Jakie parametry maszyn monitoruje system MES?

Efektywna produkcja opiera się na danych. Aby utrzymać wysoką wydajność, pożądaną jakość i bezpieczeństwo procesów warto wykorzystać system MES (Manufacturing Execution System). Jego zadaniem jest monitorowanie pracy maszyn w czasie rzeczywistym, zbieranie danych produkcyjnych oraz przekształcanie ich w informacje pomocne w zarządzaniu produkcją. W niniejszym artykule wymieniamy parametry, których monitoring pozwala unikać kosztownych przestojów oraz na bieżąco optymalizować procesy produkcyjne. 

Jedną z najważniejszych funkcji systemu MES jest monitorowanie aktualnego stanu maszyn i całych linii produkcyjnych. Dzięki temu operatorzy i menedżerowie produkcji wiedzą dokładnie, co dzieje się na hali w danym momencie.

System rejestruje przede wszystkim:

• stany i statusy maszyn: praca i przestoje. Przestoje mają swoje przyczyny: postój planowany, awaria maszyny, awaria narządzia, brak materiałów, przezbrojenie lub konserwacja;
• czas cyklu produkcyjnego i takt linii
• czas realizacji zleceń; produkcyjnych;
• liczbę wykonanych cykli lub sztuk produktu.

Na podstawie tych danych system oblicza kluczowy wskaźnik efektywności produkcji – OEE (Overall Equipment Effectiveness). Wskaźnik ten składa się z trzech elementów:

• dostępność – ile czasu maszyna rzeczywiście pracuje
• wydajność – czy pracuje z maksymalną prędkością
• jakość – ile produktów spełnia wymagania jakościowe

Dodatkowo MES analizuje wskaźniki niezawodności, takie jak MTBF (średni czas między awariami) oraz MTTR (średni czas naprawy), co pozwala lepiej planować utrzymanie ruchu.

System MES może dodatkowo monitorować dodatkowe parametry techniczne pracy urządzeń. Dane te pochodzą najczęściej bezpośrednio z systemów sterowania maszyną.

Do najczęściej analizowanych parametrów należą:

• temperatura pracy maszyn lub komponentów;
• ciśnienie w instalacjach technologicznych;
• wibracje urządzeń;
• prędkość obrotowa elementów (RPM);
• obciążenie silników;
• zużycie energii elektrycznej;
• wilgotność i temperatura otoczenia.

MES może także monitorować bardziej zaawansowane dane związane z eksploatacją urządzeń, takie jak:

• poziom zużycia narzędzi produkcyjnych;
• ilość zużywanego oleju lub smaru;
• liczba wykonanych cykli roboczych.

Dzięki analizie tych parametrów możliwe jest wykrywanie nieprawidłowości na bardzo wczesnym etapie. Pozwala to wdrażać strategię predykcji, czyli przewidywania awarii zanim faktycznie nastąpią.

W wielu zakładach produkcyjnych system MES współpracuje z systemem SCADA.

SCADA to rozbudowany system przemysłowy służący do nadzorowania procesów technologicznych. Składa się z kilku elementów:

• interfejsów operatorskich, na których wizualizowane są procesy,
• serwerów zbierających dane z maszyn,
• komunikacji ze sterownikami przemysłowymi,
• baz danych przechowujących historię parametrów.

System SCADA zbiera surowe dane procesowe bezpośrednio z maszyn, natomiast MES wykorzystuje te informacje do analiz produkcyjnych, raportowania oraz planowania produkcji.

Po integracji obu systemów możliwe jest monitorowanie dodatkowych parametrów, takich jak:

• przepływ mediów technologicznych;
• pozycja zaworów i poziom cieczy w zbiornikach;
• moment obrotowy elementów mechanicznych;
• prędkość linii produkcyjnych;
• zużycie energii elektrycznej, gazu lub innych mediów.

Jedną z najważniejszych funkcji systemu MES jest nie tylko zbieranie danych z maszyn w czasie rzeczywistym, ale także ich czytelna prezentacja oraz szybkie informowanie o nieprawidłowościach. Dzięki temu operatorzy, inżynierowie i menedżerowie produkcji mogą podejmować decyzje na podstawie aktualnych informacji z hali produkcyjnej.

Dane zbierane przez system MES prezentowane są najczęściej w postaci interaktywnych dashboardów. Mogą one być wyświetlane na ekranach operatorskich na hali produkcyjnej lub w aplikacjach dostępnych z poziomu przeglądarki internetowej.

Najczęściej stosowane formy wizualizacji to:

• dashboardy produkcyjne pokazujące aktualny stan maszyn i linii produkcyjnych;
• wykresy czasu rzeczywistego prezentujące zmiany parametrów takich jak temperatura, wibracje czy zużycie energii;
• mapy przestojów wskazujące miejsca i przyczyny zatrzymań produkcji;
• wizualizacja wskaźników efektywności, takich jak Overall Equipment Effectiveness (OEE).

Dzięki temu osoby odpowiedzialne za produkcję mogą szybko zidentyfikować wąskie gardła procesu oraz reagować na pojawiające się problemy.

System MES umożliwia również konfigurację automatycznych powiadomień o zdarzeniach krytycznych. Alerty uruchamiane są wtedy, gdy określony parametr przekroczy ustalone wartości graniczne lub gdy pojawi się awaria maszyny.

Powiadomienia mogą być wysyłane w różnych formach:

• wiadomości SMS do operatorów lub służb utrzymania ruchu;
• e-maile do kierowników produkcji i technologów;
• powiadomienia push w aplikacjach mobilnych;
• komunikaty wyświetlane bezpośrednio na ekranach HMI.

Alerty mogą dotyczyć na przykład przekroczenia dopuszczalnej temperatury urządzenia, zbyt dużych wibracji, zatrzymania linii produkcyjnej czy aktywacji przycisku bezpieczeństwa. W niektórych przypadkach system może również automatycznie zatrzymać proces produkcyjny, aby zapobiec uszkodzeniu maszyny lub powstaniu wadliwego produktu.

System MES generuje także różnego rodzaju raporty produkcyjne, które pozwalają analizować dane historyczne i oceniać efektywność procesów.

Najczęściej tworzone raporty obejmują:

• raporty wydajności produkcji i wskaźników OEE;
• raporty przestojów maszyn wraz z ich przyczynami;
• raporty jakości produkcji, np. liczby defektów lub odchyleń od norm;
• raporty zużycia energii i surowców.

Raporty mogą być generowane automatycznie w określonych odstępach czasu – na przykład codziennie, tygodniowo lub miesięcznie – i zapisywane w formatach takich jak PDF lub Excel. Często są one również integrowane z systemami zarządzania przedsiębiorstwem, takimi jak Enterprise Resource Planning (ERP), co umożliwia analizę danych produkcyjnych w szerszym kontekście biznesowym.

Dzięki takiej funkcjonalności system MES staje się nie tylko narzędziem monitorowania maszyn, ale także ważnym źródłem wiedzy wspierającym podejmowanie decyzji w całym przedsiębiorstwie.