Повышение производительности предприятия: как измерить и улучшить эффективность с помощью решений GE Fanuc Production Management Solutions
Спрос на программное обеспечение Production Management и его службы был высоким в течение нескольких последних лет и продолжает расти. И действительно, внедрение решений с системой организации производства MES (Manufacturing Execution System) является одной из основных тенденций, наблюдаемых нами в производственной сфере. Производители ищут пути усовершенствования эксплуатационных показателей в производственной среде, и многие компании стремятся к выпуску продукции по требованию заказчика и разработке новых методов повышения своей производительности.
В ранних реализациях MES-решений иногда создавалось впечатление, что Production Management является сложным и рискованным делом. Это происходило потому, что ранние системы часто создавались с программным кодом и базами данных собственной разработки. Чем больше объем кода, баз данных и служб, разрабатываемых индивидуально, тем больше становятся затраты на развертывание, сроки получения результатов и риск провала данного проекта. Более того, набор профессиональных навыков, необходимых для установки, обслуживания и поддержки приложения собственной разработки, должен быть гораздо больше, чем в случае, когда решение базируется на стандартном готовом к использованию программном обеспечении.
Шаги, необходимые для успешного внедрения Production Management
Если деловые задачи четко не определены, ясно не сформулированы и не понятны, то проект с большой вероятностью потерпит неудачу. Также, без четкого определения невозможно измерить успех. Слишком часто реализации выполняются способами, которые просто наращивают и усиливают слабые бизнес-процессы.
Новый подход к автоматизации производства заключается в том, что более высокая общая эффективность оборудования OEE (Overall Equipment Effectiveness) должна быть целью, а не только некоторым местным усовершенствованием. Все более часто такие инициативы, как аналитические технологии процессов PAT (Process Analytical Technologies) в фармацевтической промышленности, нацелены не только на улучшение качества продукции, но и на уменьшение времени производственного цикла и снижение поломок в системе. Подход OEE действительно является более легким и быстрым способом внедрения решения Production Management. OEE-система может обеспечить удивительно быстрое получение результатов, как будет показано далее в этой статье.
Что такое OEE?
ОЕЕ измеряет, насколько эффективно производитель превращает свое время в выходные результаты. По своей сути, этот показатель является метрикой производительности, составленной из данных о Machine Availability (Готовности станка), Performance Efficiency (Уровня производительности) и Rate of Quality (Коэффициента качества), которые собираются вручную или автоматически. Данные по этим трем пунктам вычисляются следующим образом:
1. Готовность = (Время работы — Время простоя) / Общее рабочее время
2. Производительность = Вся продукция / Потенциальный объем продукции
3. Качество = Годная продукция / Вся продукция
Затем показатель OEE рассчитывается как произведение этих сомножителей: ОЕЕ = Готовность x Производительность x Качество
Производитель мирового класса может добиться показателя OEE на уровне 85%. В то же время, производитель с отличными показателями может иметь OEE, равный 70%, а относительно хороший производитель будет находиться на уровне около 60%. Большинству производителей OEE демонстрирует, что у них остаются неиспользованными большие потенциальные производственные возможности.
В более общем смысле, OEE также отслеживает причины простоев (вызванные состоянием станков, качеством материала, производственным персоналом или проблемами обеспечения качества) и может охватывать как уровень отдельного станка, уровень производственной линии или участка, так и уровень всего предприятия. На уровне предприятия метрики OEE могут сопоставляться с другими метриками предприятия для получения основных показателей деятельности KPI (Key Performance Indicator). С помощью таких технологий уровня предприятия, как Executive Dashboard (Панель руководителя), менеджеры могут отслеживать метрики OEE предприятия, выполнять детализированный анализ для поиска основных причин проблем, получая поминутные обновления, и совершенствовать процесс в реальном времени.
В чем заключается важность OEE?
Внедрение соответствующей OEE-системы приносит прямые финансовые выгоды в производственной деятельности. Ниже перечислены некоторые из этих выгод.
Главной из них является сокращение затрат, связанных с простоями. Выход из строя критически важного станка приводит к остановке операций, выполняемых вслед за ним. Это может отрицательно сказаться на обязательствах по поставке заказчику, что, в свою очередь, повлияет на финансовый поток и поступление доходов. Один час простоя критически важной единицы технологического оборудования может приводить к потере доходов в 100 000 долларов США. И напротив, сокращение времени простоев на 1% может обеспечить возможность получения доходов и снижения расходов, равных приблизительно 100 000 000 долларов ежегодно.
OEE-система помогает повысить продуктивность работников и производительность труда. OEE-система позволяет осуществлять безбумажный оборот цеховой информации. Как правило, операторы установок и диспетчеры тратят массу времени на "конторскую" работу, записывая информацию о причинах простоев, анализируя и составляя о них отчеты в бумажном виде, а затем объясняя эти отчеты своему руководству. OEE-система автоматически регистрирует информацию о простоях и производительности и составляет соответствующие отчеты. Это экономит время, теряемое на не добавляющую ценность работу по составлению отчетов, и позволяет работникам сосредотачиваться на более ценных задачах. С помощью OEE каждый сотрудник от цехового уровня до совета директоров получает информацию в большем объеме, чаще и легче. В современной экономической обстановке большинство промышленных компаний значительно уменьшились в размерах. Вследствие этого, производители стремятся оптимизировать производительность имеющейся у них рабочей силы. В этом им помогает OEE-система, так как она не только регистрирует причины простоев работников, но также информацию о производительности. С помощью такой информации руководители могут лучше учитывать правильное выделение ресурсов, основываясь на индивидуальной производительности работников. По мере достижения поставленных задач, ОЕЕ система может помочь менеджерам в определении дополнительных возможностей среди имеющихся работников без привлечения новой рабочей силы.
ОЕЕ обеспечивает профилактическое обслуживание, которое может существенно снизить расходы на ремонт. По мере роста исторической базы данных с информацией о причинах простоев подразделение обслуживания может определять их тенденции и предсказывать неизбежные отказы. Кроме того, подключая OEE-систему к системе управления обслуживанием MMS (Maintenance Management System), подразделение обслуживания может предпринимать упреждающие шаги по профилактическому обслуживанию. Например, отдел технического обслуживания может заранее заказать необходимую деталь по более выгодным расценкам. Он может выделить ремонтный персонал из имеющегося резерва ресурсов вместо того, чтобы кого-то нанимать на экстренных условиях. Это может выражаться в значительной экономии средств по сравнению с ремонтом станка после того, как поломка уже произошла.
Коэффициент качества (Rate of Quality) является процентным отношением годных изготовленных деталей ко всем изготовленным деталям. Таким образом, OEE-система должна фиксировать общее количество изготовленных деталей, количество отбракованных деталей, дефекты в них и причины дефектов. Так как эта информация регистрируется на уровне определенного станка или технологической линии, то данная функция действительно фиксирует качество в контексте изготавливаемой детали. Отслеживая информацию с богатым контекстом с помощью OEE, руководители производства могут определять основные причины и исключать дальнейшие расходы, связанные с переработкой и отбраковкой. Усиление фокусировки на качестве в каждой фазе производства также снижает расходы на гарантийное обслуживание.
Окончательным результатом сокращения времени простоя станков, более высокой продуктивности операторов и сокращения дефектов является способность добиться более высоких уровней производительности при том же объеме ресурсов.
В примере из реальной жизни период окупаемости составляет менее трех месяцев!
Начало контрактного производства продукции для других компаний вместо сосредоточения на своей собственной торговой марке ведет к значительным изменениям бизнес-модели.
Один из наших клиентов недавно столкнулся с подобной проблемой. Такое преобразование помогали осуществлять группы по производству и автоматизации. Производство продукции для корпоративных заказчиков требует повышенной гибкости и эффективности при обработке множества различных изделий и их упаковке. Такой переход на модель "бизнес-бизнес" потребовал соответствующих изменений во взглядах на производство. Наш клиент решил сосредоточиться на предоставляемой OEE-подходом видимости в реальном времени для оптимизации производственных показателей и поддержки лидирующего положения своей компании на рынке продукции, выпускаемой по модели "бизнес-бизнес". Эта компания выбрала GE Fanuc Production Management Software для проведения преобразований на своей упаковочной линии. Получившееся решение, содержащее компоненты Proficy Plant Applications и Proficy Historian, обеспечило доступ к ключевым метрикам для улучшения принятия решений, повысило эффективность производства на 10%, улучшило гибкость и масштабируемость, необходимые для быстрого освоения новых изделий и нового производственного оборудования, и окупилось менее чем за три месяца.
Производтвенная линия
"Мы оценили решения Production Management и их поставщиков с позиций легкости разработки и внедрения, стоимости и долгосрочной поддержки. Для нас важно, чтобы программное обеспечение имело хорошую поддержку изготовителя, было "открытым" для последующей легкой интеграции в имеющуюся у нас программно-аппаратную инфраструктуру. Более того, мы хотели обеспечить доступ к метрикам на уровне предприятия, поэтому "Web-поддержка" также была важной функцией. Модуль Efficiency (Эффективность) компонента Proficy Plant Applications оценивался высоко во всех отношениях. После подробного изучения мы выбрали Proficy Plant Applications и Proficy Historian компании GE Fanuc в качестве основы для опытного проекта. Proficy Plant Applications является решением Production Management, отвечающее всем нашим требованиям".
После ввода девяти линий упаковки, компания достигла полного действия данного OEE-проекта. "Сравнивая показатели до и после внедрения таблицы Scoreboard, эффективность производства увеличилась на 10%. Благодаря такому увеличению, полученному в OEE-системе, мы добились окупаемости инвестиций менее, чем за три месяца". После успеха в опытном проекте и расширения его на восемь дополнительных линий группа внедрения теперь занимается распространением данной технологии еще на семь линий, продолжая свою инициативу по усовершенствованию OEE-системы. Целью группы является дальнейшее увеличение OEE-системы и сокращение разрыва в эффективности на 50%, учитывая, что некоторые остановки упаковочных линий для их приспособления к изменениям в продукции и упаковке остаются необходимостью. Группа будет продолжать модификацию приемов работы и повышать эффективность отдельных станков и линий, основываясь на данных, получаемых из GE Fanuc Production Management Software. Составление отчетов будет преобразовано из статистических данных по отдельным сменам в данные по партиям изделий. Группа также будет повышать способность операторов вводить данные отчетов по отказам через интерфейсы Operator Interface на каждой линии. И наконец, группа будет интегрировать данные из решения GE Fanuc Production Management Software в систему компании Microsoft Dynamics AX (Axapta) для обеспечения обмена преобразованными данными о деловой деятельности в масштабе предприятия.
В чем уникальность Proficy?
GE Fanuc Proficy предлагает широкий диапазон программных продуктов, обеспечивающий готовый набор функций, быструю разработку и внедрение решения.
В отличие от традиционных программных MES-продуктов, Proficy Plant Applications позволяет вам соотносить деловые и исторические данные с информацией реального времени, генерируемой на самом предприятии. Proficy Plant Applications является единым пакетом ПО для баз данных MES, содержащим пять модулей.
Управление эффективностью (модуль Efficiency Management)
Модуль Efficiency Management позволяет осуществлять мониторинг и управление OEE, обеспечивая всеохватывающий взгляд на простои оборудования и брак в продукции, а также на количество продукции и последовательность событий. Модуль отвечает за четыре важных области: отслеживание простоев, отслеживание брака, подсчет продукции и отслеживание событий, определяемых пользователем. Модуль Efficiency позволяет определять причину простоя в реальном времени. Кроме того, модуль вычисляет важные KPI и позволяет создавать оперативные отчеты о вашей производительности, общий доступ к которым в масштабе всей организации осуществляется с помощью web-технологий. Результатом является существенное повышение эффективности и производительности во всех ваших операциях.
Управление продуктами (модуль Production)
Модуль Production позволяет отслеживать движение продукции по предприятию.
Он является идеальным инструментом для создания отчетов о генеалогии, а также для запланированных изменений по сокращению избыточных инвентарных запасов. Production связывает воедино технологические операции предприятия, обеспечивая обмен информацией с заказчиками и бизнес-системами, такими как планирование ресурсов предприятия (ERP) 113005316. А так же между процессами на предприятии, используя передовые технологии, в том числе XML. Модуль предоставляет операторам специальные отчеты, в которых определяются компоненты изготавливаемого изделия и указывается, особый порядок для его изготовления. Сопутствующая информация, такая как инвентарный запас, объем производства производства, план-график и генеалогия, могут публиковаться через Интернет для получения общей картины производства в реальном времени. Product Genealogy позволяет отслеживать изделие на каждом шаге процесса изготовления и точно определять, какие оно содержит материалы и какие характеристики качества оно имеет. Это позволяет контролировать прохождение продукции и управлять материальными запасами в реальном времени.
Управление качеством (модуль Quality)
Модуль Quality позволяет собрать и обобщить производственные данные и данные о качестве такие, как партия, серия, заводской номер, период времени и т.д. После регистрации этих данных выбранным вами способом, Quality дает вам возможность сверить эти данные со спецификациями и рецептами и выдать сигнал предупреждения о несоответствии спецификациям в тот же момент, когда это произошло. Если партия или операция имеют отклонения, то модуль позволяет вам точно определить границы продукции, на которую было оказано влияние, чтобы значительно уменьшить объем брака. Вы можете вычислять показатели KPI, определяя тенденции и анализируя информацию о качестве с дальнейшей публикацией этой информации в Интернете в виде отчетов, которые могут создаваться в соответствии с вашими потребностями. В результате, Quality может не только значительно повышать качество вашего производственного процесса. Он также существенно снижает затраты на достижение этих результатов и помогает производить лучшие и более безопасные продукты.
Анализ партий (Batch Analysis)
Для повышения общего качества изготовители должны определять и контролировать отклонения в партиях изделий. Модуль Batch Analysis предлагает стандартные интерфейсы, работающие с имеющимися у вас системами Batch Execution, для отражения общей картины вашей деятельности. С помощью ключевых метрик и связанных с тенденциями параметров, прослеживаемых в партиях, вы получаете информацию для выполнения мер по оптимизации. В сочетаниями с другими модулями Plant Applications данный модуль является эффективным инструментом для работы с периодическими процессами, ориентированным на быструю отдачу и результат.
Web — отчетность в масштабе предприятия
Являясь неотъемлемой частью всех модулей, Plant-wide Web Reporting (web-отчетность в масштабах предприятия) обеспечивает отчетность и анализ данных по любому участку производства в любое время. Удаленно вы можете контролировать операции, используя web-отчеты, индикаторные панели и аналитику, через привычный конфигурируемый экран браузера, знакомый и интуитивно понятный большинству пользователей. Встроенная защита гарантирует, что только автори-зированные пользователи имеют доступ к закрытой информации.
Комплексное решение — сейчас и в будущем
Proficy Plant Applications обеспечивает общую стратегию для управления информацией о продукции 113005316 для использования, охватывая большинство функциональных областей производственной среды.
Proficy является готовым к использованию, конфигурируемым пакетом. Он имеет модульную и масштабируемую архитектуру, позволяющую включать ее функциональные возможности в единую, унифицированную структуру аппаратных средств, приложений и баз данных. Это обеспечивает превосходную гибкость для реализации планов и процессов организации — как в настоящее время, так и в будущем.