תפריט נגישות

מנסיונם של ארגונים - מצרפלס: פיתוח, יישום והטמעה של מערכת ניהול ריצפת ייצור

מטרת המאמר לשתף ידע בהקשר להטמעת מערכת רצפת ייצור במפעל "מצרפלס". מטרות הפרויקט: א. הטמעת מערכת לשם תכנון, בקרה ושליטה בזמן אמת על משאבי הייצור ואמצעי עזר (כח אדם, חומרי גלם, קווי ייצור, תחזוקה וכו')

כללי
מערכת מידע לניהול ריצפת ייצור (MES) מיועדת לתכנון, שליטה ובקרה של משאבי הייצור (עובדים, מכונות, חומרי גלם), בזמן אמת, לתועלת פעילויות הליבה של מפעל הייצור והניהול העסקי של החברה, כגון: בקרה תמחירית, הגשת הצעות מחיר ללקוחות, רכש חומרי גלם, הערכות לתחזוקה וכו'.

אודות מצרפלס
מצרפלס - אגודה שיתופית חקלאית בע"מ, בבעלות קיבוץ מצר (75%) וגאון אגרו תעשיות בע"מ (25%),הממוקמת באזור חדרה. החברה נוסדה בשנת 1970 והנה בעלת ניסיון וידע רב בפיתוח, תכנון, ייצור, שיווק והתקנת מוצרי חקלאות ובצוע פרויקטי השקיה לענפי חשמל ותעשייה, צנרת לתקשורת וצנרת S.P המיועדת לאינסטלציה (הזרמת מים ביתיים קרים וחמים).

למצרפלס חברות בת בארץ ובחו"ל: דורה-ליין (ישראל) - 100% בעלות - מייצרת צנרת למוליכי כבלים וסיבי תקשורת; מצרפלס השקיה - 100% בעלות - משווקת בארגנטינה; מצרפלס אוסטרליה בע"מ - 100% בעלות - משווקת באוסטרליה.

תהליך החלפת מערכת
בשנת 2006, לאחר הפעלה במשך למעלה מ-10 שנים של מערכת לניהול ריצפת יצור, התקבלה החלטה לבחון חלופות בגלל טכנולוגיית מערכת שהתיישנה. כמו כן, המערכת התאפיינה בגישת בקרה-מכונה ופחות בגישת אדם-מכונה ואפשרה רמה פשטנית לניהול ייצור כוללני.

בנוסף, פעלו מספר מערכות מידע ייעודיות נפרדות וללא קישוריות ביניהן: מערכת ERP - ארגונית עסקית ומערכת הדפסת תוויות למוצרים, מפרטי מוצר, מסמכי ייצור, מפרטי איכות, זימון פקודות עבודה, דיווח יצור ידני (טפסים), דיווח בקורת.

תהליך החלטה - בשנת 2006 התקבלה החלטה להחליף את המערכת הישנה בגלל הפסקת תמיכה טכנולוגית בתשתיות.נבדקו חלופות שונות, "מערכות מדף" ו"מערכות תפורות" המדדים להערכת המערכות היו שמרניים:

  • שמירת יציבות סביבת המערכת (עובדים, בקרים, תקשורת).
  • שילוב מירב המערכות המבוזרות במערכת החדשה.
  • יישום, שינויים והתאמות באופן מדורג, בהתאם להתקדמות ההטמעה בפועל (גישת WIN-WIN ).
  • ממישק "גמיש" בין המערכת החדשה לבין מערכת ה- MRP .
  • ניסיון יישומי, אמינות ותמיכה לאורך זמן של ספק המערכת.
  • אילוצי מסגרת תקציבית למערכת החדשה (תוכנה, מחשבים, מדפסות תעשייתיות, תקשורת וכו').

החלטה - נבחר ספק אחד לרכישת המערכת וליישומה תוך בצוע התאמות על בסיס הידע שנצבר מהפעלת המערכת הישנה.

יעדי המערכת

יעדים עיסקיים

  • שיפור אמינות הנתונים להורדת עלויות ייצור (שעות עבודה, חומרי גלם, נילווים וכו')
  • שיפור הניהול על ידי תגובה מהירה לשינויים "בזמן אמת" ותכנון הזימון .
  • שיפור ניהול על ידי שקיפות המידע לכל משתמשים (הנהלה, ייצור, שיווק, מחסנים וכו').
  • שילוב ועדכניות מערכות המידע על ידי העברת נתונים במימשקים "חמים".
  • שיפור בקרה תמחירית ע"י השוואה בין עלות בפועל לבין עלות תקן (לפי פקודת העבודה).

יעדים תפעוליים

  • ייעול ניהול הייצור (זימון מכונות, מלאי חומרי גלם, שיבוץ עובדים, אחזקה וכו')
  • שיפור ניהול האיכות (מיון מוצרים מעוכבים, הגדרת סיבות פסילה, הקטנת הפחת וכו').
  • ניהול תצורה ועקיבות המוצר (עדכון שינויים בחומרי גלם לצורך בקרה ומעקב).
  • שיתוף ואיחסון על ידי שמירת "היסטוריה" לצורך שליפה והעברת ידע פנימי במפעל.
  • הגברת מעורבות ואחריות עובדים ומבקריי איכות על ידי דיווח בשמות האישיים.

הגדרת המערכת


ממשקים

סביבת מערכת  מערכת רצפת הייצור משתפת נתונים באמצעות טבלת מימשק דו-כיווני (MS-SQL) בין:

בקרים בקווי  הייצור, טעינת נתונים לבקרים (מוצרים, חומרי גלם ונוסחת מינון) איסוף נתונים מהבקרים של צריכת חומרי גלם, בפועל.

ייבוא נתוני פקודת עבודה ממערכת ה-ERP ל-MES (מוצר, דגם, כמות חומרי גלם וכו').

   ייצוא ממערכת ה-MES ל-ERP: נתוני דיווח מוצרים מוגמרים (תקינים ומעוכבים), ונתוני ניפוק בפועל של חומרי גלם (נאספו מהבקרים).

 בסיסי נתונים -המערכות מתבססות על בסיסי נתונים המקושרים ביניהם באמצעות טבלאות ממשק. מימשק - קיים ממשק דו כיווני בין מערכת ה-MRP לבין מערכת ניהול ריצפת היצור, תפקיד הממשק להעביר מידע שוטף ועדכני בין שתי המערכות.

 טכנולוגיה - מערכת ה-MES מקושרת לבקרי קוי היצור בזמן אמת (Real Time), השרת הוא Windows 2003, הממשקים למערכת ה-MRP מתבצעים באמצעות טבלאות MS-SQL משותפות.

 תאור המערכת

תת-מערכות

  • תשתיות (משאבי ייצור) :מכונות, משמרות, מוצרים, נוסחאות מינון, חומרי גלם וכו'.
  • שירות (הגדרות מערכת): זימון מימשקים, זמני משמרות, רישוי משתמשים וכו'.
  • איכות- מפרטים (הוראות ייצור ובקורת): מפרטי ייצור, מפרטי בקורת, הוראות הדפסה וכו'.
  • תפעול- בקרה (מצבי מכונה: כינון, ייצור, עצירה, המתנה).
  • מעקב (תמונת מסך "בזמן אמת", דוחות תקופתיים למוצרים וחומרי גלם).
  • זימון (תור פקודות עבודה למכונה, תרשים לו"ז להערכת משך צבר הפקודות).
  • תוויות (הדפסה לפי מס' סידורי כולל בר-קוד, אפשרות לשינוי סטטוס איכות).
  • בקורת בתהליך (נתוני מדידות לפי מס' סידורי על ידי עובד ו/או מבקר).

דוחות ומדדים   

  • בקרת ייצור מוצרים (תקינים, מעוכבים ופחת).
  • בקרת ניפוק חומרי גלם (כולל שינוי חומרים בתהליך הייצור).
  • בקרת נצילות המכונות (לפי מצבי מכונה: כינון, ייצור, תקלה, המתנה).
  • תחזית צריכת חומרי גלם עבור פקודות עבודה בזימון.
  • מעקב נתוני מכונות ובקרת חריגים (שיעור תפוקה, מהירות מכונה וכו').

 

תובנות ולקחים

  • מערכת "מדף" או מערכת "תפורה" - בגישה ה"כללית" (למשל, במפעל חדש), ישנה עדיפות למערכת "מדף" (מוכחת, מתוחזקת, מחיר קבוע, לומדת וצוברת ידע וכו'). אבל, בגישה ה"מפעלית" ר ובייחוד במפעל קיים, שבסביבת מערכת המידע קיימות מערכות נוספות עם "תוחלת חיים", בהתאם למצב הקיים בכל מפעל ומפעל, לדוגמא: ייצור תהליכי / מנתי / בדיד / פרויקטלי. סביבת מערכות מידע אחרות וגורמי ייצור משותפים לנתוני המערכת שקיימים במפעל.רמת ידע וניסיון של העובדים במערכות מידע.

ההחלטה נקבעת על פי "סקר פערים" בין דרישות התאמה במערכת "מדף" לבין "פיתוח" מערכת חדשה. יש לשים לב, העלות הראשונית של מערכת "מדף" נראית "גדולה" ואילו העלות הראשונית של מערכת "תפורה" נראית "קטנה". אבל יש לזכור שמערכת "תפורה", בהנחה שהיא טובה, ממשיכה בפיתוח בשלבים והעלות גדלה בהתאמה לכן, יש להעריך את עלות הבעלות הכוללת - TOC (ראשונית, שינויים ושיפורים, אחזקה וכו') למשך תקופת השימוש במערכת.

  • ההנהלה מעוניינת בסיום מהיר וטוב וללא חריגות תקציביות להשגת התועלת ("שקט תעשייתי"), מנהל הפרויקט חייב לנווט את היישום באילוצים, מגבלות ודרישות מההנהלה והמשתמשים. צוות הפרויקט (משתמשי מפתח) מעוניין לממש את דרישות המשתמשים בהתאם למחלקות. בקשות לשיפורים ושינויים וכן תיקונים של תקלות מחייבים סדר עדיפויות בין חשוב לבין דחוף.תהליך ההטמעה מחייב תשומת לב רבה ורגישות אישית לכל אחד ואחד המחייב משך הטמעה ארוך יותר.
  • שיתופיות (COLLABORATION) - מנהל הפרויקט חייב לסגור פינות ולרדת לפרטים בנושאים של מימשק נתונים בייחוד ב"קו התפר" בין המערכות המשתתפות ובעיקר" כאשר התמיכה על ידי גורמים שונים במיקור חוץ (אין חלוקת אחריות עם "אחרים"). לדוגמה, "שטות" - הגדרת נתוני "שדה" - גודל ומבנה, הצמדת הנתון לימין או לשמאל וכו'.
  • נתונים "פנימיים" שקיימים במערכות "האחרות" (קודם לכן ללא שיתוף) ומועברים למערכת ה"חדשה" מחייבים תיקונים במערכות האחרות, רק בגלל שקודם לכניסת המערכת לא נקראו בכלל (איך זה עבד קודם?).
  • יישום חכם- הצלחה ב"קטן" על ידי רצף בשלבים מתמשך, עדיפה בכל מקרה על פני הצלחה ענקית ביישום מערכת ב שעלול להיות גם כשלון ענקי, התועלת בהפחתת הסיכונים. במערכת "מדף" נידרש לפצל לתת-מערכות נפרדות ולהביא את המשתמשים אליה, בעוד שמערכת "תפורה" מתחילים מאפס ותהליך גיבוש האיפיון בהתאם לדרישות המשתמשים הנראות לעיין והעתידיות, מחייבים מעורבות גדולה והדדיות עם החברה המפתחת כשותפות מלאה.
  • פתרון מקומי - מערכת "תפורה" גמישה יותר ממערכת "מדף" לפתרונות מקומיים, ישנה נטייה להפריז בדרישות מקומיות ולכן חייבים לבחון את מידת הישימות , כולל עלות. לדוגמא: ברוב המכונות קיימים בקרים לשליטה על חומרי הגלם, אבל, ישנם מעט חומרי גלם לא מבוקרים כגון פסי צבע לאורך הצינור. בפועל מינון החומרים מזערי, ולכן לא נמצאה הצדקה להתקין להם בקרים, מצד שני פסי הצבע השונים נקבעים על ידי הלקוחות וללא תכנון מלאי מתאים עלול לקרות מצב של עיכוב בהספקות בגלל חוסר חומרי צבע.
  • לאחר בחינת חלופות לפתרון מקומי עבור צורך לשלמות הניפוקים של חומרי לייצור עם / בלי בקרה, הוחלט על הוספת תוכנית לחישוב צריכת חומרי גלם שאינם מבוקרים, על ידי חישוב יחסי בהתאם לתקן בפקודת העבודה, מול הניפוק בפועל של החומרים המבוקרים.
  • המערכת מעבירה בממשק את סך הכל החומרים שנצרכו לייצור לפי נתונים שהתקבלו מהבקרים ונתונים מחושבים.
  • ממשקים -  מיותר לציין, שכולם מעוניינים בפתרון של מערכת אחת כוללנית. אבל, במציאות קיימות מערכות זרות זאת לזאת, שאין כוונה להחליפן לכן, הפתרון עבור הוספת מערכת חדשה ניתן ליישום על ידי של ממשק להמרת הנתונים, מעין דבק "זול" שחשיבותו גדולה מאד ליציבות השילוב  בין מערכות  זרות. כאמור, בסביבת המערכת לניהול ריצפת ייצור נמצאים המערכת המרכזית לניהול משאבי הארגון וביניהן הותקן מימשק (MS-SQL)  ובין המערכת לבין הבקרים בקווי הייצור קיימת תקשורת קווית.הממשק מכיל מנגנון לזימון מעבר הנתונים. למשל, פקודת עבודה מוקמת ב-ERP ומועברת  לתוכנת רצפת הייצור בתדירות של דקה, לצורך הורדה לייצור.
  • דיווח הייצור של המוצרים מאומת ביציאה למחסן באמצעות קורא בר-קוד ובממשק בתדירות של 30 דקות, לצורך עדכון מלאי תוצרת גמורה.דיווח מוצרים מעוכבים גם כן מאומת בבר-קוד ומועברים בממשק ישירות למחסן מעוכבים, לצורך קבלת החלטה של אבטחת איכות.
  • לניפוק חומרי הגלם בפועל, כפי שמועברים מהבקרים בקווי הייצור למערכת ה-MES, נוספים חומרי הגלם המחושבים עבור חמרים לא מבוקרים ומועברים בממשק ל-ERP בתדירות של 24 שעות לצורך עדכון מלאי חומרי הגלם במחסן.  
  • סיכום
    כל מערכת מידע חייבת להבחן במבחן התוצאה. יישום מערכת שהוטמעה ומופעלת באופן שוטף ושורדת את הקשיים במציאות היום-יומית ואפילו איננה מושלמת עדיף על פני מערכת מצוינת אבל איננה ישימה.


    הצלחת היישום בשיתוף כל המעורבים ובכל שלבי האפיון, פיתוח, בדיקות והטמעה. איזון בין שלושת   קודקודי המשולש (מערכת, מפתח/מיישם ומשתמשים) הוא סוד ההצלחה.

     

    כותב המאמר: מוטי סתיו, מנמ"ר מצרפלס

    ליצירת קשר: MottiS@metzerplas.com