Induplast:
testcase voor real-time MES
Applicaties van MES met de nieuwe generatie standaard softwarepakketten zijn schaars, zowel in België als elders. Induplast, een typische KMO, is trendsetter en zet de stap met de combinatie FactoryLink ECS/XFactory. Integrator is SLC Engineering uit Namen.
MES, Manufacturing Execution Systems, zijn niet nieuw. Ze waren tot voor kort - zeg maar tot de komst van het low cost operation system Windows NT - het privilege van grote productiebedrijven met omvangrijke, complexe materiaalstromen op de productievloer, zoals bijvoorbeeld de halfgeleiderindustrie. Zoals in het verleden - en nog steeds - bij vele automatiseringprojecten, werd de benodigde software op maat geschreven, en ging het grootste deel van de projectkosten naar het oplossen van engineeringvraagstukken, meer dan naar het creëren van toegevoegde waarde, zeg maar het optimaliseren van de processen. Een voorbeeld: de talloze manuren besteed aan het oplossen van communicatie- en protocolproblemen.Met de komst van NT lieten veel ontwikkelaars van industriële software hun blik vallen op de typische ‘mid market’, een segment dat tot dan toe als niet kapitaalkrachtig genoeg beschouwd werd op dergelijke dure projecten te dragen.
Er is thans een duidelijke tendens om standaardpakketten te ontwikkelen, die de nodige tools aan boord hebben om gebruiksvriendelijk en snel applicaties te ontwikkelen. Met dit type pakketten wordt de software toegankelijker voor de gebruiker, hij krijgt als het ware meer greep op zijn proces. Het is niet langer nodig voor elke aanpassing of omschakeling (dure) programmeurs van de integrator of het engineeringbureau aan te spreken. Een typisch voorbeeld is het MES-systeem XFactory van USDATA, één van de eerste standaard pakketten dat MES binnen het bereik van het kleinere en middelgrote productiebedrijf brengt, dank zij het gebruik van Windows NT operatingsyteem en DNA, de laatste nieuwe technologie van Microsoft.
Enkel maatwerk
Nieuwe technologieën als Open Control, MES, SoftPLC’s en OPC hebben al veel toner laten vloeien, maar vinden niet zo snel ingang als door hun promotoren verhoopt wordt. Vandaar de interesse van uw vakblad toen bleek dat één van de eerste testcases van deze nieuwe generatie MES-software zich in België zou bevinden, namelijk bij Induplast, fabrikant van plastic onderdelen. Induplast is een typisch familiaal bedrijf, 65 man sterk en gespecialiseerd in de fabricage van grote kunststof stukken van 2 tot 30 kg, met een capaciteit voor minimum series van 10.000 stuks op jaarbasis. In de jaren tachtig waren tuinmeubelen bijvoorbeeld een typisch afzetgebied, thans ligt het accent meer op verpakkingen op basis van gerecycleerde kunststoffen. Goed 95% van de productie wordt uitgevoerd, hoofdzakelijk naar Europese landen. Belangrijk in het kader van het MES-project is dat Induplast enkel op bestelling fabriceert, van het ontwerp van de mal en prototype tot de fabricage van de afgewerkte producten. Waar mogelijk en rendabel, werd de productie geautomatiseerd, wat bijvoorbeeld het geval is met de grote persen en de transfertinstallaties.
Kortere reactietijden
Het probleem dat zich stelde, heeft te maken met de verhoogde concurrentiedruk. Ing. Eric De Lee, Engineering& Buyer Director van Induplast: ‘We werken thans met een ouder planningsysteem van Siemens-Nixdorf, dat echter vrij complex is. Gemiddeld hebben we een achterstand van 1 volle dag op de reële productie. Doordat we ISO 9000 gecertifieerd zijn, is de genealogie als voorhanden, maar het manueel inputten van al deze data in een informaticasysteem is én te tijdrovend en té duur voor ons type bedrijf.’ Dank zij nieuwe technologieën zoals object-oriëntatie, Microsoft’s nieuwe pipingtechniek DNA (lees ook het volledige dossier hierover in de PPM-special van Control&Automation Magazine februari 1999) en OPC, komt de automatische koppeling tussen productiesupervisie en -planning thans wel binnen het bereik. Ing. Eric De Lee: ‘Precies doordat we enkel maatwerk leveren, moeten we snel onze capaciteit van personeel en gereedschappen kunnen berekenen. Daartegenover staat dat een snelle Return-On-Investment voor een kleiner bedrijf als het onze cruciaal is. We voeren geen eigen producten - zoals veel van onze concurrenten - en zijn dus volledig afhankelijk van externe opdrachten en snelle reactietijden. Maatwerk laat zich bovendien moeilijk beheren en plannen, en vereist een zeer flexibel en interactief planning- en beheersysteem.’
Simuleren
Voor het project werkt Induplast samen met de Naamse integrator SLC Engineering, een Certified Systems Integrator van USDATA. Georges Luel, Manager van SLC Engineering: ‘De gekozen oplossing situeert zich op drie niveau’s: de automatismen op de werkvloer (PLC’s, machinesturingen, etc...), de supervisie (datacollectie) en het MES-systeem (produktie-opvolging). In een eerste stadium zullen alle machines - gereedschappen gekoppeld worden tot één netwerk en worden grondstoffen, personeel en machines geïnventariseerd. Voor de supervisie gebruiken we FactoryLink ECS, het SCADA-systeem van USDATA. In het tweede stadium gaan we de materiaalstromen van grondstoffen, halfafgewerkte en afgewerkte producten in kaart brengen en beheren. Dit kan, doordat FactoryLink ECS en XFactory geïntegreerde producten zijn, die samenwerken rond één database (nvdr: XFactory kan ook ‘stand-alone’ of samen met een ander softwarepakket voor supervisie, planning, ERP, etc… gebruikt worden). Het derde stadium slaat op de eigenlijke produktie-opvolging, die het mogelijk moet maken om de middelen te optimaliseren in functie van de bestellingen. In dit stadium zullen accurater planningen en snellere reactietijden tussen aanvragen en offertes mogelijk zijn. Van het MES-systeem wordt verwacht dat het een real-time beeld geeft van de productiestatus en een betere toewijzing en planning van de middelen zal toelaten.’ Eén van de eigenschappen die hier een belangrijke rol bij spelen, is de ingebouwde mogelijkheid van XFactory om eventueel off-line een simulatie te doen van de produktie bij een bepaalde planning; met andere woorden: het rendement van de produktie te optimaliseren. Yves Antoine, USDATA: ‘Klassieke planning- en schedulingsystemen, zoals ERP, hebben geen reële tijdfunctie ingebouwd en werken op basis van een fijnheid van één etmaal. Deze vrij grove detaillering leent zich tot bedrijven die grote series produceren, maar is ontoereikend voor kleine series. Om met kleinere intervallen te werken, is ook manuele input van data te tijdrovend, er moet een automatische link bestaan tussen automatische productiecontrole en scheduling. Met de combinatie van FactoryLink en XFactory, beide standaard softwarepakketten, kan dit wel. Anderzijds vragen kleine series ook typisch om veelvuldige omstellingen. De door onszelf en SLC voorgestelde oplossing laat de ingenieurs van Induplast toe snel zelf routings te maken. Dit is vooral te danken aan de object-georiënteerde structuur van onze technologie.’
Bert Belmans
Induplast:
projet-pilote pour un mes temps reel
A l’instar des autres pays, la Belgique ne connaît que peu d’applications MES intégrant la nouvelle génération de progiciels standard. Induplast, une PME classique, donne le ton et franchit le pas avec la combinaison FactoryLink ECS/XFactory. L’intégrateur : SLC Engineering de Namur.
Les MES, Manufacturing Execution Systems, ne datent pas d’hier. Récemment encore - disons jusqu’à l’arrivée du système d’exploitation low-cost Windows NT – ils étaient le privilège des grandes sociétés de production qui connaissent dans leur fabrication des flux de matériaux volumineux et complexes, comme, par exemple, l’industrie des semi-conducteurs. Le logiciel de bon nombre de projets d’automatisation était autrefois – et encore actuellement – écrit sur mesure. La majeure partie des coûts du projet couvrait plus la résolution des problèmes d’engineering que la création de valeur ajoutée ou disons l’optimisation des processus. Pensons par exemple aux innombrables heures consacrées à résoudre les problèmes de communication et de protocole. Avec l’arrivée de NT, de nombreux développeurs de logiciels industriels ont jeté leur dévolu sur le marché intermédiaire classique, un segment dont on pensait qu’il ne disposait pas des capitaux suffisants pour supporter de tels projets aussi coûteux. Nous constatons aujourd’hui une nette tendance de développement de progiciels standard comprenant tous les outils nécessaires pour concevoir, de façon rapide et conviviale, des applications. Grâce à ce type de progiciels, les logiciels deviennent plus accessibles à l’utilisateur qui maîtrise dès lors mieux son processus. Il ne doit plus faire appel aux programmeurs (coûteux) de l’intégrateur ou du bureau d’engineering pour chaque adaptation ou conversion. Un exemple typique : le système MES XFactory de USDATA, un des premiers progiciels standard qui met le MES à la portée des petites et moyennes sociétés de production, grâce à l’utilisation du système d’exploitation Windows NT et des DNA, la dernière technologie de Microsoft.
Du travail sur mesure uniquement
Les nouvelles technologies comme l’Open Control, le MES, les SoftPLC et OPC ont déjà fait couler beaucoup d’encre, mais ne connaissent pas le succès qu’escomptaient leurs promoteurs. D’où notre intérêt lorsque nous apprîmes qu’un des premiers projets-pilote de cette nouvelle génération de logiciels MES allait être installé en Belgique, notamment chez Induplast, fabricant de pièces en plastique. Induplast est une entreprise familiale, qui emploie 65 personnes et se spécialise dans la fabrication de grandes pièces en plastique de 2 à 30 kg, pour des séries de minimum 10.000 pièces, sur base annuelle. Dans les années 80, les meubles de jardin constituaient, par exemple, un débouché classique. Aujourd’hui, la société se concentre plus sur les emballages à base de matières plastiques recyclées. Un bon 95% de sa production est destinée à l’exportation, principalement vers les pays européens. Dans le cadre du projet MES, il est important de mentionner qu’Induplast ne fabrique que sur commande, du projet du gabarit et du prototype jusqu’à la fabrication des produits finis. Là où cela s’avérait possible et rentable, la production a été automatisée, notamment les grandes presses et les installations de transfert.
Temps de réaction réduits
La société était confrontée à une concurrence toujours plus agressive. Ing. Eric De Lee, Engineering & Buyer Director d’Induplast : « Nous utilisons actuellement un ancien système de planification, relativement complexe, de Siemens-Nixdorf. Nous accusons en moyenne un jour de retard sur la production réelle. Puisque nous sommes certifiés ISO 9000, nous disposons de la traçabilité. L’introduction manuelle de toutes ces données est toutefois trop longue et trop coûteuse pour notre type d’entreprise. » Grâce à de nouvelles technologies comme l’orientation objet, la nouvelle technique de chaînage DNA de Microsoft (consultez également, à ce sujet, notre dossier complet dans le PPM-special du Control&Automation magazine de février 1999) et OPC, la liaison automatique entre la supervision et le planning de production est désormais possible. Ing. Eric De Lee : « De par notre travail sur mesure, nous devons pouvoir calculer rapidement notre capacité en personnel et en outils. Un retour-sur-investissement rapide est par ailleurs crucial pour une petite entreprise comme la notre. Nous ne fabriquons pas nos propres produits – comme bon nombre de nos concurrents – et dépendons donc entièrement des commandes externes et des temps de réaction rapides. Le travail sur mesure est d’ailleurs difficile à gérer et à planifier. Il requiert un système de planning et de gestion d’une extrême flexibilité et interactivité. »
Simuler
Induplast collabore pour ce projet avec l’intégrateur SLC Engineering de Namur, un Certified Systems Integrator de USDATA. Georges Luel, Manager de SLC Engineering : « La solution choisie se situe à trois niveaux : les automatismes de production (PLC, conduites machines, etc.), la supervision (collecte de données) et le système MES (suivi de production). Dans une première phase, toutes les machines–outils seront reliées à un seul réseau. Les marchandises, personnel et machines seront inventoriés. Pour la supervision, nous utilisons FactoryLink ECS, le système SCADA de USDATA. Dans une deuxième phase, nous allons analyser et gérer les flux de matériaux des matières premières, produits semi-finis et finis. Puisque FactoryLink ECS et XFactory sont des produits intégrés, qui collaborent autour d’une seule base de données (ndlr : XFactory fonctionne également en ‘stand-alone’ ou avec un autre progiciel de supervision, planning, ERP, etc.), ceci ne pose aucun problème. La troisième phase porte sur le suivi de production, qui doit assurer l’optimisation des moyens en fonction des commandes. A ce stade, il sera possible d’établir des plannings plus précis et de réduire les temps de réaction entre les demandes et les offres. Le système MES devra donner une image temps réel de l’état de production et optimiser l’attribution et le planning des moyens. » La possibilité intégrée dans XFactory d’une éventuelle simulation off-line de la production joue un rôle clef dans le processus de planification. En d’autres termes : optimiser le rendement de la production. Yves Antoine, USDATA : « Les systèmes de planning et de scheduling classiques, comme l’ERP, n’ont pas de fonction temps réel intégrée et travaillent sur la base d’une approche journalière. Cette précision relativement grossière convient aux entreprises qui produisent de grandes séries mais s’avère insuffisante pour les petites séries. Pour des intervalles plus petits, l’introduction manuelle des données absorbe également trop de temps. Il faut un lien automatique entre le contrôle de production automatique et le scheduling. La combinaison de FactoryLink et de XFactory, deux progiciels standards, répond à ce besoin. Les petites séries réclament d’habitude aussi de nombreuses adaptations. La solution proposée par SLC et USDATA permet aux ingénieurs d’Induplast d’effectuer rapidement leurs propres routings. Grâce, surtout, à la structure orientée objet de notre technologie. »
Bert Belmans
