Referencje

System klasy MES w Grupie Żywiec, Browar w Warce

Efektywniej i bez przestojów

Browar Warka sprzedaje ponad 2,7 mln hektolitrów piwa rocznie. Jednym z priorytetów jest teraz dla niego zwiększenie efektywności linii rozlewniczych. W realizacji tego zadania będzie mu pomagał system klasy MES - Proficy Plant Applications.   

Oprogramowanie MES (Manufacturing Execution System) wspiera bieżący nadzór nad przebiegiem procesu produkcyjnego  - dostarcza  informacje w czasie rzeczywistym, dzięki czemu można szybko reagować na stan i parametry linii rozlewniczej. Aplikacją tej klasy jest oferowany przez Bonair system Proficy Plant Applications firmy GE Fanuc Automation. Składa się on z czterech modułów do zarządzania wydajnością, jakością, produkcją oraz procesami wsadowymi. Browar Warka wdrożył na swojej linii rozlewniczej KHS moduł  Efficiency, dzięki któremu zamierza przede wszystkim poprawić  efektywność oraz wyeliminować przestoje i straty w procesie rozlewniczym.

Po co w browarze MES

Przedsiębiorstwa branży spożywczej działają na bardzo konkurencyjnym rynku – aby pozyskiwać i  utrzymywać klientów, muszą cały czas dbać o ich zadowolenie, m.in. poprawiając jakość produkcji. Jeśli chcą wyprzedzić konkurencję muszą skracać czas wprowadzania produktów na rynek oraz
realizacji zleceń, np. zwiększając wydajność. Wzrost efektywności pracy linii rozlewniczych jest jednym z priorytetowych zadań, jakie stoją przed browarem – stwierdza Krzysztof Żyrek, dyrektor ds. produkcji w Browarze Warka. Aby to osiągnąć, należy dokładnie opisać wszystkie zdarzenia powodujące przestoje i spadki prędkości w trakcie pracy linii. Dzięki automatycznemu monitoringowi „online” pracy maszyn system MES zbiera bardzo dokładne dane na temat czasu i przyczyn awarii, a także na bieżąco dostarcza informacje o wydajności linii zarówno kierownictwu, jak i operatorom. Umożliwia również prowadzenie wielu analiz, które pozwalają eliminować przyczyny przestojów i w efekcie pomagają służbom technicznym w ich codziennej pracy – tłumaczy Krzysztof Żyrek.
Przed wdrożeniem systemu Proficy Plant Applications dane o przestojach linii rozlewniczych były wpisywane przez operatorów ręcznie do bazy danych Access. Taki system był mniej dokładny niż obecny, nie rejestrował mikro awarii np. poniżej 5 minut, a poza tym nadmiernie absorbował pracowników obsługi linii – ocenia dyrektor ds. produkcji.

Wybór systemu – decyduje doświadczenie

Browar Warka miał do wyboru dwa rozwiązania – system Proficy Plant Applications oferowany przez Bonair, a produkowany przez  GE Fanuc Automation oraz monitoring linii Bottlingteam! przedstawiony przez hiszpańską firmę Adbraintage. O wyborze oferty firmy Bonair zadecydowała szeroka funkcjonalność Proficy Plant Applications i architektura tego rozwiązania. Ważna była też przyjazna metodyka wdrożenia. Krzysztof Żyrek nie ukrywa, że mocną stroną systemu Proficy Plant Application jest  wieloletnie doświadczenie jego producenta GE Fanuc w projektowaniu i wdrażaniu systemów MES. Przy wyborze tego oprogramowania kluczową sprawą była jednak możliwość współpracy z lokalnym integratorem – firmą Bonair, która potrafiła dostosować istniejące rozwiązanie do potrzeb browaru – podkreśla Krzysztof Żyrek.
Wskazał też inne zalety, jak łatwe w obsłudze panele na linii produkcyjnej, umożliwiające operatorom wpisywanie komentarzy do awarii, wygodny dostęp do szczegółowych raportów widzianych z dowolnego komputera poprzez przeglądarkę internetową oraz elastyczność systemu pozwalającego na analizę zebranych danych nie tylko w aplikacji stworzonej do tego celu (Proficy Portal), ale również np. w Excelu.

Moduł Efficiency – mierzy i analizuje

Moduł Efficiency służy do mierzenia i analizy parametrów wydajności i stopnia wykorzystania zasobów produkcyjnych – narzędzi, maszyn, ludzi. W planach produkcyjnych przyjmuje się,  ile tys. butelek powinno zejść z linii rozlewniczej w ciągu godziny, a więc i w ciągu całej 8-godzinnej zmiany. Gdy plan nie zostanie zrealizowany, moduł Efficiency powinien wskazać przyczynę niższej wydajności linii - na podstawie analizy mikro przestojów i awarii na liniach produkcyjnych pokaże, czy problemem były przestoje planowane, awarie maszyn albo wady pojemników lub kapsli. Może się też okazać, że personel danej zmiany mniej sprawnie obsługuje taśmę, wolno reaguje na wyłączenie się czy zacięcie maszyny. Albo że etykiety danego typu powodują częstsze zacinanie się maszyn etykietujących.
Ponieważ moduł Efficiency stale monitoruje pracę linii produkcyjnej, pozwala na bieżąco sprawdzać, czy dana zmiana wykona swój plan albo jak wygląda realizacja planów miesięcznych i czy któreś z parametrów są zagrożone.

Wdrożenie – w terminie, w założonym budżecie

Na początku wdrożenia została zainstalowana i skonfigurowana infrastruktura techniczna, z której  korzysta wdrażane rozwiązanie. Podłączono się do interfejsów sterowników automatyki na linii produkcyjnej, czyli podłączono urządzenia niezbędne do gromadzenia danych. Te dane to sygnały elektryczne zdejmowane przez czujniki na maszynach na linii rozlewniczej i zapisywane w przemysłowej bazie danych Historian w czasie rzeczywistym. Kolejnym etapem wdrożenia była właśnie konfiguracja bazy Historian oraz analiza sygnałów napływających do niej.
Kluczowym i najbardziej pracochłonnym zadaniem było modelowanie w systemie linii rozlewniczych, na których znajduje się kilkanaście maszyn, służących m.in. do mycia butelek, weryfikacji ich czystości, pasteryzacji, nalewania, sprawdzania, czy nalano odpowiednią ilość piwa, kapslowania, etykietowania, rozpakowywania i pakowania skrzynek. Wszystkie te maszyny muszą być odwzorowane w systemie, wraz z opisem każdego stanu, w jakim mogą się one znajdować. Każdemu takiemu opisowi (zatrzymanie, zgłoszenie braku, opuszczenie, podniesienie podnośnika itd.) przyporządkowany jest odpowiedni sygnał elektryczny z bazy Historian.
Dzięki temu oprogramowanie może stwierdzić, że w danym momencie maszyna stoi, że wypuściła produkt wybrakowany albo wykonała swoją operację prawidłowo, przesunęła do innej maszyny daną liczbę sztuk produktu.
            Największym wyzwaniem było bezkonfliktowe połączenie systemu MES z oryginalnym systemem sterowania linią rozlewniczą (w tym wypadku KHS) i cel ten został w pełni osiągnięty. Dodatkowo byliśmy zainteresowani otrzymaniem aplikacji, która potrafi wskazać pojedynczą maszynę „winowajcę” z ciągu wielu zatrzymanych w jednej chwili maszyn. Ważnym tematem było również stworzenie narzędzia pozwalającego operatorom na skomentowanie zaistniałej awarii i dodawanie przestojów zaplanowanych (np. śniadania, przezbrojenia, remonty) – wylicza Krzysztof Żyrek.
Aby spełnić oczekiwania klienta, w trakcie wdrożenia koncepcja została skorygowana i Bonair stworzył dodatkową aplikację pozwalającą operatorom maszyn na wprowadzanie dodatkowych danych dotyczących zdarzeń na linii produkcyjnej.  Wymagało to  wymiany terminali operatorskich, ale dzięki temu, gdy maszyna zanotuje przestój, operator może wybrać z listy wyświetlanej na terminalu właściwą przyczynę przestoju.
Mimo tych modyfikacji Bonair zrealizował wszystkie założone cele i wdrożył system w pełni w zaplanowanym czasie - podkreśla Krzysztof Żyrek.

Raporty – mniej roboty papierkowej

Na etapie modelowania ustalono, jakie raporty ma generować system i w jakiej formie.  Żądanie było ułatwione ponieważ w Proficy Plant Applications znajduje się wyspecjalizowane narzędzie klasy Manufacturing Intelligence, które dostarcza raporty w czasie rzeczywistym. W odróżnieniu od stosowanych do tego celu narzędzi klasy Business Intelligence w konkurencyjnych systemach MES, w tym produkcie jest jednorodne środowisko raportujące z gotowym pakietem ponad 20 raportów typu out-of-the box - co zmniejsza koszty wdrożenia, a następnie utrzymania i rozwoju systemu MES.
Kadra menedżerska Browaru Warka, a przede wszystkim dyrektor ds. produkcji,  mają na bieżąco dostęp do statystyk całościowych, tygodniowych i miesięcznych. Na podstawie raportów i analiz mogą sprawdzać efektywność każdej zmiany, „wyłapywać” maszyny, które mają przestoje i sprawdzać, jak długo one trwają i co jest ich przyczyną.
Pożytek z automatycznie generowanych raportów mają też pracownicy. Wcześniej pracownicy monitorowali wydajność maszyn, wpisując ręcznie dane o przestojach, co dawało im jakąś wiedzę o efektywności linii i wydajności całego zespołu. Teraz dostają te dane automatycznie, bez żmudnej roboty papierkowej -  podstawowe parametry procentowe, jak np. zakładany plan dla danej zmiany i stan bieżący wykonania planu, są wyświetlane  na dużym ekranie znajdującym się na hali – opowiada Krzysztof Żyrek.

Testy – system lepszy niż oko

Uruchamianie systemu następowało sukcesywnie wraz z wdrażaniem kolejnych funkcjonalności. Ponieważ cały proces odbywał się przy udziale pracowników Browaru Warka (głównymi uczestnikami projektu byli m.in.: dyrektor ds. produkcji, główny automatyk i szef rozlewów, można było na bieżąco weryfikować rezultaty i wprowadzać natychmiastowe korekty. 
Jednym z ważniejszych testów było sprawdzenie, czy i z jaką dokładnością system rejestruje przestoje na linii. Był to test nietypowy. System został podłączony. Ustaliliśmy godzinę, od której startujemy. Od tego momentu instalacja zliczała przestoje, a jednocześnie ludzie – stojący przy każdej maszynie z papierem, ołówkiem i stoperem – rejestrowali wszystkie awarie, przestoje i czas ich trwania. Na koniec porównaliśmy dane z kartek z danymi systemu i okazało się np., że ludzie zapisali trochę mniej mikro przestojów – system był dokładniejszy niż ludzkie oko! - relacjonuje Krzysztof Żyrek. Były też inne rozbieżności, wymagające wprowadzenia poprawek w systemie. Potem takie same testy odbyły się jeszcze dwukrotnie aż do uzyskania pełnej zgodności.        
Z kolei poprawność raportów generowanych przez system sprowadzała się do porównania ich z wcześniejszymi sprawozdaniami tworzonymi na podstawie ręcznych notatek (nie mogło to jednak dotyczyć nowo wprowadzonych raportów). Nie zawsze zdawało to egzamin, gdyż  przedsiębiorstwo wcześniej pewnych danych nie rejestrowało.

Co dalej – w kierunku automatyzacji

System ruszył w listopadzie, w grudniu był przestój związany z remontem całej linii produkcyjnej, więc na dobre zaczął działać 1 stycznia br. Na finansowe efekty wdrożenia trzeba jednak poczekać kilka miesięcy. System może wskazać „wąskie gardła”, ale ich nie usunie. Inwestycja w Proficy Plant Applicatuons nie zwróci nam się, jeśli my sami nie podejmiemy działań, które pozwolą zwiększyć wydajność linii rozlewniczej – przyznaje Krzysztof Żyrek. Najważniejsze jest to, że teraz wiemy, co tę linię „boli”. Dzięki automatycznej rejestracji przestojów mamy dokładniejszy obraz niż 3-4 miesiące temu, co jest przyczyną przerw w pracy linii, ile czasu w rzeczywistości pochłaniają.
Podnoszenie wydajności to dopiero początek. Browar Warka rozważa wdrożenie pozostałych modułów systemu MES Proficy Plant Applications, między innymi modułu zarządzania jakością i modułu SPC. Kierunek naszych działań został już określony. Wiadomo, że musimy iść w stronę nadzorowania produkcji w sposób bardziej automatyczny i bardziej dokładny – podsumowuje Krzysztof Żyrek.

Fakty o wdrożeniu

Co
infrastruktura techniczna do rejestracji danych z linii produkcyjnej wraz z serwerem OPC INAT; przemysłowa baza danych Historian 3.1 firmy GE Fanuc na 1000 sygnałów; system Plant Application firmy GE Fanuc - Efficiency Management Server 4.3 oraz Proficy Portal Enterprise v. 2.6; szkolenie dla kadry zarządzającej i operatorów linii rozlewniczej

Gdzie
Grupa Żywiec SA -  Browar Warka (drugi co do wielkości w Grupie Żywiec) zatrudniający ponad  
300 osób

Kiedy
21 maja 2007 – podpisanie umowy wdrożeniowej
maj - czerwiec 2007 – dostarczenie urządzeń i oprogramowania
czerwiec – październik – I etap wdrożenia: udostępnienie podstawowej funkcjonalności 
listopad - grudzień 2007 – II etap wdrożenia: konfiguracja raportów wymaganych przez Browar Warka, wykonanie dodatkowego fragmentu aplikacji, pozwalającego na lepsze raportowanie zdarzeń na linii, testy i uruchomienie systemu
12 grudnia 2007 – podpisanie końcowego protokołu
1 stycznia 2007 – produkcyjne uruchomienie systemu 

 

Korzyści z wdrożenia

  • dostęp do precyzyjnych informacji o awariach i przestojach, potrzebnych do podejmowania decyzji w zakresie zarządzania produkcją
  • możliwość eliminacji strat i przestojów w procesie rozlewu piwa
  • wsparcie metodyki TPM (Total Productive Management) w zakresie zarządzania produkcją
  • zwiększenie dyspozycyjnego czasu pracy zasobów (maszyn, narzędzi, ludzi)
  • optymalizacja jakości procesu rozlewu piwa
  • zmniejszenie obciążenia pracowników pracami biurowymi – ręcznym przygotowywaniem raportów