Sistemas para Gerência da Informação PIMS/MES
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Universidade Federal de Campina Grande Departamento de Engenharia Elétrica
Disciplina: Automação Industrial 2011.2 Professor: George Acioli Júnior
Sistemas para Gerência da Informação- PIMS/MES
Felipe Lira Furtado e Flávio Fabrício Ventura de Melo Ferreira
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Sumário
• Motivação • Pirâmide de Automação • “Middleware” • Gerência de Campo • Gerência de Processo • PIMS • MÊS • Conclusões • Mercado
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Motivação
• A competitividade exige cada vez mais agilidade na tomada de decisões de uma empresa;
• O uso de informação incorreta, desatualizada ou não confiável impacta diretamente na qualidade da tomada de decisões.
• Um tipo extremamente relevante de informação a ser considerado nessas decisões é o que diz respeito ao estado efetivo do se passa no chão-de-fábrica.
• Os sistemas tipo ERP, de gestão da produção, entre outros, que são os principais consumidores dessas informações, não são desenhados para conversarem diretamente com os sistemas do chão-de-fábrica.
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Pirâmide de Automação
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“Middleware”
– As aplicações desenvolvidas para cobrir o “gap” são genericamente designadas pelo termo “middleware”. • Manufacturing Execution System (MES) [AMR] • Enterprise Production System (EPS) [ARC] • Plant Information Management System (PIMS) • Warehouse Management System (WMS) • Supply Chain Management • Customer Relationship Management (CRM)
• Conceitos / Funcionalidades – Instituição regulamentadora: MESA (Manufacturing
Execution System Association)
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Gerência de Campo
• Gerência de Campo: Com o advento dos equipamentos de campo inteligentes, uma grande variedade de dados provenientes desses equipamentos, tais como: dados de configuração e controle, podem ser disponibilizados para usuários ou mesmo para outras aplicações.
• Características: – Funções de Supervisão e Controle;
– Controle descentralizado;
– Captar log de eventos;
– Sinópticos da planta;
– Ilhas de Informação;
– Dependências de Relatório;
– Interface homem máquina.
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Gerência do Processo (EPS)
• Gerência do Processo: a utilização de sistemas de controle da manufatura permite o controle centralizado de processos industriais. Os dados fornecidos podem ser considerados conjuntamente de modo a permitir uma gerência efetiva e integrada de todo o Processo Industrial.
• Características: – Surgimento dos historiadores de processos;
– Fim das ilhas de informação (unificação dedados);
– Independência de relatórios;
– Armazenamento em grandes bancos de dados.
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PIMS
Softwares que adquirem informações contínuas de processos (temperaturas, pressões, vazões, quantidades, velocidades, pesos, etc.) de diversas fontes, os armazenam em um banco de dados de históricos, e os disponibilizam através de relatórios dos mais diversos tipos.
Função:
- Centralização dos dados; - Integração entre sistemas; - Acessibilidade em tempo real e histórico; - Democratização da informação; - Análises avançadas sobre o comportamento do processo; - Agregação de valor ao dado.
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PIMS - Funcionalidades
• Transformar a massa de dados em informação, e a informação em conhecimento.
• Compressão de dados históricos: Possui capacidade de armazenamento superior a 10 anos de informações.
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PIMS - Funcionalidades
• Reconciliação de Dados: normalização de diferentes formatos e unidades de diferentes fontes de dados, assim como de síntese de certos processamentos.
• Genealogia: Tracking dos itens consumidos e os produtos finais gerados, estabelecendo uma correlação entre eles.
• Controle Estatístico de Processos (CEP): acompanhamento estatístico de determinados processos através de “cartas de controle” e relatórios.
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PIMS - Formas de acesso
• Na sua forma clássica, os sistemas PIMS acessam as fontes de dados localizadas no Nível 2, onde estão os sistemas SCADA e SDCD. Porém, há algumas implementações que (também) acessam dados diretamente do Nível 1, por exemplo dos CLPs.
• Via SCADA:
- Abstraem irregularidades dos CLPs; -Nem sempre os CLPs têm a informação que se deseja; -Fácil Comunicação
• Via CLP:
- Acesso mais rápido à informação; -No caso de rede de CLPs integrada, o acesso é facilitado; -CLPs são sistemas mais estáveis e sujeitos a menos falhas que SCADAs.
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PIMS - Arquitetura
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PIMS - Vantagens
– Capaz de armazenar vários anos de informação de uma planta e confronta-as em tempo real;
– Alta e eficiente compressão dos dados; – Alta velocidade de resposta a consultas; – Centralização dos dados; – Democratização da informação; – Obtenção de informações: produtividade, perdas, consumos,
status de processo, alarmes, comparação com metas, comportamento do processo, variabilidade, tempos de parada;
– Agregação de valor ao dado: as ferramentas do sistema possibilitam análises avançadas do processo, tais como controles estatísticos, cruzamento de dados, análise de bateladas, indicadores, gerando mais conhecimento.
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PIMS - Ferramentas
Geralmente os fabricantes de PIMS disponibilizam uma ferramenta gráfica, para saber o que ocorre no processo.
Outras ferramentas: - Excel - Através do mecanismo ODBC. - Internet
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MES Manufacturing
Execution Systems
São softwares que adquirem dados discretos de um processo, a partir de diversas fontes, os armazenam em um banco de dados e os disponibilizam através de relatórios .
Sistemas de Execução da Manufatura
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Objetivo do MES
Proporcionar uma visão
unificada de todo o processo
ajudando assim que as
aplicações cliente
(Nível 4 = ERP) tenham uma controle mais
preciso das etapas da produção. 23/11/2011 16
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Objetivo do MES
Proporcionar uma visão
unificada de todo o processo
ajudando assim que as
aplicações cliente
(Nível 4 = ERP) tenham uma controle mais
preciso das etapas da produção. 23/11/2011 17
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MES
• Devido aos dados coletados serem discretos os MES são mais voltados a indústrias de processos discretos.
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Arquitetura MES
• Um servidor principal: é o processo / computador que centraliza as informações e o acesso às fontes de dados, assim como que fornece as informações às demais aplicações-cliente do Nível 4;
• Alguns servidores de comunicação: atuam como intermediários entre o servidor principal e os vários subsistemas do Nível 2;
• Estações-cliente: atuando sobre o servidor principal, representam o ponto de acesso dos usuários ao sistema e suas funcionalidades;
• Um Banco de Dados: repositório das informações coletadas; • Infraestrutura de rede e de automação: conjunto de softwares
básico, middlewares e protocolos industriais de suporte à comunicação entre os vários sistemas dos Níveis envolvidos
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Vantagens do MES
• Identificação de desperdícios (excesso de produção, tempos de espera, inventário desnecessário, defeitos).
• Redução dos tempos de produção. • Apoio à produção enxuta. • Apoio à melhoria contínua. • Melhora a confiabilidade do
produto final (melhor qualidade). • Aumenta a visibilidade das
atividades do chão de fábrica, assim como dos custos do processo de manufatura
• Redução dos custos de mão de obra e treinamento. 23/11/2011 20
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MESA
• Manufacturing Enterprise Solution Association
• Cria especificações e métricas para sistemas MES.
• ISA(International Society of Automation)
• ISA-95: Padrão internacional de integração entre empresas e sistemas de controle.
• MESA contribui com a ISA(Modelo ISA-95) 23/11/2011 21
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Benefícios dos Sistemas MES
• Segundo um estudo da MESA, de 1997, as empresas que implantaram sistemas MES obtiveram os seguintes benefícios médios:
• 60% das empresas reduziram o tempo de ciclo em pelo menos 40%;
• 60% diminuíram ou eliminaram o tempo / tarefa de registro manual de dados;
• 57% reduziram o WIP (Work In Progress) em pelo menos 25%;
• 63% diminuíram ou eliminaram o uso de papel nas comunicações;
• 63% reduziram o lead time em pelo menos 30%;
• 63% diminuíram os defeitos nos produtos em pelo menos 15%;
• 63% diminuíram os erros causados por falhas de comunicação em 57%.
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Conclusões PIMS/EMS
• São sistemas customizáveis devido a cóncepção dos relatórios que são gerados
• Exigem uma boa infraestrutura de rede e de automação (Muitas empresas não têm todos os seus sistemas com coletores automáticos de dados, sendo seus colaboradores responsáveis pela introdução desses dados.)
• Normalmente apenas um dos dois sistemas é implantando numa empresa
• O sucesso dos sistemas dependem da qualidade do treinamento das pessoas para usarem todo o seu potencial.
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Conclusões PIMS/EMS • Sistemas tipo ERP
não são projetados para se comunicar diretamente com o chão de fábrica.
• A implatanção é demorada, variando de 6 meses a 1 ano.
• Devido as várias fontes de dados no chão de fábrica, existem diversos problemas de interoperabilidade os quais são minimizados pelo padrão OPC.
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Mercado PIMS
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Knowledge Manager
Enterprise Historian
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Aspen InfoPlus.21®
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Exaquantum
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PI Software
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Mercado MES
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Wonderware MES 4.0
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CLIENTES
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FIM.
23/11/2011 36