Mikroprzestoje – wykrywanie i optymalizacja

Mikroprzestoje (mikro-postoje), obok przezbrojeń, defektów, usterek i awarii, stanowią często główne źródło obniżające efektywność w zakładach produkcyjnych. Ich definicja może nieznacznie różnić się w kontekście poszczególnych przedsiębiorstw i ich wyposażenia. Ogólnie rzecz ujmując są to krótkotrwałe, liczone w sekundach lub minutach, przerwy w pracy maszyny lub linii produkcyjnej.

Pomimo krótkiego czasu trwania mikroprzestoje są istotnym parametrem wpływającym na czas pracy maszyn, gdyż ich kumulacja może prowadzić do znacznych strat wydajności. Ich charakterystyczną cechą jest to, że w przeciwieństwie do usterek i awarii nie wymagają one na ogół interwencji techników UR. Cechy te sprawiają, że mikroprzestoje są wyjątkowo trudno uchwytne w ramach klasycznych form raportowania produkcji.

Identyfikacja mikroprzestojów

Pierwszym krokiem jaki należy podjąć jest ustalenie listy wszystkich możliwych mikroprzestojów, jakie mogą wystąpić na danej maszynie. Lista ta powinna zawierać nazwę mikroprzestoju, czynnik fizyczny odpowiedzialny za jego wywołanie, a także proponowane sposoby ograniczenia problemu. Przy tworzeniu tego dokumentu warto posłużyć się zdjęciami i rysunkami, tak aby precyzyjnie zilustrować miejsce występowania mikroprzestoju.
Gdy dysponujemy gotową listą mikroprzestojów, kolejnym etapem jest ustalenie sposobów ich detekcji. Fakt zaistnienia mikroprzestoju może zostać zgłoszony przez operatora maszyny, ale można go też zarejestrować na podstawie wielu przesłanek pośrednich. Przykładem takiej pośredniej przesłanki mogą być choćby zmiany w konsumpcji energii elektrycznej. Należy liczyć się z tym, że im bardziej różnorodnym parkiem maszyn będzie dysponował dany zakład, tym szerszego spektrum metod detekcji mikroprzestojów trzeba będzie użyć.

Ze względu na charakter mikroprzestojów, dużym wyzwaniem jest wypracowanie wysokiej rzetelności ich raportowania. Najlepsze efekty przynosi wprowadzenie automatycznych form zliczania mikroprzestojów, takich jak systemy SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Są to nowoczesne rozwiązanie informatyczne, pozwalające na automatyczne gromadzenie danych procesowych z wielu urządzeń i komponentów automatyki przemysłowej.

Dlaczego wykorzystanie systemu SCADA jest tak przydatne? Pewne anomalie w pracy maszyn są niemożliwe do zarejestrowania wyłącznie przy użyciu ludzkiej percepcji. Dzieję się tak zwłaszcza w przypadku złożonych, zautomatyzowanych linii produkcyjnych. Jeden z jej elementów może zaliczać w ciągu zmiany dziesiątki lub setki mikroprzestojów trwających niespełna sekundę. Nie będą uchwytne dla obserwatora, ale ich kumulowanie się zaburzy pracę całej linii.

Mikroprzestoje – gromadzenie danych

System SCADA można połączyć (bezpośrednio, albo przez dodatkowy moduł) z każdą maszyną produkcyjną. Sposób akwizycji danych uzależniony jest od rodzaju maszyny, tego czy posiada już ona jakiś interfejs komunikacyjny, a także zakresu informacji jakie trzeba uzyskać. Możliwości akwizycji danych obejmuje wszelkie rodzaje urządzeń, procesów i zdarzeń w obrębie hali produkcyjnej. System może pobierać szerokie spektrum danych o stanie maszyn (zmiany w przepływie prądu, tempo cykli pracy) i o parametrach procesów (temperatura, ciśnienie, poziom i przepływ płynów).

System może gromadzić dane produkcyjne wykorzystując m.in:

• sterowniki PLC (Programmable Logic Controller)
• sterowniki RTU (Remote Terminal Unit)
• etykiety z kodami kreskowymi, QR, RFID
• moduły I/O (Input/Output)
• moduły kontrolno-pomiarowe
• identyfikację optyczną
• liczniki zużycia mediów (energia, woda)
• wagi kontrolne

Analiza danych o mikroprzestojach

W analizie mikroprzestojów bardzo przydatnym narzędziem jest diagram Pareta – Lorenza. Zgodnie z zasadą Pareta, 20 procent mikroprzestojów odpowiada za 80% strat. Diagram pozwala zatem szybko wytypować te mikroprzestoje, które efektywności produkcji szkodzą najbardziej. Analizę Pareta – Lorenza można zacieśnić do konkretnej maszyny, ale też rozszerzyć do linii produkcyjnej czy całego parku maszyn. Ocena dokonana przy pomocy diagramu ułatwia nadanie priorytetów w optymalizacji mikroprzestojów.

Mikroprzestoje przekładają się bezpośrednio na wydłużenie czasu trwania cyklu produkcyjnego. W niektórych przypadkach mogą także prowadzić do powstania defektów, generując przez to dodatkowe straty. Wszystko to sprawia, że w wielu zakładach poszukiwanie i optymalizacja mikroprzestojów stanowią kluczowy obszar usprawniania procesu produkcji.