Kontroli jakości na hali produkcyjnej oparta na wyrywkowych inspekcjach często nie pozwala zdefiniować błędów. Naprawdę skuteczna kontrola jakości procesów produkcyjnych wymaga holistycznego podejścia oraz weryfikacji danych w czasie rzeczywistym. Właśnie tu pojawia MES jako narzędzie, które umożliwia bieżący monitoring parametrów produkcyjnych bezpośrednio na hali.
Sprawdźmy zatem, jak ten program działa w praktyce oraz w jaki sposób optymalizuje kontrolę jakości w firmach produkcyjnych. Życzymy konstruktywnej lektury.
Co to jest system MES?
MES (Manufacturing Execution System) to część systemu ERP, która działa bezpośrednio na poziomie hali produkcyjnej. Jego głównym zadaniem jest zbieranie i przetwarzanie danych z procesu produkcji w czasie rzeczywistym, czyli dokładnie wtedy, gdy dana operacja się odbywa. MES łączy informacje z maszyn, czujników i stanowisk roboczych z systemem zarządzania produkcją i jakością.
- Przeczytaj więcej: System MES jako program do zarządzania produkcją
Jakie dane jakościowe może zbierać system MES?
System MES umożliwia zbieranie danych jakościowych w sposób ciągły i uporządkowany. Z jednej strony rejestruje dane techniczne i pomiarowe bezpośrednio z maszyn. Z drugiej strony pozwala operatorom i kontrolerom na dokumentowanie wyników inspekcji oraz zgłaszanie problemów.
Wszystkie dane są natychmiast widoczne w systemie i trafiają do zbiorczej bazy, co umożliwia analizę jakości nie po zakończeniu produkcji, ale w jej trakcie.
Dane zbierane automatycznie – bez udziału operatora
System MES integruje się bezpośrednio z maszynami produkcyjnymi, sterownikami PLC, czujnikami, układami sterowania napędami oraz urządzeniami pomiarowymi.
Dzięki temu możliwy jest automatyczny i ciągły pobór danych produkcyjnych, co ogranicza ryzyko błędów ludzkich i przyspiesza proces analizy. Oto przykłady danych pozyskiwanych w ten sposób:
1. Parametry procesowe z maszyn i linii produkcyjnych
System rejestruje dane w czasie rzeczywistym, takie jak:
- temperatura narzędzia lub materiału obrabianego,
- ciśnienie w układach pneumatycznych lub hydraulicznych,
- prędkość posuwu, obrotów, cięcia lub naciągu,
- moment obrotowy silników,
- liczba cykli wykonanych przez maszynę w danej jednostce czasu,
- czas trwania pojedynczej operacji lub całego cyklu produkcyjnego.
2. Dane z urządzeń pomiarowych zintegrowanych z linią
Do systemu MES trafiają dane z urządzeń pomiarowych takich jak:
- wagi automatyczne (np. kontrola wagi opakowań lub komponentów),
- maszyny współrzędnościowe (CMM) wykonujące pomiary 3D,
- suwmiarki cyfrowe i mikrometry z wyjściem cyfrowym,
- czujniki laserowe i indukcyjne mierzące długość, grubość, luz lub przemieszczenie,
- systemy wizyjne kontrolujące kształt, kolor, nadruki, obecność elementów lub wady powierzchniowe.
Dzięki integracji dane trafiają bezpośrednio do systemu bez potrzeby ręcznego wprowadzania i mogą być natychmiast wykorzystane do weryfikacji zgodności z wymaganiami jakościowymi.
3. Rejestracja stanów alarmowych i błędów
MES automatycznie rejestruje:
- błędy zgłaszane przez PLC (np. awaria serwonapędu, brak sygnału z czujnika, przekroczenie czasu cyklu),
- alarmy jakościowe, np. przekroczenie dopuszczalnej tolerancji wymiarowej lub wykrycie wady przez system wizyjny,
- zatrzymania maszyn (awaryjne, planowe, z powodu braku materiału lub narzędzi),
- kody błędów i czas ich trwania – co jest podstawą do analizy OEE (Overall Equipment Effectiveness).
4. Dane do identyfikacji partii i śledzenia produkcji
MES może automatycznie zbierać:
- numery partii surowca lub półproduktu (poprzez integrację z kodami kreskowymi lub RFID),
- numer operatora (z systemu logowania kartą lub identyfikatorem),
- identyfikację narzędzi i parametrów ustawień maszyny,
- lokalizację wyrobu w procesie – np. przy zmianie stanowiska, buforowaniu, pakowaniu.
5. Rejestracja warunków środowiskowych
W środowiskach o wysokich wymaganiach jakościowych, system może zbierać dane z:
- czujników temperatury i wilgotności powietrza,
- sensorów drgań, hałasu lub zapylenia,
- detektorów obecności ciał obcych (np. w przemyśle spożywczym).
Dane wprowadzane ręcznie – z poziomu stanowiska roboczego
MES umożliwia wprowadzanie danych jakościowych takich jak:
- wyniki kontroli wizualnej:
operator może potwierdzić brak wad powierzchniowych, zadrapań, odbarwień lub innych defektów wizualnych, zgodnie z kryteriami norm jakościowych. Wprowadzenie danych odbywa się bezpośrednio przy stanowisku – po zakończeniu danego etapu operacji; - opis wykrytej niezgodności: system umożliwia przypisanie rodzaju wady (np. pęknięcie, ubytek, błąd montażu), wskazanie przyczyny (np. narzędzie, materiał, operator) oraz decyzji (naprawa, złomowanie, odrzut warunkowy). Możliwe jest dodanie komentarza tekstowego lub zdjęcia;
- zgłoszenia problemów jakościowych: formularz zintegrowany z ekranem stanowiska umożliwia operatorowi szybkie zgłoszenie incydentu bez przerywania pracy. System może wymusić obowiązek zgłoszenia przy określonych warunkach (np. przekroczenie tolerancji);
- rejestracja pomiarów manualnych: w przypadku braku automatycznego systemu pomiarowego operator może ręcznie wpisać odczyty z suwmiarki, czujnika, mikrometru itp. – z kontrolą przekroczeń granic tolerancji;
- potwierdzenie wykonania kontroli międzyoperacyjnej: w przypadku operacji wymagających oceny pośredniej operator lub kontroler może potwierdzić wykonanie kontroli i zapisać jej wynik;
- informacje o działaniach korygujących:
w sytuacji wykrycia niezgodności możliwe jest opisanie podjętych działań, np. czyszczenie, ponowny montaż, kalibracja narzędzia – z przypisaniem operatora, daty i czasu; - uzupełnienie brakujących danych z etapu automatycznego: jeśli dane z urządzenia nie zostały poprawnie zarejestrowane, operator może ręcznie je uzupełnić lub zweryfikować poprawność wskazań;
- rejestracja warunków środowiskowych: w niektórych branżach, np. farmaceutycznej lub elektronicznej, możliwe jest wprowadzenie danych o temperaturze, wilgotności lub czystości stanowiska – jako potwierdzenia spełnienia wymagań;
- komentarz do partii lub zmiany produkcyjnej: operator może pozostawić informację tekstową dotyczącą przebiegu pracy, zauważonych anomalii lub sugestii – dane te mogą być wykorzystane w analizach jakości lub ciągłym doskonaleniu.
Dane zbierane automatycznie – bez udziału operatora
System MES pobiera dane bezpośrednio z maszyn, sterowników PLC, czujników oraz urządzeń pomiarowych zintegrowanych z linią produkcyjną. Do najczęściej zbieranych informacji należą:
- parametry procesowe: temperatura, ciśnienie, prędkość, moment obrotowy, liczba cykli, czas operacji. Ich przekroczenie może sygnalizować nieprawidłowość lub ryzyko powstania wady;
- pomiarowe dane jakościowe: np. długość, średnica, waga, twardość – przesyłane z urządzeń takich jak wagi, suwmiarki cyfrowe, maszyny CMM, wizyjne systemy inspekcji;
- stany alarmowe i błędy: informacje o zatrzymaniach z powodu błędów jakościowych, np. przekroczenia tolerancji lub awarii urządzenia.
Jak MES analizuje dane jakościowe w produkcji?
System MES nie tylko gromadzi dane produkcyjne i jakościowe, ale umożliwia ich bieżącą analizę, wizualizację i powiązanie z kontekstem procesu. To narzędzie, które łączy dane pochodzące z różnych źródeł – maszyn, operatorów, czujników i urządzeń pomiarowych – w spójny obraz sytuacji produkcyjnej.
Analiza danych w MES nie jest odrębnym procesem po zakończeniu produkcji, ale integralną częścią bieżącego nadzoru nad jakością. Dzięki temu decyzje podejmowane są na podstawie faktów dostępnych w czasie rzeczywistym, a nie po wystąpieniu problemu.
Wizualizacja trendów w czasie rzeczywistym
MES umożliwia tworzenie wykresów i alertów w czasie rzeczywistym:
- SPC (Statistical Process Control) – wykresy wartości pomiarów z granicami kontrolnymi, co pozwala monitorować stabilność procesu,
- wykrywanie trendów narastających błędów – np. stopniowy spadek grubości warstwy lakieru, który może świadczyć o zużyciu dysz lub niewłaściwej temperaturze nanoszenia,
- porównanie danych między zmianami, partiami i stanowiskami – umożliwiające identyfikację wzorców lub rozbieżności w wynikach.
Dzięki temu można szybko wykryć ryzyko powstania większej liczby braków zanim do nich dojdzie.
Automatyczne powiadomienia i blokady
Jeśli parametr przekroczy ustalone granice, MES może:
- automatycznie zatrzymać maszynę lub stanowisko,
- wysłać alert do działu jakości lub utrzymania ruchu – z podaniem szczegółów i czasu zdarzenia,
- oznaczyć partię jako wymagającą dodatkowej inspekcji lub wstrzymania.
To działanie systemowe, niezależne od czynnika ludzkiego, pozwala ograniczyć skutki błędów i przyspieszyć reakcję.
Powiązanie jakości z danymi procesowymi
Dzięki centralnemu repozytorium danych możliwa jest analiza:
- czy wady są powiązane z konkretnym operatorem, zmianą, materiałem czy maszyną,
- czy odchylenia pojawiają się cyklicznie – np. zawsze po konserwacji lub przez konkretną zmianę parametrów,
- jaki wpływ miała zmiana dostawcy materiału, partii półproduktu lub warunków środowiskowych na jakość wyrobu.
MES daje dostęp do pełnej historii jakościowej wyrobu – od surowca po finalny pomiar. Umożliwia to szybką analizę przyczyn niezgodności, skuteczniejsze działania korygujące oraz łatwiejsze przygotowanie do audytów jakościowych i certyfikacyjnych.
