedené skutečnosti nemění nic ani fakt, že informaci o tom, co vyrábět, s jakými parametry a materiály, a případně postup výroby získávají řídicí systémy „shora“, čili od MES systémů nebo od ERP systémů, ať se již tyto informace do řídicích systémů dodávají ručně nebo elektronicky. Řídicí systémy výrobních technologií jsou tedy nedílnou součástí jakostního procesu výroby a jsou „dělníky“ ve struktuře výrobní technologie podniku.
Obr. 1: V-model (xS = specifikace, AS = automatizační systém, xQ = kvalifikace AS z hlediska jakosti)
Předpokladem kvality výroby a kvality technologií je i řádné zdokumentování všech procesů, které se dané výroby účastní, s jednoduchým cílem popsat, co a jak se dělá. K tomu může také automatizace významně přispět. Následně tyto informace slouží nejenom samotné výrobě, ale i souvisejícím aktivitám navázaným na výrobu (inovace, jištění jakosti, úspory apod.). Aktivity vztažené k automatizaci jsou několika typů:
- realizace či údržba automatizace (elektro a řídicích systémů včetně programů),
- podpora přípravy výroby (výrobních postupů a algoritmů),
- dokumentace průběhu výroby a její historie (archivní data, výrobní protokoly).
Realizace vlastního zařízení automatizace
Kvalitu výroby může podporovat jen kvalitní a spolehlivá automatizace. Pro jištění jakosti projektů automatizace se využívají postupy správné inženýrské praxe využívající například ve farmacii V-model (obr.1), který začíná analýzou zadání (URS), specifikacemi (FS, DS), pokračuje realizací vlastního automatizačního systému (AS) včetně ověření kvality jeho realizace testy (IQ, OQ) a končí dodáním dokumentace. Pro řadu odvětví je možné využít zjednodušené postupy, ale investice do kvality se vrátí (jakosti výrobků, produktivita, náklady životního cyklu a údržby). V každém případě se vyplatí výběr zkušeného partnera včetně jeho dostatečných oborových referencí dokládajících kvalitu dodavatele automatizace.
Obr. 2: Příklad editoru výrobního postupu pro pružné výrobní technologie (např. šaržové)
Podpora přípravy výroby
Do automatizace zasahuje také příprava výroby (seřízení zařízení, postupy výroby, parametry výrobků atd.). Součástí sofistikovaných automatizačních systémů je například podpora výrobní flexibility, kdy můžeme na jednom výrobním zařízení vyrábět mnoho různých výrobků. Automatizaci lze realizovat s využitím předpisů, uživatel může volně konfigurovat výrobní postupy (obr. 2) nebo receptury a také specifikovat výrobní kroky sloužících pro jištění jakosti nebo její kontrolu.
Dokumentace průběhu výroby a její historie
Automatizace může dodávat také informace, které jsou jednak nezbytné pro jištění jakosti, jednak jsou podkladem analýz snížení režijních nákladů při zachování stejného stupně kvality výroby nebo pro opatření na zvýšení kvality výroby. Ideálně ve spojení s nadřazenou úrovní MES využíváme snímání průběhů technologických veličin výroby, které historizujeme a uživatelé je následně využívají například pro hledání příčin neshod jakosti nebo pro optimalizaci výroby. Mnoho zákazníků odebírajících výrobky podniku vyžaduje také doklady o průběhu výroby či její jakosti a zde může automatizace s podporou MES dodávat příslušné výrobní protokoly v papírové či elektronické podobě. Z dat získaných z automatizace můžeme také počítat věrohodné statistiky výroby, které jsou klíčovým zdrojem pro její další optimalizaci.
Obr. 3: Příklad historizace veličin pro analýzu jakosti nebo procesní optimalizaci výroby
Závěr
Kromě kompletních dodávek automatizace jsme v praxi často optimalizovali méně promyšlený software řídicích systémů, kde se podařilo urychlit výrobní takt, snížit opotřebení zařízení například plynulou reverzací, doplnit diagnostiku varování obsluhy či poskytnout údržbě okamžité informace o poruchách. Na základě našich vlastních zkušeností z více jak tisíce automatizačních projektů lze říci, že naprostá většina přispěla ke svému cíli, tj. zajištění jakostní výroby a zvýšení její produktivity s rychlou návratností vložených prostředků. Při rozhodování o investicích či opravách jde přece v prvé řadě o peníze, ale v celém životním cyklu zařízení. Spořte svoje peníze!
Vlastimil Braun
Autor působí ve společnosti COMPAS automatizace.
