На предприятиях с дискретным или периодическим типом производства одной из важнейших задач является повышение оперативности проведения контроля качества для минимизации простоев оборудования и минимизации потерь от брака.

В соответствии с моделью c-MES (Collaborative Manufacturing Execution System), определенной MESA International (Международная ассоциация производителей и пользователей систем управления производством) в 2004 г., функция управления качеством объединяет все процедуры, направленные на измерение и улучшение показателей качества сырья, полуфабрикатов, готовой продукции, производственного процесса. Рассмотрим реализацию данной функции в MES HYDRA, разработанной компанией MPDV Microlab Gmbh (Германия), являющейся одним из активных членов ассоциации MESA International.

Программный комплекс HYDRA MES, имеющий традиционную клиент-серверную архитектуру, набор серверных модулей для реализации функций MES (см. табл. 1), стандартные клиентские приложения консоли и терминалы, и интерфейсы взаимодействия с внешними системами (АСУТП, ERP, ТОРО и т.д.), позволяет контролировать производственные операции от момента поступления заказа на производство до отгрузки готового продукта.

Таблица 1. Модули и функции MES HYDRA

Модуль HYDRA CAQ (Computer-Aided Quality - автоматизированный контроль качества) предназначен для автоматизации решения типовых задач в сфере контроля качества, как для серийного, так и для опытного производства (Initial Sample - EMU) и охватывает все стадии контроля качества предприятия – входящих поставок (WEP), технологический (FEP) и приемочный контроль готовой продукции (WAP).

Модуль CAQ может внедряться отдельно от других модулей системы HYDRA, но особенно эффективно он работает при тесной интеграции с базовыми модулями HYDRA: MDE, ADE, MPL (сбор данных по машинам, сбор данных о заказах, управление материалами и логистика).

Рис. 1. Экран конфигурирования графиков технологического контроля

Идеология HYDRA CAQ заключается в непрерывном и всеобъемлющем контроле качества непосредственно на рабочем месте, наряду с полной прозрачностью и доступностью данных по качеству для последующего анализа и определения проблем, требующих вмешательства персонала.

Перенос операций контроля качества как можно ближе к производству, обеспечивается установкой терминалов HYDRA непосредственно на рабочие места цехового персонала к станкам, машинам и измерительным комплексам для автоматизированного и ручного сбора данных.

Для организации АРМ специалистов по управлению качеством используются консольные клиенты (консоли), устанавливаемые на обычные офисные ПК в ОТК, лабораториях, управлении цехов. Данные по качеству, собираемые автоматически или вручную, при помощи терминалов доступны на консоли для визуализации, анализа и статистической обработки в режиме "реального времени"(РВ).

На всех стадиях контроля (WEP, FEP, WAP, EMU) модуль CAQ обеспечивает базовый общий функционал:

• создание и индивидуальная настройка графиков контроля продукции по качеству с поддержкой версионности для контроля параметров процесса производства, параметров сырья и полуфабрикатов (см. рис. 1);
• автоматизированный сбор данных по качеству в РВ непосредственно от установок, приборов, измерительных комплексов в соответствии с текущим планом контроля;
• автоматизированную рассылку заданий контроля качества на консоли и терминалы персонала, контроль выполнения этих заданий;
• персонифицированный ручной ввод данных измерений с рабочих мест в цеху, на складе или лаборатории;
• информационную поддержку персонала на местах путем отображения связанной с текущей операцией контроля качества документации (рисунки, чертежи, видео, текстовые документы);
• выдачу инструкций на терминалы и консоли персонала по результатам проверки качества и контроль выполнения этих инструкций, включая оценку действий персонала;
• глобальный анализ данных по качеству, характера и последствий отказов с помощью различных графических инструментов (гистограммы, контрольные карты, круговые диаграммы) в разрезе партий, заказов, смен и т. д.;
• интеграция с MS Office (экспорт данных в MS Office, стандартные графические форматы);
• статистическая обработка результатов измерений и гибко настраиваемая при помощи универсального построителя Report Builder отчетность;
• инструменты статистического управления процессом и статистического управления качеством продукции (SPC/SQC) - контрольные карты.

рис. 2. Экран конфигурирования спецификации и настройки контрольных карт Шухарта

HYDRA CAQ поддерживает контрольные карты Шухарта, приемочные контрольные карты, контрольные карты с предупреждающими границами, построение которых осуществляется согласно ГОСТ Р 50779.42-99, ГОСТ Р 50779.40-96 и ГОСТ Р 50779.41-96 (см. рис. 2).

Общая форма стандартной контрольной карты показана в ГОСТ Р 50779.42-99. В соответствии с конкретными требованиями при управлении процессом возможны модификации этой формы.

Таблица 2. Типы контрольных карт, поддерживаемых MES HYDRA

Рис. 3. Контрольная карта средних арифметических с автоматическим выделением трендов и гистограмма измеренных значений

Одним из преимуществ использования контрольных карт HYDRA является автоматическое выделение трендов, серий и нарушения правила «средней трети» (см. рис. 3)..

Возможен экспорт контрольных карт в стандартные графические форматы *.bmp, *.wmf и последующее использование их в специально разработанных отчетах в виде, соответствующем ГОСТ.

Кроме базового функционала на всех стадиях контроля (WEP, FEP, WAP, EMU) могут быть дополнительно включены функции:

• PMV - ведения реестра автоматизированных средств измерения; управление калибровкой датчиков;
• PRB - учета образцов; отбираемых для исследования в лаборатории и регистрации по ним измеренных значений;
• GIS - отображения в заводской информационной подсистеме в календарной форме всех задач контроля качества и их статуса;
• MDI - универсального интерфейса для связи с автоматизированными измерительными и диагностическими комплексами (разрывные машины; лазерные бесконтактные системы измерения и т. д.);
• ESK - рассылки служебных сообщений и оповещения о наступлении определенных событий ответственного персонала;
• CPL - организации совместной разработки графиков контроля продукции и управления ими;
• ZER - автоматической генерации и печати сопроводительной документации на основе измеренных значений параметров качества в виде паспортов качества и сертификатов индивидуально для каждого клиента.

Входной контроль (WEP). На стадии входного контроля модуль CAQ дополнительно к общему функционалу позволяет:

• изменять жесткость выборочного контроля для различных поставщиков в соответствии с предопределенными правилами переключения (в зависимости от результатов текущего контроля и степени доверия поставщику);
• вести историю динамических изменений выборочного входного контроля;
• производить комплексную оценку поставщиков сырья и комплектующих на основе измеренных значений параметров качества входящей продукции в подсистеме LFB.

Рис. 4. Просмотр контрольных карт и гистограммы измерений на экране терминала

Контроль готовой продукции(WAP). Подсистема приемочного контроля обеспечивает:

• создание специальных планов приемочного контроля для каждого клиента;
• создание паспортов качества и сертификатов индивидуально для каждого клиента на основе документов MS Word;
• поддержку управления рекламациями (REK), включая использование встроенного Workflow (REK-WKF) (рис. 4).

Расширение функционала модуля CAQ

Рис. 5. Управление рекламациями. Рабочий поток - Workflow

В соответствии с индивидуальными потребностями конкретного производства функционал модуля CAQ для всех стадий и типов производств (WEP, FEP, WAP, Initial Sample) может быть расширен путем применения готовых пакетов расширения базового функционала и тонкой настройки ядра системы в режиме разработчика. Применение пакетов расширения, например, позволяет:

• организовать назначение и привязку различных номеров (партии, образца, серийный, идентификационный и т. д.) к измерениям/образцам при производственном контроле (FEP-NUM);
• упростить планирование контроля для изделий со сходным набором контролируемых параметров (планирование контроля для семейств материалов - SQL);
• использовать для автоматизированного сбора данных по качеству станки с ЧПУ с инструментальными магазинами (FEP-NES);
• отображать контрольные карты не только на консоли клиента, но и непосредственно на терминале в цеху для повышения оперативности статистического управления процессом (TSW2-SPC) (рис. 5).

Расширение функционала модуля HYDRA CAQ позволяет получить мощный и эффективный инструмент повышения качества изделий и процессов, направленный на предотвращение дефектов или снижение негативных последствий от них на всех этапах жизненного цикла продукции.

Интеграция с внешними системами

Многие предприятия строят систему управления качеством на базе модуля QM фирмы SAP (вариант QMS конфигурации модуля CAQ). Эффективность работы с SAP во многом зависит от качества и актуальности обрабатываемых данных. В варианте поставки QMS предусматривается использование HYDRA CAQ в роли подсистемы сбора данных для системы управления качеством, ядром которой является SAP R/3 QM. Разработчик HYDRA компания MPDV активно работает в партнерской программе компании SAP уже много лет и имеет официально сертифицированный компанией SAP интерфейс HKMQM-IDI для обмена данными с SAP R/3 QM.

Рис. 6. Экраны ввода значений измерений с консоли и просмотра связанной с измерением документации

В варианте BPQM модуль CAQ может интегрироваться с другими системами управления качеством более высокого уровня. Генерация заказов на проверку при интеграции производится как средствами CAQ, так и автоматически через интерфейсы к системам верхнего уровня, где происходит планирование таких проверок. Через этот интерфейс возможна также и обратная связь, например, передача отчетов о проведенных проверках.

Модуль CAQ может эксплуатироваться и совместно с существующими лабораторными информационными системами (ЛИС), так и в некоторых случаях полностью заменить такие системы. Для стыковки с ЛИУС и системами уровня ERP (SAP, 1С, Oracle, BAAN и т.д.) предусмотрены стандартные интерфейсы HYD-QDE, HYD-ERPQ, HYD-CAQ.

Модуль HYDRA CAQ снабжен инструментами для применения метода анализа видов и последствий потенциальных дефектов (FMEA), изложенного в ГОСТ Р 51814.2-2001 и предусматривает интеграцию с внешними системами FMEA посредством специального интерфейса HYD-FMEA (рис. 7).

Рис. 7. Диаграмма анализа причин потенциальных дефектов (FMEA)

Также модуль CAQ может интегрироваться с внешними программами статистической обработки данных. Например, установка расширения CAQ-QSS позволяет производить экспорт данных из системы напрямую в известный пакет для статистической обработки qs-STAT от компании Q-DAS.

В заключение отметим, что богатый функционал HYDRA CAQ, гибкая лицензионная политика, обилие интерфейсов к внешним системам, повышение оперативности контроля качества, применение статистических и аналитических методов позволяют построить эффективную систему управления качеством продукции практически на всех этапах жизненного цикла продукции от поставок сырья для опытных предсерийных образцов до управления рекламациями.

Сегодня в мире на базе HYDRA установлено более 600 комплексных систем. В одних случаях это подсистемы сбора данных для ERP-систем, в других – самостоятельные системы для эффективного управления производственным циклом предприятий. HYDRA успешно используется как производственными компаниями средней величины, так и крупными транснациональными корпорациями. Среди пользователей HYDRA такие известные предприятия, как Thyssen Krupp, Diehl Metall, Fuchs, Craemer (металлургия и металлообработка), Bomag, RUAG, Friedrich Hippe, HDW (машиностроение), Egger, Hamberger, Finstral (мебель и деревообработка), Legrand, Coroplast, Ninkaplast, Scholz, BKW, Cellpack, Alcan Pakaging (изделия из пластмасс и упаковка), Knorr, Unilever, Hero, Meica, Loacker (пищевая промышленность), Siemens, Bosch, Hella, Legrand, Pirelli (электротехника и электроника) и др.

Программный пакет HYDRA русифицирован специалистами компании «ИндаСофт», позволяя пользователям в России эффективно работать с данной MES системой и по достоинству оценить ее функциональные возможности.