Temat z okładki: Łańcuch zaopatrzenia skupiony wokół inżynierów

Czy cała dyskusja na temat integracji hal produkcyjnych z pozostałymi systemami przedsiębiorstwa (shop-floor-to-top-floor) nie została odłożona na bok w latach 90., kiedy wielu producentów zarówno dużych, jak i małych nie mogło znaleźć sposobu na rozwiązanie tego problemu bez ponoszenia wielomilionowych wydatków i poświęcania lat na proces integracji? I czy nie jest prawdą, że większość firm nigdy nie uzyskała spodziewanego zwrotu z ogólnofirmowych systemów, a spora cześć nigdy nawet nie uruchomiła wielu modułów z zakupionych systemów?

    Czas rzeczywisty: wyjaśnienie

    Kiedy termin „czas rzeczywisty” jest używany w kontekście łączenia różnych platform w całym przedsiębiorstwie, odmierzany w milisekundach świat rzeczywisty, z którym mają do czynienia inżynierowie automatycy, jest nie do końca tym, czego można by się spodziewać. Oznacza on możliwość zejścia na poziom produkcji i wyciągania danych co kilka minut – lub tak często, jak sobie tego życzy użytkownik.

Tak, brutalna rzeczywistość integracji produkcji ze strukturami biurowymi zablokowała zapędy do łączenia całego przedsiębiorstwa. Ale pęd do integracji nigdy nie zniknął. Kiedy rozwiał się miraż ekonomiczny, a producenci w odpowiedzi na najgorszą sytuację w przemyśle w ciągu ostatnich lat ograniczyli swoją działalność, spora liczba firm odkryła, że ostateczna wydajność łańcucha zaopatrzenia (łańcucha dostaw, SCM) zależy w istocie od informacji w czasie rzeczywistym uzyskiwanych z produkcji (patrz ramka: czas rzeczywisty – wyjaśnienie).

Pomimo uświadomienia sobie tego faktu, problemem w dalszym ciągu pozostaje kwestia, że systemy zarządzania łańcuchem dostaw (SCM) są oparte na transakcjach – zajmują się „kwantowanymi w czasie” informacjami o działalności firmy i produkcji tygodniowej, dziennej, a nawet godzinnej. W odpowiedzi na zanikającą praktykę utrzymywania dużych stanów magazynowych i zwiększone oczekiwania klienta producenci musieli zsynchronizować swoje łańcuchy zaopatrzenia z rzeczywistym czasem działania linii produkcyjnych. W przeciwnym wypadku mogą się liczyć z utratą klientów na rzecz bardziej czujnej i elastycznej konkurencji. I chociaż dobre stosunki z klientami w dalszym ciągu dużo znaczą, podtrzymując zdrowe funkcjonowanie przedsiębiorstwa, lojalność w biznesie w dużym stopniu zanikła wraz z pojawieniem się „produktów na żądanie”.

Dzisiaj, aby odnieść sukces, firma musi dostarczać to, czego chce klient, wtedy, kiedy klient tego chce oraz w takiej ilości, jakiej zażąda. To niewykonalne bez dokładnej znajomości własnych możliwości realizacji zamówień. Stąd też bierze się obecne zainteresowanie produkcją oraz inżynierami, którzy nią zarządzają.

 

Czynniki napędzające

– Cały pomysł sieci zaopatrzenia napędzanej popytem polega na tym, że Państwo oraz współpracujący z Wami partnerzy tworzycie sieć starającą się wykorzystać pojawiające się możliwości w celu uzyskania maksymalnych marż – mówi Bill Swanton, wiceprezes do spraw badań w firmie AMR Research. – Jeśli robi się to na skalę globalną, konieczna jest świadomość własnych możliwości produkcyjnych. Konieczny jest wgląd w dostępny potencjał produkcyjny oraz świadomość, jaką cenę trzeba będzie zapłacić za wykorzystanie go w innych konfiguracjach. Trzeba wiedzieć, jakich wydajności można się spodziewać i co można zrobić. Wszystko to sprowadza się do wglądu w działalność różnych zakładów produkcyjnych. Chodzi nie tylko o to, jak działają, lecz również o to, co właściwie robią i co mogłyby robić.

W tym przyspieszonym środowisku produkcji „na żądanie” uwaga poświęcana projektom oraz czas ich trwania ulegają skróceniu, powodując przesunięcie środka ciężkości wprost na te procesy, które bezpośrednio wpływają na wynik. – Producenci chcą być świadomi tego, co dzieje się na pośrednich etapach produkcyjnych, chcą wiedzieć, jak wykorzystywane są możliwości zakładu – mówi Yves Dufort, dyrektor generalny firmy Wonderware Strategic Integration Group of Invensys. – Na przykład producenci chcą śledzić status zamówienia poprzez system ERP, aby znać zaawansowanie jego realizacji w każdym momencie oraz wiedzieć, jakie możliwości produkcyjne są przez nie w danej chwili wykorzystywane. Wszystko jest związane z reagowaniem na rynek. Chcą oszacować, czy produkt zaczyna wzbudzać zainteresowanie na rynku.

Matt Bauer, dyrektor Interwave do spraw rozwoju firmy i marketingu w Rockwell Automation, mówi, że coraz więcej firm wymienianych w rankingu czasopisma Fortune 500 zaczyna strategicznie podchodzić do informacji „na żądanie” (Interwave to program firmy Rockwell Automation do realizacji produkcji – manufacturing execution system [MES]). – To duża zmiana. Teraz jest to bardziej reakcja strategiczna niż taktyczna – określanie możliwości produkcyjnych bądź jakościowych, ponieważ system dostarczania produktów „na żądanie” nie tylko zwiększa zainteresowanie tym, co dzieje się na produkcji, ale również wzmaga inicjatywy „uproszczonej działalności” (lean manufacturing*) oraz inicjatywy typu Six Sigma.

Chociaż większość ludzi zna wzorce łańcucha zaopatrzenia ustanowione przez firmę Dell Computer, wielu nie zdaje sobie sprawy, jak wszechobecny stał się pęd do uproszczonej i wydajnej działalności w zakresie łańcucha zaopatrzenia. – Nawet firmy takie, jak Eastman Chemical wchodzą w to – mówi Dave Smith, dyrektor marketingu strategicznego firmy OSIsoft. – Produkują mnóstwo środków chemicznych na konkretne zamówienia, a nie do magazynu. Szczególnie dotyczy to specjalnych chemikaliów, które są bardzo drogie ze względu na koszt surowców niezbędnych do ich wykonania. Na utrzymywanie dużych, kosztownych stanów magazynowych nikt już sobie nie może pozwolić.

Również przepisy odgrywają dużą rolę – i to nie tylko na rynku artykułów spożywczych, gdzie dyrektywa amerykańskiej organizacji rządowej do spraw artykułów spożywczych i leków FDA (Food and Drug Administration) nr 21 CFR część 11 (dotycząca zapisów elektronicznych i podpisów) ma dalekosiężny wpływ na procesy produkcyjne. Amerykańska Narodowa Administracja Ruchem Autostradowym (The National Highway Traffic Safety Administration) wydała akt prawny dotyczący dokumentowania, rozliczania oraz udoskonalania wycofywania produktów z rynku oraz problemów związanych z transportem (TREAD – Transportation Recall Enhancement, Accountability and Documentation). Akt ten zobowiązuje dostawców przemysłu motoryzacyjnego, których produkty mają jakiś wpływ na bezpieczeństwo konsumenta, do monitorowania i raportowania wszystkich kwestii związanych z bezpieczeństwem, takich jak liczba napraw gwarancyjnych i reklamacji zgłaszanych przez klientów. NHTSA rozpatruje zgłoszone w formie raportów dane, a jeśli inspektorzy decydują się podjąć dalsze dochodzenia, proszą o przedstawienie genealogii produktu w celu wykazania, co jest przyczyną problemów związanych z bezpieczeństwem.

– Wielu klientów pracuje na liniach obsługiwanych ręcznie i dlatego nie sporządza informacji o historii produktów – mówi Mark Doyle, wiceprezes firmy I/Gear (dostawcy sprzętu oraz oprogramowania służącego do zbierania, integrowania oraz używania danych produkcyjnych). – Na przykład, czy podczas produkcji fotela samochodowego producent odnotowuje, z której partii pochodziły pasy bezpieczeństwa zastosowane do jego montażu, aby w przypadku reklamacji i konieczności wycofania produktu z rynku można było wyodrębnić i wyeliminować konkretną partię podzespołów będących przyczyną problemu? Tego rodzaju kwestie zmuszają producentów do oszacowania stosowanych przez nich sposobów zbierania, przekazywania i uzyskiwania dostępu do danych.

Konsolidacja w przemyśle produkcyjnym stwarza dodatkowe zapotrzebowanie na dane z produkcji. – Zarządzanie skonsolidowanym środowiskiem przy zredukowanej sile roboczej oznacza, że mniejsza liczba ludzi wykonuje większą pracę. Do tego jest potrzebna dobra strategia automatyzacji oraz widoczność informacji produkcyjnych. Jest to konieczne do podejmowania słusznych decyzji dotyczących niezbędnych działań – mówi Kevin Roach, wiceprezes grupy Global Solutions w firmie GE Fanuc. – Ponadto pozostaje jeszcze kwestia wykorzystania dostępnych środków. W bardzo wielu organizacjach poprzez konsolidację odkryto nadmierną ilość środków produkcyjnych. Jak więc rozpoznać obszary, w których można najbardziej skutecznie udoskonalić istniejące zasoby i potencjalnie zredukować lub pozbyć się tych, które nie spełniają oczekiwań?

Jak to się robi

To „jak” na obszarze przedsiębiorstwa zaczyna się od inżynierów pracujących nad spełnieniem oczekiwań działów informatycznych oraz sektorów korporacyjnych.

Ponieważ coraz więcej producentów oferuje pakiety zaprojektowane do przemieszczania danych pomiędzy produkcją a pozostałymi systemami przedsiębiorstwa, grupy analityczne wprowadziły nazewnictwo służące do klasyfikacji tego rodzaju oprogramowania użytkowego. Grupa doradcza ARC Advisory Group nazywa je Zarządzaniem Działalnością w Czasie Rzeczywistym (Real-time Performance Management – RPM). RPM to proces polegający na dostarczaniu urzędnikom na szczeblach korporacyjnych mierników do śledzenia wydajności poprzez systemy księgowe w czasie rzeczywistym, jak również danych produkcyjnych pochodzących z łańcucha zaopatrzenia oraz innego rodzaju działalności tego typu, odbywającej się na produkcji.

Grupa badawcza AMR określa to mianem Inteligencji Produkcyjnej Przedsiębiorstwa (Enterprise Manufacturing Intelligence – EMI), co definiuje rolę programu zapewniaj ącego pięć podstawowych funkcji: 1. zbieranie danych produkcyjnych fabryki; 2. szeregowanie danych według kontekstów; 3. analizowanie danych; 4. rozprowadzanie danych oraz 5. udostępnianie danych w postaci wizualnej do takiego poziomu szczegółowości, jaki jest niezbędny (patrz schemat: Podstawowe możliwości EMI). Ta klasa oprogramowania służy do uchwycenia danych produkcyjnych w taki sposób, żeby można było podejmować lepsze decyzje łączące obaaspekty produkcji – inżynierię oraz biznes.

 

     EMI – zwrot z inwestycji

Potencjalny
zwrot
w skali roku

EMI – zakres projektu

Opis

 10x

Zarządza wieloma
zakładami lub środkami
produkcji.

Aplikacja EMI dostarcza standardowy
interfejs do znormalizowanego podglądu
wydajności prezentowanej w różnych
systemach informacyjnych
i architekturach. Wychwytuje
informacje o działalności w kontekście
kosztów zmiennych, warunków
rynkowych, wahań marż oraz wydajności
poszczególnych środków produkcji.
Zapewnia odpowiednie poziomy
inteligencji i wsparcie niezbędne do
podejmowania decyzji przez różnych
udziałowców organizacji.

 5x

Zarządza wydajnością
w całym zakładzie.

Aplikacja EMI łączy systemy
ogólnofirmowe z wydarzeniami, jakie
mają miejsce w czasie rzeczywistym
na produkcji, dostarcza narzędzia do
podejmowania decyzji dotyczących:
zaopatrzenia, spedycji oraz zarządzania
stanami magazynowymi. Poprawia
zdolność organizacji do reagowania
na zapotrzebowanie oraz obsługę
klientów.

 1x

Taktyczne OEE.

Aplikacja EMI skupia się na wglądzie
w szczegóły pracy linii i maszyny,
ze specjalnym uwzględnieniem ogólnej
wydajności sprzętu. Identyfikuje
możliwości usprawnienia działań
produkcyjnych oraz zwiększenia wydajności.

Źródło: Control Engineering w oparciu o dane firmy AMR Research

– Sprzedawcy EMI skupiają się bardziej na widoczności, na połączeniach danych oraz pobieraniu ich z wielu źródeł – mówi Swanton. – Przyjemną stroną EMI, w przeciwieństwie do MES, jest to, że program nie zmienia sposobu przetwarzania zamówień w fabryce, nie istnieje więc ryzyko zakłócenia produkcji. Zaleta ta przemawia zarówno do inżynierów, jak i do dyrekcji. Ryzyko jest ograniczone do kosztów instalacji, a dzięki zaletom systemu koszty zwracają się w czasie krótszym niż sześć miesięcy (patrz tabela: EMI – zwrot z inwestycji).

Aby zrozumieć, w jaki sposób EMI może przynieść pożytek inżynierom, należy wziąć pod uwagę, że jedną z głównych funkcji programu jest tzw. Ogólna wydajność sprzętu (overall equipment effectiveness – OEE). EMI może dostarczyć podstawy do statystycznej analizy pracy wszystkich środków produkcyjnych fabryki. A jeśli fabryka korzysta z systemu zarządzania środkami produkcyjnymi (enterprise asset management – EAM), który jest w stanie powoływać do interwencji służbę Utrzymania Ruchu, odpowiednio do stopnia zużycia, EMI zapewnia automatyzację zbierania takich danych.

    Co stoi na przeszkodzie? Polityka własności danych

 

    W biznesie każda zmiana jest w jakimś stopniu bolesna. Naciski na ogólny obraz całości przedsiębiorstwa nie stanowią tu wyjątku.

 

    Według wiceprezesa ds. badań firmy AMR dwie kwestie przysparzają problemów zwolennikom ogólnej otwartości. Po pierwsze trzeba uzgodnić wspólne metryki wydajności – sposób wykonywania pomiarów oraz wymagane informacje. Po zrobieniu tego można porównać, w jaki sposób robią to inne, podobne grupy na świecie. Druga kwestia to sposób zarządzania zmianami. – Jeśli chce się ogólnej przejrzystości zakładu, do tego uwieńczonej sukcesem, nie można pozwolić, żeby wiceprezes do spraw produkcji zakładu z Chicago dzwonił do kogoś w Europie, kiedy staje linia produkcyjna – mówi Swanton. – Nie można stawiać wszystkich na nogi przy każdym, najdrobniejszym alarmie.

 

    Pozostaje jeszcze jedna kwestia: Kto jest właścicielem danych? Informatycy czy inżynierowie?

 

    Odpowiedzi na te pytania są bardzo różne, ponieważ firmy różnią się między sobą. – Jeśli organizacja jest nastawiona na ERP, inżynier może mieć poczucie, że jedyne wartościowe dane, do których ma dostęp, to dane dotyczące procesu zawarte w programie archiwizującym – mówi Yves Dufort reprezentujący firmę Invensys/Wonderware. – Jeśli sytuacja jest odwrotna, być może informatyk poczuje się do pewnego stopnia zagrożony i nie będzie chciał współpracować. W tej chwili realizujemy projekt w firmie farmaceutycznej, w której działy inżynieryjny i informatyczny kłócą się o odzyskiwanie utraconych danych z kopii zapasowych. Staramy się nie robić z tego wojny. Jeśli uda się osiągnąć porozumienie co do metryki – każdy może mieć swoje własne dane i nie będzie problemu.

 

    U podstaw tego wszystkiego leży jeden prosty fakt. W dzisiejszych czasach jest za dużo dostępnych informacji, z których zarządzaniem większość ludzi sobie nie radzi. – A więc jak się w tym wszystkim rozeznać i jak podejmować odpowiednie działania [ze zrozumieniem informacji we właściwym kontekście] – pyta Michael Leroux, główny konsultant specjalizujący się we wszechstronnym zarządzaniu produkcją w firmie ABB. – Dwa lata temu współpracowałem z klientem nad projektem, w którym pobieraliśmy informacje produkcyjne z siedmiu różnych fabryk, integrując je i prezentując w formie wizualnej na platformie całej korporacji. Jedną z pierwszych rzeczy, jakie napotkaliśmy, był termin „produkcja”. Jak się okazało, słowo to oznaczało co innego w poszczególnych zakładach. Problemem jest więc zrozumienie kontekstu, a nie tylko akceptowanie definicji. Można osiągnąć porozumienie dzięki zastosowaniu standardów, takich jak ISA S88 oraz S95 [do zarządzania wsadami i recepturami oraz integracji systemów sterowania przedsiębiorstwa].

Wpływ na inżynierów

Skupienie całej uwagi na danych produkcyjnych może mieć dobre, ale i negatywne skutki. Fakt, że inżynierowie zajmujący się produkcją dzierżą klucz do kolejnego poziomu sukcesu przedsiębiorstwa zdecydowanie zmienił pozycję osób podejmujących decyzje.

– Główny informatyk do tej pory nie miał do czynienia z tak szczegółowym przetwarzaniem informacji ogólnozakładowych – mówi Jonathan Kall, dyrektor Interwave w firmie Information Solutions Americas, Rockwell Automation. – Udziałowcy są żądni informacji o systemach MES i EMI, ponieważ systemy ERP nie przyniosły im spodziewanych korzyści.

Na skutek tego pracownicy fabryki – wszyscy aż do inżyniera automatyka – mają znacznie większy wpływ na proces. Bycie w samym centrum uwagi wymaga jednak od inżynierów zajmujących się produkcją nieco innego podejścia. Teraz wymagane jest szersze spojrzenie na działalność – nie tylko skupianie się na zarządzaniu i sterowaniu pracą i danymi fabryki.

– Muszą zastanawiać się nad tym, co to jest łańcuch dostaw, czym jest integracja łańcucha dostaw i dlaczego niezbędne jest szybkie działanie – mówi Roach. Sugeruje rozważenie nowego obszaru zastosowania programu EMI, kolejnej ewolucji logicznej po zastąpieniu przekaźników, sterowników PLC i zwykłych terminali systemami HMI/SCADA.

– Inżynierowie automatycy rozumieją to, a wielu z nich doświadczyło tego osobiście. Teraz muszą przełożyć to na inny zestaw obiektów, a te obiekty to wielozakładowe przedsiębiorstwa, magazyny dostawców i klientów, linie produkcyjne klientów, dostawcy surowców oraz systemy transportu – twierdzi Roach.

Według niego inżynierowie nie powinni czuć się zagrożeni przez połączenie hal produkcyjnych z systemami ogólnozakładowymi. Powinni się cieszyć, ponieważ mają doświadczenie w czasie rzeczywistym, a to daje możliwość dalszego rozwoju i wyjścia poza dotychczasowe, tradycyjne obszary wpływu. Jest to nowy obszar dla informatyków. Kiedy przedsiębiorstwa starają się funkcjonować w czasie rzeczywistym, inżynierowie stoją na straży historii, bowiem na podstawie porażek i sukcesów można tłumaczyć czas rzeczywisty.

Innym orędownikiem możliwości, jakie oferuje inżynierom ten właśnie obszar jest Kall, który widział inżynierów pnących się po szczeblach kariery dzięki zaangażowaniu w proces integracji. Szczególnie pamięta przypadek jednego klienta – producenta zajmującego się przetwórstwem papieru. – Inżynier zakładu poświęcił czas na wyedukowanie dyrekcji w zakresie funkcjonowania systemów SCADA i HMI. Wytłumaczył, jak systemy te mogą być używane do automatycznego zbierania danych produkcyjnych i przekazywania ich dalej do systemu planowania zapotrzebowań materiałowych (MRP – material requirements planning), z uwzględnieniem informacji o zużyciu, co sprawia, że planowanie MRP lepiej reaguje na zakładowe realia. Pomysł inżyniera wdrożono w dziesięciu fabrykach, a on został kilkakrotnie awansowany. Teraz pracuje w strukturze korporacyjnej, zajmującej się globalnym łańcuchem dostaw. Ta droga może dać inżynierom niezwykłe możliwości – mówi Kall.

ABB – Terminologia
* Lean manufacturing – strategie zaprojektowane w celu wyeliminowania strat w procesie produkcyjnym i zredukowania stanów magazynowych