Informatyka zintegrowana z produkcją

Pratt & Whitney Rzeszów jest dowodem na to, że nie wszystkie innowacje powstawać mogą w garażach. Gospodarka opiera się na korporacjach, w których innowacje muszą mieć światowe standardy.

Zespół informatyczny podkarpackiej fabryki silników lotniczych, wystartował w konkursie Lidera Informatyki po raz trzeci. Po raz trzeci jury konkursu przyznało mu wyróżnienie za innowacje, dzięki którym informatyka słusznie postrzegana jest jako ekscytująca, interesująca, a nawet cudotwórcza.

Komputeryzacja produkcji (Digital Shop Floor)

Rzeszowska fabryka Pratt & Whitney (do 2015 r. Wytwórnia Sprzętu Komunikacyjnego Polskich Zakładów Lotniczych Rzeszów, WSK/PZL Rzeszów), należąca do międzynarodowego koncernu potentata w technologiach lotniczych United Technologies Corporation (UTC), stanęła przed wyzwaniem wdrożenia nowych technologii produkcyjnych do silników lotniczych. Barierą okazał się archaiczny obieg informacji technicznej.

Zobacz również:

Rozwiązaniem była próba zastąpienia dokumentów technologią IT. Zidentyfikowano kluczowe momenty spowalniające produkcję: pobieranie dokumentacji technologicznej, dystrybucję oprogramowania maszynowego, zamawianie narzędzi, pomiar części i rejestrację parametrów. Implementacja elektronicznego obiegu technologii usprawniła te procesy. Obecnie instrukcje robocze wraz z rysunkami i zatwierdzoną wersją technologii publikowane są online i udostępniane w formie elektronicznej operatorom bezpośrednio na stanowisku pracy. Elektroniczny obieg skraca czas, ułatwia dostęp, eliminuje pomyłki. System jest autorskim pomysłem działu IT P&W opartym i zintegrowanym z systemem planowania zasobów przedsiębiorstwa SAP.

Zastąpiono też fizyczne nośniki danych oprogramowania obrabiarek sterowanych numerycznie dystrybucją online. Kod programu pochodzący bezpośrednio z bazy danych oprogramowania dostarczany jest do sterownika maszyny. Na bazie programu wykonywany jest detal. Łatwa stała się aktualizacja i modyfikacja lub zupełna przebudowa oprogramowania na wypadek zmiany profilu wykonywanego podzespołu. Możliwy jest nadzór nad procesem skrawającym z jednego stanowiska. Równolegle wdrożono system usprawniający i wymuszający na operatorach maszyn legalizację oprzyrządowania warsztatowego, która w warunkach produkcji specjalnej traktowana jest rygorystycznie. Operatorzy wiedzą na bieżąco, kiedy i jakie narzędzia należy poddać okresowym przeglądom.

Sterowanie obróbką cieplną

Podzespoły silników lotniczych powstają przy użyciu różnych technik produkcji detali, ich łączenia, a następnie obróbki cieplnej i obróbki mechanicznej. Na każdym etapie produkcji technologia wykonania szczegółowo definiuje parametry procesu. Obróbka cieplna komponentów odbywa się w elektrycznych, sterowanych mikroprocesorowo piecach próżniowych, wartości milionów złotych, których praca jest bardzo droga. Detale w cyklu produkcyjnym poddawane są kilkukrotnie długotrwałym i kosztownym procesom metalurgicznym.

Procesy te należą do grupy tzw. procesów specjalnych, których efektów nie można zmierzyć metodami bezpośrednimi, zwykle konieczne są badania laboratoryjne na próbkach. Stąd też szczególnie istotny jest ciągły monitoring urządzeń, procesów, rejestracja i archiwizacja danych, która zgodnie z przepisami lotniczymi ma obejmować 40 lat.

Uzasadniona stała się optymalizacja pracy instalacji piecowych przy zachowaniu kontroli parametrów procesu. Urządzenia zostały podłączone do sieci LAN przekazującej konieczne dane do centralnej bazy danych, przebieg procesów można obejrzeć w czasie rzeczywistym na monitorze komputera.

Zbudowany system monitoringu pieców składa się z trzech modułów: rejestracji i archiwizacji danych, logistyki oraz utrzymania ruchu. Ciągłej rejestracji podlega ok. 50 sygnałów z każdego urządzenia. Dane te można układać w dowolnym zestawieniu pozwalającym na filtrowanie danych odpowiednio do potrzeb. Wszystkie rejestrowane dane mają swoje odniesienie do numerów wsadów piecowych i numerów produkowanych detali.

„Praca informatyka w korporacji obfituje w różne wyzwania, spośród których tylko część dotyczy technicznej strony realizacji nowych rozwiązań. Środowisko nasze wymusza konieczność sprostania wyśrubowanym wymogom jakościowym, standardom bezpieczeństwa oraz innym politykom firmy. Co za tym idzie, bardzo często pracochłonność i nakłady finansowe w fazie planowania i przygotowania projektu są porównywalne z nakładami ponoszonymi na etapie realizacji”.

Krzysztof Kołodziej, kierownik Sekcji Aplikacji Biznesowych w P&W Rzeszów

Na podstawie danych historycznych opracowano algorytmy pozwalające na optymalne wykorzystanie przestrzeni roboczej pieca, to tzw. moduł logistyczny. System piecowy pobiera dane z systemu SAP i sam monitoruje detale oczekujące do wsadu produkcyjnego, podpowiada operatorom, które detale oczekujące w kolejce do pieca mają te same parametry i można je łączyć w jednym wsadzie piecowym. Można też planować kilku wsadów wprzód, co daje innym liniom zlecającym obróbkę cieplną możliwość korekty ich planów. Ograniczono tak liczbę cykli grzewczych. W skali roku oszczędności z tytułu zmniejszonego zużycia energii elektrycznej szacuje się na 10%.

System umożliwia monitorowanie procesów metalurgicznych, poprawności pracy urządzeń online. Zdefiniowano bezpieczne granice parametrów procesowych, a w razie ich przekroczenia system generuje odpowiedni alarm. W przypadku odchyłek procesowych bądź zdarzeń losowych wpływających na poprawność procesu dostęp online dla kadry inżynierskiej pozwolił na skrócenie czasu reakcji na zgłaszany problem do kilku minut.

Moduł dotyczący utrzymania ruchu pozwala na bieżący monitoring przeglądów pieców i planowanie kolejnych badań. Operator ma podgląd do tych danych, dodatkowo system wyświetla odpowiednie alarmy w przypadku przekroczenia terminu badań, zabezpieczając przed użyciem nieprzebadanych urządzeń.

System monitorowania pieców umożliwił kompleksową kontrolę procesów obróbki cieplnej, poprawił przepustowość linii i znacznie skrócił czas reakcji na zgłaszane problemy. Pozwala również na rozwój operatorów przyszłości umiejących posługiwać się narzędziami elektronicznymi.

Cześć prac badawczych przy realizacji projektu wykonana została ze środków NCBiR w ramach projektu CASELOT.

Automatyzacja bezpieczeństwa danych militarnych

Produkcja i obrót częściami i podzespołami wytwarzanymi przez P&W Rzeszów podlegają m.in. regulacjom Rządu Stanów Zjednoczonych zdefiniowanym jako przepisy ITAR (International Traffic in Arms Regulations). Jednym z wymogów przepisów ITAR jest ewidencjonowanie wielkości produkcji militarnej i monitorowanie kierunków jej eksportu.

Informatycy, jak wyjaśnia Tomasz Wiernicki, szef działu IT P&W Rzeszów, wdrożyli własną strategię zabezpieczenia informacji w zintegrowanych systemach zarządzania zasobami przedsiębiorstwa (ERP) pozwalającą na bieżącą kontrolę i archiwizowanie transakcji części i podzespołów.


TOP 200