Obliczanie kosztów produkcji na podstawie zużycia materiałów

Złożone procesy produkcyjne, w których automatyka przeplata się z pracą ludzką, często prowadzą do sytuacji, w których trudno precyzyjnie obliczyć koszt wytworzenia produktu. Wiele przedsiębiorstw wciąż zmaga się z tym problemem, co utrudnia optymalizację produkcji a także pozyskiwanie nowych klientów.

Właśnie z takim problemem mierzył się jeden z naszych klientów a dzięki współpracy, którą z nami nazwiązał udało nam się z powodzeniem opomiarować wymagane maszyny a następnie przygotować raporty z gotowymi wyliczeniami. Dzięki naszym rozwiązaniom klient otrzymał dokładne dane na temat kosztów produkcji, co pozwoliło mu:

• Obniżyć koszty produkcji
• Poznać zużycie materiałów
• Przewidzieć zużycie materiałów na podstawie planu produkcji

Opis problemu

Słowem wstępu w celu lepszego zobrazowania sytuacji: Klient to duża odlewnia zatrudniająca kilkuset pracowników. Zajmuje się odlewaniem detali o łącznej masie kilkudziesięciu ton.

Problem w tym przypadku miał kilka płaszczyzn. Po pierwsze, czynnik ludzki - niezależnie od tego jak bardzo staralibyśmy się zapisywać każdy szczegół procesu produkcji wraz z dziennikiem wykorzystanych materiałów, istnieje spore prawdopodobieństwo, że prędzej czy później taki dziennik minie się z rzeczywistością. Po drugie - skomplikowany proces produkcji uwzględniający manualne uzupełnianie materiałów w trakcie działania maszyny. Po trzecie - brak zewnętrznego dostępu do danych odczytywanych przez czujniki zamontowane w maszynach.

Rozwiązanie problemu

Po wstępnej analizie problemu zaproponowaliśmy architekturę rozwiązania widoczną na zdjęciu poniżej.

Rozwiązanie wykorzystuje czujniki zamontowane w maszynach, które podłączone są do modułu VermoBoard skąd trafiają bezpiecznym kanałem TLS (zabezpieczonym za pomocą certyfikatów dostarczonych przez VermoPKI ) do infrastruktury w chmurze. Tam dane zostają poddane wstępnej obróbce a następnie zapisane w bezpiecznym magazynie VermoHub oraz w BigQuery w celu przygotowania raportów. Na podstawie dostarczonych danych usługa obliczeniowa oblicza zużycie poszczególnych materiałów i zapisuje rezultaty w magazynie VermoHub oraz BigQuery. Dane wykorzystane do obliczeń pochodzą z kilku maszyn powiązanych z samą maszyną odlewniczą czyli:

• Pompy - odczyty napięcia pozwalają ustalić kiedy pompa działa
• Zawory - nawet jeśli pompa działa to materiał nie jest fizycznie podawany do maszyny odlewniczej, odczyty z zaworów pozwalają nam ustalić kiedy materiał jest podawany
• Siłowniki - odczyty z kontaktronów pozwalają nam obliczyć zużycie materiałów sypkich

O ile te dane są bardzo ważne w procesie obliczeń to aby były możliwe potrzebujemy również informacji o tym ile materiału może zostać podanego w danym przedziale czasowym. W tym celu udostępniliśmy interfejs zintegrowany z systemem ERP, który umożliwia klientowi podanie zużycia w kg/s lub kg/V.

W celu maksymalnej optymalizacji kosztów wdrożenia, rozwiązanie w znacznym stopniu wykorzystuje gotowe komponenty VermoHub. Jedynym kosztem klienta był w tym przypadku zakup urządzenia VermoBoard , implementacja niestandardowej usługi obliczeniowej oraz jej wdrożenie.

Na podstawie danych zebranych w BigQuery jesteśmy w stanie przygotować predykcję zużycia materiałów dla danego detalu.