Отходы принимают множество форм, снижающих общую эффективность. «Умный завод» борется с ними, например, помогая в выполнении трудоемких задач для ускорения обработки заказов клиентов или сотрудничая в программировании и настройке оборудования для ускорения внедрения новых продуктов и обеспечения оптимального использования ресурсов. «Умный завод» также работает над предотвращением таких проблем, как отказы оборудования или истощение запасов компонентов в подающих устройствах, обеспечивая тем самым непрерывное и эффективное производство и максимально возможный выход продукции в конце производственной линии.
В этом контексте «умная фабрика» — это производственное предприятие, оснащенное передовыми инструментами, обеспечивающими интуитивно понятную поддержку планировщикам и производственным бригадам, чтобы каждая смена могла достичь оптимальной производительности. Разумеется, значительная часть добавленной стоимости «умной фабрики» связана с программными инструментами, которые помогают планировать и оптимизировать процессы, а также управлять ими и оперативно реагировать на проблемы, возникающие в ходе производства.
Создание данных:
новое поколение интеллектуальных заводских инструментов помогает ускорить трудоемкие и длительные процессы, такие как создание данных о компонентах. Примером может служить визуальный редактор данных YSUP-PG от Yamaha, который помогает, отображая данные о компонентах и графические изображения одновременно, что упрощает такие процессы, как создание и редактирование идентификаторов компонентов. Это избавляет программистов от необходимости переключаться между экранами и запоминать информацию каждый раз, что является распространенным неудобством.
Кроме того, проверка на верстаке помогает убедиться в правильной ориентации компонентов относительно области компоновки задолго до начала производства печатных плат. Использование передовых технологий 3D-рендеринга на высокопроизводительных графических процессорах позволяет гораздо точнее визуализировать готовую сборку (рис. 1). Это позволяет выявить любые проблемы, требующие решения, чего невозможно было сделать в предыдущих средах программирования. В прошлом неточности в данных о компонентах могли оставаться незамеченными до поступления первых плат для проверки или тестирования. Кроме того, производственные группы, такие как сборщики компонентов, могут поддерживать создание данных, автоматически генерируя данные для выбора компонентов.
Рисунок 1. Трехмерная графика может отображать такие детали, как относительная высота соседних компонентов, что помогает выявить любые проблемы с данными.
Оптимизированное планирование производства:
интеллектуальные инструменты для заводов предлагают расширенные возможности для оптимизации эффективности производства и использования оборудования. Специалисты по планированию давно стремятся к консолидации производства узлов, в которых можно использовать один и тот же тип припоя и профиль оплавления, чтобы минимизировать изменения настроек принтера и печи. Ожидание стабилизации температуры зоны оплавления между сменами продукции может занимать много времени и приводить к длительным простоям линии.
Выявление продуктов, которые можно комбинировать для повышения эффективности и минимизации времени на переналадку и переналадку, представляет собой сложную задачу, требующую от планировщиков одновременного учета множества параметров. Инструмент оптимизации производственной линии YSUP-PG использует алгоритм, который минимизирует производственные потери из-за переналадок и может быть адаптирован к различным мощностям разных моделей оборудования на линии. Кроме того, планировщик производства YSUP-PG имеет функцию группировки, которая распределяет продукты по группам на основе общих компонентов и конфигураций оборудования, а также учитывает их производственные графики и планы транспортировки и отгрузки. Оператор может управлять процессом группировки и выбирать приоритеты, полагаясь на инструмент для выполнения численных расчетов. По сравнению с ручной группировкой, автоматизация улучшает такие важные показатели, как количество необходимых переналадок групп и количество тележек и подающих устройств, на 25%. Более того, автоматизация позволила сэкономить более 80% времени, ранее затрачиваемого на подготовку данных.
Еще одна область, которую можно улучшить с помощью автоматизации, — это управление сроками годности материалов. Материалы с ограниченным сроком хранения на производственной линии, такие как паяльная паста и влагочувствительные компоненты, могут легко превысить максимально допустимый срок годности, если сроки годности контролируются вручную. Интеллектуальные производственные инструменты перекладывают ответственность на оборудование на линии, позволяя ему выявлять и отбраковывать компоненты с истекшим сроком годности, чтобы гарантировать, что все узлы собираются в соответствии с установленными стандартами.
Анализ производства:
Во время производства интеллектуальная фабрика оказывает поддержку в режиме реального времени, активно отслеживая ход работ и обеспечивая своевременное извлечение материалов со склада и их доставку в нужные места. Это гарантирует непрерывную работу производства без перебоев и оповещает операторов о любых проблемах, требующих внимания.
Использование передовых методов анализа данных закладывает основу для инструментов, исключающих догадки при анализе дефектов. В качестве примера можно привести пакет YSUP, который недавно обновил свой основной интерфейс, добавив анализ совокупности компонентов (рис. 2), автоматически определяющий первопричины любых обнаруженных дефектов. Он отслеживает ошибки по печатающей головке, подающему устройству и соплу, а затем проверяет состояние других компонентов, назначенных тому же подающему устройству и соплу, чтобы определить, вызвана ли проблема оборудованием или самим компонентом. Инструмент может делать это практически в режиме реального времени, избавляя руководителей производства от необходимости поиска и устранения неисправностей, сокращая затраты на метод проб и ошибок и помогая быстро восстановить максимальную производительность. В конечном итоге это позволяет всем рабочим сменам обеспечивать стабильно высокую производительность и выход готовой продукции, а также значительно сокращает время простоя.
Рисунок 2. Панель управления анализом помогает быстро устранить причины ошибок сбора данных.
Однако анализ ошибок захвата на панели управления выходит за рамки простого выявления причин и способов их устранения; он также определяет часто возникающие ошибки и рассчитывает стоимость потерь компонентов, что помогает расставить приоритеты в корректирующих действиях. Ремонтные бригады также получают выгоду от обширной информации о проблемах с подающим устройством и соплом, производительности захвата и тенденциях, что помогает им удаленно определять первопричины ошибок и прогнозировать оптимальное время ремонта или повторной калибровки.
«Умные заводы» благодаря взаимосвязи.
Без координации между производственными процессами и корпоративным программным обеспечением, управляющим бизнес-операциями высокого уровня, не было бы «умных заводов». Сбор данных с заводского оборудования позволяет аналитическим приложениям в ИТ-сфере улучшать бизнес-планирование и обеспечивать непрерывное совершенствование. Современные API, такие как JSON и REST, позволяют ИТ- и операционным подразделениям обмениваться данными. Пакет решений Yamaha YSUP-LINK для «умных заводов» поддерживает эти API и полностью сертифицирован по открытому стандарту IPC-CFX для связи между машинами и предприятиями, а также между предприятиями.
Заключение:
Принципы, лежащие в основе перехода к «умным» заводам, направлены на автоматизацию традиционно трудоемких и сложных задач. Мощные программные инструменты, использующие новейшие методы анализа данных, являются основными движущими силами этих изменений, которые могут повысить производительность за счет сокращения времени выхода новых продуктов на рынок, повышения эффективности производства и использования оборудования, а также предотвращения или минимизации последствий ошибок. Теперь, когда «умный» завод уже наступил, созданы все условия для дальнейшего ускорения прогресса будущими поколениями программных инструментов.
