Bankovní institut vysoká škola, a.s. Katedra informatiky a kvantitativních metod
Informační panel pro manažera výroby Diplomová práce
Autor:
Bc. Vladimír Šoul, DiS. Informační technologie a management
Vedoucí práce:
Strakonice
doc. Ing. Alena Buchalcevová, Ph.D.
2016
Prohlášení Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně a v seznamu uvedl veškerou použitou literaturu. Svým podpisem stvrzuji, že odevzdaná elektronická podoba práce je identická s její tištěnou verzí, a jsem seznámen se skutečností, že se práce bude archivovat v knihovně BIVŠ a dále bude zpřístupněna třetím osobám prostřednictvím interní databáze elektronických vysokoškolských prací.
Ve Strakonicích dne
Vladimír Šoul
Poděkování Za cenné rady, náměty a inspiraci bych chtěl touto formou poděkovat vedoucí práce doc. Ing. Aleně Buchalcevové, Ph.D a Ing Tomášovi Kadeřábkovi. Další poděkování patří Ing. Vladimíru Benešovi, Ph.D a IT oddělení ve firmě Rohde & Schwarz za technickou podporu.
Anotace Diplomová práce „Informační panel pro manažera výroby“ popisuje základní potřeby pro sběr a vyhodnocování dat. Dále se zabývá návrhem a realizací programu pro vyhodnocování dat z výroby. Mezi hlavní prvky pro vyhodnocování patří: ztráta výkonu, ztráta dostupnosti, počet chyb, počet druhů chyb a celková efektivnost zařízení. Annotation Dissertation "Information board for production manager" describes basic needs for collecting and evaluation of data. It also looks into the proposal and realisation of data evaluation programme. Among primary elements for evaluation belong: loss of output, availability loss, quantity of defects, quantity of sorts of defects and total efficiency of the device.
Obsah Úvod ........................................................................................................................................... 6 1.
2.
3.
Štíhlá výroba ....................................................................................................................... 8 1.1.
Just-in-time .................................................................................................................. 8
1.2.
Jidoka ........................................................................................................................... 9
1.3.
Kanban ......................................................................................................................... 9
Charakteristika OEE.......................................................................................................... 11 2.1.
Úvod do celkové efektivnosti zařízení....................................................................... 11
2.2.
Celková efektivnost zařízení (OEE) .......................................................................... 12
2.2.1.
Pojem celková efektivnost zařízení .................................................................... 13
2.2.2.
Výpočty celkové efektivnosti zařízení ............................................................... 15
2.2.2.1.
Dostupnost (availability) ............................................................................. 16
2.2.2.2.
Výkon (performace) .................................................................................... 16
2.2.2.3.
Kvalita (quality) .......................................................................................... 17
Teorie sběru a vyhodnocování dat z výroby ..................................................................... 18 3.1.
Ruční sběr dat ............................................................................................................ 18
3.2.
Automatický sběr dat ................................................................................................. 19
3.3.
Ukládání dat ............................................................................................................... 19
3.4.
Přístroje pro sběr dat ve firmě .................................................................................... 21
3.4.1.
Papouch .............................................................................................................. 21
3.4.1.1. 3.4.2.
Juki ..................................................................................................................... 24
3.4.2.1.
JUKI KE2070 .............................................................................................. 25
3.4.2.2.
JUKI KE2080 .............................................................................................. 25
3.4.2.3.
Hlavní funkce KE2070, KE2080 ................................................................ 26
3.4.3.
Cogiscan ............................................................................................................. 28
3.4.3.1. 4.
Historie ........................................................................................................ 28
Sběr, klasifikace, třídění a vyhodnocení dat z výroby ...................................................... 30 4.1.
Sběr dat v Rohde a Schwarz ...................................................................................... 31
4.1.1. 4.2. 5.
Papouch Quido ETH 4/4 ............................................................................. 22
Přenos informací z Juki pro vyhodnocování ...................................................... 32
Popis parametrů pro vyhodnocení ............................................................................. 35
Návrh a realizace informačního panelu pro manažera výroby .......................................... 40 5.1.
Specifikace požadavků............................................................................................... 40
5.1.1.
Funkční požadavky ............................................................................................. 41
5.1.2.
Nefunkční požadavky ......................................................................................... 43
5.1.3.
Soupis funkčních požadavků .............................................................................. 44
5.2.
Analýza programu...................................................................................................... 44
5.2.1.
Diagram případů užití ......................................................................................... 45
5.2.2.
Schéma maker..................................................................................................... 47
5.2.3.
Sekvenční diagram ............................................................................................. 48
5.3.
Návrh programu ......................................................................................................... 49
5.3.1.
Jazyk a vývojové prostředí ................................................................................. 49
5.3.2.
Platforma ............................................................................................................ 51
5.3.3.
Návrh uživatelského rozhraní ............................................................................. 52
5.4.
Implementace ............................................................................................................. 54
5.5.
Testování .................................................................................................................... 62
5.5.1.
Inspekce produktu .............................................................................................. 63
5.5.2.
Plán testů ............................................................................................................ 66
5.5.3.
Akceptační kritéria ............................................................................................. 67
5.5.4.
Integrita dat ......................................................................................................... 69
5.6.
Uživatelská příručka .................................................................................................. 70
Závěr ......................................................................................................................................... 76 Použité zdroje ........................................................................................................................... 77 Seznam obrázků........................................................................................................................ 82 Seznam tabulek ......................................................................................................................... 84 Přílohy ...................................................................................................................................... 85
Úvod Dnešní doba je bezesporu dobou technologie. Většina z nás si nedokáže život bez informační technologie ani představit. Je to velice užitečná pomůcka pro uchovávání a vyhodnocování informací. Pokud se člověk zamyslí nad prvním bodem, to znamená uchovávání informací, asi všechny napadne, že uložená data mohou být kdekoliv na disku. Nedílnou součástí uchovávání dat je jejich ukládání na síti. Je spousta firem, které se zabývají bezpečným ukládáním dat. Asi pro nás nejvíce používaným názvem je takzvaná cloudová služba. Některé tyto služby jsou placené jiné ne. Toto rozdělení je zapříčiněno garancí zabezpečení dat. Hodně lidí využívá cloudové ukládání v mobilním telefonu například v operačním systému Android. Právě toto úložiště využívá nejčastěji schránku na Google účtu. Tato diplomová práce je zaměřena zejména na vyhodnocování informací. Asi každý z nás si někdy vyhodnocoval data buď doma, nebo ve škole. Většina studentů si data vyhodnocuje i v učivu, kdy si zvýrazní jednotlivé body pro učení. Někdo si označuje části textu jednou barvou a na jiné použije barvu jinou. Takhle by se dalo využívat vyhodnocování a třídění informací studentů. Většina firem využívá vyhodnocování a třídění informací každý den. Firmy využívají systémy, které vyhodnocování dat zvládají samy, aniž by do nich zasahoval lidský faktor. Tato práce se zabývá informačním panelem pro manažery. Diplomová práce vznikla za účelem vyhodnocování dat z výroby plošných spojů, jinak řečeno DPS (deska plošných spojů). Při výrobě plošného spoje vzniká velké množství informací. Mezi základní informace patří doba, za jakou se deska plošného spoje osadí. K zaznamenání jednotlivých informací slouží speciální program pro záznam dat. Juki přístroje k tomu využívají software Cogiscan. Ten jednotlivá data zaznamenává do databáze a tu je poté třeba zpracovat. Právě po sběru dat je potřeba vyhodnotit, jak kvalitně se deska osadila. K tomu slouží informační systém dané firmy, který tato data začne vyhodnocovat. Hlavním cílem diplomové práce je vytvořit informační panel pro manažera výroby. Každý manažer větší firmy by měl mít možnost si kdykoliv vyhodnotit data z výroby a ta poté využívat pro zkvalitnění výroby. 6
V této diplomové práci bylo vybráno k vyhodnocování programovací jazyk VBA (Visual Basic for Aplication). Jeho výhodou je snadné pochopení a používání tohoto programovacího jazyka. Software byl vybrán také zejména kvůli licenci MS Office. Tato licence je nainstalována na všech počítačích ve firmě Rohde a Schwarz. Cílem práce je pomocí VBA vyhodnocovat potřebné informace z výroby osazování DPS (desek plošného spoje). Aby se mohla jednotlivá data použít pro zlepšení výroby, je potřeba vyhodnocovat získané hodnoty. V tomto případě je potřeba zjistit chybovost při osazování, délku trvání jednotlivých chyb a další chybové parametry. Pro větší přehlednost je potřeba zobrazovat jednotlivé chyby v grafu. Z grafů lze zjistit časovou ztrátu při výrobě, ke které došlo při určité chybě či problému. Diplomová práce je rozdělena na několik částí. První část diplomové práce se zabývá popisem štíhlé výroby. Je to dáno tím, že firma využívá ve všech výrobních procesech metodu tzv. Kanbanu. Druhá část práce se soustředí na parametr pro vyhodnocování OEE (celkovou efektivnost výroby). Je to hlavní parametr, který se ve firmě vyhodnocuje. Jedná se o kvantitativní hodnotu efektivnosti produkčních přístrojů. Celková efektivnost zařízení je koeficient „stroje v provozu“, který vyjadřuje opravdový provoz stroje. Třetí část se soustředí na sběr a vyhodnocování dat v teoretickém měřítku. Čtvrtá část se váže k praktickému sběru dat z výroby. Pátá část je nejdůležitějším bodem diplomové práce, zabývá se návrhem a testováním vytvořeného programu. Nejprve se zjišťují specifikace požadavků od zadavatele programu a osob, které budou s programem pracovat. Poté se vytváří analýza, která obsahuje diagram případů užití, Class Responsibility Collaborator (Třída odpovědnosti a spolupráce), class diagram a sekvenční diagram. Poté se vyhodnocuje a upřesňuje, v jakém prostředí bude program vytvořen, na jaké platformě. Posledním bodem návrhu je návrh uživatelského rozhraní. Při návrhu uživatelského rozhraní je použit navigační diagram a tzv. maketa. Na konec se diplomová práce zabývá testováním aplikace, aby vše správně fungovalo. V závěru se upřesňují další možnosti pro vyhodnocování. Po vytvoření programu a získaných nových vědomostí programování v prostředí VBA je spoustu dalších možností jak daný program naprogramovat. 7
1. Štíhlá výroba Diplomová práce obsahuje popis štíhlé výroby. Tento způsob výroby je v Rohde & Schwarz v určité míře využíván. Ve výrobě se používá metoda Kanban pro snadný plán výroby požadovaných přístrojů. Zaměstnanec nemusí zjišťovat, co bude který den vyrábět, jen přijde k lince a vezme si jednotlivou kartu od daného přístroje. Metoda Kanban využívá určitých rysů Just-in-time. Využívá se pro maximalizaci výrobního produktu a vše se díky tomu vyrábí rychleji. Hlavním cílem štíhlé výroby (Lean Production) je ustálit a rozšířit produktivitu práce a zvýšit její účinnost. Individuální instrumenty lze zavádět izolovaně, největšího efektu však dosáhnou při celkovém využití. Štíhlá výroba využívá k zlepšování malé kroky a toto lze využívat pro dlouhodobé zlepšování. Tím dochází ke stabilnímu rozvoji výkonnosti výroby. Spousta manažerů si myslí a také se podle toho chová, že jednotlivé plánované opatření je zastaralé. Předpokládají, že takovými úkoly by se manažeři neměli zabývat. Pokud by to byla pravda, proč by firma Toyota díky těmto úkolům dosáhla prvenství ve světovém automobilovém trhu a vyzdvihla se nad konkurencí? Ke svému tahu používala právě „Lean Production“.[1] Standardem efektivní výroby se stala Toyota Production System. Tuto metodu propagoval ve dvacátém století Sakichi Toyoda, poté jeho syn Kiichiro a výrobní inženýr Taiichi Ohno.[2]
1.1. Just-in-time V metodě Just-in-time (JIT) jde o produkci výrobních prostředků, které mají být ve správnou dobu na přesně daném místě a v požadovaném množství. Velice obtížné je sledovat aktuální úroveň zásob, která je potřebná pro výrobu. Výhodou Just-in-time je nepotřebnost skladů pro materiál a hotové výrobky, protože vše je naplánováno tak, aby materiál dorazil přesně v tu dobu, kterou je potřeba a hotové výrobky ihned odcházely zákazníkům.[3] 8
První, kdo tuto metodu začal využívat, byla firma Toyota, avšak největšímu vzrůstu došlo v Japonsku a USA.[4] „Základní filozofie: Vyrábět jen to, co je potřebné a tak efektivně, jak je to jen možné, Zamezit plýtvání prostředků, času, kapacit a jiných ztrátám, Důraz na 100% kvalitu výrobků.“[4]
1.2. Jidoka Slovo Jidoka se skládá ze tří čínských znaků. Tento celek definovala Toyota jako automatizace s lidskou myslí. Jidoka vychází z hlavní myšlenky, že sledování chodu stroje nezvyšuje kvalitu výrobku, ale naopak navyšuje celkovou hodnotu výrobku, a tím dochází ke snižování produktivity. Hlavní součástí Jidoky je myšlenka, že stroje lze opatřit podobnými funkcemi, umožňující nepotřebnost pasivních kontrol běhu stroje. Z toho vyplývá, že stroj se dokáže při špatném chodu sám zastavit a upozornit na sebe. Tím dá podnět obsluze a teprve poté se obsluha začíná zajímat o chybu.[3] Proč Jidoka? „Lidé jsou zvířata, která dělají chyby.“ Shigeo Shingo [3]
1.3. Kanban „Tento systém byl původně vyvinut firmou Toyota Motors v padesátých letech minulého století (1947) k dosažení cílů v oblasti snižování nákladů. Tento název pochází z japonského slova KAN – karta a BAN – signál. Je to japonský systém dílenského řízení výroby.“[5]
9
Kanban je úzce spjatý s jednotlivými pravidly štíhlé výroby. Tento systém vychází z výroby Just In Time. Jde o vizuální nástroj, který se používá pro dosažení Just in time. Kanban obsahuje souvislé informace jako je dodavatel dílu či produktu, zákazník, kam se má jednotlivá položka uložit, jak položku přepravit.[3]
•
„zákazník si z regálu vezme požadované zboží
•
u pokladny jsou ze zboží sejmuty dopravní karty a položeny do skříňky (pošta kanban)
•
dopravní karty jsou poslány do skladu
•
poté, co je ze skladu odebráno zboží potřebné pro naplnění regálů, jsou dopravní karty vyměněny za karty výrobní, které se nacházely na zboží
•
výrobní karty jsou shromažďovány ve schránce (jiná pošta kanban)
•
zboží je nyní dovezeno do supermarketu a s dopravními kartami postaveno do regálů
•
výrobní karty jsou dodány zpět do továrny, kde se nyní vyrobí přesně množství stanovené pomocí výrobních karet
•
když je výroba ukončena, jsou na nově vyrobeném zboží umístěny výrobní karty
•
zboží je dáno do skladu, cyklus se uzavře“[5] Hlavní myšlenkou tohoto systému je zajistit co nejlepší a nejrychlejší průběh výroby.
Zásadním cílem je podporovat výrobu pomocí objednávky. Tato metoda se využívá pro dostatek výrobků na skladě při co nejnižších investicích. Celá teorie kanbanu je závislá na zákazníkovi. Pokud si zákazník objedná výrobek, je dán příkaz k jednotlivým úkonům, dále dojde k montáži, zabalení a odeslání zákazníkovi. Kanban se nejvíce uplatní ve výrobě, kde se vyrábí stále stejné výrobky s velikou mírou odbytu.[5]
10
2. Charakteristika OEE Zkratku OEE (Overall Equipment Effectiveness) lze přeložit jako celková efektivnost zařízení. Důvodem vzniku ukazatele celkové efektivnosti zařízení je snaha vše neustále vylepšovat. Jde o maximální snížení ztrát pomocí zlepšovacích procesů. Snahou je stabilizovat a zvyšovat užitečnou hodnotu práce pomocí komplexních systémů. Využívá se sběru dat pro celkové vyhodnocení požadovaných parametrů. Díky těmto parametrům lze snižovat celkové náklady na danou činnost. Popřípadě vylepšit kvalitu dané součásti výroby. V této kapitole je nejprve vysvětleno, co to je celková efektivnost zařízení, a zkráceně se zde popisuje, kde a kdy daný kvocient vznikl. V kapitole 2.2.2 je sepsáno, jak se daný kvocient celkové efektivnosti zařízení dá vypočítat i s jednoduchými příklady. Výpočet je rozdělen na tři pojmy, kterými jsou dostupnost, výkon, kvalita. Každý má svůj vzorec, který je popsán v dané kapitole. Poté se z těchto pojmů dá vypočítat celková efektivnost zařízení.
2.1. Úvod do celkové efektivnosti zařízení Analýza dat je novým vědním technologickým oborem. Lze říci, že se jedná o součin více disciplín, které tvoří celek. Jedná se o spojení statistiky, informatiky, umělé inteligence a dalších disciplín. Dalo by se říci, že se jedná o jeden problém, avšak řešený pomocí více různých pohledů. Jednotlivé obory se spojily do specifické součinnosti, která vede k mnohem lepším vlastnostem a rozvoji. Rozvoj analýzy dat trval přibližně dvacet až třicet let. Mezi nejstarší technologii analýzy patří bezesporu statistika. Statistika je disciplína, která se hodně používala do nedávna v aplikačních oblastech. Například v zemědělských aplikacích docházelo k simulaci experimentálního designu, v medicíně se využívala k analýze přežití i s grafickým vyjádřením hodnot. V psychologii se využívala k rozvoji faktorové 1 analýzy. Jednotlivé metody se šířily do dalších disciplín.[7]
1 „Faktorová analýza vznikla v oblasti psychologie. Za jejího zakladatele je považován Charles Spearman, který v roce 1904 v článku o povaze inteligence navrhl hypotézu o existenci společného faktoru „obecné intelektové schopnosti“, způsobujícího korelace mezi výsledky různých inteligenčních testů. Kromě společného faktoru
11
Celková efektivnost zařízení zahrnuje vždy číselné hodnoty, které přispívají k velmi jednoduchým odpovědím. Tento pohled je pochopitelně nejjednodušší pro vyhodnocování informací. Většinou se tímto způsobem ukazují jako ilustrace, jak lze data využívat a snadno analyzovat. Právě to je zavádějící už jen kvůli tomu, že moderní statistika, případně moderní analýza dat využívá daleko složitější údaje pro vyhodnocování informací. Ty se odchylují od ideálu v mnoha ohledech. Příkladem lze uvést zachycování dat, které se rozlišují daným časem pořízení popřípadě číslem. Jednotlivá data mohou obsahovat milióny či dokonce miliardy záznamů. Většinou se s těmito záznamy lze setkat v moderních průmyslových nebo obchodních databází. Elektronicky lze zachytávat všechna možná data, například ohledně prodeje, zaznamenat je a použít v databázi pro analýzu (vyhodnocení). Pro využívání tohoto zdroje dat je potřeba používat nové metody a techniky pro vyhodnocování. Lze se s nimi setkat pod pojmem dolování dat (data mining).[7] Data mining lze přeložit do češtiny jako dolování dat. Jedná se o výpočetní proces, získávání skrytých, popřípadě jinak schovaných informací, které lze využít pro další zpracování. Zahrnují metody umělé inteligence, strojového učení, statistik a databázových souborů. Hlavní myšlenkou data miningu je získávání jednotlivých informací z datových sad a ty poté transformovat do srozumitelné struktury pro další použití. Zahrnuje mimo jiné databáze a správu dat pro zpracovávání jednotlivých struktur, vizualizaci a online aktualizaci. Jedná se o krok k získání informací z databáze. Získávání informací z databáze probíhá v několika krocích. Nejprve se musí pochopit cíl a poté, která data jsou k dispozici. [9]
2.2. Celková efektivnost zařízení (OEE) Jedná se o kvantitativní hodnotu efektivnosti produkčních přístrojů. Celková efektivnost zařízení je koeficient „stroje v provozu“, který vyjadřuje opravdový provoz stroje. Opakem efektivnosti je zastavování, vyzbrojování, seřizování stroje, kdy je stroj neproduktivní. Jednotlivé stroje ve výrobě produkují kvantum dílčích dat.[10]
předpokládal Charles Spearman i řadu specifických faktorů, z nichž každý se uplatňuje jen v rámci daného testu a nekoreluje s ostatními“[8]
12
TPM (Total Productive Maintenance) přispívá k omezení a odstranění jednotlivých ztrát ve výrobě. Tyto ztráty omezují produkci. TPM, neboli total productive maintenance, byl původně nápad Henryho Forda na počátku roku 1900. Tento nápad měl mnoho vad, a proto jej v roce 1950 vylepšili Japonci. Jako první, kdo se začal zajímat o celkovou efektivnost zařízení, je Seiichi Nakajima. V roce 1960 zhodnotil poznatky o efektivitě výroby.[6] Při svém výzkumu vycházel z poznatků amerického inženýra efektivity a obchodního teoretika Herringtona Emersona. Měl pokrokové myšlení ohledně způsobů efektivity práce. První společnost, která zavedla TPM, byla Toyota. Výrobní proces musí probíhat podle očekávání. Ze všeho nejdůležitější je produktivita práce. Aplikuje se v rodové formě a její výhodou je možnost použití výrobních jednotek v odlišném tvaru.[7] Všechny tyto poznatky zaznamenal ve své knize TPM Tenkai v roce 1982.[6]
2.2.1. Pojem celková efektivnost zařízení Snižováním času na výrobu jednoho výrobku se zvyšuje číslo celkové efektivnosti zařízení, a tím se vyrábí více produktů za stejnou dobu. Měření celkové efektivnosti zařízení se také často používá pro klíčový ukazatel výkonnosti KPI 2. Pokud se za stejný čas vyrobí větší počet produktů, výrobní cena je nižší. Nejlepší strategií celkové efektivnosti zařízení je praxe, která je pokládaná za filozofii pro zdokonalování.[8] Jde o hierarchické metriky, které se zaměřují na to, jak účinné úkony se používají ve výrobě. Všechny vyhodnocené výsledky se uvádějí v obecném tvaru, a ty poskytují jednotlivé srovnání produkčních jednotek, které se vyskytují v rozdílných odděleních, organizací, strojů a průmyslu.[9]
2 „Co jsou KPI (Key Performance Indicators) - klíčové ukazatele výkonnosti KPI, Key performance indicators. Jedná se o indikátory / ukazatele / metriky výkonnosti přiřazené procesu, službě, organizačnímu útvaru, celé organizaci, které vyjadřují požadovanou výkonnost (kvalitu, efektivnost nebo hospodárnost)“[11]
13
Hlavní funkce: •
Určuje opatření, která identifikují potenciál jednotlivého zařízení
•
Určuje a mapuje ztráty
•
Identifikuje jednotlivé příležitosti.
Hlavní cíle: •
Zvýšení cílů
•
Degrese nákladů 3
•
Zvyšování vědomostí o produktivitě stroje
•
Zvyšování životnosti zařízení.
Výsledkem těchto cílů je zvýšit zisk nebo udržet konkurenční výhodu. [12] Hlavní ztráty při výrobě: „Prostoje 1. Poruchy vyplývající z chyb na zařízení 2. Seřizování a ustavování (výměna přípravku, nástroje apod.) Ztráty rychlosti 3. Nečinnost a malé přestávky (abnormální činnost senzorů, blokování ve skluzech apod.) 4. Redukce rychlosti (nesoulad mezi navrženou a skutečnou rychlostí zařízení)
3 „degrese nákladů – jev, který nastává při zvyšování objemu výroby v rámci stávající výrobní kapacity – náklady se snižují protože VN se nemění a fixní náklady na jeden výr. klesají, tzn. degresi (pokles) jednotkových nákladů“[13]
14
Chyby 5. Chyby v procesech a oprava (zmetky a nedostatky v kvalitě výrobků, které potřebují opravu) 6. Redukce času mezi startem stroje a stabilním provozem“[14]
Obrázek 1 – Ztráty [zdroj: http://www.svetproduktivity.cz/media/Base/1210/Image1793.png]
2.2.2. Výpočty celkové efektivnosti zařízení Zařízení dokáže pracovat bez poruchy, a tím je dosažena jeho spolehlivost. Záleží na době provozu při stanovených výrobních procesech. Pokud je výrobní zařízení spolehlivé, dochází k menšímu počtu selhání přístroje. Tím se dosahuje menšího počtu prostojů a výrobních ztrát. To znamená, že se jedná o statistiku jednotlivých komponent.[12]
Tři základní komponenty celkové efektivnosti zařízení Celková efektivnost zařízení řadí výkonnostní výrobní jednotky do tří nezávislých, ale měřitelných složek. A to na dostupnost, výkon a kvalitu. Každá složka má vliv na záměrné zlepšování cíle výroby. Výrobní proces v celkové efektivnosti zařízení nikdy nemůže pracovat na 100 %. Většina společností tento cíl celkové efektivnosti zařízení nastavuje na 85 %.
15
Avšak toto číslo se může lišit v závislosti na společnosti. Vzorcem pro výpočet celkové efektivnosti je:[12] OEE = Availability × Performance × Quality (Celková efektivnost zařízení = dostupnost × výkon × kvalita)[10] Příklad: stroj poskytuje tyto měřené hodnoty: dostupnost 89,2 %, výkon 73 %, kvalita 95 %. Celková efektivnost zařízení = 89,2 × 73 × 95 = 618 602 = 61,8 %
2.2.2.1. Dostupnost (availability) Dostupnost představuje procentuální část operací, které jsou k dispozici pro provoz. Jedná se o poměr mezi skutečným časem zařízení v chodu a očekávanou dobou daného zařízení v chodu. Vzorec pro výpočet je: „availability = Operating Time / Loading Time“. (dostupnost = skutečná doba zařízení v provozu/očekávaná doba zařízení v provozu)[10] Příklad: je naplánováno spustit troj na 10 hodin (600min). Je naplánována přestávka 45 minut. Avšak stroj má neplánovaný prostoj 60 minut. Plánovaný čas = 600 - 45 = 555 minut. Neplánovaný čas 555 - 60 = 495 min Dostupnost = 495 / 555 = 0,892 = 89,2 %.
2.2.2.2. Výkon (performace) Výkon představuje procentuální hodnotu času, za kterou stroj pracuje. Je to skutečná rychlost, která je dána konstrukční rychlosti zařízení poměrem skutečného a plánovaného výstupu. Vzorec pro výpočet je:[10]
16
„Performance = Total Output / Potential Output Performance = (Total Output * Ideal Cycle Time) / Operating Time Total Output – celkový počet vyrobených kusů Potential Output – plánovaný počet vyrobených kusů Ideal Cycle Time – plánovaná délka cyklu (výroby jednoho kusu) Operating Time – skutečná doba běhu zařízení”[10] Příklad: je naplánováno spustit stroj na 10 hodin (600min). Je naplánována přestávka 45 minut. Avšak stroj má neplánovaný prostoj 60 minut. Standardní sazba 40 jednotek/ hod a stroj vyrábí 242 jednotek. Skutečná rychlost = 242 / (495 / 60) = 29,33 jednotek / hod. Výkonnost = (29,33 / 60min) / (40 / 60min) = 0,73 = 73 %
2.2.2.3. Kvalita (quality) Kvalita představuje procento správně vyrobených kusů. Zachycuje všechny ztráty, zapříčiněné neshodnými kusy výrobku. Vzorec pro výpočet je:[10] „Quality = Good Output / Total Output Good Output - počet vyrobených kvalitních kusů Total Output - celkový počet vyrobených kusů“[10] Příklad: stroj vyrábí 230 shodných jednotek. Přičemž celkové množství vyrobených kusů je 242. z toho vyplývá: Kvalita = 230 / 242 = 0,95 = 95 % 17
3. Teorie sběru a vyhodnocování dat z výroby Aby bylo možné vyhodnocovat data z výroby, je nutné nejprve splnit několik podmínek. První podmínkou je získat jednotlivá data. Ta se získávají z dané firmy, přičemž každý podnik může získávat rozdílné data. Druhou podmínkou je data někam ukládat, tím dojde k poslednímu hlavnímu požadavku, a tím je data dále vyhodnocovat. Bez uložených dat není možné vyhodnocovat data za potřebné období. Kvůli tomu je tato kapitola rozdělena na sběr a ukládání dat. Sběr dat je nutné rozdělit na ruční a automatický, kdy každá metoda má své výhody ale i nevýhody. Většina společností využívá pro svou výrobu ukládání a vyhodnocování dat. Tato data představují výrobní proces. Jednotlivá data musí být přesná, jelikož jsou základem každého plánu. Nejprve se musí upřesnit a ujasnit účel, ke kterému se budou data sbírat. Jednotlivá data se mohou shromažďovat v individuálním formátu. Účel sběru dat musí být předem stanoven. Z toho vychází rozhodnutí, jaký druh dat nejlépe slouží účelu. Na kvalitu těchto dat má vliv lidský faktor. Většinou se prostoje zaznamenávají ručně jednotlivými operátory ve výrobě. Právě zde dochází k problému. Tato činnost je zdržuje od hlavního pracovního úkonu a dochází ke ztrátám a snížení efektivity při sběru dat. Díky tomu se často stává, že jednotliví operátoři nezaznamenávají všechny problémy. Může to být způsobeno časovým vytížením nebo nechutí přiznat některé problémy na svém pracovišti.[12]
3.1. Ruční sběr dat Ruční sběr dat se zaznamenává lidským faktorem. Tento ruční sběr dat zatěžuje zaměstnance ve výrobě, a proto většina firem zavedla různá zjednodušování. Tato zjednodušování byla zavedena například pro stanovení průměrných časů pro daný prostoj. Veškeré prostoje mají vliv na výkon stroje. Čas se vypočítává ze skutečně vyrobeného množství a maximálně možného vyrobeného množství za daný časový úsek. Zásadní je najít skutečnou příčinu, která vede ke snížení výkonu. Pokud známe skutečnou příčinu, lze pak zvyšovat samotnou efektivitu. Právě tyto příčiny lze zjistit přesným měřením krátkých prostojů, které 18
trvají řádově sekundy až několik minut. Mohou být způsobeny například pozdní dodávkou materiálu, špatným sestavením linky, výpadky energie, špatnou obsluhou a podobně.[12]
3.2. Automatický sběr dat Nejlepším řešením je sbírat jednotlivá data automaticky pomocí automatického sběru dat. Tím lze zjistit, kdy přesně nastal prostoj a z jaké příčiny. Operátor není tímto způsobem obtěžován nadbytečnou činností. Lze jej automaticky upozornit na vzniklé prostoje, aby mohl včas a správně reagovat. Automatickým sběrem lze získat spoustu dalších informací jako je například teplota, tlak, stav suroviny a podobně. Výhodou je možnost operátorů v jakémkoliv čase doplnit informaci k jednotlivým prostojům.[12]
3.3. Ukládání dat Jak již bylo zmíněno, je potřeba jednotlivá data někam ukládat. K ukládání dat slouží databáze. Databázové aplikace využívá snad každý podnik. Jednotlivé databázové systémy jsou důležitým odvětvím většiny podnikových infrastruktur řadu let. Tato rozvíjející se oblast reprezentuje obsáhlou škálu teorií, konceptů a metod. Smyslem je zaznamenávat a ukládat podnikové data. Velkým potenciálem pro všechny firmy je možnost analyzovat jednotlivá data z databáze. Jednotlivé databáze sbírají relevantní a objektivní data z klíčových činností. Pokud se jednotlivá data dobře strukturují, lze s využitím multidimenzionálních databází uskutečňovat jednotlivé analýzy. Výsledkem z databáze mohou být analytické aplikace, jednotlivé reporty podnikových činností. Díky tomu lze sledovat jednotlivé odchylky oproti plánu. V databázích lze měnit vstupní parametry, popřípadě využívat speciálních analytických panelů pro zobrazení požadovaných výsledů. Databáze v poznatelném pojetí značí místo, kam se ukládají jednotlivá data. Tato data mohou být jak v tištěné tak i elektronické podobě. Avšak tato koncepce je pouze obecná a proto zkreslující. Hlavním účelem databáze je vložení velkého objemu dat k efektivnímu zacházení (manipulaci). V obecném pojetí to znamená možnost rychlého vyhledávání dat a s nimi poté snadno manipulovat. [15][43] 19
Systém řízení báze dat (Database Management Systém) většinou se používá zkratka SŘBD popřípadě anglicky DBMS. Systém řízení báze dat je všeobecné označení pro program, který reprezentuje mezivrstvu mezi jednotlivými aplikacemi a zapsanými daty. Hlavním úkolem tohoto systému je práce s velkými a objemnými daty. Systém řízení báze dat musí umět ukládat, mazat, upravovat a provádět jednotlivé dotazy. Jedná se o neoddělitelnou součást většiny aplikací. Především do této skupiny patří podnikové aplikace s vícevrstvou architekturou. Čím větší je databáze, tím vzrůstá úloha systému řízení báze dat. Příkladem jsou nadnárodní organizace popřípadě velké internetové portály. Například se může jednat o DB2, MySQL, Dbase a další. [16] DB2- jedná se o komerční relační databázi, kterou vyvinula firma IBM. Jednotlivé nástroje dokáží důvěryhodně a spolehlivě ukládat data a ta poté jednotlivě ovládat. Tato data se ukládají do tabulek. Jedná se o jednu z variant databáze. [17] MySQL- Jedná se o nejrozšířenější a nejpopulárnější open source databázi. Dokáže ukládat ohromné množství dat a popřípadě na dotaz je zase dovede vrátit zpět. Databáze pracuje v prostředí jazyka SQL (Structured Querty Language). V současné době vlastní MySQL společnost Oracle Corporation. Jedná se o velice flexibilní databázi, která pracuje na platformě nejen Linux, Windows, Solaris, IBM AIX, ale také Mac OS 4. Nejvíce se využívá pro databáze na webové rozhraní. Tento systém využívá mnoho světových společností jako je Facebook, Google, Adobe a spoustu dalších. [18] Dbase- Je to jeden z prvních hromadně užívaný databázový systém. Používal se hlavně mezi osmdesátými a devadesátými lety. Jeho příponou je „.dbf“ a v dnešní době se již moc nepoužívají. Výhodou je snadná instalace. [16]
4
Linux, Windows, Solaris, IBM AIX, Mac OS- jedná se o operační systémy.
20
3.4. Přístroje pro sběr dat ve firmě Aby firma mohla získávat informace online k dané problematice, je potřeba určitých pomůcek k jejich dosažení. Ke sběru dat je potřeba do výroby doplnit specifické komponenty a software. Jde o komponenty (hardware a software), které dokáží zaznamenávat požadované parametry při výrobě do vhodných databází. Z tohoto hardware se získávají jednotlivá data z výroby. Tato data již jdou do databáze pro uložení a exportují se do Excel tabulek ve formátu „csv“. V diplomové práci je popsáno jen základní zařízení pro získání dat. Je jím přístroj Papouch Quido ETH 4/4, který vytváří interface mezi přístroji Juki a databází firmy. Druhým hlavním přístrojem je Juki, který slouží k osazování DPS (desek plošných spojů). Z přístroje Juki se právě získávají data ohledně kvality a rychlosti osazování.
3.4.1. Papouch Přístroj Papouch slouží ke komunikaci mezi přístroji Juki a firemní databází. Společnost Papouch vznikla v roce 1990. Již od prvopočátků se tato firma zabývala speciální elektronikou pro průmysl, datovými převodníky, měřícími moduly a jinými specializovanými přístroji. V roce 2007 měla společnost 22 zaměstnanců a obrat přes 1 milion Eur.[19] V roce 1990 Papouch vyrobil svůj první přístroj, elektrický pedál k hudebnímu nástroji varhany. V roce 1996 se zúčastnila elektronického veletrhu Amper, kterého se od té doby zúčastňuje každoročně. V roce 2003 se přeměnila na společnost s ručením omezením (s.r.o.). Od roku 2008 využívá ERP systém SAP. V dnešní době je společnost rozdělena na dva úseky a to na Papouch s.r.o., který se stará o zakázkový vývoj a výrobu. Papouch store s.r.o. se zabývá obchodováním a prodejem na e-shopu papouch.com.[19] Jako hlavní náplní firmy Papouch jsou převodníky, měřící jednotky, datové procesory, přepínače komunikačních linek, oddělovače, prodloužení linek a signálů, jednotlivé karty pro PC, I/O moduly, zobrazovací moduly, monitorovací systémy, přepěťové ochrany, zdroje, různé příslušenství a komponenty. Mezi karty pro PC, které tato firma nabízí, patří ExpressCard, PCI a PCI Expres, PCMCIA.[20] 21
3.4.1.1. Papouch Quido ETH 4/4 Tento modul se skládá z celkem čtyř digitálních vstupů, čtyř výstupních relé a tepelného čidla. Pro svou vlastní komunikaci využívá Ethernet. Tepelné čidlo pracuje v rozsahu od -55°C až do +125°C.[21] „Vlastnosti I/O modulu: •
Ovládání a dohled přes Ethernet (10/100 Ethernet; běžná počítačová síť LAN)
•
Komunikační
možnosti: Webové
rozhraní,
e-mail, Spinel, MODBUS
TCP, SNMP, HTTP GET, XML, TCP a UDP datové spojení •
Také ovládání z Windows programy QuidoFX a Wix
•
4 galvanicky oddělené logické vstupy pro napětí nebo pro kontakt.
•
4 výstupy s přepínacím kontaktem relé.
•
1 teploměr na kabelu délky až 15 metrů (není součástí dodávky, je třeba objednat samostatně)
•
Automatická reakce zařízení na změnu stavu vstupu.
•
Automatická reakce na změnu teploty.
•
Možnost počítání změn na vstupech.
•
Rozsah pracovních teplot od -20 do +60 °C.
•
Napájení z externího zdroje 8 - 30V.
Součástí dodávky je páčka pro snadnou manipulaci se svorkovnicemi.“[21] Základní funkcí modulu je sledování stavu vstupů. Přes tento modul lze nastavit automatické odesílání e-mailů či datového panelu o jednotlivých změnách na vstupu. 22
Například se může odesílat stav teploty. Je možné ovládat výstupní relé buď ručně, nebo za použití automatického příkazu, například na základě teploty.[21]
Obrázek 2 – Quido ETH 4/4 [zdroj: http://www.papouch.com/cz/ariadne/file_generators/dbfile.php?_fileId=6020&_fileName=quido-ethblokove.png&_site=papouch_web]
Quido lze ovládat přímo pomocí http GET, což je nejjednodušší příkaz pro ovládání ze systému.
Obrázek 3 – Quido ovládání [zdroj: http://www.papouch.com/cz/ariadne/file_generators/dbfile.php?_fileId=8240&_fileName=quido-http-get-proovladani.png&_site=papouch_web]
23
3.4.2. Juki Je potřeba chápat, kde se jednotlivé data na vyhodnocování berou a co to přesně znamená. Proto je zde popsáno, jak se DPS osazují a co je k tomu potřeba. Ve vybrané firmě pro vyhodnocování dat se nachází dva typy přístrojů Juki a to KE2070 a KE2080. Jednotlivé rozdíly mezi oběma přístroji jsou popsány níže. Přístroj Juki pro svou činnost využívá speciální software, který řídí celý běh osazování. V kapitole 3.4.3 je sepsána technologie speciální databáze Cogiscan. Firma Juki byla založena dne 15. prosince roku 1938.[22] Hlavním milníkem byla součinnost 900. výrobců strojů v Tokiu, kteří investovali peníze do společnosti TOKYO JUKI. Jde o tzv. sdružení výrobců. V roce 1988 se tato společnost stala akciovou a přejmenovala se na TOKYO JUKI INDUSTRIAL CO., LTD. V dubnu roku 1947 byl na trh zaveden první šicí stroj a v roce 1953 se na trhu objevily průmyslově šicí stroje.[23] Roku 1970 se JUKI rozšiřuje do Honkongu. •
1971- Ohtawara
•
1972- Evropa
•
1973- Denshi, Aizu, Yoshino, Akita
•
1974- Amerika[23]
Velice zajímavou se jeví skutečnost, že tato firma splatila kapitál 18 044 miliónů YEN (japonské měny), přičemž vydala 149 miliónů akcií, které vlastní celkem 10 298 akcionářů. Firma se proslavila hlavně šicími stroji, které byly a jsou jedny z nejlepších. Postupně se společnost rozrostla a začala vyrábět velice moderní stroje, které dokáží zpracovávat SMT součástky. Tomuto odvětví se začalo říkat modulární systémy SMT. Roční výnosy této firmy dosahují milionů YEN. Firma zaměstnává celkem 6153 zaměstnanců, tvoří jí více jak 31 společností po celém světě.[22]
24
3.4.2.1. JUKI KE2070 Jedná se o stroj, který slouží pro vysokorychlostní osazování SMD čipů. Tento přístroj je optimalizován pro vysokorychlostní montáž pro drobné díly. Disponuje s MNVC (Multi Nozzle Vision Centering- tryska laserové hlavy)[24] Tryska laserové hlavy rozpoznává jednotlivé komponenty, které vedou ke zlepšení umístění součástek. Tím dochází k přizpůsobení tvaru součástky na plošném spoji. Stroj dokáže osadit 23,300 CPH (počet osazených součástek / 1 hodina) Pokud se bude osazovat normou IPC 9850 lze osadit 19,300CPH. Tryska laserové hlavy obsahuje 6 trysek. Pracuje se součástkami do velikosti 33,5 mm čtvereční.[25] Přístroj pracuje s plošnými spoji až do velikosti M a L. Velikost M odpovídá rozměru 330 x 250 mm a velikost L 410 x 360 mm. Dále využívá velikosti široké L, ta odpovídá 510 x 360 mm a velikost E 510 x 460 mm.[26]
3.4.2.2. JUKI KE2080 Stroj zvládá osazovat poměrně vysokou hustotou umístění SMD součástky. Systém je velice flexibilní, dokáže umístit širokou řadu různých komponent, poradí si i se širšími součástkami oproti KE2070. To vše s průmyslovou přesností. Stroj dokáže osadit 20,200 CPH (počet osazených součástek / 1 hodina) Pokud se bude osazovat normou IPC 9850 lze osadit 16,700 CPH. Tryska laserové hlavy obsahuje 6 trysek a navíc obsahuje oproti KE 2070 jednu s vysokým rozlišením. Pracuje se součástkami do velikosti 74 mm.[25] Přístroj pracuje s plošnými spoji až do velikosti M a L. Velikost M odpovídá rozměru 330 x 250 mm a velikost L 410 x 360 mm. Dále využívá velikosti široké L, ta odpovídá 510 x 360 mm a velikost E 510 x 460 mm.[27]
25
3.4.2.3. Hlavní funkce KE2070, KE2080 Nezávislá kolmá osa Z proti kontrolní otočné ose 0. Každá tryska má samostatnou kolmou osu Z a samostatnou otočnou osu 0 pro vysokou spolehlivost a přesnost. Veliká přesnost je dána, aniž by ovlivňovala samotné komponenty.[25]
Obrázek 4 – Kolmá osa [zdroj: http://www.juki.co.jp/smt_e/dl/gltc/ke207080.pdf]
Originální JUKI kalibrační vakuové funkce odstraňují potřebu odfukování vedlejších součástek, které by mohly při umisťování vedlejších komponent kazit, popřípadě odstraňovat pájecí pasty.[25]
Obrázek 5 – Vakuová funkce [zdroj: http://www.juki.co.jp/smt_e/dl/gltc/ke207080.pdf]
Funkce kontroly součástek zlepšuje jednotlivé umístění součástek a jejich přesnosti na plošném spoji. Díky tomu laser, který je namontován na hlavě, lze použít pro sledování jednotlivých komponent po celou dobu umístění. Hlavní výhodou je potvrzení umístění součástek po samotném umístění.[25] 26
Obrázek 6 – Kontrola součástek [zdroj: http://www.juki.co.jp/smt_e/dl/gltc/ke207080.pdf]
Centrovací technologie Vision Lze navolit několik možností vyrovnání jednotlivých komponent a to například na základě typu konstrukčních částí, tvaru, velikosti a materiálu. Technologie podporuje využití vysoce přesné hlavy a nebo MNVC. Laserové centrování se využívá pro vysokorychlostní umístění menších komponent. Naproti tomu Vision se využívá tam, kde se osazují větší komponenty, kde laser nedokáže tak velikou součástku dokonale analyzovat pro přesné umístění. Mnoho trysek je k dispozici pro zvláštní tvary komponent, které potřebují maximální přesnost osazování.[25]
Obrázek 7 – Mechanický podavač [zdroj: http://www.juki.co.jp/smt_e/dl/gltc/ke207080.pdf]
Přístroje JUKI využívají pro práci speciální mechanické podavače. Podavače umožňují využívat maximální kapacitu přístroje.[25]
27
3.4.3. Cogiscan Firma Cogiscan je na trhu od roku 1999. Hlavní náplní této firmy je maximalizace návratnosti investic pomocí kontrol. Cogiscan spolupracuje s předními výrobci elektronických zařízení pro montování. Tím vytváří řešení k integraci s existujícími systémy. Firma Cogiscan neustále vyvíjí a vylepšuje řešení pro sledování, trasování a kontrolu materiálů strojů.[28] Tato firma se zaměřuje na odvětví, kde celkové náklady na materiál překračují 90 % výdajů pro hotový výrobek. Soustředí se na kvalitu materiálů a jeho množství. Ve velikých firmách je výroba závislá na přesně daném množství součástek, které jsou potřeba k vyrobení určitého množství výrobků. Pokud by neměly dostatek součástek, docházelo by k značným ztrátám na výrobě. Taková firma platí obrovské peníze, pokud stroje nejedou. Do toho všeho se promítá jak elektrická energie, tak plat velikého množství zaměstnanců a spoustu dalších faktorů. Cogiscan má specifickou funkci pro sledování jednotlivých materiálů přesně v reálném čase, ať je to kdekoliv v továrně. Tím je zajištěno, že firma má správný materiál na správném místě a ve správnou dobu.[29]
3.4.3.1. Historie Společnost Cogiscan byla založena v roce 1999 v Bromont Quebec. Firma získala mnoho vyznamenání. Získala 6 cen Visio awards zveřejněných v časopise SMT magazine. Tato firma drží spoustu mezinárodních patentů pro TTC hardwaru a softwaru.[28] Cogiscan je obchodním partnerem JUKI, integruje Cogiscan ovládací Hardware pro inteligentní mechanický podavač ve strojích JUKI. Tím dosahují zákazníci větší kontroly nad montáží SMD součástek na plošný spoj.[30]
28
„Patent number
Country Topic
US7,069,100
USA
Generic TTC concept applied to MSD Control
US7,286,888
USA
Generic TTC concept
US7,589,633
USA
RFID feeder detection system
4642742
Japan
RFID feeder detection system
MX261442
Mexico
Generic TTC concept
DE (European) Patent No. 1279075 Germany Generic TTC concept UK (European) Patent No. 1279075 UK
Generic TTC concept
ZL01808397.8
China
Generic TTC concept
ZL200580012050.0
China
Reel detection
US8,282,008
USA
Reel detection
92887
Canada Industrial design for the Smartclip“[28] Řešení Cogiscan umožňuje uživatelům poskytnout specifické informace pro nákup
jednotlivého materiálu. Lze nakupovat jen to, co potřebuje přístroj k výrobě dnes. Aplikační software Cogiscan TTC umožňuje využívat intuitivní ovládání pro operátory, techniky, inženýry a manažery. Toto rozhraní je šité na míru jednotlivým potřebám. Díky tomu lze provádět transakce, hledat materiály, dotazovat se na data či generovat sestavy. Tento aplikační software lze integrovat se stávajícími systémy jako je například ERP systém. Mezi tím sbírá data z jednotlivých hardwarových zařízení i za pomoci různých čárkových kódů například QR kódy. Cogiscan podporuje mobilní platformy, proto jej lze ovládat i na dálku.[31] Velice kladným ohlasem pro tento software je fakt, že podporuje více jazyků ovládání, mezi něž patří angličtina, němčina, francouzština, španělština, čínština, japonština. To však není vše, sama firma nabízí možnost implementace i jiných jazykových rozhraní na požádání. Cogiscan podporuje i různá oprávnění, aby se do jednotlivých náhledů mohl dostat jen ten, kdo má potřebné oprávnění.[31]
29
4. Sběr, klasifikace, třídění a vyhodnocení dat z výroby V této kapitole je nejprve popsáno, jak se docílilo lepšího vyhodnocování informací o celkové výrobě a zrychlení celého procesu. Kapitola pokračuje sběrem dat v Rohde a Schwarz, kde je popsáno, jak se všechna data z celé výroby získávají. V další kapitole je uvedeno, co která data z výroby v databázi Excel znamenají. Vše je přehledně popsáno, aby bylo patrné, proč se jednotlivá data vyhodnocují a ukládají. Firma Rohde & Schwarz dříve řešila možnosti pro co nejefektivnější využití technologií ve své výrobě. Šlo o osazování jednotlivých součástek na desky plošných spojů. Při prvních zkouškách osazování s použitím celkové efektivity zařízení docházelo ke spoustě ztrát a to kvůli připravování součástek na další zakázku až po dokončení stávající. Z těchto důvodů byl celkový čas na výrobu navýšen o čas přípravy do jednotlivých podavačů. Zásadním problémem byla neschopnost připravit veškerý materiál na osazení celé zakázky. Rohde & Schwarz začala dávat dohromady jiný způsob, kterým by dokázala urychlit čas a hlavně zvedla celkový procentuální čas celkové efektivnosti zařízení. Prvním bodem se stala metoda pro přípravu jednotlivého materiálu pro celou zakázku. Poté se zjišťovalo, jak docílit přípravy celého materiálu na zakázku ještě před ukončením té současné. Při analýze bylo zjištěno malého množství mechanických podavačů na vkládání jednotlivých součástek na desku plošných spojů. Právě díky tomu bylo potřeba dokoupit do výroby mnoho dalších mechanických podavačů, které byly potřeba. Položka na tento podavač je velice vysoká hlavně kvůli její ceně. Avšak díky potřebě a rychlosti se tato hodnota velice rychle vrátila. Díky tomu se začaly připravovat jednotlivé materiály do výroby před dokončením stávající zakázky. V dnešní době se dále rozhoduje o koupi dalších speciálních podavačů pro ještě větší rychlost a využitelnost při osazování SMD součástek. Aby bylo možné přesně vědět, kolik materiálů firma bude potřebovat pro osazení jednoho clusteru, začala využívat specifických vlastností specializovaného programu Cogiscan. Je to vlastně taková databáze, kde se zaznamenává celkový počet součástek na skladě a kolik jich je potřeba do jaké zakázky. Právě Cogiscan musí vědět přesný počet součástek. 30
4.1. Sběr dat v Rohde a Schwarz Firma využívá speciální uspořádání pro celou výrobu desek plošných spojů. Celá výroba se dá rozdělit do několika okruhů. První, který je potřeba uvést, je samotné zavádění jednotlivého materiálu. Funguje to tak, že materiál přijde na vstupní bod, přičemž se musí manuálně vzít do ruky a ručně zapsat buď pomocí klávesnice, nebo speciální čtečkou čárkového kódu. Jako hlavní možností se využívá čtečka. Nelze se stoprocentně spoléhat na čtečku, protože i čtečka může speciální kód načíst špatně a proto je potřeba vizuální kontroly. Při příjmu je materiálu přiřazeno specifické číslo, které se využívá ve firmě pro označení materiálu. Právě při tom se tato data zadávají do ERP systému SAP. Pro další použití při osazování se data připíší pomocí čtečky také do Cogiscanu. V momentu, kdy se materiál přijme a zapíše do databáze SAP a Cogiscan, je potřeba jej důkladně uskladnit. Jednotlivé součástky mají specifické potřeby pro uchovávání. Některé součástky jako procesory a podobně musí být uchovávány pod určitou hodnotou vlhkosti. K tomu se využívá speciálních vysoušecích pecí pro uchovávání. Tuto vysoušecí pec využívá Rohde & Schwarz pro udržení vlhkosti pod pět procent. Pokud jsou součástky ještě více náchylné k poškození pomocí vlhkosti, využívají se speciální přístroje napuštěné dusíkovou atmosférou. Právě při použití dusíku je menší možnost oxidace než po aplikaci vzduchu. Často se stane, že ve výrobě není přesně známo, kolik na jednotlivém kotoučku zbývá materiálu. Znát přesné množství jednotlivých součástek na kotoučku je pro firmu takových rozměrů jako je Rohde & Schwarz velmi důležité. V tomto případě se využívá specializovaný nástroj pro počítání součástek v kotoučku. Právě k tomuto účelu je využíván přístroj pod označením COUNTY-S EVO verze 2.1. Přístroj JUKI KE 2080, využívající ve firmě Rohde a Schwarz, má jednu nevýhodu. Nevýhodou tohoto přístroje je rychlost osazování. Naopak JUKI KE2070 osazuje rychleji. Díky tomu se využívá KE2070 pro osazování malých součástek, kterých je na desku plošného spoje potřeba nejvíce, a tím nedochází ke zbytečnému zpoždění u těchto součástek. Naproti tomu KE2080 se využívá pro větší součástky jako třeba konektory a jiné objemnější součástky. Výhodou KE2080 je možnost sledovat opticky pomocí kamerky, zda je větší součástka správně 31
osazena. KE2070 má pro tuto kontrolu laser, který dokáže zkontrolovat pouze malou součástku. Hlavním důvodem, proč se využívá i KE2080 i když je pomalejší, je možnost osazovat větší součástky. Oproti KE2070 dokáže využívat tzv. speciální plato, na kterém jsou jednotlivé součástky obsaženy. JUKI dodává ke svým strojům speciální program, který dokáže velmi dobře optimalizovat součástky pro výrobu. Sám si vygeneruje podle historie a zkušeností jaké zakázky mohou být v jednom Clustru. Z toho všeho vygeneruje potřebný seznam všech součástek, kterých je potřeba pro osazení desky plošného spoje (DPS). Tento vygenerovaný seznam předá Cogiscanu a podle něj montážní technik připravuje jednotlivé materiály pro JUKI přístroje. K této práci montážní technik používá speciální přípravky ve tvaru oválu s tyčkou, do které se navlékají jednotlivé kotouče se součástkami. Po přípravě materiálu z Kardexu se kotouče předají dalšímu montážnímu technikovi a ten je s pomocí programu vkládá na mechanické podavače. Tyto podavače musí být seřazeny přesně podle potřeby JUKI, a proto mají přesně dané své místo. Všechny tyto operace se vykonávají v době, kdy se pracuje na jiné zakázce, aby nedošlo ke zbytečnému prostoji na přístroji.
4.1.1. Přenos informací z Juki pro vyhodnocování Juki přístroje používají dvě speciální databáze. První databáze je přímo vytvořená od firmy Juki a nazývá se „Intelligent Shopfloor Solutions“ neboli IS. Přeložením do češtiny by vzniklo něco jako inteligentní dílenské řešení. Tato databáze přijímá od programátora jednotlivé úkony pro osazování desek. Právě programátor posílá speciální kódové označení pro tyto úkony. Jednotlivé úkony mají několik jednoduchých sloupců, které IS říkají přesně, kam se jednotlivá součástka na desku plošného spoje musí osadit. K tomu, aby to bylo možné a aby program věděl, kam má kterou součástku osadit, slouží speciální kód. První sloupeček tohoto kódu se značí „place“. „Place“ vymezuje, kam se má přesně osadit jednotlivá součástka na desku plošného spoje. Druhý sloupeček označuje přesné značení součástky na desce plošného spoje. Může to být například B2700. Třetí sloupeček již říká přesný typ součástky, který se má osadit. Jde o celé materiálové číslo, díky kterému lze snadno zjistit, přesný název a typ 32
součástky pro osazování. Čtvrtý a pátý sloupeček má stejný význam. Jedná se o přesné parametry, kam se má jednotlivá součástka na desce osadit. Třetí sloupec značí souřadnici X a čtvrtý souřadnici Y. Šestý sloupec udává, jak má být jednotlivá součástka natočena pro správnou polaritu. Zda má být otočena například o 180° nebo na jiný úhel. Poslední sloupec udává, která strana desky se osazuje, zda horní nebo popřípadě spodní strana desky. Jedná se o „T“ top (horní strana desky) a „B“ bottom, která značí dolní stranu desky plošného spoje. Mezi tato data je třeba přiřadit údaj STEP, který udává, na jaké souřadnice se bude osazovat. Pokud se osazuje najednou pouze na jednu desku, bude tato souřadnice 0, pokud bude více desek, bude zde tolik souřadnic, kolik je desek osazujících najednou. Jednotlivé parametry posílané do IS: !STEP ! PLACE PLACE PLACE PLACE PLACE PLACE PLACE PLACE
0.00
0.00
0!
B2700 1081179600 C1001 5003579200 C1003 5702078700 C1006 5003579200 C1008 5702078700 C1028 5003579200 C1105 3584707000 C1107 3584707000
173.94 71.95 181.89 40.81 183.52 44.16 201.71 41.06 196.35 44.11 22.41 35.50 212.68 15.87 203.14 13.13
90 270 0 180 135 270 180 180
B B B B B B B B
IS je speciální databáze, která jednotlivá data od programátora přebere a upraví si je do správné formy. Vše si upraví tak, aby jednotlivé parametry odpovídaly formátu pro software Juki přístroje, který je obsažen přímo v osazovací mašině. Jednotlivá data seřadí podle stejných typů součástek a poté je dále vyhodnotí dle počtu osazovacích mašin. Právě databáze IS má speciální funkci, která dokáže jednotlivé parametry vstupních dat seřadit a vyhodnotit tak, že lze osazovat po sobě několik různých zakázek, aniž by se musel na každou zakázku připravovat zvlášť materiál na osazování. Vyhodnotí stejné součástky plus ty, co se osazují cca stejně dlouho jako ostatní součástky pro další mašiny Juki. V konečném důsledku to znamená, že databáze IS pošle jednotlivým Juki přístrojům parametry na osazování. Osazování na každém přístroji trvá skoro stejně jako na další mašině. To znamená, že osazování desek je úměrné na všech přístrojích. IS databáze tedy pošle každému Juki přístroji jiné informace na osazování a mezitím komunikuje jednorázově s databází Cogiscanu. Jednoduše pošle informaci o tom, kolik je potřeba na dané osazování desek plošného spoje součástek, aby měl Cogiscan přehled 33
ohledně osazování. Informace, které posílá IS Cogiscanu- jedná se pouze o číslo zakázky a požadovaný počet součástek na osazování. Databáze IS má jednu velice dobrou funkci a to podrobné informace o všech osazovaných součástkách. To znamená, že přesně ví, jak má která součástka vypadat. Díky tomu má přístroj Juki kompletní dokumentaci ohledně kontroly jednotlivých součástek. Juki přístroj díky tomu může a také kontroluje všechny součástky ještě před osazením pomocí kamery nebo laseru. Kontrola je dána danou technologií, kterou disponuje daný stroj Juki. Druhou databází pro přístroje Juki je Cogiscan. Daná databáze je vytvořená firmou Cogiscan, většinou se lze setkat s označením IFS-NX. Tato databáze využívá webové rozhraní, díky kterému umožňuje uživatelům přístup k parametrům. Aby se uživatel mohl podívat do databáze, musí mít přiřazené jméno a heslo pro přihlášení. Celou tuto databázi spravuje firma Cogiscan a uživatelé zde mají jen malá práva. K čemu vlastně Cogiscan databáze slouží? Jedná se o databázi, kde je aktualizován souhrn informací o dané zakázce, kolik se bude osazovat jednotlivých součástek. Tyto údaje vyšle databáze IS (Intelligent Shopfloor Solutions). Díky Juki přístrojům má tato databáze aktualizovaný stav ohledně stavu součástek k osazení. Právě tyto přístroje posílají informace o stavu již osazených součástek, a tím si databáze Cogiscan aktualizuje data na aktuální. Proto tato databáze ví, kolik přesně součástek zatím nebylo osazeno a kolik jich má být. Cogiscen využívá speciální databázi DB2 viz informace v kapitole teorie sběru dat a podkapitola databáze.
Obrázek 8 – Schéma databáze [vlastní]
34
Ve firmě Rohde & Schwarz se používá pro přenos informací z Juki přístroje speciální interface. Tímto mezičlánkem je modul navržený od firmy Papouch, jedná se o modul Quido ETH 4/4. Tento modul má funkci pouze odesílat informace o tom, kdy jednotlivá deska šla do výroby v přístroji Juki. Znamená to, že se jedná pouze o přepínač, který zaznamená čas, kdy deska vstupuje do tohoto přístroje. Pro další parametry pro databázi v Rohde & Schwarz slouží speciálně navržená aplikace. Tuto aplikaci si sami vytvořili ve firmě v IT oddělení pro využití v Rohde a Schwarz. Jedná se o speciální webové rozhraní, kam obsluha osazovací linky zadává jednotlivé parametry. Všechny parametry se zadávají do tohoto programu pro další zpracování. Do tohoto programu se zadávají speciální údaje jako je číslo zakázky, speciální číslo SAC, TAZ, poloha desky plošného spoje, přičemž může být buď horní, nebo spodní strana desky. Jméno jednotlivého operátora, které slouží pro ujištění, kdo za dané desky odpovídá. V případě chyby způsobené operátorem je možnost jej pokárat. Čas jako je „takt juki“ a „takt oee“ se generuje pomocí výpočtů. Do tohoto softwaru se automaticky zaznamenává číslo linky, na které byla deska plošného spoje osazovaná. Je to vyřešeno automaticky díky přihlášení jednotlivého pracovníka na danou linku. Číslo této linky se použije z přihlášení. Ulehčí to práci danému operátorovi. Operátor nemusí zadávat u každé zakázky, na které lince se jednotlivá deska plošného spoje osazovala. Na každý sdružený formát pro osazování desek plošného spoje (může být až několik desek, které prochází jednotlivými přístroji Juki najednou, to znamená, že prochází vedle sebe podle velikosti DPS jednotlivé desky, může jich být i třeba 30) je možné zapsat operátorem daný problém a odůvodnit proč například nastalo zpoždění. Podle předem naplánovaného programu a starých záznamů se připíše počet jednotlivých součástek pro osazování. Tím je snadno zjistitelné, kolik součástek obsahuje jakákoliv vybraná deska. Přes tento program se získávají jednotlivé informace pro specifickou databázi na serveru. Firma Rohde & Schwarz používá serverovou databázi MySQL s operačním systémem Linux.
4.2. Popis parametrů pro vyhodnocení V této části diplomové práce je uveden seznam všech parametrů, (jako je „Zakázka, Strana, Sac, Taz, atd.“) které se zaznamenávají z výroby desek plošného spoje. Analýzou těchto parametrů se vyhodnocuje kvalita osazení desek. 35
Do těchto parametrů patří: Zakázka: několik desek je přiřazených k jedné zakázce, například 20 kusů. Řádek je přiřazený jednomu průchodu. Jedna řádka tabulky znamená jeden sdružený formát, který může obsahovat několik stejných desek. Strana: značí, zda je to horní nebo spodní strana desky. Z historických důvodů se dávají součástky na obě strany desky. Jedna ze stran se nazývá horní anglicky „top“, proto je zde uvedeno písmeno „T“. Druhá strana desky tedy dolní se nazývá „bottom“, díky tomu se označuje písmenkem B. Sac: je věcné číslo, které označuje číselným kódem typ desky. To znamená, že tato konstrukce se vždy vyrábí s tímto kódem neboli číselným označením. Ve chvíli kdy dojde k výrobnímu úkolu, startuje zakázka. Je to příkaz k výrobě jistého množství stejných desek. Zakázka je v podstatě účetní entita, na kterou se účtují náklady, nejen materiálové, ale i pracovní. Zakázka vzniká rozhodnutím o výrobě desek a končí příjmem desek na sklad, kdy se náklady účtují proti hodnotě zboží, které přijmeme na sklad. Taz: každá konstrukce prochází časem vývoje. Tzn. Identifikátor Sac nestačí k tomu, aby se plně a jednoznačně popsala konstrukce desky. Díky tomu se připojuje k Sac jiné číselné označení, které znamená „Änderung zustand“ neboli změnový index. Ten určuje, v jakém změnovém stavu se daná konstrukce nachází. Na tomto místě je v Excelu problém, jelikož v originále se jedná o dvě číslice, tečka a další dvě číslice. Excel je bere jako datum a je potřeba se tedy vypořádat z konverzí. Linka název: Linka ve firmě má omezenou kapacitu pro výrobu. Díky tomu je potřeba pro zvětšování kapacity výroby přistavět vedle sebe další linky. Tato položka označuje přesné číslo dané linky. Linka zkratka: jedná se o stejnou možnost, jako je tomu v předchozím sloupečku, rozdílem je označení zkrácené verze pro širší využití. Linka KST: jde o nákladové středisko. Každý stoj, personál musí být přiřazen k určitému nákladovému středisku. U velkých firmem může být spoustu středisek pro upřesnění 36
jednotlivé výroby a komunikace. Popřípadě se jím lze přesně specifikovat, kam se má jednotlivá součástka nebo deska poslat. Kolekce: příprava linky pro osazování je velmi náročná. Díky tomu je snahou připravit několik zakázek do kolekcí. Jde o sdružování podobných desek zakázek do jedné kolekce. Tyto desky se po té vyrábějí po sobě. Po dokončení výroby jedné desky se automaticky spustí další zakázka. Výchozí program pro jednotlivé desky se ještě podvolí jednotlivému sdružování, klastrování, které zefektivní výrobu. Využívá se hlavně pro osazování desek, které mají mnoho součástí společných a trochu se liší až do výše možného využití součástek. Cluster: je to jiný název pro stejnou entitu s názvem kolekce. Stav zakázky: máme určitou řadu dat, kde je obsažen stav zakázky a to před výrobou a po výrobě. Vždy když se deska vyrobí, nastane změna ze stavu před výrobou na změnu po výrobě. Toto se označuje hodnotou 0. Pokud deska ještě není vyrobena je zapsaná hodnota 1. Start time: značí, že zakázka může mít více desek. Jde o čas, kdy první z množiny desek vstoupila do linky a tento čas přijmou všechny ostatní desky této zakázky. End time: jde o čas, který udává dokončení výroby desky. Závislosti start time a end time: k operátorovi se dostane deska těsně před tím, než má jít do pece. Díky tomu se vše odvíjí od tohoto okamžiku. Je to dáno tím, že program má první snímač počtu desek až před pecí. Když deska dosáhne stavu před zařazením do pece, software Juki přičte první desce daný čas takt juki, viz obrázek 9 a 10, kde jak vidí desku tak se dá čas takt juki do mínusové hodnoty. Může se stát, že se desky budou překrývat. Pokud deska vstoupí k snímači před pecí v čase 8 hodin, a takt juki je 5 minut, odečte se od 8 hodin 5 minut a vyjde start čas v 7:55 hodin.
37
Obrázek 9 – Sčítání hodnot z Juki 1 [vlastní]
Obrázek 10 – Sčítání hodnot z Juki 2 [vlastní]
Čas transakce: Hlavním cílem času transakce je záznam doby, kdy se začala deska přesně vyrábět. Jednotlivé časy se zapíší nejen v hodinovém formátu, ale také se zaznamenávají ve formátu „den a rok načtení“. Rozdíl od předešlé: porovnávají se dva časy mezi sebou. Jde o rozdíl mezi jednotlivými hodnotami času transakce. Posledním zápisem je čas juki. Jednotlivé rozdíly se vyhodnotí a zapíší do tohoto řádku. Rezerva: jedná se o dobu, kdy se ještě nezaznamenávají jednotlivé údaje do chyb. Je to taková ztráta, která ještě není tak veliká, aby zabírala ve výrobě velký prostor a proto se nikam nezapisuje. Pokud nepřesáhne dobu 30 %. Takt juki: jedná se o nejlepší a nejkratší čas osazování konkrétní zakázky. To znamená, že se vezme celá historie osazování dané desky, vezme se v úvahu, zda se deska osazuje sama nebo jako složitý takt clusteru. Příkladem může být deska, která se jako samotná osazuje pouze 5 minut, ale jako takt v clusteru trvá o cca 1 minutu déle. Díky tomu je potřeba tyto hodnoty jednotlivých parametrů generovat podle daného typu osazení. To znamená, že pro každou 38
zakázku se generuje unikátní takt juki. Ten identifikuje nejlepší čas v konkrétních podmínkách jednotlivé zakázky. Jednotlivé parametry, které se vyhodnocují jako takt juki si generuje sám program Juki. Ve firmě se tento čas používá pouze vložením do dané databáze, aby bylo možné jej využít k vyhodnocování hodnot. Tyto hodnoty jsou pro firmu velice důležité. Takt OEE: Z historie použité časy taktu juki a ty se po té zprůměrují.
39
5. Návrh a realizace informačního panelu pro manažera výroby Tato část je nejdůležitějším bodem diplomové práce, zabývá se návrhem a testováním vytvořeného programu. Při vypracování celé kapitoly číslo pět jsem vycházel z knihy Příklady modelů analýzy a návrhu aplikace v UML od Buchalcevové [42] Nejprve se zjišťují specifikace požadavků od zadavatele programu a osob, které budou s programem pracovat. Poté se vytváří analýza, která obsahuje diagram případů užití, Class Responsibility Collaborator (Třída odpovědnosti a spolupráce), class diagram a sekvenční diagram. Poté se vyhodnocuje a upřesňuje, v jakém prostředí bude program vytvořen, na jaké platformě. Posledním bodem návrhu je návrh uživatelského rozhraní. Při návrhu uživatelského rozhraní je použit navigační diagram a tzv. maketa. Na konec se diplomová práce zabývá testováním aplikace, aby vše správně fungovalo. Pro vytváření softwaru se musí postupovat pomocí hlavních bodů. K vypracování programu pro manažera výroby byl použit životní cyklus softwaru. K tvorbě a zjištění potřebných funkcí je využita fáze specifikace požadavků. V této první fázi se specifikují požadované funkce, které byly zjištěny od uživatelů programu. V tomto případě hlavně manažerů výroby. V druhé fázi je využita metoda analýzy, kde se pomocí diagramů případů užití, CRC, diagramů tříd a sekvenčního diagramu modelují jednotlivé požadované funkce. Poté následuje třetí fáze a to návrh. V návrhu se diplomová práce soustředí na použitý jazyk, vývojové prostředí a návrh uživatelského rozhraní. Čtvrtou fází je implementace a pátá řeší testování.
5.1. Specifikace požadavků Hlavním bodem při vytváření programu pro uživatele je specifikování požadavků na software. To znamená zjištění, co vlastně uživatel chce, aby aplikace zvládala. Jedná se o specifické požadavky, které má software splňovat. Musí se zjistit, co vše musí vytvářený 40
program umět, jaké funkce budou potřebné pro celý software. Jedná se o to, co zákazník od daného programu očekává. K tomu, aby se daly specifikovat požadavky na software, je potřeba získat relevantní data. Jednotlivá data se dají získat pouze tak, že se budou zjišťovat od lidí, kteří aplikaci budou provozovat.
5.1.1. Funkční požadavky Prvním krokem je zadání požadavků na program. Od prokuristy firmy Rohde & Schwarz je definováno zadání na program takto: Správný manažer větší formy by měl mít k dispozici všechna data z výroby, ať je kdekoliv. Hlavním důvodem, proč je potřeba mít jednotlivá data stále k dispozici je možnost kontroly a možnost kdykoliv jednotlivé informace analyzovat. Hlavním důvodem je možnost kdykoliv a kdekoliv pomocí programu vyhodnotit data z databáze. Je třeba, aby manažer výroby nemusel uvažovat, jak jednotlivá data vypočítat, ale aby pouze vložil aktuální data a ta se sama vypočítala. Tím pádem nemusí myslet na vedlejší záležitosti, ale může rovnou uvažovat, co a jak lze při výrobě zlepšit. Je potřeba jednotlivá data snadno vkládat do aplikace pro výpočet. Po získání základního zadání na vytvoření programu se ještě musí specifikovat jednotlivé požadavky, které jsou vyžadovány uživatelem. K zjištění důkladných specifikací na program je potřeba udělat tzv. průzkum. Díky průzkumu se zjišťují informace o kontrolních procesech, kde se zapíší všechny formální a věcné náležitosti. Aby mohl manažer kdykoliv kontrolovat výrobu a provádět průzkumy z jakéhokoliv místa, a nemusel se zabývat způsobem získávání vyhodnoceného výsledku, je potřeba vytvořit aplikaci. Tato aplikace vyhodnotí po vložení dat potřebné informace. Analýzou informací od manažerů a IT oddělení je zajištěna zpětná vazba. Nejprve je nutné zjistit, jaké funkce jsou od daného programu požadovány. Tyto informace zjišťujeme zejména od manažerů a IT oddělení konkrétní firmy. Poté je nutné definovat jednotlivé parametry, které budou manažeři nejvíce využívat. Jednotlivá data lze vyhodnocovat podle několika kritérií: 41
•
podle data jednotlivé transakce výroby desek plošného spoje
•
podle zakázky
•
podle čísla linky
•
podle kolekce (sdružování více zakázek do jednoho clusteru)
Při dalším sběru informací a posuzování, došlo ke zjištění čtyř základních možných prvků pro vyhodnocování. Poté bylo potřeba rozhodnout, zda všechny tyto parametry pro vyhledávání jsou potřeba. Při dalších konzultacích bylo zjištěno, že jeden parametr není potřeba. K vyhledávání informací bylo použito jen třech parametrů: •
zakázky
•
linky
•
data
Tím se vyřešila potřeba funkcí pro vyhledávání jednotlivých dat. Druhým bodem pro toto zjišťování je potřeba výsledků, které potřebují manažeři pro své vyhodnocování a analýzy. Tím se dostávám do dalšího bodu zjišťování funkcí potřebných pro vyhodnocování. Při jednotlivých průzkumech se řešily preference manažerů. Dané parametry pro vyhodnocování, se musely brát nejen z toho, co manažeři chtěli, ale také z jednotlivých firemních dokumentací. K jednotlivým parametrům byla přiřazena hlavní firemní databáze, která pracuje na MySQL. Právě zde funguje hlavní vyhodnocování informací z výroby. Při analýze výsledků jsem dospěl k závěru, že výstupem informačního panelu pro manažera výroby musí být tyto parametry: •
celková efektivnost zařízení
•
ztráta výkonu
•
ztráta dostupnosti
•
počet chyb 42
•
počet druhů chyb
•
zobrazení grafu pro vyhodnocení ztráty času jednotlivé chyby
Tím se specifikovaly jednotlivé potřebné parametry pro vyhledávání a vyhodnocení informací. Vše co je potřeba vyhodnocovat, je tedy rozhodnuto a lze přejít k dalšímu bodu vytváření aplikace.
5.1.2. Nefunkční požadavky Nefunkční požadavek je takový požadavek, který nemá vliv na funkce samotné aplikace. Při zjišťování potřebných nefunkčních požadavků se zjistilo, že program nepotřebuje žádné zabezpečení (síťová ochrana). Jedná se pouze o pomůcku pro manažery, která potřebuje pouze zabezpečit integritu
stabilitu dat. Informační panel pro manažera výroby musí umět
vyhodnocovat potřebná data. Program musí být dostupný, ať je manažer se svým počítačem kdekoliv. Požadavek je závislý na systému, ve kterém bude fungovat. S jakým hardwarem bude daný program v interakci a jaký cíl má daný program pro firmu. Daný software bude závislý pouze na takových programech, které jsou ve firmě k dispozici. Požadavkem je mít možnost použít co nejvíce různých hardwarových komponent, aby program mohl pracovat na všech počítačích. Cíl vytváření požadovaného programu je sepsán výše na začátku této kapitoly.
43
5.1.3. Soupis funkčních požadavků 1 2 3 4 5
6
7
Zjištění co požaduje uživatel za program Vyhodnocování dat z výroby Co má program dělat Vyhodnocovat data podle daných parametrů Jaká data bude vyhodnocovat Jednotlivá data nashromážděná z výroby osazování desek plošného spoje Kdo bude program používat Manažer výroby Jaké druhy zadávání výběru specifikací Podle zakázky umožňovat Podle linky Podle data Co vše má program umět vyhodnocovat Celková efektivnost zařízení Ztráta výkonu Ztráta dostupnosti Počet chyb Počet druhů chyb Kde program bere jednotlivá data Předem vygenerovaný soubor tabulek z databáze Rohde & Schwarz a převedený do formátu souborů CSV. Tabulka 1: Funkční požadavky
5.2. Analýza programu Analýza slouží k pochopení kompletní problematiky v oblasti programu. V rozsahu analýzy se generují jednotlivé modely případů užití. Tyto diagramy jsou tvořeny nejen pomocí diagramu případů užití, ale také zahrnují jednotlivé specifikace případů užití a definic aktérů. [32]
44
5.2.1. Diagram případů užití Diagram případů užití se využívá k popisu chování struktur ze vztahu uživatele a říká, kteří uživatelé se systémem pracují a co vše v rámci systému provádějí.[33] Základem pro diagram případů užití je aktér, který popisuje uživatele neboli aktéra uvnitř soustavy. Aktér je v této soustavě v tzv. interakci. 5 Je potřeba si uvědomit, že aktérem nemusí být osoba, ale také se může jednat o jiný systém popřípadě hardwarové zařízení. Aktér může být jak primární, tak i pomocný. Vztahem mezi aktéry a diagram případů užití je takzvaná komunikační asociace popřípadě relace. Jedná se o znázornění toku informací.[33] Diagramy případů užití používají tři základní typy vztahů a to relace include, relace extend, generalizace případů užití. Hlavním bodem diagramu případů užití, který je vytvářen pro software informační panel pro manažera výroby, je Aktér. Diagram užití pro navrhovaný software je na obrázku 11. Aktérem je v tomto případě uživatel, který není nijak rozlišován ohledně práv. Je to díky tomu, že program je vytvářen pro manažery výroby, popřípadě jiné zaměstnance, kteří potřebují mít neustále k dispozici informace o výrobě. Aktuálnost je dána podle stáří vygenerovaných dat z výroby. Aktér používá aplikaci pro vyhodnocování informací z osazování desek plošného spoje. Jedná se o jeden článek výroby ve firmě Rohde a Schwarz. Z obrázku diagramů užití je patrné, že uživatel, v tomto případě manažer výroby, vloží data do programu pomocí „získání nových dat“. Po vybrání požadovaného souboru s daty z výroby musí tato data potvrdit. Mezi tím je vztah tzv. <
> viz popis jednotlivých typů vztahů. Po vložení dat do programu, lze jednotlivé informace z výroby řadit podle specifických požadavků. Nejvíce využívanými možnostmi je data vybrat pro vyhodnocení podle výběru zakázky nebo podle výběru dat. Oba tyto případy mají také vztah <> s výběrem nových parametrů.
5 „Interakce- oboustranné působení či vzájemná spolupráce mezi dvěma a více stranami, která jim umožňuje vzájemnou výměnu dat a informací. V oblasti IT se tak označuje zpravidla vzájemné fungování mezi uživatelem a programem. Uživatel vkládá vstupní data a na tato data následně program reaguje.“[34]
45
Obrázek 11 –Diagram případů užití [vlastní]
Po vložení dat do programu, lze jednotlivé informace z výroby řadit podle specifických požadavků. Nejvíce využívanými možnostmi je data vybrat pro vyhodnocení podle výběru zakázky nebo podle výběru dat. Oba tyto případy mají také vztah <> s výběrem nových parametrů. Po zvolení potřebných informací pro vyhodnocení se již používá možnost výpočet, kdy dochází k vygenerování údajů. Tento parametr je ve vztahu <<extend>>. Pro zadání dalších údajů pro generování nového vyhodnocení dat z výroby je potřeba nejprve data smazat. Dojde k vymazání výpočtů, a tím k uvolnění políček pro vyhodnocování nových informací. Tak lze jednoduše popsat funkci analýzy programu pro manažera výroby. Prvním výstupem analýzy je vznik diagramu případů užití.
46
Krok 1
Role Aktér Systém
2
Aktér
Systém
3
Aktér Systém
4
Aktér Systém
Akce Klikne na tlačítko pro vložení nové databáze. Vloží požadovanou databázi s daty, které se načtou do programu. Načte databázi do programu informačního panelu pro manažera výroby. Nadefinuje požadované prvky pro vyhodnocování, jako je možnost vyhodnocování dat pomocí zakázky, podle výběru dat popřípadě podle čísla linky. U možnosti výběru podle data je potřeba zadat rozsah, od jakého do kterého dne data vyhodnocovat. Zobrazí všechny požadované parametry pro vyhodnocení. Při výběru zakázky nabídne možnost pomocí rolovacího prvku s jednotlivými čísly zakázky. Při výběru pomocí dat nevytváří seznam s možností hodnot pro výběr, musí se zapsat ručně. Klikne na tlačítko pro výpočet vybraných parametrů Vypočítá pomocí nadefinovaných vzorců požadované parametry. Jedná se o výpočet OEE, který je udáván v procentech, hodnotu ztráta výkonu, ztráta dostupnosti, počet chyb, počet druhů chyb. Klikne na tlačítko pro vymazání hodnot. Vyprázdní vypočtené hodnoty pro další výpočty. Tabulka 2: Scénář diagramu užití
5.2.2. Schéma maker Na obrázku 12 je schéma maker, které znázorňuje statický pohled na systém. Základem je jméno jednotlivé třídy. Každá třída obsahuje určitou atributu. Hlavním bodem je menu, které umožňuje vybírat jednotlivé parametry dle nabídky. Mezi jednotlivé možnosti menu jsou- načíst data, vybrat parametry, vypočítat a vymazat. Menu a vybrat parametry má mezi sebou tzv. asociaci. Přičemž jedna možnost z menu odpovídá jedné nebo dvěma popřípadě třem parametrům. Menu má asociaci s „vypočítat“ v poměru 1 na straně menu a 5 na straně vypočítat. Jedná se o možnost výpočtu, kdy při výběru jedné z položek menu se vypočte všech 5 položek.
47
Obrázek 12 – Schéma maker [vlastní]
Vybrat parametry spolu s možnostmi jako je podle linky, podle zakázky, podle data odpovídají poměru 1 na straně vybrat parametry a na druhé straně 1..*. To znamená, že jedna hodnota odpovídá jedné nebo více hodnot.
5.2.3. Sekvenční diagram Sekvenční diagram říká, v jakém průběhu jednotlivé parametry probíhají. Co nastane dříve a co později. Na obrázku 13 je znázorněn sekvenční diagram, který znázorňuje popis komunikace mezi aktérem a jednotlivými objekty.
48
Obrázek 13 –Sekvenční diagram [vlastní]
5.3. Návrh programu Po dokončení specifikace požadavků a analýzy je potřeba dále rozvíjet program. K tomu, aby bylo možné na programu dále pracovat, je potřeba vytvořit návrh aplikace, který musí splňovat stanovené cíle, které byly sjednány, ale musí také odstranit všechny zjištěné nedostatky.
5.3.1. Jazyk a vývojové prostředí Nejtěžší částí při vytváření programu pro vyhodnocování dat z výroby pro manažera je vybrat správné vývojové prostředí. Snahou je využít co nejnižší investice do vývoje software. Díky tomu bylo při výběru programovacího jazyka a zpracování bráno v úvahu najít takové řešení, ke kterému již není potřeba nic nakupovat. Vše potřebné je bráno jako základní softwarové vybavení klasického podniku. Popřípadě využít aplikace, které mohou být díky licencování použity zdarma. Dalším bodem je zajistit co nejmenší náklady pro pravidelnou údržbu software. Hlavní snahou je vynaložit co nejméně prostředků tam, kde to není třeba, ale jinde pro zvýšení výroby vložit ušetřené finance. Příkladem může být využití volných prostředků pro modernizaci linky pro osazování desek plošných spojů. 49
Ohledně ceny se vše odvíjí od složitosti daného programovacího jazyku a jeho případné možnosti učení. Pro vytváření programu je zapotřebí vybrat specializovaný programovací jazyk pro vytvoření dané aplikace. Jak již bylo zmíněno výše, snahou je využít takový programovací jazyk, který pro firmu bude co nejméně finančně náročný. Hlavním bodem pro výběr byla otázka ohledně náročnosti daného programovacího jazyka. Díky tomu je brán ohled na takové vývojové prostředí, které je ve své funkci jednoduché, ale dokáže obsáhnout celou škálu potřebných funkcí. Pro tento výběr byly zohledněny možnosti firmy Rohde a Schwarz. Při rozboru programového vybavení všech počítačových sestav firmy Rohde & Schwarz se jednotlivé programy sepsaly a začal výběr jednotlivých možností. Při důkladném rozboru a zjištění všech možností daných aplikací se začalo rozhodovat mezi programem, který je zdarma a nepotřebuje licenci, nebo vybrat jeden z programů, které jsou ve firmě Rohde & Schwarz již nainstalovány. Nakonec zvítězila aplikace, která je součástí všech počítačů v Rohde a Schwarz. Je to dáno hlavně možností využitelnosti a není třeba instalovat dalších aplikací. To znamená, že vyvíjený program bude moci být spuštěn na kterémkoliv počítači ve firmě. Nebude se muset instalovat na tento počítač další software. Bylo zjištěno, že na všech počítačích se nalézá základní kancelářský software od firmy Microsoft. Jedná se o kancelářskou sadu Microsoft Office, která má ve svém základu klasický vývojový nástroj VBA (Visual Basic for Application). Jelikož je tato aplikace obsažena ve všech počítačích ve firmě, bylo zvoleno právě toto prostředí. VBA je součástí této sady naprosto zdarma, a proto tím nevznikají další finanční náklady. Není tedy potřeba dalšího programu pro vytváření aplikací. Právě z těchto důvodů bylo vybráno vývojové prostředí VBA pro daný program. Výhodou tohoto kancelářského balíku je snadné vytváření grafických prvků a grafů. Také lze v tomto programu vytvářet kontingenční tabulky pro složitější vyhodnocování.
50
5.3.2. Platforma U systémového návrhu je potřeba určit platformu pro vytváření softwaru. Z předešlé analýzy a výběru vývojového prostředí pro vytvoření programu informační panel pro manažera výroby vychází také potřeba jednotlivých aplikací pro využívání softwaru. Co je tedy potřeba k funkčnímu otevření vytvořeného programu v MS Office Excel VBA: •
Kancelářská sada MS Office
•
Operační systém
Vytvořená aplikace nebude potřebovat zadávat žádné informace do databáze. Program pro výpočet celkové efektivnosti zařízení a ztrát jednotlivých výkonů využívá pouze vložená data z databáze, žádné hodnoty se nevkládají ručně. Tento program pracuje na principu výběru jednotlivých vložených dat. Jednotlivá data se vypočítávají a vyhodnocují, popřípadě zobrazují pomocí grafu. Z předešlých kapitol specifikace požadavků a analýza vychází, že aplikace bude pracovat pouze na jednovrstvové architektuře.
Minimální požadavky: procesor RAM HDD Grafická karta rozlišení obrazovky monitor Operační systém Kancelářský balík
1,2GHz 1GB RAM (u Windows 7 a 10) 20MB volného místa na pevném disku alespoň 512 MB grafické paměti Minimálně 1366 x 768 15“ a vyšší Windows 7 popřípadě vyšší. Microsoft Office 2010 a vyšší Tabulka 3: Minimální požadavky
51
Doporučené požadavky: procesor RAM HDD Grafická karta rozlišení obrazovky monitor Operační systém Kancelářský balík
2x2GHz 2GB RAM (u Windows 7 a 10) 60MB volného místa na pevném disku alespoň 1 GB grafické paměti Minimálně 1920 x 1200 22“ Windows 10. Microsoft Office 2016
Tabulka 4: Doporučené požadavky
Přenositelnost Program pro výpočty musí být dokonale přenositelný na jakýkoliv jiný počítač využívaný ve firmě. Toho je docíleno pomocí MS Excel, který se ve firmě nachází na všech pracovištích a je všude běžně dostupný. Pro přenositelnost je nejlepším řešením USB flash disk, popřípadě médium. Díky malé velikosti je možnost využít jako médium CD (cédéčko). Lze ohledně velikosti média vybrat i možnost takzvaného mini CD, kdy tato média mají průměr cca 8 cm. Dalším a asi nejlepším řešením je použít tzv. síťové databáze, do které bude přístup odkudkoliv.
5.3.3. Návrh uživatelského rozhraní Uživatelské rozhraní je jedna z mála věcí, kterou uživatelé vidí a používají v aplikaci každý den.
Co to vlastně je uživatelské rozhraní. Jde o tzv. prezentační vrstvu, která
reprezentuje danou aplikaci a vytváří přívětivé uživatelské rozhraní. Proč je potřeba se daným uživatelským prostředím zabývat? Je to hlavně kvůli tomu, že každá aplikace nejen že musí být dobře naprogramována, ale má mít přívětivé a hlavně funkční prostředí. Nejlepší prostředí je takové, ve kterém se uživatel cítí velmi dobře a nemusí přemýšlet nad řešením. To znamená, že musí být intuitivní. Dobré uživatelské prostředí umožňuje využívat danou aplikaci tak, jak si to uživatel představuje. Uživatelské prostředí využívá uživatel pro získávání jednotlivých informací. Hlavním parametrem programu je co nejjednodušší získání potřebných informací.
52
Uživatel by se neměl danými informacemi zahltit. V opačném případě by se jednalo o přítěž oproti vyžadované užitečnosti. Při návrhu uživatelského rozhraní je dbáno na estetiku celého programu a proto se v programu využívá grafické rozhraní. Navigační diagram: Nahrubo vytvořený design vzhledu uživatelského produktu, kresleno na papír a poté naskenováno, pro představu.
Obrázek 14 –Navigační diagram [vlastní]
Maketa: Jedná se o podobu vytvořenou v programu malování. Jde o návrh, jak by mělo uživatelské prostředí vytvářeného programu vypadat. Jedná se o konečný vzor pro programátora, ten poté podle této makety vytváří funkční program. Texty se mohou lišit oproti hotové konečné verzi. 53
Obrázek 15 – Maketa [vlastní]
5.4. Implementace Dle návrhů připravených v minulých kapitolách následuje tzv. fáze implementace. Kapitola se zabývá samotnou implementací programu informačního panelu pro manažery výroby. Při tvorbě programu informační panel pro manažery výroby byla často použita metoda tvorby makra záznamem. Tento vygenerovaný kód byl dále podle potřeby upraven, aby vše správně fungovalo. Při prvním zapnutí vývojového nástroje v Excel VBA, bylo potřeba zvolit kartu vývojář, která se nejprve při prvním spuštění musí aktivovat. K aktivaci dojede pomocí karty soubor možnosti přizpůsobit pás karet vývojář potvrdit OK. Celý program je vytvářen do několika listů, které jsou podrobně sepsány níže. Filtr dat: Hlavním bodem programu je Filtr dat. Ve filtru dat se pomocí zdrojového kódu vypočítávají jednotlivé parametry. OEE: Výpočet OEE (celková efektivnost zařízení) v programu z jednotlivých dat databáze je počítáno pomocí jednoduchého vzorce. Jde o výpočet jednotlivých položek databáze. Pro tento 54
výpočet se používá suma „trans_čas“ a sečte se se sumou „takt_juky“, to vše se vydělí celkovým časem osazování. Tímto způsobem vyjde koeficient celkové efektivnosti zařízení, přičemž je potřeba toto číslo vynásobit stovkou, aby celkový výsledek vyšel v procentuální hodnotě. Problém nastává při výpočtu celkové efektivnosti zařízení, pokud se počítá s více linkami než jednou. Právě zde nastává problém díky počtu hodin, za které daná linka pracuje. Je několik možností při výpočtu celkové efektivnosti zařízení na třech linkách. První možnosti je použít čas na linku a ten vynásobit počtem linek. Druhým způsobem je vypočítat sumu „trans_cas“ sečíst se sumou „takt_juky“ a tento výsledek vydělit počtem linek. Popřípadě třetím způsobem je vypočítat celkovou efektivnost zařízení zvlášť na každé lince. Poté udělat rozdíl všech linek a z toho vyjde celkový čas efektivnosti zařízení. To znamená, že jednotlivé procentuální hodnoty OEE se sečtou a vydělí počtem linek. OEE = (suma [trans_cas + takt_juky] / čas osazování) * 100. Výpočet vychází ze základního vzorce, který je ve tvaru OEE = Availability × Performance × Quality (Celková efektivnost zařízení= dostupnost × výkon × kvalita) viz druhá kapitola. K výpočtu celkové efektivnosti zařízení při osazování SMD součástek je potřeba vyhodnotit co vše se dá zjistit. Kvalita neboli quality nelze stoprocentně zaručit a zjistit po osazování, a proto se do výpočtů nebere v potaz. Je to způsobeno hlavně tím, že jednotlivé desky plošného spoje se nedají na sto procent vyhodnotit ihned po osazení. Závada se většinou u desek plošného spoje zjistí až po smontování, nastavení a kontrole daného přístroje při výrobě. Popřípadě se nemusí závada projevit ihned, ale i po čase. Může nastat mnoho chyb při osazení, jako například špatně zapájený vývod součástek, neosazená součástka. Ne všechny tyto chyby vyhodnotí Juki systém. Nelze zjistit v momentě, kdy se měří jednotlivé časy, zda je deska dobrá. To se zjistí až v době, kdy dojde k testování. Jednotlivé testování může nastat klidně až po 2 dnech i více. Právě tento parametr se nemůže do výpočtu zpětně zahrnout. Takt juki- ideální čas, který vzniká u programátora. Pokud bude programátor vytvářet program pro osazování ideálně (poctivě), může mít takt 1 minutu, nebo například 1,5 minuty. Když naprogramuje osazovací program lépe, bude mít takt juki jen minutu, pokud
to
naprogramuje trochu hůř, bude mít 1,5 minuty, ten rozdíl je ztráta výkonu. To znamená, že daná mašina běží pomalejším výkonem, než by mohla fungovat. Tento rozdíl dá hlavně seřazení, kdy 55
programátor nastaví, která zakázka půjde kdy a na jakém přístroji, popřípadě jakým podavačem bude vložena. Na tento parametr má vliv použitá mašina Juki. Viz předešlá kapitola 3.4.2. Jak již bylo specifikováno v této kapitole, JUKI KE2070 dokáže osadit součástky rychlostí 23,300 CPH (počet / hodinu) a JUKI KE2080 pouze 20, 200 CPH. Avšak KE2070 dokáže osadit pouze součástky do velikosti 33,5 mm oproti KE2080, která zvládá až 74 mm. Jak již bylo psáno výše, záleží na nastavení programátora, a jak si s tím poradí. Performance (výkon) nepočítá se, protože se předpokládá, že je stoprocentní. To znamená, že referenční čas je na 100 %. Je to hlavně dáno tím, že nelze stoprocentně určit ztrátu výkonnosti. A to díky tomu, že každá zakázka je unikátní. Z toho vyplývá, že pro vyhodnocení osazování desek je možné použít pouze Availability neboli dostupnosti. Podle vzorce dostupnosti viz kapitola dvě. „availability = Operating Time / Loading Time“. (dostupnost = skutečná doba zařízení v provozu/očekávaná doba zařízení v provozu). To znamená, že se vezme doba, za kterou stoj vyrábí (běží) a vydělí se pracovní dobou neboli plánovanou dobou osazování v hodinách, která se pro výpočet převádí na sekundy. Ztráta výkonu: Pro výpočet ztráty výkonu je potřeba nejprve vypočítat čas ztrát. K tomu je zapotřebí odečíst dvě hodnoty z databáze, které nám dají přesný čas ztrát jednotlivého sdruženého formátu. Tento sdružený formát odpovídá jedné řádce v databázi. Čas ztrát vypočítáme snadno, odečte se hodnota „rozdil_od_predesle“ od hodnoty „takt_juki“ a „tranc_cas“. Tyto výpočty potřebují mít spočtené výsledky do řádku, aby je bylo možné dále vyhodnocovat podle druhu chyb a počtu. V programu je použita podmínka. Pokud je hodnota menší než 0, tak je zaznamenána 0. Pokud větší, tak se bere v úvahu samotný vzorec, jak je popsán víš. Celé číslo se dělí číslem 2x60 a jednou 24. Je to proto, aby číslo, které se vypočte, splňovalo podmínku hodnoty dne. Lépe se tak s tímto formátem pracuje. Pro upřesnění jde o vydělení prvního čísla šedesáti jako změny hodnoty ze sekundy na minutu, dalších šedesáti se dělí pro změnu minuty na hodinu. Poslední dělení číslem dvacet čtyři je provedeno díky změně hodnoty na dny. 56
Čas ztrát = KDYŽ((rozdil_od_predesle - takt_juki - tranc_cas)<0;0;( rozdil_od_predesle - takt_juki - tranc_cas))/60/60/24 Pro samotnou ztrátu výkonu se bere hodnota z „transakce_poznamka“. Pokud je v „transakce_poznamka“ obsažená hodnota „zpozdeno“, použije se čas, který je obsažen na této řádce. Tento čas je na řádce obsažen v buňce, kde se spočítal čas ztrát. Znamená to, že se pro výpočet ztráty výkonu berou jen hodnoty, které se nachází v buňce hodnota „zpozděno“. Hodnota čas ztrát se počítá i pro další výpočty jako je ztráta dostupnosti. Je tedy potřeba tuto hodnotu připravit i pro další výpočty. Jde o to, aby nebyla uzavřena jen pro výpočet ztráty výkonu. Ztráta výkonu = když (S2=“zpozdeno“;0) Ztráta dostupnosti: U ztráty dostupnosti se berou všechny hodnoty, které jsou obsaženy v buňce „transakce_poznamka“. Berou se v úvahu všechny hodnoty, kde není obsaženo slovo „zpozdeno“ nebo „ok“. Principem je to stejné, jako u ztráty výkonu. To znamená, že se bere v úvahu čas, který je obsažen na této řádce. Tento čas je na řádce obsažen v buňce, kde se spočítal čas ztrát. Znamená to, že se pro výpočet ztráty dostupnosti berou jen hodnoty, kde nejsou v buňce hodnoty „zpozděno“ a „ok“. Tyto všechny hodnoty se sečtou a vznikne celkový čas, kolik času se ztratilo všemi chybami. Ztráta dostupnosti =KDYŽ(transakce_poznamka 2<>"ok";KDYŽ(transakce_poznamka 2<>"zpozdeno"; čas ztrát 2;0);0)
57
Obrázek 16 – Vyhodnocování ztrát [vlastní]
Počet chyb: Při výpočtu počtu chyb je zapotřebí vyhledat kolikrát nastala v procesu chyba. Nebere se v úvahu, jaká chyba tam nastala, ale všeobecně všechny chyby. Tyto chyby se vyhledávají v políčku „chyba_text“, popřípadě by se dalo použít i „chyba_kod“. Tato funkce vyhledává, kolikrát se v dané databázi vyskytují chyby. POČET2 (vrátí počet buněk v rozsahu, které nejsou prázdné) tím vyhledá jen políčka, kde je něco zapsané. (chyba_text9;chyba_text…;“NULL“) Bere v úvahu hodnotu NULL, kterou vyhodnotí jako prázdné políčko. Funguje to tak že vyhledá všechny pole, kde je něco napsané. Z toho vyřadí hodnotu NULL a spočte, kolik je plných řádků sloupce „chyba_text“. Počet chyb zapíše do připraveného řádku, kde se zapíše podmínka. To znamená, že vypíše množství, kolikrát nastala jakákoliv chyba, aniž by bral v úvahu, jestli jednotlivé chyby nejsou úplně stejné. Zda jsou dané chyby stejné, tato funkce neřeší, jen vypíše počet chyb. Počet Chyb = POČET2 (chyba_text9;chyba_text…) – COUNTIF (chyba_text9;chyba_text…;“NULL“) Počet druhů chyb: Při výpočtu počtu druhů chyb je složitější zjistit, kolik je daných chyb zadáno. Je potřeba vytvořit speciální podmínku, která bere v úvahu počet všech chyb, ty pak roztřídit a zobrazí pouze ty, co tam nejsou vícekrát. To znamená, že je třeba vytvořit podmínku, která 58
bude odstraňovat takzvané duplicitní výrazy ve sloupečku. Jde o vypsání jedinečných hodnot v daném sloupci. Bere v úvahu jen ty chyby, které nemají stejný název. Pro výpočet kolik druhů chyb bylo použito funkcí KDYŽ, SUMA, ČETNOSTI A POZVYHLEDAT: „Funkce KDYŽ se používá k přiřazení hodnoty 1 každé pravdivé podmínce. Funkce SUMA se používá k určení celkového součtu. Funkce ČETNOSTI se používá k určení počtu jedinečných položek. Tato funkce ignoruje textové a nulové hodnoty. U prvního výskytu konkrétní položky vrátí počet odpovídající počtu výskytů dané položky. U každého dalšího výskytu stejné položky vrátí nulu. Funkce POZVYHLEDAT se používá k vrácení umístění textové hodnoty v oblasti. Toto číslo bude použito jako argument funkce ČETNOSTI, aby bylo možné vyhodnotit odpovídající textové hodnoty.“ [41] Počet druhů chyb = SUMA(KDYŽ(ČETNOSTI(POZVYHLEDAT(chyba_text 9: chyba_text 1349; chyba_text 9: chyba_text 1349;0);POZVYHLEDAT(chyba_text 9: chyba_text 1349; chyba_text 9: chyba_text1349;0)) > 0;1)) -1
Obrázek 17 – Pohled na filtr dat [vlastní]
Filtr dat obsahuje nejen položky pro výpočet, které se nacházejí nad tímto textem, ale také obsahuje všechna data, která jsou vybrána pro výpočty jednotlivých požadovaných parametrů. Právě z těchto dat vychází výpočty hodnot jako je OEE, ztráta výkonu, ztráta dostupnosti, počet chyb, počet druhů chyb.
59
Data: V této záložce, kterou program používá, se nachází část zkopírovaných dat z databáze. Jde o vlastní databázi programu, zkopírují se sem všechny řádky databáze, avšak ne všechny sloupce se přenáší. Většinu hodnot ze sloupce program nepotřebuje a nevyužije. Proto není potřeba je tam dávat a přenesou se do vlastní databáze programu jen ty parametry a hodnoty, které
program
potřebuje.
Například
parametry
jako
je
„operator1_name“
a
„operator1_surname“ není v programu zaveden. Protože není potřeba pro uživatele znát jména obsluhy. Seznamy: Jde o speciální list, do kterého si program implementuje seznam všech zakázek a ty pak protřídí proti duplicitě. Jde vlastně o generování vyskakující lišty pro výběr jednotlivé zakázky v hlavním zobrazení programu. Dále si zde podle zakázky generuje, jaké možnosti uživatel má dále pro hledání. Například pokud má zakázku pod určitým číslem, tak nabídne pouze jednu linku, na které se ta zakázka osazovala. Pokud by si uživatel mohl vybrat i tu, která zde není, program by nevěděl co dělat. To samé platí i pro datum transakce, zde je možné vybrat i někdy z více dnů, pokud zakázka sahala do dvou dnů a podobně. Záleží, jak je zakázka velká a v kolik hodin se začala vyrábět. Buffer: Jde o speciální list. Do tohoto listu si program implementuje seznam všech potřebných údajů. Při načítání externí databáze vyprázdní stará data smazáním, přičemž uvolní místo novým. Poté si vloží ze sloupečku A data se zakázkou, kterou pomocí makra upraví. Projede tento sloupeček a zkontroluje duplicity, pokud je více stejných hodnot, nechá z nich pouze jednu, tyto všechny data po kontrole duplicity seřadí od nejmenšího k největším a vloží takto seřazená data do záložky seznamy. Při vyhledávání pomocí zakázky vloží do tohoto listu jednotlivé použitelné údaje ve formátu datum. Jde o generování vyskakující lišty pro výběr jednotlivého data. Parametr je označen jako datum_transakce. Formát je „den. měsíc. rok“, příkladem je 12.01.2015 a 60
podobně. Jednotlivá data vloží seřazená a vyfiltrovaná podobně jako zakázku do záložky seznamy. Oproti zakázkám vloží tyto data do položky datum transakce. Log: Jde o speciální tabulku, do které se vkládají jednotlivá data. Jde o data týkající se vložení databáze. Obsahuje tři základní parametry, jde o datum, čas, cesta. Jednotlivé parametry se zapisují jen při vložení nové databáze do programu a tyto data tam pořád zůstávají i při zavření aplikace. To znamená, že se pouze zapíše přesně v jaký den, čase a roce se načetla daná externí databáze. Příkladem je: databáze, byla vložena dne 13.02.2016, v čase 17:42:42, a byla vložena z umístění C:\Users\Vlada\Desktop\2DataOee.csv. Formát zápisu vypadá tedy takto: datum čas 13.02.2016
cesta 17:42:42 C:\Users\Vlada\Desktop\2DataOee.csv Tabulka 5: Formát zápisu
KontTab1-3: Jde o data pro zobrazení grafu jednotlivých chyb. Tato data se zobrazují v časovém údaji, kde je přesně obsaženo, jak dlouho ztráta trvala. Popis jednotlivých chyb je vygenerován pomocí kontingenční tabulky. Tabulka je označena jednotlivými popisy. Jde o: popisy řádků, Součet z Ztráta dostupnosti, počet z „chyba_text“. Tato data se používají pro zobrazení grafu. Graf se vytváří až v hlavním zobrazovacím poli programu. Rozhraní: Rozhraní v programu obsahuje uživatelskou část programu, kterou uživatel využívá. Obsahuje jednotlivé informace a parametry jako je zakázka, linka, datum transakce, výběr podle data, ztráta dostupnost, počet chyb, počet druhů chyb, OEE. Mezi jiné obsahuje speciální funkční tlačítka pro výběr. Tlačítka v programu mají speciální názvy, které říkají, co lze s nimi 61
dělat. Jde o tlačítko vypočítat, vymazat, načíst nová data. Některé tyto funkce mají přímí vliv na záložku FiltrDat. Mezi jiné obsahují grafy, které jsou vloženy ze záložky KontTab1-3, přičemž každý graf odpovídá jedné kontingenční tabulce.
5.5. Testování Testování je jedna z důležitých potřeb při vývoji aplikace. Bez testování aplikace by program obsahoval mnoho chyb a nebyl by dostatečně stabilní. Je to něco, co se vždy při vývoji musí provést a podle tohoto testování vzniká buď špatný, nebo dobrý program. Asi nikdo nechce pracovat se softwarem, který bude neustále padat, nebude dělat přesně co má. Pokud se zanedbá tato fáze ve vývoji, nastává veliký problém. Nejlepší je kontrolovat chyby průběžně s vývojem software. Hlavním bodem při programování software je nutnost mít program funkční a stabilní. Je mnoho postupů jak této skutečnosti docílit. Chyby v programu všem programátorům stěžují práci, a proto se tyto chyby musí odstranit.
Chyby v programu se dají dělit na čtyři základní: Neúplné popřípadě kolizní uživatelské rozhraní- nejedná se o nejzávadnější druh chyb, avšak dokáží hodně znepříjemnit život. Příkladem může být nekonzistentní uživatelské rozhraní. Vezme-li se v úvahu, že ve Windows se používají pořád stejné klávesové zkratky u všech aplikací. Pokud by se však v novém programu měla stejná klávesová zkratka chovat jinak, uživatel by si to musel zapamatovat. Tím dochází k chybám, protože uživatel je zvyklý na jiné chování.[37] Nesplněné očekávání- v případě uživatelů je tento druh chyb jeden z nejhorších. Vždy je potřeba před vytvářením nového programu zjistit do co největších detailů jednotlivé potřeby zákazníků. Tento problém může nastat u komunikace. Při jednání s uživateli je potřeba jednat s co největším počtem osob, aby dané informace byly co nejpřesnější. Hlavní myšlenkou při
62
vývoji software je nesplňovat parametry, které se nedají splnit. Snahou je, aby zákazník věděl vše, co lze vytvořit a do detailu tyto podmínky splnit. To znamená splnit vše, co se slíbilo. [37] Špatná efektivita- uživatelé očekávají co největší rychlost při zpracování dat v reálném čase. Většina chyb nastává při špatném testování. Je potřeba aplikaci testovat na prostředí, které je reálné a podobné prostředí, které má uživatel. Pokud se jednou zkazí názor uživatele na aplikaci, těžko se jej přesvědčuje, že daný problém je již opraven. Takový uživatel se pak dané aplikaci vyhýbá obloukem. [37] Odlišné nebo neúplné data- právě tato chyba se stává nejčastějším druhem chyb. Některé tyto chyby dokáží zničit samotná data v databázi. Takový produkt by neměl jít vůbec na trh, dokud se neopraví.[37] Při vytváření programu je potřeba pořádně rozhodnout, jak program bude fungovat a co vše musí umět. Pozdější dodělávky daných parametrů nejsou tak jednoduché, jak se zdá, a většinou skončí značným problémem dané konzistence.
5.5.1. Inspekce produktu Jaký je vlastně důvod pro vznik inspekce produktu a k čemu tento obor slouží? Asi je zbytečné zde psát, co to vlastně je chyba programu. Každý program, ať je to sebelíp vytvořený software, má určitou chybu. Program může mít i bezvýznamnou vadu, ale i taková je chyba. Základem celého programování je fakt, že zdrojový kód produkují lidé. Právě díky tomu lze postřehnout, že dochází k chybám. Aby se chyby v programu co nejvíce redukovaly, je potřeba daný program dokonale překontrolovat. Bez sebemenší kontroly by nemohl program bezchybně fungovat. Inspekce produktu je velmi dobrá metoda pro eliminaci chyb. Tato metoda udává až osmdesáti procentní úspěšnost odhalování chyb. Vynaložené prostředky na inspekci produktu
63
se udávají okolo deseti procent oproti klasické kontroly na počítači. Kontrola se provádí tzv. DSP 6 (digitální signálový procesor) procesem. [38] Hlavním tvůrcem inspekce produktu je Michael Fagon. On v roce 1972 vytvořil ve společnosti IBM obor pojmenován inspekce procesu. Celkový proces zahrnoval formalizované prohlídky kontroly daného kódu. Právě Michael Fagon prosazoval myšlenku, že do kontroly kódu nepatří její oprava, ale jen hledání závad. Oprava samotného programu přísluší pouze a jen programátorovi. Díky tomu založil a pojmenoval společnost „Fagon inspekce“. Jednotlivé procesy postupně vylepšoval a upravoval. Poté tuto nástavbu pojmenoval jako „Defect-Free Process“(bezchybné procesy). [39] Bylo potřeba program dále kontrolovat. Pro kontrolu zdrojového kódu se použila inspekce produktu od Fagona. •
Doba kontroly: 60 minut.
•
Programátor (já) vysvětlení logiky všech příkazů, jak co funguje
•
Moderátor: podle daného úkolu kontroloval správnost kontroly inspekce produktu. Znamená to, že každý z přítomných dělá to, co má.
•
Zapisovatel: zapisuje vše co se děje, v tomto případě je zapisovatel ta samá osoba jako moderátor.
•
Poslední rolí a také osobou je další programátor, který pomáhá pomocí otázek, zda vše je jak má být.
6
DSP- zkratka pro mikroprocesorové optimalizované algoritmy pro zpracování digitálních signálů
64
Zápis z kontroly:
Id chyby Stručný název chyby Popis chyby
ID1 Chyba při načítání dat do programu Pokud se v programu při načítání souboru nevyberou žádná data, vyskočí chyba a program přestane reagovat GetOpenFilename Programátor (já)
Kde se chyba nachází Kdo chybu napraví
Tabulka 6: Chyba z kontroly ID1
Id chyby Stručný název chyby Popis chyby
ID2 Chyba při vymazání dat Při vymazání dat z výpočtu vyskakuje hláška o vyprázdnění datové schránky, zbytečně se narušuje plynulost programu.
Kde se chyba nachází Kdo chybu napraví
Programátor (já) Tabulka 7: Chyba z kontroly ID2
Id chyby Stručný název chyby Popis chyby
ID3 Chyba při výběru podle zakázky Při výběru dat podle zakázky, kdy se nevybere žádná hodnota, náhle se přeruší program a dojde k pádu aplikace.
Kde se chyba nachází Kdo chybu napraví
Programátor (já) Tabulka 8: Chyba z kontroly ID3
Náprava jednotlivých chyb po kontrole: ID1: If soubor = False Then p = MsgBox("Není zadán žádný sešit !", 48, "CHYBA") Exit Sub End If
65
ID2: Application.CutCopyMode = False 'vypráznění dat ze schránky, aby nevyskočila hláška ID3: If List1.Range("C3").Value = "" Then MsgBox "Není zadaná zakázka!" Exit Sub End If
5.5.2. Plán testů Plán testu je speciální dokument, který říká, jaké všechny testy se budou provádět. Daný dokument také udává, jakou strategií se bude program testovat. V tomto dokumentu musí být udán časový harmonogram pro testování a jméno osoby, která je za jednotlivé testy odpovědná. Jednotlivá testování se přizpůsobují uživatelským požadavkům. Jednotlivé uživatelské požadavky lze nalézt v kapitole „5.1 Specifikace požadavků“ popřípadě doplnit o informace z diagramu případů užití. Testování uživatelského rozhraní bylo provedeno manuálně, jedná se o tzv. funkční test. Dalším bodem je provedení akceptačního testu, který je také proveden manuálně, avšak se zadavatelem pro vytvářený program. Typ testu Funkční test Uživatelské rozhraní Systémový test Akceptační test
Termín 28.11.2015 05.01.2016 06.03.2016 10.03.2016
Tabulka 9: Termíny testů
66
Zodpovědná osoba Programátor Programátor Programátor Zákazník
5.5.3. Akceptační kritéria V bodě akceptační kritéria byly vypsány všechny body pro akceptační test, které se použijí pro testování softwaru.
Popis kritéria Vytvořený program musí projít všemi akceptačními kritérii. Jedná se o vady typu A-C. Vada A patří k nejvíce kritickým a nesmí vůbec nastat, díky ní by mohl být program nestabilní. Vada B je méně kritická, jedná se o funkční omezení, které není tak veliké a zkušený uživatel jej může obejít. Vada C patří k drobným chybám, mají velmi malý vliv na funkčnost aplikace, a proto jsou skoro bezvýznamné. Dle domluvy mezi zadavatelem aplikace a programátorem, je povoleno v aplikaci mít chyby v těchto počtech: Vada A- 0x Vada B- 1x Vada C- 2x Tabulka 9: Kritéria akceptačního testu
ID Testu
Název testovacího případu
001 002 003 004
Načíst data do programu Vybrat podle zakázky Vybrat podle data Vymazat vyhodnocené data pro zadání nových
ID Název testovacího případu
ID testovacího případu užití
Tabulka 10: Testovací případy
001 Načíst data do programu Akce testera
Reakce systému
1.
Kliknout: načíst nová data
2.
Vybrat databázi, kliknout otevřít
Zobrazí okno s možností výběru otevřít/zrušit. Jednotlivé parametry se načtou z databáze do programu.
67
Výsledek Poznámky (ok/error) ok
ok
3.
Kliknout zrušit
4.
----
Zobrazí hlášku: „chyba, není zadán žádný sešit !“ Vrátí se zpět do hlavního menu Celkový výsledek
Tabulka 11: Testovací případ ID001
ok ok ok
ID 002 Název testovaVybrat podle zakázky cího případu
1.
2. 3.
Akce testera
Reakce systému
Výsledek Poznámky (ok/error)
Kliknout na možnost výběru zakázky
Zobrazí se rolovací okno s výpisem zakázek
ok
----
ok
Vybrat číslo požadované zakázky a kliknout. Potvrdit pomocí „vypočítat“
4.
----
5.
----
6.
----
7.
----
8.
----
Probíhá výpočet všech parametrů Zobrazí se hodnota ztráta výkonu Zobrazí se hodnota ztráta dostupnosti Zobrazí se hodnota počet chyb Zobrazí se hodnota počet druhů chyb Zobrazí se hodnota OEE Celkový výsledek
Tabulka 12: Testovací případ ID001
ID Název testovacího případu
2.
ok ok ok ok ok
003 Vybrat podle data Akce testera
1.
ok
Kliknout na možnost od Kliknout na možnost do
Reakce systému
Výsledek Poznámky (ok/error)
----
ok
----
ok
68
3.
Potvrdit pomocí „vypočítat“
4.
----
5.
----
6.
----
7.
----
8.
----
Probíhá výpočet všech parametrů Zobrazí se hodnota ztráta výkonu Zobrazí se hodnota ztráta dostupnosti Zobrazí se hodnota počet chyb Zobrazí se hodnota počet druhů chyb Zobrazí se hodnota OEE Celkový výsledek
Tabulka 13: Testovací případ ID002
ID Název testovacího případu
ok ok ok ok ok ok
004 Vymazat vyhodnocené data pro zadání nových Akce testera
1.
ok
Reakce systému
Kliknout: „Vymazat“
Dojde k vymazání všech vypočítaných hodnot Celkový výsledek
Tabulka 14: Testovací případ ID003
Výsledek Poznámky (ok/error) ok ok
5.5.4. Integrita dat Integrita dat v databázových programech je velice důležitá. Jedná se o stav, kdy informace obsažené v databázi musí být totožné s daty, které jsou použity v daném programu. Z toho vyplývá, že jednotlivá data při přenosu či uložení musí být totožná. Nesmí dojít k neočekávaným chybám. Garancí zaručující přesnost a totožnost dat v jednotlivé databázi je tzv. datová integrita. Jedná se o podmínku zajišťující, že data se ukládají a používají konzistentně. Nesmí nastat problém ohledně jiného tvaru dané informace, to může být zapříčiněno formátem buněk v Excel tabulce a podobně.
69
„Druhy integritních omezení: Entitní integritní omezení – povinné integritní omezení, které zajišťuje úplnost primárního klíče tabulky (zamezí uložení dat, jež by v těchto polích byla stejná jako v nějakém jiném řádku tabulky) Doménová integritní omezení – zajišťují dodržování datových typů/domén definovaných u sloupců databázové tabulky Referenční integritní omezení – zabývají se vztahy dvou tabulek, kde jejich relace je určena vazbou primárního a cizího klíče Aktivní referenční integrita – definuje činnosti, které databázový systém provede, pokud jsou porušena některá pravidla“ [40] Při vytváření programu s integritním omezením nastal problém s Excel logikou pro výpočty. Nakonec bylo použito vypočítání a převod normálních hodnot formátu buněk z obecné hodnoty na časovou. Pro výpočty mezi jednotlivými hodnotami je potřeba mít všechny formáty stejné. Ve sloupečku „start_time“ je formát ve tvaru: „dd.mm.rrrr h:mm“. Hodnota „tranc_cas“ má formát „obecný“, přitom se jedná o hodnotu sekund. Aby jednotlivé sloupečky byly ve stejném formátu, je použito převodu na hodnotu ve dnech. Excel počítá vše od data 1.1.1900. Od tohoto data se vše odvíjí. Pokud se převede dle Excelu hodnota 15 „obecného“, tak se ve formátu „Datum“ zobrazí hodnota: 15.01.1900. Ze začátku vznikaly problémy s výpočty. Vše se musí proto přepočítávat, aby se získala správná hodnota.
5.6. Uživatelská příručka Při vytváření vzhledu se rozhodovalo mezi spoustou návrhů. Nejlepším se nakonec zdálo využít co nejjednodušší vzhled bez zbytečných grafických tvarů. Hlavní ovládání programu je rozděleno do třech částí. První část je zařazena jako výběrová, která slouží k výběru jednotlivých parametrů pro výpočet. Toto rozhraní se nachází v levém horním rohu. Dané rozhraní je na obrázku 18. Skládá 70
se z políčka zakázka, kde si uživatel vybere jednotlivé číslo dané zakázky. Pro výběr slouží pole se seznamem, kdy po stisknutí vyjede rolovací lišta. Zde si uživatel vybere danou zakázku. Po daném výběru uživatel klikne „Najít zakázku“. V tomto okamžiku se vyhledá zakázka v datech a přenese se daný výběr do záložky FiltrDat. Po daném kroku je možnost výběru, zda vybrat Linku z rolovacího pole, popřípadě datum transakce. Je to jen možnost, k vypočítání zakázky postačuje vybrat jen zakázku a stisknout „Najít zakázku“. Druhou možností je použití výběru podle data. Zde si uživatel zadá ručně rozmezí od kdy, do kdy chce data spočítat.
Obrázek 18 – Rozhraní [vlastní]
Druhá část programu je brána jako funkční, to jest tlačítka pro výpočty. Pro jednotlivé výpočty a mazání minulých parametrů výpočtů slouží funkční tlačítka (obrázek 19). K použití je možné využít jednu ze tří možností. Při zapnutí programu je potřeba načíst databázi. Tu lze načíst pomocí tlačítka „Načíst nová data“. Po spuštění se zobrazí vyskakující okno s výběrem externího souboru (obrázek 20). Po načtení databáze lze vybrat data pomocí výběrové části programu. Po vybrání parametrů lze stisknout tlačítko „Vypočítat“ přičemž dojde k výpočtu všech parametrů, které se zobrazí ve třetí části programu.
Obrázek 19 – Funkční tlačítka [vlastní]
Obrázek 20 – Vyskakující okno [vlastní]
71
Třetí část programu je zobrazovací. Zobrazovací část má dvě základní části. První částí jsou samotné výpočty jednotlivých parametrů, druhou částí jsou grafy s vyznačenými druhy chyb. Tyto chyby mají v grafu znázorněny jednotlivé úseky i s časovým vyjádřením dané chyby. To znamená, že u dané chyby se dá snadno vyčíst, kolik hodin se ztratilo danou chybou. Snadno lze poznat, při jaké chybě měl stroj nejvíce prostojů, a muselo se čekat před další výrobou jednotlivé desky. Nejvíce peněz firma vynaloží právě při osazování kvůli jednotlivým chybám. Právě díky tomu je potřeba jednotlivá data třídit a vyhodnocovat, aby byly jednotlivé informace, které se generují, k užitku. Program dokáže vypočítat časové hodnoty pro Ztrátu výkonu a ztrátu dostupnosti. Další parametry, které zobrazuje, jsou zobrazeny v číselné podobě. Jde o hodnoty počtu chyb a počtu druhů chyb. Poslední hodnotu, kterou program vypočítá je OEE, které je generováno v procentuální hodnotě.
Vzor chybových hlášek z výroby: Ztráta výkonu: Ztráta výkonu je taková ztráta ve výrobě, která není taková, aby zabírala v čase výroby veliký prostor. Díky tomu se u této ztráty nikam nezapisují důvody, proč ke ztrátě došlo. Jde o čas, který je ve firmě ještě pokládán za náležitou hodnotu. Tato hodnota se vejde do předem definovaného taktu. Daná ztráta se musí vejít do hodnoty +30 %. Ztráta dostupnosti: Ke ztrátě dostupnosti dochází kvůli seznamu specifických chyb. Dané chyby se nevejdou do třiceti procentní rezervy, kterou firma specifikuje jako tolerovatelnou. Jde o takové závady, jež dosahují velikých ztrát. Právě takové poruchy při osazování je potřeba vyhodnocovat. Jednotlivé chyby se dají analyzovat a provádět statistiky díky specifickým názvům problémů. Individuální problémy lze rozdělit na dva základní a to na technické a organizační. Technické: Jde o problém způsobený technikou. Lze nalézt při jakékoliv výrobě spoustu technických závad a problémů, mezi nejčastější, které se vyhodnocují ve firmě Rohde & Schwarz patří: softwarová závada, dodatečné seřízení nebo nastavení, úprava dat, mechanická nebo elektrická závada, ruční osazování, kontrola první desky, čekání na AOI-
72
technický problém, čekání na reflow, vadný podavač- tombstone, chybějící podavač- ruční osazování. Tyto jednotlivé chyby mají určitý význam ve firmě. Softwarová závada- jedná se o chyby způsobené na software přístroje Juki. Mezi časté problémy vyskytující se ve firmě je chyba na stroji ucpání trysky, špatné vakuum, chyby laseru (nutnost vyčistit laser). Dodatečné seřízení nebo nastavení- jedná se o seřizování stroje během výroby, je-li nalezen určitý defekt. Úprava dat- osazovací data neodpovídají realitě, stroj osazuje součástky mimo danou plochu či pozici. Jde o úpravu osazovacích dat. Při této chybě musí operátor jít do zdrojových dat a jednotlivý parametr opravit. Mechanická nebo elektrická závada- zde je potřeba pořádně pochopit chybu, zda je chyba zde, nebo se jedná o softwarovou chybu. Ruční osazování- tento proces nastává při chybě na stroji a musí se určitý počet součástek dopájet ručně. Může se stát, že součástky přijdou špatně zabaleny. Přístroj by to zvládl osadit, ale musela by součástka přijít v jiném balení. Kontrola první desky- při každé nově spuštěné zakázce, kdy se mění typ desky plošných spojů, jde první deska sama. Tato deska projde celou výrobou až po zatavení a po té je překontrolována specializovanou osobou. Pokud je vše v pořádku, pustí se celá zakázka. Čekání na AOI- technický problém- AOI neboli automatická optická inspekce. Jedná se o automatickou kontrolu prováděnou speciálními kamerami, přičemž se zjistí, zda je deska v pořádku. Pokud nastane problém, může se stát, že se zahltí volné místo před kontrolou dalšími deskami. Nastane-li tato situace, zastaví se výroba a čeká se na odstranění závady. Čekání na reflow (pec)- jedná se o tavnou pec, která zatavuje desky. Může nastat několik možností: nová zakázka potřebuje jinou teplotu než předešlá nebo naopak- musí se zvýšit popřípadě snížit teplota pece. Další možností je plná pec, to znamená, že je zaplněna celá kapacita. 73
Vadný podavač- tombstone- jedná se o podavač, na kterém jsou jednotlivé SMD součástky natočeny a Juki přístroj si je z tohoto mechanického podavače bere. Chybějící podavač- ruční osazování- jednotlivé podavače mají různé parametry pro osazování součástek. Může se stát, že daný podavač je použit v jiné lince na jinou zakázku. Nezbývá nic jiného než to ručně osadit, pokud je na danou desku ve firmě veliká poptávka. Organizační: problém je způsoben organizací, málo lidí, materiálu a podobně. Nejčastěji se ve firmě objevují tyto problémy: chybějící materiál – kotouč chybějící materiál – stick chybějící materiál – plato chybějící materiál chybějící podavač chybějící personál vadný materiál čekání na přípravu zakázky čekání na AOI – personál chybějící mat. – kardex čekání na tisk. Jednotlivé organizační problémy se musí roztřídit, musí být přesně dáno, co jaká chyba ve výrobě znamená. Jednotlivé chybějící materiály jako je plato, kotouč, stick. Jde o uchycení součástek v mašině. Jednotlivé detaily si lze prohlédnout na obrázku číslo 21. Počet chyb: jedná se o všechny chyby, nebere se v úvahu duplicita. 74
Počet druhů chyb: jedná se o stejná data, jako je tomu u počtu chyb s jediným rozdílem, že se bere v úvahu duplicita. Ukazuje, kolik druhů chyb v daném období bylo přítomno. OEE: koeficient celkové efektivnosti zařízení.
Obrázek 21 – Vypočtené hodnoty [vlastní]
75
Závěr Cílem diplomové práce bylo navrhnout, naprogramovat a následně předat program manažerům ve firmě Rohde a Schwarz. V průběhu vytváření softwaru informační panel pro manažera výroby bylo zjištěno, že pro funkční program je potřeba jej určitým způsobem otestovat. Díky tomu je do jednotlivých fází vývoje přidána kapitola testování. Prvním bodem testování je tzv. inspekce produktu, kterou vymyslel pan Fagon. Také díky tomu se jí často říká Fagonova inspekce produktu. Metoda byla vybrána díky její účinnosti, která je až k osmdesáti procentní úspěšnosti odhalování chyb viz kapitola „5.4.1 Inspekce produktu“. Tato metoda byla nejvíce přínosná při odhalování chyb. Nelze opomenout jednotlivá akceptační kritéria, která byla velice přínosná pro odhalování dalších chyb v průběhu zkoušení softwaru. Právě při zvolení akceptačních kritériích se musely zvolit takové testy, u kterých lze snadno odhalit nedostatky. Po diskuzi s potenciálními uživateli programu jsem vybral tyto testy: Načíst data do programu, vybrat jednotlivá data podle zakázky, podle data, vymazat vyhodnocená data pro zadání nových. Při testování se odhalilo spoustu nedostatků, docházelo k zamrzání aplikace a výskytu chybových hlášek. Díky akceptačnímu testu a inspekci produktu se tyto chyby odstranily. Integrita dat byla využita při ladění výsledků výpočtů, kdy docházelo k nečekaným hodnotám. Jednotlivé nedostatky integrity dat se odstranily, viz kapitola 5.4.4. Pokud bych vytvářel tuto aplikaci znovu, určitě bych použil jiný programovací nástroj. Hlavním důvodem je, že Visual Basic for Application má pro vyhodnocování dat mnoho nevýhod. Stěžejní nevýhodou je otázka využitelnosti u Excelu samotného datového listu aplikace. To znamená, že všechny hodnoty se musely vkládat do listu aplikace Excel. Popřípadě bych se zaměřil na vytváření tzv. virtuálního úložiště pro výpočty, které je mnohem rychlejší než to, které je využito v aplikaci této diplomové práce.
76
Použité zdroje [1] Štíhlá výroba - Lean Production. Synext.cz [online]. 2008 [cit. 2015-12-15]. Dostupné z: http://www.synext.cz/stihla-vyroba-lean-production.html [2] BLACK, John R. Lean production: implementing a world-class system. 1st ed. New York, NY: Industrial Press, 2008. ISBN 9780831133511. [3] DENNIS, Pascal. Lean production simplified: a plain language guide to the world's most powerful production system. 2nd ed. New York: Productivity Press, c2007. ISBN 9781563273568. [4] Just in time. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. San Francisco (CA): Wikimedia Foundation, 2015 [cit. 2015-11-20]. Dostupné z: https://cs.wikipedia.org/wiki/Just_in_time [5] Lejbová, K. Efektivita implementovaného systému KANBAN. Zlín, 2009. Bakalářská práce. Fakulta technologická Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně, Katedra andragogiky. Vedoucí bakalářské
práce
doc.
Ing.
Zdeněk
Čujan,
CSc.
Online
z:
http://digilib.k.utb.cz/bitstream/handle/10563/8116/lejbov%C3%A1_2009_bp.pdf [6] VÍTEK, Václav. SVĚT PRODUKTIVITY: Kanban. In: SVĚT PRODUKTIVITY [online]. 2012 [cit. 2015-11-29]. Dostupné z: http://www.svetproduktivity.cz/slovnik/Kanban.htm [7] LIU, X, Paul R COHEN a M BERTHOLD. Advances in intelligent data analysis: reasoning about data : second international symposium, IDA-97, London, UK, August 4-6, 1997 : proceedings. New York: Springer, c1997. ISBN 3540633464. [8]
ŠKALOUDOVÁ,
Alena.
Faktorová
analýza:
UNIVERZITA
KARLOVA:
PEDAGOGICKÁ FAKULTA. In:Kps.pedf.cuni [online]. 2010 [cit. 2016-03-09]. Dostupné z: http://kps.pedf.cuni.cz/skalouda/fa/ [9] CLIFTON, Christopher. ENCYKLOPEDIA BRITANNICA: Data mining [online]. In: . 2014 [cit. 2016-03-09]. Dostupné z: http://www.britannica.com/technology/data-mining
77
[10] OEE a odvozené ukazatele TEEP, PEE, OAE, OPE, OFE, OTE a CTE. Mescentrum [online]. 2013 [cit. 2015-12-03]. Dostupné z: http://mescentrum.cz/clanky/mes-mom/133-oee [11] Management mania: KPI (Key Performance Indicators) - klíčové ukazatele výkonnosti. Management
mania
[online].
2015
[cit.
2015-12-04].
Dostupné
z:
https://managementmania.com/cs/key-performance-indicators [12] STAMATIS, D. The OEE primer: understanding overall equipment effectiveness, reliability, and maintainability. Boca Raton, [FL]: CRC Press, c2010. ISBN 1439814066. [13] EKONOMIKA: Variabilní náklady. Ekonomika: otazky.studentske [online]. 2005 [cit. 2015-12-03].
Dostupné
z:
http://ekonomika-otazky.studentske.cz/2008/06/variabiln-
nklady.html [14] VÍTEK, Václav. SVĚT PRODUKTIVITY: CEZ (OEE). In: SVĚT PRODUKTIVITY [online]. 2012 [cit. 2015-11-29]. Dostupné z:http://www.svetproduktivity.cz/slovnik/CEZOEE.htm [15] TYRYCHTR, Jan. Provozní a analytické databáze: Teoretické základy [online]. Praha: ČSVIZ,
2015
[cit.
2015-10-18].
ISBN
978-80-87968-02-4.
Dostupné
z:
http://www.csviz.cz/kniha-provozni-a-analyticke-databaze/ [16] Managementmania: DBMS (Database Management System) - systém řízení báze dat. In:Managementmania
[online].
2012
[cit.
2015-11-19].
Dostupné
z:
https://managementmania.com/cs/dbms-database-management-system-system-rizeni-baze-dat [17] Managementmania: IBM DB2. In: Managementmania [online]. 2013 [cit. 2015-11-19]. Dostupné z: https://managementmania.com/cs/ibm-db2 [18] Managementmania: MySQL. In: Managementmania [online]. 2013 [cit. 2015-11-19]. Dostupné z: https://managementmania.com/cs/mysql
78
[19] Papouch: Variabilní náklady. Papouch RSS: O společnostech Papouch [online]. Praha, 2015 [cit. 2015-12-03]. Dostupné z: http://www.papouch.com/cz/website/mainmenu/o-nas/ospolecnosti-papouch/ [20] Papouch. Papouch RSS: Karty pro PC [online]. Praha, 2015 [cit. 2015-12-03]. Dostupné z: http://www.papouch.com/cz/website/mainmenu/products/pc-karty/ [21] Papouch. Papouch RSS: Quido ETH 4/4 [online]. Praha, 2015 [cit. 2015-12-03]. Dostupné z: http://www.papouch.com/cz/shop/product/quido-eth-4-4-vstupy-vystupy-teplomer-ethernet/ [22] JUKI Official Corporate Profile Corporate Outline,Directors. JUKI [online]. 2015 [cit. 2015-12-15]. Dostupné z: http://www.juki.co.jp/company_e/kaisya.html [23]
Corporate
data-
Juki
[online].
2014
[cit.
2015
12-15].
Dostupné
z:
http://www.juki.co.jp/ir_e/pdf/databooklet2014_e.pdf [24] Prospekt_2070_2080 [online]. 2010 [cit. 2015 12-16]. Dostupné z: http://jassmt.com/Dateien/Brochures/Prospekt_2070_2080_en.pdf [25]
ke207080
[online].
2010
[cit.
2015
12-16].
Dostupné
z:
http://www.juki.co.jp/smt_e/dl/gltc/ke207080.pdf [26] JUKI: High-Speed Chip Shooter KE-2070. JUKI [online]. 2014 [cit. 2015-12-16]. Dostupné z: http://www.juki.co.jp/smt_e/introduce/products/ke2070.html [27] JUKI: High-Speed Chip Shooter KE-2080. JUKI [online]. 2014 [cit. 2015-12-16]. Dostupné z: http://www.juki.co.jp/smt_e/introduce/products/ke2080.html [28] Cogiscan: ABOUT US. Cogiscan [online]. Kanada, 2010 [cit. 2015-12-21]. Dostupné z: http://www.cogiscan.com/about-us/ [29]
cogiscan_brochure_web
[online].
2015
[cit.
2015
11-21].
Dostupné
http://www.cogiscan.com/wp-content/themes/cogiscan/fichiers/cogiscan_brochure_web.pdf
79
z:
[30] Cogiscan: PARTNERS. Cogiscan [online]. Kanada, 2010 [cit. 2015-12-21]. Dostupné z: http://www.cogiscan.com/partners/?lang=en [31] Cogiscan: SOLUTIONS. Cogiscan [online]. Kanada, 2015 [cit. 2015-12-31]. Dostupné z: http://www.cogiscan.com/solutions/ [32] Agilemodeling: UML 2 Use Case Diagramming Guidelines [online]. In: . ©2003-2014 [cit. 2015-12-19]. Dostupné z: http://www.agilemodeling.com/style/useCaseDiagram.htm [33] BUCHALCEVOVÁ, Alena, jarmila PAVLÍČKOVÁ a Luboš PAVLÍČEK. Základy softwarového inženýrství: materiály ke cvičení. Praha: Oeconomica, 2007. ISBN 978-80-2451270. [34] It-slovnik: Interakce. In: It-slovnik [online]. ©2008-2016 [cit. 2016-02-05]. Dostupné z: http://it-slovnik.cz/pojem/interakce [35] KANISOVÁ, Hana a Miroslav MÜLLER. UML srozumitelně. 2. aktualiz. vyd. Brno: Computer Press, 2007. ISBN 978-80-251-1083-6. [36] ARLOW, Jim a Ila NEUSTADT. UML 2 a unifikovaný proces vývoje aplikací: objektově orientovaná analýza a návrh prakticky. 2., aktualiz. a dopl. vyd. Brno: Computer Press, 2007. ISBN 978-80-251-1503-9. [37] ROBBINS, John. Ladění a testování aplikací pro .NET a Windows. 1. vyd. Praha: Grada, 2004. Moderní programování. ISBN 80-247-0774-8. [38] Ivo Vondrák. VŠB – Technická univerzita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky katedra informatiky. Úvod do softwarového inženýrství[online]. 2002 [cit. 2015 03-09]. Dostupné z: http://vondrak.cs.vsb.cz/download/Uvod_do_softwaroveho_inzenyrstvi.pdf [39] FAGAN, Michael. Michael Fagan Associates: About Us. In: Mfagan [online]. 2011 [cit. 2015-12-09]. Dostupné z: http://mfagan.com/about_us.html [40] Databaze.chytrak: databáze [online]. In: . 2010 [cit. 2015-12-09]. Dostupné z: http://www.databaze.chytrak.cz/index.htm 80
[41] Office: Určení počtu jedinečných hodnot mezi duplicitními položkami. Support.office.com [online].
2007
[cit.
2016-02-31].
Dostupné
z:
https://support.office.com/cs-
cz/article/Ur%C4%8Den%C3%AD-po%C4%8Dtu-jedine%C4%8Dn%C3%BDch-hodnotmezi-duplicitn%C3%ADmi-polo%C5%BEkami-7889942d-824e-4469-893c191d1efde950?ui=cs-CZ&rs=cs-CZ&ad=CZ [42] BUCHALCEVOVÁ, Alena a Iva STANOVSKÁ. Příklady modelů analýzy a návrhu aplikace v UML. Vyd. 1. Praha: Oeconomica, 2013. ISBN 978-80-245-1922-7. [43] MAYER-SCHÖNBERGER, Viktor a Kenneth CUKIER. Big Data. 1. vyd. Brno: Computer Press, 2014. ISBN 978-80-251-4119-9.
81
Seznam obrázků Obrázek 1 – Ztráty .................................................................................................................... 15 Obrázek 2 – Quido ETH 4/4 ..................................................................................................... 23 Obrázek 3 – Quido ovládání ..................................................................................................... 23 Obrázek 4 – Kolmá osa ............................................................................................................ 26 Obrázek 5 – Vakuová funkce ................................................................................................... 26 Obrázek 6 – Kontrola součástek ............................................................................................... 27 Obrázek 7 – Mechanický podavač............................................................................................ 27 Obrázek 8 – Schéma databáze .................................................................................................. 34 Obrázek 9 – Sčítání hodnot z Juki 1 ......................................................................................... 38 Obrázek 10 – Sčítání hodnot z Juki 2 ....................................................................................... 38 Obrázek 11 –Diagram případů užití ......................................................................................... 46 Obrázek 12 – Schéma maker .................................................................................................... 48 Obrázek 13 –Sekvenční diagram .............................................................................................. 49 Obrázek 14 –Navigační diagram .............................................................................................. 53 Obrázek 15 – Maketa................................................................................................................ 54 Obrázek 16 – Vyhodnocování ztrát .......................................................................................... 58 Obrázek 17 – Pohled na filtr dat ............................................................................................... 59 Obrázek 18 – Rozhraní ............................................................................................................. 71
82
Obrázek 19 – Funkční tlačítka .................................................................................................. 71 Obrázek 20 – Vyskakující okno ............................................................................................... 71 Obrázek 21 – Vypočtené hodnoty ............................................................................................ 75
83
Seznam tabulek Tabulka 1: Funkční požadavky ................................................................................................ 44 Tabulka 2: Scénář diagramu užití ............................................................................................. 47 Tabulka 3: Minimální požadavky ............................................................................................. 51 Tabulka 4: Doporučené požadavky .......................................................................................... 52 Tabulka 5: Formát zápisu ......................................................................................................... 61 Tabulka 6: Chyba z kontroly ID1 ............................................................................................. 65 Tabulka 7: Chyba z kontroly ID2 ............................................................................................. 65 Tabulka 8: Chyba z kontroly ID3 ............................................................................................. 65 Tabulka 9: Kritéria akceptačního testu ..................................................................................... 67 Tabulka 10: Testovací případy ................................................................................................. 67 Tabulka 11: Testovací případ ID001 ........................................................................................ 68 Tabulka 12: Testovací případ ID001 ........................................................................................ 68 Tabulka 13: Testovací případ ID002 ........................................................................................ 69 Tabulka 14: Testovací případ ID003 ........................................................................................ 69
84
Přílohy Příloha č. 1 Technické parametry pro databázi programu ....................................................... 86 Příloha č. 2 Vzhled programu.................................................................................................. 87
85
Příloha č. 1 Technické parametry pro databázi programu Aby tento program správně načetl hodnoty do své databáze, potřebuje mít předem daný formát. Jednotlivá data musí být správně seřazena, aby program mohl správně fungovat. Program bere jednotlivé hodnoty podle buněk řádků. Předem definovaný formát dat pro výpočty je následující: „zakazka, strana, sac, taz, linka_nazev, linka_zkratka, linka_KST, kolekce, cluster, stav_zakazky, zakazka_poznamka, start_time, end_time, cas_transakce, operator1_name, operator1_surname,
operator2_name,
operator2_surname,
transakce_poznamka,
stav_transakce, chyba_kod, chyba_text, rozdil_od_predesle, rezerva, tranc_cas, takt_juki, takt_oee,
skut_pocet_formatu,
plan_pocet_formatu,
pocet_desek,
desek_format,
pocet_materialu“ Tyto položky musí být ve formátu obecný: „zakazka, strana, sac, taz, linka_nazev, linka_zkratka, linka_KST, kolekce, cluster, stav_zakazky, zakazka_poznamka, operator1_name, operator1_surname, operator2_name, operator2_surname,
transakce_poznamka,
stav_transakce,
rozdil_od_predesle,
rezerva,
takt_juki,
tranc_cas,
chyba_kod,
takt_oee,
chyba_text,
skut_pocet_formatu,
plan_pocet_formatu, pocet_desek, desek_format, pocet_materialu“ formát vlastní „dd.mm.rrrr h:mm“: „start_time, end_time, cas_transakce“ Jednotlivé parametry mají tento formát, aby se mohly jednoduše generovat data z databáze Rohde a Schwarz. Nemusí se již nic upravovat. Daleko lehčí je tato data upravit až v programu na požadované formáty.
86
Příloha č. 2 Vzhled programu
87
88
