آشنایی با صفر تا صد سیستم کنترل کارخانه از پیاده سازی تا کار با آن

ما در این مقاله از آرانوما میخواهیم پیاده سازی و کار با سیستم کنترل کارخانه را، از صفر تاصد به شما آموزش دهیم؛ پس تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

بخش اول: مراحل پیاده سازی سیستم کنترل کارخانه

سیستم کنترل کارخانه (Manufacturing Execution System – MES) یک سیستم جامع است که برای مدیریت و کنترل فرآیندهای تولید در کارخانه‌ها استفاده می‌شود. هدف این سیستم بهبود بهره‌وری، کیفیت و انعطاف‌پذیری تولید است. در قسمت پایین، مراحل طراحی، پیاده‌سازی و نگهداری یک سیستم کنترل کارخانه از صفر تا صد توضیح داده شده است:

1- تحلیل نیازمندی‌ها و برنامه‌ریزی

شناسایی نیازمندی‌ها

قبل از هر چیز، نیازمندی‌های کارخانه خود را شناسایی کنید. این شامل اهداف تولید، کیفیت، سرعت، هزینه و سایر شاخص‌های کلیدی عملکرد (KPIs) است.

تعیین اهداف

اهداف کلی سیستم کنترل کارخانه را مشخص کنید؛ این اهداف می‌توانند شامل افزایش بهره‌وری، کاهش ضایعات، بهبود کیفیت و افزایش سرعت تولید باشند.

تحلیل سیستم‌های موجود

سیستم‌ها و فرآیندهای موجود را بررسی کنید تا نقاط ضعف و فرصت‌های بهبود عملکرد سیستم را پیدا کنید.

2- طراحی سیستم

طراحی معماری سیستم

معماری کلی سیستم را بر اساس امکانات و شرایط خود، طراحی کنید. این معماری باید بر اساس اجزای اصلی سیستم، نحوه ارتباطات آنها و تکنولوژی‌های مورد استفاده، صورت گیرد.

انتخاب نرم‌افزار و سخت‌افزار

نرم‌افزار و سخت‌افزارهای درجه یک و مناسب را برای پیاده‌سازی سیستم کنترل کارخانه انتخاب و گزینش کنید. این نرم افزار ها می‌توانند شامل PLCها (Programmable Logic Controllers)، SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)، حسگرها و سایر تجهیزات صنعتی مربوط به کارخانه ی شما باشند.

طراحی رابط‌های کاربری

رابط‌های کاربری (HMI – Human Machine Interface) را بر اساس استاندارد های موجود طراحی کنید که کاربران به راحتی بتوانند با سیستم کنترل کارخانه تعامل داشته باشند.

3- پیاده سازی

نصب و راه‌اندازی سخت‌افزار

سخت‌افزارهای مورد نیاز را نصب و راه‌اندازی کنید. این مرحله شامل نصب حسگرها، PLCها، سیستم‌های شبکه و سایر تجهیزات مرتبط و مناسب با کارخانه ی شما است.

نصب و پیکربندی نرم‌افزار

نرم‌افزارهای مورد نیاز را نصب و پیکربندی کنید. این شامل سیستم‌های SCADA، MES و سایر نرم‌افزارهای مدیریت تولید است.

برنامه‌نویسی و تنظیمات

برنامه‌نویسی و تنظیمات لازم برای PLCها و سایر تجهیزات را به صورت موازی و هماهنگ انجام دهید تا فرآیندهای تولید به صورت خودکار و منظم انجام شود.

4- یکپارچه سازی سیستم ها

اتصال سیستم ها

سیستم‌های مختلف را به یکدیگر متصل کنید تا داده‌ها به صورت لحظه ای بین آنها تبادل شود. این بخش شامل اتصال سیستم‌های MES به ERP (Enterprise Resource Planning)، SCADA و اتصال سایر سیستم‌های اطلاعاتی به یکدیگر است.

آزمایش و اعتبارسنجی

سیستم های پیاده سازی شده را آزمایش کنید تا مطمئن شوید که همه ی اجزا به درستی کار می‌کنند به طوری که تمامی اهداف تعیین شده ی مربوط به کارکرد سیستم کنترل کارخانه، محقق شده باشند.

5- آموزش و استقرار

آموزش کارکنان

کارکنان را آموزش دهید تا بتوانند به درستی با سیستم کنترل کارخانه کار کنند. این آموزش‌ها باید شامل نحوه ی استفاده از HMIها، تفسیر داده‌ها و رفع مشکلات رایج در کارخانه باشد.

استقرار سیستم

سیستم را به صورت کامل در کارخانه پیاده‌سازی کنید؛ این مرحله شامل راه‌اندازی کامل سیستم کنترل کارخانه و آغاز بهره‌برداری از آن، به بهترین شکل ممکن است.

6 پایش و بهبود مستمر

پایش عملکرد سیستم

عملکرد سیستم را به صورت مستمر پایش کنید تا اطمینان حاصل کنید که سیستم به درستی کار می‌کند و اهداف تعیین شده ی مربوط به کارکرد سیستم کنترل کارخانه، تحقق پیدا کرده باشد.

بهبود مستمر

بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده و بازخوردهای دریافتی، سیستم را بهبود دهید؛ این قسمت شامل به‌روزرسانی نرم‌افزارها، پیاده سازی تنظیمات جدید و بهبود فرآیندها است.

7- نگه داری و پشتیبانی

نگه داری سیستم ها و پیشگیری از اتفاقات پیش بینی نشده

برنامه‌ها و نرم افزار هایی که باعث افزایش امنیت و موجب پیشگیری از اتفاقات پیش بینی نشده میشود را اجرا کنید تا از خرابی‌های ناگهانی جلوگیری کنید. این بخش شامل بررسی دوره‌ای تجهیزات، به‌روزرسانی نرم‌افزارها و رفع مشکلات کوچک، قبل از تبدیل شدن به مشکلات بزرگ است.

پشتیبانی فنی

یک تیم پشتیبانی فنی تشکیل دهید که بتواند در صورت بروز مشکلات، به سرعت آنها را رفع کند و عملکرد سیستم را حفظ کند.

انتهای بخش اول

پیاده‌سازی سیستم کنترل کارخانه شامل مراحل مختلفی ست که در قسمت بالا، به طور کامل توضیح داده شد. با رعایت این مراحل و بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته، می‌توانید بهره‌وری، کیفیت و انعطاف‌پذیری تولید کارخانه را را بهبود دهید.

بخش دوم: آموزش کار با سیستم کنترل کارخانه

کار با سیستم کنترل کارخانه (Manufacturing Execution System – MES) شامل مجموعه‌ای از فرآیندها و فعالیت‌هایی است که هدف آنها بهبود بهره‌وری، کیفیت و کنترل فرآیندهای تولید در کارخانه می‌باشد. در قسمت پایین به جزئیات چگونگی کار با یک سیستم کنترل کارخانه پرداخته شده است:

1- نظارت و کنترل فرآیندها

نظارت و کنترل فرآیندها

با استفاده از حسگرها و تجهیزات متصل به سیستم، داده‌های زنده از مراحل مختلف تولید به سیستم MES ارسال می‌شوند. این داده‌ها شامل دما، فشار، سرعت تولید، وضعیت ماشین‌آلات و سایر پارامترهای کلیدی است.

کنترل و تنظیم پارامترها

اپراتورها می‌توانند با استفاده از رابط‌های کاربری (HMI)، پارامترهای فرآیندهای تولید را مشاهده و در صورت نیاز تنظیم کنند. این کار به بهبود کیفیت و بهره‌وری تولید کمک می‌کند.

2- مدیریت دستورالعمل‌های تولید

ایجاد و مدیریت دستورالعمل‌ها

مدیران تولید می‌توانند دستورالعمل‌های تولید را در سیستم MES ایجاد و مدیریت کنند. این دستورالعمل‌ها شامل جزئیات فرآیندهای تولید، مواد مورد نیاز، تجهیزات و زمان‌بندی‌ها است.

اجرای دستورالعمل‌ها

سیستم MES به صورت خودکار دستورالعمل‌های تولید را به واحدهای مختلف ارسال می‌کند و نظارت می‌کند که همه مراحل به درستی اجرا شوند.

3- جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها

ثبت داده‌ها

سیستم MES داده‌های جمع‌آوری شده از فرآیندهای تولید را ثبت و ذخیره می‌کند. این داده‌ها می‌توانند شامل زمان تولید، مصرف مواد، وضعیت ماشین‌آلات و کیفیت محصولات باشند.

تحلیل داده‌ها

با استفاده از ابزارهای تحلیلی، داده‌ها تجزیه و تحلیل می‌شوند تا الگوها و روندهای مهم شناسایی شوند. این تحلیل‌ها می‌توانند به بهبود فرآیندها و کاهش ضایعات کمک کنند.

4- مدیریت کیفیت

نظارت بر کیفیت

سیستم MES امکان نظارت بر کیفیت محصولات در طول فرآیند تولید را فراهم می‌کند. داده‌های مربوط به کیفیت محصولات به صورت زنده جمع‌آوری و تحلیل می‌شوند.

اقدامات اصلاحی

در صورت شناسایی مشکلات کیفی، سیستم MES به اپراتورها و مدیران اطلاع می‌دهد تا اقدامات اصلاحی لازم انجام شود. این اقدامات می‌توانند شامل تنظیمات ماشین‌آلات، تغییر در مواد اولیه یا فرآیندهای تولید باشند.

5- نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه

پایش وضعیت ماشین‌آلات

سیستم MES با پایش مداوم وضعیت ماشین‌آلات و تجهیزات، زمانبندی نگهداری و تعمیرات پیشگیرانه را بهینه می‌کند. این کار به کاهش خرابی‌های ناگهانی و افزایش عمر مفید تجهیزات کمک می‌کند.

برنامه‌ریزی تعمیرات

بر اساس داده‌های جمع‌آوری شده، سیستم MES زمان‌بندی مناسب برای تعمیرات و نگهداری ماشین‌آلات را برنامه‌ریزی می‌کند. این کار به حداقل رساندن توقف‌های تولید کمک می‌کند.

6- یکپارچه‌سازی با سیستم‌های دیگر

ارتباط با ERP

سیستم MES می‌تواند با سیستم‌های برنامه‌ریزی منابع سازمانی (ERP) یکپارچه شود تا اطلاعات مربوط به تولید، موجودی مواد و سفارشات به صورت هماهنگ مدیریت شوند.

ارتباط با SCADA

سیستم MES معمولاً با سیستم‌های SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) یکپارچه است تا داده‌های زنده از حسگرها و تجهیزات به صورت بی‌درنگ دریافت و تحلیل شوند.

7- گزارش‌دهی و مستندسازی

تولید گزارش‌های جامع

سیستم MES امکان تولید گزارش‌های جامع در مورد عملکرد تولید، کیفیت محصولات، مصرف مواد و وضعیت ماشین‌آلات را فراهم می‌کند. این گزارش‌ها به مدیران کمک می‌کنند تا تصمیم‌گیری‌های بهتری داشته باشند.

مستندسازی فرآیندها

تمامی فرآیندها و اقدامات انجام شده در سیستم MES مستندسازی می‌شوند. این مستندات به عنوان مرجع برای بهبود فرآیندها و آموزش کارکنان استفاده می‌شوند.

سخن پایانی

کار با سیستم کنترل کارخانه نیازمند دانش و مهارت در زمینه‌های مختلف مانند مدیریت تولید، فناوری اطلاعات و مهندسی فرآیند است. با استفاده از این سیستم، کارخانه‌ها می‌توانند بهره‌وری خود را افزایش دهند، کیفیت محصولات را بهبود بخشند و هزینه‌های تولید را کاهش دهند. سیستم MES با یکپارچه‌سازی داده‌ها و فرآیندها، امکان نظارت و کنترل بهینه بر تمامی جوانب تولید را فراهم می‌کند.