Meiltä kysytään tällä hetkellä paljon otsikon teemasta. Miten MES-järjestelmällä voidaan tehostaa toimintaa työpisteellä tavanomaisen tuotantotilanteen vallitessa? Miten järjestelmä tukee työntekijää poikkeustilanteissa?

Yhä meneillään oleva pandemia on kiihdyttänyt kehitystä, jossa erityisesti työntekijöille on tuotu uutta tietoa ja ohjeita työpisteille. Halutaan vähentää henkilökunnan saatavuuteen liittyvää riskiä. Kun järjestelmä avulla saadaan työpisteelle oikea tilannekuva, se vähentää riippuvuutta työntekijän kokemustaustasta. Tavoitellaan korkealaatuista suoritusta henkilöstä riippumatta. Tarkoituksena on tehostaa toimintaa reagoimalla oikein nopeasti muuttuviin olosuhteisiin tai peräti välttää ongelmat ajoissa saadun relevantin tiedon ansioista. Näiden tilannetietojen avulla työntekijän odotetaan tekevän fiksuja ratkaisuja aiempaa itsenäisemmin. Varsinkaan vuorotyössä ei toimistoaikaan läsnä oleva työnjohto tai insinöörikunta ole aina saatavilla ratkomaan ongelmia. Päätöksenteko siirtyy lähemmäs tehtaan lattialla olevaa työpistettä ja päästään nopeampaan vasteeseen. Tarjoiltavan tiedon on oltava sellaisessa muodossa, mikä mahdollistaa ongelman havaitsemisen ja asianmukaisen reagoinnin. Vaatimus käyttöliittymän selkeydelle ja helppokäyttöisyydelle on helppo ymmärtää.

Tuotantolaitoksia, -tapoja, ohjausfilosofioita ja -menetelmiä on monenlaisia, joten tähän on poimittu yleisiä havaintoja ja tarpeita, joihin nykyaikaisilla tuotannon IT-järjestelmillä voidaan vastata. Tämä blogi keskittyy MES-järjestelmän käyttämiseen tuotannon hallinnan tukemiseen työpisteillä.

MES tasolla yhdistyy liiketoimintaprosessin ja mitatun tuotantoprosessitiedon seuranta ja hallinta. Tästä syystä se on avaintyökalu näiden valmistuksen ohjauksen käytännön haasteiden ratkomiseen.

Myös tuotannon ja kunnossapidon raja-aitoja on luonteva poistaa monilla MES-tason ratkaisuilla. Esimerkiksi tuotannon työntekijät voivat helposti tehdä erilaisia havaintoja ja kirjauksia tuotannosta, laitteista ja syntyvästä laadusta järjestelmään, joita hyödynnetään myös kunnossapidollisiin tarkoituksiin. Näihin tarkoituksiin käyttöliittymän on oltava helppo, jotta halutut kirjaukset myös tehdään, eikä sitä koeta rasitteena.

Odotukset järjestelmien hankkimista suunnittelevilla ja niiden kehittämisestä suunnittelevilla toimijoilla ovatkin kasvaneet. MES-tarjouspyynnöissä käyttäjän tehokkaan toiminnan tukeminen mainitaan yhdeksi keskeisistä tavoitteista. Positiivista kierrettä aiheuttaa työntekijän roolin voimaannuttamisen positiiviset vaikutukset ja esimerkiksi työmotivaation kasvaminen.

MES-ROOLI TUOTANNON OHJAAMISESSA

Oletetaan seuraava aika tavanomainen tilanne:

• Tilaukset otetaan vastaan ERP-järjestelmään. ERP:ssä huomioidaan myös myyntiennusteet ja ennakkotilaukset. Tässä blogissa jätetään karkea- ja hienosuunnittelu vähemmälle huomiolle. Todetaan kuitenkin, että ne vaikuttavat taustalla ja MES-järjestelmä tuottaa ja raportoi tuotannon toteutumatietoja. Näiden perusteella voidaan tehdä tarvittavat hienosuunnittelun korjaustoimet.

• Myyntitilauksista muodostetaan erilaisten kriteerien mukaan tuotantotilauksia, jotka ajoitetaan tuotantolinjoille niin, että toiminta olisi mahdollisimman tehokasta. Tuotannonsuunnittelu tehdään siihen tarkoitetussa APS-järjestelmässä, joskus ERP:ssä tai Excelillä. Tuotantotilauksien ajoittamisessa muodostetaan MES-järjestelmän työpisteille työjonoja, jotka kuvaavat konkreettisesti mitä tehdään ja milloin.

• MES-järjestelmä ottaa työjonot hoitaakseen. Kaikki tuotantoon liittyvät organisaatiotasot seuraavat tuotannon etenemää MES-järjestelmään tehtävien automaattisten ja manuaalisten kirjausten avulla.

  • Prosessista riippuen MES laskee prosessilaitteille tai koneille asetusarvoja automaattisesti tai käyttäjä antaa ne. MES:n välityksellä asetusarvot annetaan prosessiin automaatiojärjestelmän (DCS tai PLCt) kautta, jotka ohjaavat prosessilaitteita.

  • Käyttäjä valvoo tuotantotilausten ja -prosessin etenemistä MES-näytöiltä. Yleensä toiminta pyritään suunnittelemaan niin, että käyttäjä puuttuu vain poikkeamiin, joista tekee tarpeelliset kirjaukset. Normaalitapauksessa käyttäjä lähinnä kuittaa tuotantotilausten valmistuserät tehdyiksi. Tämäkin voidaan usein automatisoida.

  • MES-järjestelmän työpisteillä kerätään ja valvotaan myös laatutietoja ja ne kohdistetaan tuotantoerille. Samalla kerätään jäljitettävyysvaatimuksia varten tarvittavat tiedot. Laatutietojen hallinta on oman bloginsa aihe. Tehokas toiminta edellyttää, että MES laatusuunnitelman mukaisesti ohjaa tai pakottaa käyttäjän tekemään halutut kirjaukset.

  • MES tukee käyttäjää tekemään oikeat toimenpiteet näyttämällä tuotteen tiedot, kuvan tai tarkemmat tilauskohtaiset tuotteen valmistukseen liittyvät ohjeet. Visuaalisuus tehostaa toimintaa erityisesti, kun tilaukseen liittyvät esim. tuoterakenteen tiedot vaihtelevat usein tai tuotantotilauksesta toiseen.

  • MES järjestelmällä voidaan työjonojen järjestystä muuttaa, jos niin saadaan esim. tilapäinen häiriötekijä minimoitua. Usein tämä kuuluu työnjohdon tehtäviin. Oleellista on, että tehokkaan toiminnan edellyttämä työpisteellä tarvittaessa tehtävä työjonojen järjestely on mahdollista ja helppoa.

• MES välittää toteutumatiedot APS ja ERP-järjestelmille ja tarjoaa tuotantodataa raportointijärjestelmille tai hoitaa tuotantoraportoinnin itse.

MES hoitaa tilauksesta asiakkaalle tuotettavan tuotannon ohjaamisen ja tuotannon etenemän hallinnan ja laatutiedolla rikastamisen prosessit. MES-järjestelmä raportoi liittymien välityksellä nämä APS- ja ERP-järjestelmille.

Samalla kun MES ohjaa toimintaa yksittäisillä työpisteillä, sillä hallitaan ja seurataan kaikkien tuotantolinjojen toimintaa. Kokonaisuuden avaintietojen avulla myös yksittäisen työpisteen operaattori voi tehdä parempia päätöksiä. Esim. tuotantolinjan yhden pisteen ongelmat voidaan ottaa sitä edeltävillä tai sitä seuraavilla työpisteillä huomioon tai huomioidaan rinnakkaisen linjan, pakkaamon, raaka-ainevaraston jne kapasiteettiongelmat. 

TIETOTEKNIIKAN KEHITYKSEN VAIKUTUS / KEHITYS KEHITTYY, ENTÄ SITTEN?

Koko yhteiskunta on tottunut käyttämään internet-palveluja. Käyttöliittymien käytettävyyden ja saavutettavuuden vaatimus nousee jatkuvasti. Kuluttajasovellukset mobiililaitteissa nostavat rimaa ja odotuksia jatkuvasti myös teollisuudessa käytettäville käyttöliittymille.

Tuotannonohjauksen automaatiotaso nousee (voi sitä kutsua digitalisaatioksikin) jatkuvasti tarkoituksena saavuttaa ainakin seuraavia tavoitteita:

• Tuotannon joustavuus. Lyhyet tuotantosarjat, uusia tuotteita nopealla syklillä, tuotteiden räätälöinti, variaatiot.

• Nopea reagointikyky poikkeamiin. Häiriöt tuotannossa, viimehetken tilausmuutokset.

• Tehdään kerralla oikein. Korostuu asiakaskohtaisessa tuotannossa.

• Korkea laatu ja pieni hukka.

• Käyttäjän työpisteellä tekemien asetusten vaihtojen, kirjaus-, luokittelu ja vastaaviin tehtäviin kuluvan ajan minimointi.

• Kerätään taustalla kaikki oleellinen tieto mahdollisimman automaattisesti.

Yllä mainitun listan toteutumisessa on kaksi oleellista edellytystä

• MES-järjestelmä kommunikoi ERP-, APS- ja automaatiojärjestelmien kanssa standardirajapinnoilla. 

• MES-käyttöliittymä on visuaalinen ja sille saadaan helposti konfiguroitua kullakin työpisteellä tarvittavat tiedot. Operointi on intuitiivista.

Standardiliittymien merkityksestä

Edellä mainittu vakiorajapinnoilla tehtävät liittymät mahdollistavat käyttäjille tehokkaan toiminnan edellyttämän ajantasaisten tietojen saannin.

Standardirajapinnat mahdollistavat tehokkaan muutosten hallinnan, kun tulee uusia tuotteita, tuoteversioita ja tuotantolinjoja, jotka vaativat muutoksia kaikkiin järjestelmiin.

Standardirajapinnat varmistavat, ettei asiakas jää kehitystarpeineen järjestelmien välisen liittymien toteuttamisen ja ylläpidon kustannusmuurin taakse. Liittymien toteuttaminen ja ylläpito on tällöin mahdollista järkevin kustannuksin. Standardirajapinta varmistaa, että osaamista on saatavilla toimittajasta riippumatta.

Tämä onkin ihan oman blogin paikka.

TEHOKAS TOIMINTA TYÖPISTEELLÄ

Ylläkuvatuilla tavoitteilla ja järjestelyillä pyritään siihen, että käyttäjä pystyy MES-työpisteellä tekemään varsin itsenäisesti päätöksiä järjestelmän tukemana. Normaalitilanteessa käyttäjä lähinnä valvoo valittuja tunnuslukuja ja koneiden normaalia toimintaa.

Poikkeamien hallinta

Järjestelmä indikoi visuaalisesti väreillä, merkeillä tai äänillä normaalista poikkeavasta tilanteesta. Käyttäjälle indikoidaan onko kyseessä tuotantotilauksen käsittelyyn liittyvä lisätieto tai tarkennus, esim. pakkausohje vai tuotantoon vaikuttava ongelma. Esim. materiaalien saatavuuteen, laatuun tai koneen toimintaan tms liittyvään ongelmaan hän ei välttämättä heti pysty vaikuttamaan, mutta voi tehdä asiasta ilmoituksen ja muuttaa vaikkapa työjonon järjestystä, jotta ongelma haittaa mahdollisimman vähän työjonokokonaisuuden hoitamista. 

Tuotevaihdot

Tuotevaihtojen yhteydessä käyttäjä tekee erilaisia asetteluja suoraan tuotantokoneille tai antaa asetusarvoja MES-näytöltä. MES tuottaa tarvittavat tuotetiedot tuotantotilauksen tietojen mukaisesti käyttäjän saataville. Relevanttien asennus- tai tuotekuvien haku dokumenttienhallinta- tai ERP-järjestelmästä MES-näytölle tuotantotilauksen tietojen mukaan on lyhyessä ajassa tullut osaksi valtavirtaa.

Jos käyttäjän pitää tehdä komponenttien keräilyä tms., niin MES neuvoo mistä, mitä ja miten paljon haetaan.

Kaikki tiedonsyöttö näppäimistöltä pyritään minimoimaan viivakoodien, QR-koodien, RFID-tagien avulla kerättävän tiedon avulla. Toiminta nopeutuu, virheet vähenevät ja työtyytyväisyys kasvaa.

Laatutietojen keräily

MES kohdistaa tuotantotilauksille mitatut laatutiedot ja käyttäjän visuaalisten havaintojen perusteella tekemät luokittelut. Moderni MES tukee tuotekohtaisten laatusuunnitelmien hallinnalla ja seurannalla halutun laadun saavuttamista. Käyttäjälle tämä tarkoittaa tavallisesti vain poikkeamien raportointia valmiiden luokittelutietojen valitsemisella alasvetovalikoista tai muiden vaadittujen tietojen syöttämisellä. Jotta laadunvalvonta olisi laadukasta käyttäjää tuetaan tai pakotetaan antamaan laatutiedot aina yhdenmukaisella tavalla ym. laatusuunnitelmien avulla.

Järjestelmä hoitaa taustalla tietojen tallettamisesta ja kohdistamisesta esim. jäljitettävyysvaatimuksia varten.

Työhön kuluvan ajan seuranta

Tyypillisesti halutaan seurata myös kuka tai mikä vuoro oli tekemässä mitä, millä koneella ja milloin. Tämä hoidetaan tyypillisesti taustalla seuraamalla käyttäjien kirjautumista työpisteille sisään ja ulos. Näitä tietoja käytetään vuorojen tehokkuuden seuraamiseen, koulutustarpeiden selvittämiseen ja toiminnan tehostamiseen parhaiden käytäntöjen löytämiseksi ja jakamiseksi. Lisäksi kirjauksia voidaan hyödyntää kannustinpalkkioiden laskemisessa.

Yhteenveto

MES-järjestelmä on tuotannon ohjauksen ytimessä ja se on aitiopaikalla tehostamaan tuotantoa. Perustuksen on oltava kunnossa eli MES-järjestelmän on kyettävä tuottamaan käyttäjälle oikeaa tietoa ilman viiveitä nyt ja tulevaisuudessa tuotteiden ja asiakasvaatimusten muuttuessa. Tämän hallitsemiseksi tarvitaan standardirajapintoja järjestelmien välillä.

Jos MES-järjestelmä tarjoaa selkeän kuvan mitä pitää tehdä nyt ja seuraavaksi, käyttäjä voi itse suunnitella omaa työntekemistään niin, että toiminta on mahdollisimman tehokasta. Esimerkiksi, jos käyttäjä hoitaa useita koneita samanaikaisesti, hän voi pyrkiä ajoittamaan työnsä niin, että koneet seisovat mahdollisimman vähän. Työhön vaikuttamisen mahdollisuuden on havaittu lisäävän myös motivaatiota.

MES-järjestelmän tehtävä on tehostaa koko tehtaan tuotannon ohjausta. Niinpä yksittäisen työpisteen visuaalisen ohjauksen idea pitää nostaa myös tehdastasolle. Tehdas- ja linjatason tehokkuuden visualisointi yhteisillä mittareilla kaikille näkyvillä monitoreilla tukee koko tehtaan tuotannon tehokasta toimintaa kohti yhteistä maalia.

Lue Syncron Techin MES-järjestelmästä täältä.

Kirjoittaja on Syncron Techin myynti- ja markkinointijohtaja