Komputerowo zintegrowane wytwarzanie

Komputerowo zintegrowane wytwarzanie
Polecane artykuły
System MRP II Metoda Taguchi System APS Baza wiedzy System zarządzania przebiegiem procesów Utrzymanie ruchu Systemy Closed Loop MRP System ERP Inżynieria oprogramowania

CIM (ang. Computer Integrated Manufacturing) - zastosowanie komputerów w procesach produkcyjnych przedsiębiorstw. Olbrzymi i nieustający od początku lat 90. XX w. wzrost możliwości wykorzystania komputerów przy jednoczesnym spadku ich cen spowodowały, że coraz więcej producentów stosuje techniki informatyczne do sterowania produkcją we wszystkich fazach procesu produkcyjnego. Na pewnym etapie wdrażania oprogramowania wspomagającego pracę przedsiębiorstwa powstała filozofia nazwana systemem CIM. (Modele... 2005, s. 75)Jest to system informatyczny, który służy integracji danych z różnych źródeł. (T. Truś i in. 2010,s.38) Stworzenie komputerowo zintegrowanego wytwarzania było spowodowane ciągłym i dynamicznym rozwojem rynku, coraz większymi wymaganiami ze strony klientów a przede wszystkim ciągle wzrastającą konkurencją. (B. Śliwczyński, A. Koliński 2013,s.181 )

TL;DR

CIM (Computer Integrated Manufacturing) to system informatyczny, który integruje dane z różnych źródeł w procesach produkcyjnych przedsiębiorstw. Systemy techniczne CAx, takie jak CAD, CAM, CAP, CAQ, CAE i PPC, są elementami składowymi CIM. CIM ma wiele zalet, takich jak minimalizacja kosztów produkcji i poprawa jakości produktów, ale również wady, takie jak konieczność konwersji danych między podsystemami i opór pracowników. Wprowadzenie CIM jest kosztowne i wymaga zaangażowania całej załogi przedsiębiorstwa.

Elementy składowe CIM

Zarządzanie produkcją jest często tak bardzo zróżnicowane, że zwykły system informatyczny klasy ERP nie wystarcza. W takim przypadku dążenie do ulepszenia przepływu informacji spowodowało utworzenie komputerowego wspomagania wytwarzania - CIM. (B. Śliwczyński, A. Koliński 2013,s.185 )Współpraca komputerów jest możliwa poprzez ich połączenie w sieć komputerową, która łączy w przedsiębiorstwie poszczególnych użytkowników i pozwala na przetwarzanie danych między podsystemami CIM. W skład systemu CIM wchodzą systemy techniczne określane jako techniki CAx. Pierwsze dwie litery tworzą skrót od Computer Aided (pol. komputerowo wspomagane), natomiast trzecia litera x określa funkcję oprogramowania. Do technik, podsystemów technicznych CAx zaliczamy (Organizacja... 2002, s. 222):

• CAD (ang. Computer Aided Design, pol. komputerowo wspomagane projektowanie) - proces, w którym komputer wykorzystywany jest jako podstawowe narzędzie pracy projektanta. Ten system umożliwia tworzenie dwu - i trzywymiarowych rysunków oraz pozwala na opisanie parametrów wyrobu. Ma to znaczący wpływ na sterowanie procesem związanym z tworzeniem i modyfikacją wyrobów gdyż jest dużo szybsze oraz wygodniejsze od tworzenia rysunków metodą tradycyjną. CAD spełnia też inne funkcje:

• pozwala dokonać różnych obliczeń
• można zwizualizować wyrób, który się projektuje
• dostarcza specyfikacje części, które tworzą wyrób gotowy oraz podaje współczynniki ilościowe. Warto zapamiętać, że w systemie ERP podczas planowania produkcji, również występuje podobna lista. Tam nazywa się ona strukturą wyrobu BOM. To powoduje, że między CAD a ERP występuje ścisła integracja. Przejawia się ona np. w postaci wspólnej bazy plików. (B. Śliwczyński, A. Koliński 2013,s.185 )

• CAM (ang. Computer Aided Manufacturing, pol. komputerowo wspomagane wytwarzanie) - proces, w którym komputer ma za zadanie połączyć fazy projektowania i wytwarzania, czyli jest używany do planowania procesów produkcyjnych oraz do kontrolowania pracy narzędzi i przepływów materiałów. Jest bardzo ważnym elementem CIM bo umożliwia generowanie kodów oraz wysyłanie danych do maszyn itp.
• CAP (ang. Computer Aided Planing, pol. komputerowo wspomagane planowanie) - na tę technikę składają się narzędzia, które wspomagają realizację zadań związanych z planowaniem pracy; służy integracji działań ludzi i środków produkcji.
• CAQ (ang. Computer Aided Quality Assurance, pol. komputerowo wspomagane sterowanie jakością) - metody i techniki komputerowego wspomagania projektowania, planowania i realizacji procesów pomiarowych oraz procedur kontroli jakości. Wspomaga takie funkcje kontroli jakości jak przygotowywanie danych, dokumentacja wyników kontroli czy automatyzacja procesów. (B. Śliwczyński, A. Koliński 2013,s.186 )
• CAE (ang. Computer Aided Engineering, pol. komputerowo wspomagana inżynieria) (Modele... 2005, s. 322-323)Jest to system komputerowy, który pomaga w analizach inżynierskich w powiązaniu z CAD. Dzięki niemu, można symulować ruchami projektowanego wyrobu oraz określać jego fizyczne i techniczne cechy. (B. Śliwczyński, A. Koliński 2013,s.186 )
• PPC (ang. Project Planing and Control, pol. planowanie i sterowanie produkcją) - systemy pełniące nadrzędną rolę w przetwarzaniu danych w wielu obszarach przedsiębiorstwa w różnym horyzoncie czasowym; do głównych funkcji tych systemów należy planowanie, przygotowywanie i sterowanie procesami wytwórczymi w zakresie realizacji poszczególnych zleceń produkcyjnych.

Miejsce systemów CAx w organizacji obrazuje model Y Scheera, który integruje oddzielnie traktowane systemy. (Modele... 2005, s. 72)

Zatosowanie CIM

Systemy CAx muszą być ze sobą ściśle powiązane tworząc określoną architekturę CIM. Jedną z możliwych struktur jest zastosowanie dużego centralnego komputera, który jest odpowiedzialny za przetwarzanie danych. Inną z możliwości jest zastosowanie systemu wieloprocesowego, czyli jeden centralny komputer składający się z wielu modułów procesowych.

Powiązania podsystemów zintegrowanego wytwarzania można zaobserwować we wszystkich fazach powstawania produktu, zaczynając od fazy koncepcyjnej i rozwoju konstrukcji, w trakcie której konstruktor wprowadza do CAD istotne cechy produktu aż do fazy, w której produkt poddawany jest kontroli jakościowej przez narzędzia programowe typu CAQ. Wnioski z tej analizy trafiają ponownie do CAD. Na konstrukcję wyrobu wpływ mają również problemy ujawnione w fazie projektowania procesów technologicznych obróbki i montażu z zastosowaniem CAP. Na poziomie CAM programy sterujące maszynami technologicznymi odbierają informacje z CAP i PPC, mogą też stanowić dla nich źródło informacji. Cały proces pozwala na ciągłe udoskonalanie technologii, polepszenie jakości produktu i w końcu poprawę wyników ekonomicznych przedsiębiorstwa.

Z powodu wysokich kosztów infrastruktury informatycznej przedsiębiorstwa i konieczności przeszkolenia pracowników obsługujących konkretne komórki, wprowadzenie CIM powinno przebiegać etapami. Systemy te są szczególnie opłacalne dla przedsiębiorstw produkujących wyroby masowe, skomplikowane technologiczne, a także w przypadku powtórnego zamówienia na dany produkt.

Zalety i wady wprowadzenia CIM

Zalety

• stworzenie produkcji bez barier, minimalizacja nakładów poniesionych na fazę technologiczną przygotowania produkcji, zmniejszenie kosztów wytwarzania i ceny produktów, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości,
• aby promować swoje produkty niektóre przedsiębiorstwa występują o certyfikaty zgodności z normami grupy ISO 9000, których uzyskanie jest praktycznie niemożliwe bez zastosowania produkcji z oprogramowaniem CAD/CAP/CAM,
• sieci komputerowe świetnie spełniają funkcję kontroli stanu procesu produkcyjnego, procesów pomocniczych i finansowania, gdyż czynności te wymagają sprawnej wymiany danych między różnymi systemami informacyjnymi, tzw. wyspami informacyjnymi. (Modele... 2005, s. 79)

Wady

• możliwość konwersji danych między poszczególnymi podsystemami CIM stwarza problemy, gdyż każdy z tych podsystemów generuje dane własnego typu, natomiast w komputerowej integracji wymagane jest, aby te dane były możliwe do przetworzenia przez inne podsystemy,
• wymagane jest pełne zaangażowanie całej załogi przedsiębiorstwa,
• wprowadzenie CIM wzbudza opór pracowników, gdyż oznacza duże zmiany, dotyczące prawie wszystkich komórek organizacyjnych przedsiębiorstwa; czasami wymaga wprowadzenia zmian w strukturze funkcjonalnej i strukturze zatrudnienia,
• wprowadzenie CIM jest kosztownym przedsięwzięciem, które podnosi próg rentowności w firmach; aby było to opłacalne firmy często muszą zwiększyć poziom produkcji i sprzedaży,
• długi okres oczekiwania na efekty - od kilku do kilkunastu miesięcy od wprowadzenia CIM. (Modele... 2005, s. 245-248)

Podsumowanie

Działalność większości przedsiębiorstw produkcyjnych jest wyjątkowa i specyficzna. W związku z czym, wprowadzenie systemów informatycznych jest rzeczą bardzo trudną. Zarówno z punktu widzenia ekonomicznego jak i podejścia procesowego. Na tej podstawie możemy stwierdzić, że problematyka sterowania produkcją musi opierać się na funkcjonalności systemów informatycznych o najwyższej szczegółowości. (B. Śliwczyński, A. Koliński 2013,s.187)

Bibliografia

• Brzeziński M. (red.), Organizacja i sterowanie produkcją. Projektowanie systemów produkcyjnych i procesów sterowania produkcją, Wyd. Placet, Warszawa 2002
• Ciszak O. (2007), Komputerowo wspomagane modelowanie i symulacja procesów produkcyjnych , Zeszyty naukowe politechniki poznańskiej Nr 6
• Gania I. (2006), Elastyczne Systemy Produkcyjne (ESP) , Logistyka Nr 5
• Griffin R. W., Podstawy zarządzania organizacjami, PWN, Warszawa 2007
• Kasprzak T. (red.), Modele referencyjne w zarządzaniu procesami biznesu, Difin, Warszawa 2005
• Pająk E., Zarządzanie produkcją. Produkt, technologia, organizacja, PWN, Warszawa 2006
• Rzepecki A. (2015), Modelowanie systemu elektroenergetycznego z użyciem standardu CIM IEC61970 , IAPGOS Nr 3
• Śliwczyński B., Koliński A. (2013) Organizacja i monitorowanie procesów produkcyjnych, Instytut Logistyki i Magazynowania, Poznań
• Truś T., Januła E. (2010) Gospodarka elektroniczna, Difin, Warszawa

Autor: Bartosz Baran, Małgorzata Pituch