כיצד AI עוזר לשדרג את המערכות:

• ניתוח נתונים היסטוריים, זיהוי נקודות תורפה ושיפור ביצועים.
• אלוגריטמים דינמיים לטיוב פרמטרי הייצור, ישפר את האיכות והיעילות.
• אופטימיזציה של תכנון הייצור בניתוח נתונים רבים גם בזמן אמת.
• יכולות לזיהוי כשלים ותקלות לפני התרחשותן.
• המלצה על ביצוע פעולות תחזוקה על מכונות וציודי בדיקה בזמן הנדרש.

אתגרים (תנאים הכרחים)

היות וה AI  מבוסס על נתונים רבים ומפורטים של תהליכי הייצור (Data  שנוצר בתוך רצפת הייצור ומחוצה לו. יש צורך ביישום תכנה אשר תדע להגדיר ולאסוף את ה Data הרב הנדרש).

מערכת ה MES היא הפלטפורמה המתבקשת גם לנושא זה, ממנה נדרשות היכולת הבאות:

• בניה של תהליכי ייצור אופטימליים ומפורטים (כגון: תהליכים, מפרטים טכנולוגים והנדסיים, מפרטי איכות).
• אינטגרציה עם המכונות ומערכות האוטומטיות:
  • קבלת נתונים של תפוקות.
  • פרמטרי הייצור בפועל.
  • תוצאות איכות של מדידות.
• דיווחי איכות ידניים.
• נתונים סביבתיים המשפיעים על הייצור.
• עצירות מכונה וסיבות.
• פחתים / פסילות וסיבות.
• חריגות / פעולות תיקון.

מסקנות

שילוב AI במערכת ה MES מביא לשיפור משמעותי ביעילות התפעולית, שיפור האיכות והחיסכון הכספי.

אם זאת חשוב להבין כי הדרך עוד ארוכה, אתרי הייצור לא יהפכו בין לילה לרצפות אוטומטיות לחלוטין ללא מעורבות אדם, כי אז לא ידרשו מפעלים וריצפות יצור כמו שאנו מכירים. ה AI  יגדיר את המוצר ואת תהליך הייצור שלו, החומרים / תתי הרכיבים הנדרשים, ינהל ויפקח על תהליך הייצור במלואו ללא צורך כלל במגע ידי אדם. כנראה שהמרחק לשם עוד גדול.

אין ספק שה AI  ישולב ויתמוך בצמתי עבודה רבים בכל שרשרת הייצור – משלב הפיתוח דרך התפעול והייצור היומיומי ברצפה, בדיקות סופיות עד לגמר אריזה ומחסן יהיו יעילים משמעותית. הקפיצה והתרומה של המהפכה התעשייתית בעזרת ה AI תהיה גדולה הרבה יותר מהמהפכות הקודמת.

תיק ייצור אלקטרוני, מאפשר לרכז ולנהל את כל ידע היצור במערכת אחת. במרבית הארגונים היצרניים, תשתיות הנתונים בנושאים הקשורים באך לייצר מפוזרים בין מערכות שונות.

תיק הייצור צריך להכיל את מרכיבי התהליך וה-BOM כפי שתוכננו על ידי הפיתוח. התיק צריך גם לשרת את אנשי התפ"י (תכנון, פיקוח, ייצור), מפעילים ואנשי הייצור.

לכן תיק ייצור אופטימאלי שייתן כלי לעבודה היומיומית, יקטין את כמות הניירת והטעויות בייצור, צריך להחיל את הנושאים הבאים:

• הגדרת משאבי הייצור.
• היררכית הקשרים בין הישויות בייצור.
• הגדרת פרמטרי הייצור ברמת: פריט / שלב / מכונה.
• הגדרת פרמטרים של ציודי הבדיקה האוטומטים אם קיימים.
• יכולת טעינת המפרטים למכונה בשלב ה-.Setup
• הגדרת פרמטרי איכות, ערכי מטרה וטולרנסים.
• הגדרת עץ מוצר, פורמולות, נוסחאות, ח"ג (חומרי גלם) חילופיים ברמת פרטנית.
• קלטים נדרשים עבור כל שלב.
• קישור מסמכים הקשורים לכל שלב.
• הדפסה של תיק מוצר מלא לפני הורדה לייצור (במידה ומחליטים ללוות את הפק"ע עם נייר בייצור).
• הצגה של חוקי הייצור, Work Instructions למפעיל בקו בצורה אלקטרונית.
• כלים שיאפשרו להצליב בצורה נוחה בין "האיך לייצר" הקיים במערכת לבין פרמטרי הייצור בפועל.
• ממשק למערכת ה-ERP.

תועלת לארגון

• תועלת לארגון ביישום תיק ייצור אלקטרוני: סטנדרטיזציה של תהליכי הייצור, שמירת הידע הייצורי המפוזר במערכות שונות כגון: ERP מסמכים, בראש של העובדים במערכת אחת, הקטנת טעויות, תשתית לשיפור טיוב ושיפור נתוני התהליך.
• סנכרון כל הידע במערכת אחת והפיכתו לזמין לצרכנים השונים בארגון. הקטנת הניירת ועוד.

ארגונים רבים הגדילו את השליטה והבקרה בתהליכי הייצור, ובמיוחד ברצפת הייצור, ובכך תרמו תרומה ישירה להגדלת התפוקה והרווחיות.

תועלות אלו ניתנות למימוש בהשקעה כספית סבירה הנובעת מיישום של טכנולוגיה מתמחה וממוקדת ברצפת הייצור.

רצפת הייצור היא אזור עתיר משאבים: מכונות, חומרי גלם, אנשים, ציודים – ולכן גלום בה פוטנציאל רב להתייעלות.

הורדת עלויות:

קיימים מספר אזורים ודרכים להורדת העלויות: שיפור ניצולת של מכונות.

• זיהוי סיבות פסילה שחוזרות על עצמן בתהליך ומניעתם.
• שפור איכות המוצר והקטנת פחתים.
• זיהוי ופתרון תקלות ובעיות שחוזרות על עצמן.
• הורדת עלויות ייצור על ידי ניצול נכון של חומרי הגלם.
• סנכרון מידע יעיל בין הגורמים השונים (ישיבות…).
• גמישות – שיפור זמן התגובה וההערכות לשינוי רגולטיבי, משבר, בעיית איכות.
• ייצוב תהליכים הנדסיים.
• תהליכי האספקה. אופטימיזציה של
• קיצור הזמן בהורדה מפיתוח לייצור.
• סטנדרטיזציה, שליטה ובקרה באתרי ייצור שונים.
• אכיפה ובקרה של שינוים הנדסיים.

מיפוי מערכות:

מיפוי מערכות וכלים קיימים הוא כלי חיוני לצורך שיפור השליטה והבקרה על תהליך הייצור. בין היתר כולל המיפוי:

• OEE אוטומציה של איסוף הנתונים וניתוחם.
• מיקוד במדידה של הייצור בפועל. ניתוח הנתונים על מנת לשפר את הפרודוקטיביות והקטנת עלויות הייצור בהיבטים של: תפוקות, איכות, זיהוי והפצה של בעיות וצמצומן.

השיטה:

איסוף נתוני ייצור ממכונות / בקרים ואנשים בזמן אמת שכולל את הנתונים הבאים: תפוקות כמותיות ליחידת זמן, עצירות, אחוז טובים / פסולים והסיבות, זמן מושקע בעצירות מכונה בגין תקלות, עצירה של מכונה בגין חוסר בחומרי גלם או ב"עבודה".

המידע הנאסף נשמר בצורה חכמה כך שניתן להציג את הנעשה ברצפה בזמן אמת וכן לספק לגורמי הייצור וההנהלה סטים של דוחות וגרפים, על מנת לנתח ולזהות בעיות שחוזרות על עצמן ובכך לשפר את ביצועי החברה.

יעדים נפוצים בפרויקט MES :

ברוב פרויקטי ה-MES הוגדרו בין השאר, היעדים הבאים: שיפור השליטה והבקרה ברצפת הייצור,השגת נראות (visibility) ידע זמין ונגיש,צמצום הצורך בתשאול עובדים ובצוע תחקירים.

יעילות תפעולית – ניתוחי תפוקות, עצירות, פסילות.

איכות –שיפור הבקרה ותמיכה בתהליכי שיפור מתמיד של איכות המוצר הסופי ותהליכי ייצורו.

סטנדרטיזציה של תהליכים – הנושא חשוב בעיקר בארגונים המייצרים מנות ייצור קטנות / שינויים רבים ( High mix Low Volume)

אוטומציה–לשם השגת יכולות עקיבות דו כיוונית בייצור המוצר (אצווה/ Traceability / מספר סידורי) בהיבטים של: תשומות, מרכזי עבודה, מכונות, נתוני בדיקה ועוד.

ביצוע הפרויקט:

פרויקט מוצלח מחייב ניהול במקביל של שלושה תתי פרויקטים : ריכוז וניהול הידע הייצורי מתודולוגיית איסוף הנתונים ושיפור הנראות של מצב רצפת הייצור בזמן אמת. להלן דגשים ושלבים במהלכו:

הגורם האנושי

הצלחת הפרויקט מחייבת שתוף פעולה של אנשי הייצור, חלקם מבוגרים וחסרי ידע בתחום המחשוב, בעברת הידע שנצבר למערכת כללים ממוחשבת וברורה. ההנהלה נדרשת להציג לגורמים אלו את חשיבות הפרויקט לארגון וכן יש לתמוך במהלך השינוי בכדי לאפשר העברת ידע חלקה ומקיפה ככל האפשר.

תיחום

MES יכול להיות פרויקט רחב היקף או פרויקט קטן יותר בשלושת מימדיו: פרויקט סביבת הייצור המשולבת בפרויקט: כלל הייצור, אחד התחומים בייצור, מחלקה ספציפית…

פונקציונאליות: ניהול ייצור, מעקב הסמכות, מעקב ציודים…

קישוריות: היקפי בצוע האוטומציה של איסוף הנתונים.

שלבי הפרויקט

שלב א' – אפיון:

הכירות עם המצב הקיים, נקודות החוזק והחולשה, מיקוד בתהליכים המרכזיים שקורים בייצור ולא במקרי קצה. הגדרה של נקודות איסוף הנתונים ושיטת האיסוף (אוטומטי ככל שניתן), אינטגרציה ל- ERP. העבודה מתבצעת מול מנהלי התפעול והייצור, גורמי איכות, תפ"י, הנדסה וטכנולוגיה. בסיום השלב מוגש לאישור הלקוח מסמך אפיון מפורט.

שלב ב' – איסוף וארגון הנתונים:

בשלב זה נאספים נתוני מכונות, ניתובים של המוצרים – השלבים שהמוצר עובר במרכזי העבודה ועוד. המידע נאסף מתיקי ייצור ידניים, אקסל, מחלקת הנדסה איכות ועוד. שלב זה דורש תשומות עבודה של אנשי בקרת תצורה ומשתמשים שיכולים לסייע באיתור המידע. הארגון מגלה בשלב זה טעויות בתיעוד שבוצע ללקוחות, מידע שגוי או חסר המביא לבצוע השלמות לשם עדכניות של הנתונים.

שלב ג' – הגדרה וקונפיגורציה של המערכת הממוחשבת:

בשלב זה מוגדרים: שיטות איסוף הנתונים והבאתם למערכת הממוחשבת והגדרה טכנית של המערכת: לוגיקה של תהליכים, ארגון ועיצוב מסכי העבודה ועוד. הדגש עובר מסביבת העבודה הקיימת לסביבת העבודה החדשה. מתבצעות מספר אינטראקציות עם משתמשי מפתח שבמהלכן מתבצעים שיפורים ושינויים של ההגדרות המערכת עד לשלב בו המערכת הגנרית (ללא ביצוע התאמות) מוגדרת. מושם דגש על טכנולוגיות המקלות באיסוף המידע (בקרים, מסופונים, ברקוד ועוד) וכן יש להקפיד על פשטות הצגת המידע לעובדים בייצור. דוחות ניהוליים ומצגי מידע מרכזיים מתבצעים כבר בשלב זה.

שלב ד' – אישור מערכת:

המערכת, לאחר בצוע ההתאמות הנדרשות וסיום מהלכי האינטגרציה למערכות ה-ERP והבקרה מובאת לאישור הלקוח. הלקוח מדמה את הפעלת המערכת באמצעות תסריטי בדיקה, מקיפים ככל האפשר, ומשלב גורמים שונים בארגון בתהליך זה. זהו שלב קריטי שנדרש לבצוע ביסודיות בכדי לוודא שהמערכת שתופעל בארגון נותן מענה תקין ואמין.

שלב ה' – הדרכות והסבות:

מתבצע תוך שילוב של מנהל המערכת מטעם הלקוח ומשתמשי המפתח, שצברו ידע במערכת החדשה במהלך מעורבותם בשלבים הקודמים. ההדרכות מתבצעות לכל בעל עניין שייקח חלק בעבודה מול המערכת הממוחשבת ומטרתן להבטיח פעולה חלקה ככל האפשר. מוקם מרכז תמיכה ((Help Desk אשר ישרת את משתמשי הארגון בעת הפעלת המערכת ולאחריה. כמו כן מוגדרים עזרי הדרכה ותיעוד בהתאם לנדרש.

שלב ו' – עלייה לאוויר:

שלב קריטי – לשם המחשה נדגיש כי הארגון מנותק מהמערכת הקודמת ומחובר ונושם דרך המערכת החדשה ולכן יש לבצע בקפידה את ניהול הסיכונים של שלב זה. ניתן לצמצם סיכונים על ידי ביצוע עליה מדורגת לאוויר, מתן תמיכה באופן מקיף וכן לבצע את העלייה לאוויר במועד בו הפעילות בייצור אינה מרובה. מתבצע שימוש רב בדוחות ומצגי מידע בכדי לוודא שהמידע זורם באופן תקין ואמין ומתאפשרת קבלת החלטות אופרטיביות על בסיס נתוני המערכת.

לסיכום:

מהפיכת המחשוב עוברת לרצפת הייצור, לאחר שבוצעה בסביבה ההיקפית / ניהולית של הארגון התעשייתי. הצלחת הפרויקט תביא לשיפור בפעילות העסקית של הארגון והגברת יכולתו התחרותית בחלק חשוב זה של שרשרת האספקה. הקפדה על המאפיינים הייחודים של פרויקט מחשוב רצפת הייצור, כפי שהוצגו במאמר, תביא למיצוי פוטנציאל השיפור באופן המיטבי.

ארגוני תעשייה רבים השקיעו ביישום מקיף של מערכות ERP בכדי לאפשר אינטגרציה ונראות של הגורמים השונים בשרשרת האספקה כגון: ספקים, מלאים, קבלני משנה, מחסני הפצה, לקוחות ועוד. בעוד שמערכות ה-ERP מסייעות בסנכרון פעילויות חשובות רבות בשרשרת האספקה – חולשתן הנה ביכולת הניהול והמעקב ברצפת הייצור.

שרשרת האספקה הייצורית

הסיבה העיקרית לנראות הנמוכה של מערכות ה- ERP לגבי הנעשה בייצור, טמונה בחוסר יכולת של המערכות, המבוססות עצי מוצר וניתובים, למפות את שרשרת האספקה הייצורית הבנויה מחוליות ותתי חוליות – שאינן מקבלות ביטוי בתשתיות המידע המאוחסן ב- ERP.

בעוד שפקודת העבודה ה"קלאסית" ב- ERP מסתמכת על נתוני "עץ המוצר", הרי שפקודת עבודה המותאמת לניהול ומעקב רצפת הייצור מקיפה ישויות רבות כמוגדר להלן:

הפתרון: יישום מערך ייעודי לניהול ומעקב שרשרת האספקה הייצורית המביא להתייעלות תפעולית ושקיפות. בין התועלות של המהלך:

בניית תהליכי עבודה אופטימאליים והפיכתם לתקן מחייב – היכולת לעקוב אחר תהליך הייצור , כהגדרתו בתיק המוצר, מאפשר לבקר את התרחשותו באמצעות מסכי העבודה שבייצור ולזהות אירועי שיפור עם התרחשותם.

איסוף נתונים בזמן אמת (בקר, PC, מסופון,Smart Phone, RFID) – הקשר הבלתי אמצעי עם גורמי ייצור מדווחים (עובדים / מכונות) מאפשר עדכניות מידע ברמת ON-LINE אחר תפוקות רצפת הייצור וטפול בתקלות ואירועים משביתים עם התרחשותם.

תמיכה ברגולציות שוק (תעשיה בטחונית,מזון ועוד) – ניתן להטמיע בקרות מחויבות על ידי הלקוח / רגולציה ולאכוף משמעת תהליך בעת התרחשותו.

שקיפות ניהולית וביצועית – השקיפות והנראות מאפשרים ליישם עדיפויות בייצור, לזהות עומסים ולהתמקד בשיפור התהליך וקיצור זמני האספקה.

הטכנולוגיה כבר כאן

בעבר, מערכות ייעודיות לרצפת ייצור היו מערכות מורכבות הנדרשות למהלכי יישום והטמעה ארוכים ולכן הפכו לנחלתן של מפעלי תעשייה גדולים בלבד. מומחי חברת פסגה תוכנה ותקשורת, המתמחה בתחום זה משנת 1997, פתחו את פתרון ה – PLMS – מערכת MES הניתנת ליישום מהיר ומספקת ROI מוכח עם הפיכת קו/ים בייצור או רצפת הייצור כולה לחוליה שקופה ומנוהלת בשרשרת האספקה.

פרויקטים שבוצעו בתעשייה הישראלית הביאו לתועלות משמעותיות. אייל זיידמן, מנהל הנדסה באופגל, ציין בכנס החדשנות ב- MES את התועלות הבאות:

• הטמעה מהירה של שינוי עדיפויות בייצור
• הגדרות עובדים -מה מותר לכל אחד לעשות למה מוסמך
• שיפור האיכות
• נראות ברצפת הייצור – קיצור ה- Cycle Time
• ארכיב אלקטרוני ברמה סריאלית
• תיק מוצר אלקטרוני, כולל נתוני ייצור מלאים אשר נשלח ללקוח על גבי CD עם המוצר
• שיפור ב- ON TIME DELIVERY
• שיפור מעקב וניהול מכשירי הכיול
• ניהול חריגים – נראות אמיתית ברצפת הייצור, בחינת החריגות והפסילות וקבלת החלטות מבוססות לגבי מוצרים שבעדיפות
• אין כלל ניירת ברצפת הייצור – Paper Less

חנן אייל, מנמ"ר גניגר מפעלי פלסטיק, שהרצה באותו כנס, חשף בפני הנוכחים את הפרויקט בארגונו שנמשך ארבעה חודשים וסקר את התועלות שהושגו:

• ON-LINE
• מעקב אחר עצירות המכונה וניתוח סיבות העצירה
• בחינת מושגי OEE
• הגברת התפוקה – קיצור זמן גלגול מ 2 דקות לגליל ל 1 ואף פחות
• ייעול פעילות המלאי
• תכנון יעיל יותר

לסיכום

על הארגון התעשייתי להמשיך ולשפר את השקיפות של שרשרת האספקה באמצעות מתן מענה טכנולוגי לניהול ובקרת רצפת הייצור. מכשלת התקציב, שמנעה מארגונים רבים לבצע מהלך זה, הוסרה – עם פיתוח מערכת ניהול רצפת ייצור ייעודיות כדוגמת : PLMS–MES המאפשרת השגת היעד בטווח זמן קצר והחזר השקעה מהיר.

מדד OEE הוא מכפלה של שלושה גורמים.

OEE = Availability * Performance * Quality

Availability = היחס שבין זמן עבודה בפועל לזמן העבודה המתוכנן.

Performance = היחס שבין זמן ייצור ליחידה בפועל לזמן ייצור יחידה אופטימאלי.

Quality = היחס שבין כמות טובין שיוצר לסה"כ הכמות.

האתגר – איסוף נתונים אמין

על מנת להבטיח אמינות נתונים גבוהה ושימוש מושכל בהם,

יש חשיבות להקפיד על איסוף נתונים אמין ומקיף בדרך הבאה:

המידע אותו אוספים יגיע בצורה אוטומטית ככל שניתן (דוגמת תפוקה ממכונה, עצירות, שימוש בברקוד, מסופונים, וכו').

שמירת המידע יהיה באופן כזה שניתן לעשות בו שימוש, למשל המידע על טמפרטורה של מכונה בזמן נתון הוא חשוב וניתן לעשות בו שימוש כאשר הוא קשור לפקודת העבודה, לתהליך ואף לאיכות.

מדידת ה-OEE נועדה להגדיל את התפוקה והניצולת של המכונות, לנתח פסילות של מוצרים וסיבותיהן, ובכך לשפר את האיכות, לזהות עצירות ותקלות מכונה שחוזרות על עצמן ופתרונן.

בנוסף נועדה מדידת ה-OEE לתת כלים למנהלים ולאנשי התפעול לתחקור רוחבי בחתכים שונים.

איסוף הנתונים יכול להתבצע על ידי דיווחי העובד, ניתן גם לאסוף אוטומטית נתונים מתוך ציודי הבדיקה.

קיימים שלושה רכיבים בפתרון של פסגה:

הגדרות

• מפרטי האיכות, ערכי המטרה והטולרנסים ברמת פריט / שלב בייצור.
• הגדרה מהן דיווחי האיכות ומהן דיווחי החובה.
• אפשרות להגדיר שדות Text ברמות שונות להזנת מלל רלוונטי אותו רוצים לשמור כחלק מהתיעוד.

הוראות עבודה ודיווח איכות בפועל

• יצירה והפקה של מדבקות ברקוד, לוטים, מספרים סריאליים (אופציונאלי).
• הזדהות – Sign on .
• הצגת Template המכיל מפרטי איכות נדרשים לפריט.
• הזנת נתוני האיכות במסכי דיווח נוחים.
  • ברמת פקודת עבודה / פריט .
  • ברמת לוט.
  • ברמת מספר סריאלי .
• בזמן הדיווח, מתבצעת בקרה על הנתונים המוזנים , דבר המבטיח את אמינות הנתונים. במידה ויש חריגה מערכי המטרה, ניתן להעביר לפעולת חריגה.
• שמירת הנתונים במסד הנתונים המרכזי, מאפשר לבצע תחקורים רוחביים בחתכים שונים.

דוחות ניהוליים ותפעוליים

• תג שמיש.
• דוח ATR – Acceptance Test Result (בכל רמה נדרשת).
• דוח ניתוחי איכות בפועל בחתכים שונים.
• ניתן לשלב מסכי SPC .
• ניתן לייצא נתונים לצורך תחקור:
  • לאקסל, PDF .