zastosowanie sterowników pac oraz platform .net cf i j2ee ... · zacji procesów produkcyjnych...

TOMASZ M�CZKA

ZASTOSOWANIE STEROWNIKÓW PAC ORAZ PLATFORM .NET CF I J2EE DO REALIZACJI SYSTEMU MONITOROWANIA PRODUKCJI

Streszczenie

W referacie przedstawiono koncepcj�, realizacj� i rezultaty przemysłowego

wdro�enia systemu monitorowania produkcji. System dostarcza informacji o bie��cej

sytuacji na hali fabrycznej, istotnych dla zarz�dzania i planowania produkcji. Na ak-

tualnym etapie projektu główny celem zastosowania systemu jest wsparcie optymali-

zacji procesów produkcyjnych przedsi�biorstwa, która prowadzi do wykrywania

i ograniczania „w�skich gardeł”. Stworzono oprogramowanie integruj�ce wiele

technologii i platform sprz�towo-programowych: nowoczesne urz�dzenia automatyki

przemysłowej – sterowniki PAC, PLC, platformy .NET CF, J2EE, Web Services.

Opracowany system przetestowany został w rzeczywistym �rodowisku produkcyjnym,

gdzie od 20 miesi�cy monitoruje, mi�dzy innymi, prac� 12 maszyn tłocz�cych,

uczestnicz�cych w procesie produkcji �rub. Stworzony system oferuje platform�

sprz�towo-programow�, która stanowi pierwszy krok do praktycznej realizacji kon-

cepcji tzw. Inteligentnego Systemu Produkcyjnego (IMS).

Słowa kluczowe: monitorowanie produkcji, MES, Inteligentny System Produkcyjny, sterowniki

PAC, .NET CF, J2EE

1. Wprowadzenie

Wysoka konkurencyjno�� w�ród współczesnych przedsi�biorstw produkcyjnych wymusza

nieustanne podnoszenie jako�ci oferowanych usług oraz wyrobów przy jednoczesnej redukcji

kosztów wytwarzania i d��eniu do wzrostu wydajno�ci. Wymaga to ci�głego monitorowania

i optymalizacji procesów zachodz�cych w przedsi�biorstwie, poczynaj�c od przyj�cia zamówienia

od klienta a� do wykonania wyrobu finalnego, ze szczególnym naciskiem na proces produkcyjny.

Aby sprosta� tym wymaganiom, powstaj� nowe koncepcje struktur organizacyjnych dla

przedsi�biorstw produkcyjnych, które prowadz� do idei tzw. Inteligentnych Systemów Produkcyj-

nych (IMS – Intelligent Manufacturing System). Systemy te cechuj� si� zast�powaniem procesów

sterowanych przez człowieka maszynowym przetwarzaniem danych, a tak�e stosowaniem syste-

mów informatycznych o zdecentralizowanej strukturze. [4] [5]

Wdro�enie tego typu koncepcji wymaga zastosowania odpowiednich rozwi�za� sprz�towo-

programowych ju� na poziomie hali fabrycznej. Wymagana infrastruktura powinna zapewnia�mi�dzy innymi sterowanie maszynami, gromadzenie i przetwarzanie danych, komunikacj� pomi�-dzy elementami systemu oraz z operatorami, zdalne monitorowanie stanu maszyn oraz wyznacza-

nie i prezentacj� w trybie on-line odpowiednich wska�ników statystycznych. Systemy informa-

tyczne realizuj�ce takie funkcje klasyfikowane s� jako MES (Manufacturing Execution System,

System Realizacji Produkcji).

128

Tomasz M�czka

Zastosowanie sterowników PAC oraz platform .NET CF i J2EE do realizacji systemu

monitorowania produkcji

Przedsi�biorstwa produkcyjne powszechnie wykorzystuj� systemy klasy ERP (Enterprise Resour-

ce Planning), które charakteryzuje zazwyczaj brak aktualnych danych o sytuacji na hali fabrycz-

nej, co negatywnie wpływa np. na planowanie produkcji. Integracja systemów ERP z systemami

MES likwiduje t� luk�, gdy� MES mog� dostarcza� informacji o realnym wykorzystania parku

maszyn i zasobów ludzkich do warstwy ERP.

W dalszej cz��ci referatu opisano projekt, implementacj� i testy zrealizowane w rzeczywistym

�rodowisku produkcyjnym dla systemu realizuj�cego wybrane funkcje MES. System opracowany

został we współpracy z Klastrem Technologicznym „Zielona Ku�nia” oraz Katedr� Informatyki

i Automatyki Politechniki Rzeszowskiej. Elementy programowe systemu wykonano w ramach

pracy dyplomowej autora [3].

Dost�pne na rynku komercyjne systemy klasy MES ze wzgl�du na ich koszty s� zazwyczaj

nieosi�galne dla wi�kszo�ci polskich małych i �rednich przedsi�biorstw (M�P). Stworzone roz-

wi�zanie ma na celu realizacj� takiej koncepcji systemów MES, która pozwoli na ich upowszech-

nienie w polskim przemy�le, szczególnie w obszarze M�P.

2. Struktura i funkcjonalno� systemu

W skład systemu wchodzi oprogramowanie integruj�ce wiele platform sprz�towych

i programowych, mi�dzy innymi sterowników PAC, PLC, platform .NET i .NET CF oraz Java EE.

System rejestruje dane dotycz�ce pracy maszyn, a tak�e zapewnia interfejs graficzny dla ich ope-

ratorów. Analizuje powody przestojów maszyn, zarówno na podstawie informacji pochodz�cych

z ich systemów sterowania jak i danych wprowadzonych przez operatorów. Integruje współprac�pomi�dzy ró�nymi jednostkami organizacyjnymi przedsi�biorstwa, np. działem utrzymania ruchu,

magazynem materiału czy działem narz�dziowym. Wspiera zarz�dzanie zleceniami produkcyjny-

mi wykonywanymi na maszynach i rejestruje urobek maszyn dla zlece�. Zapewnia wsparcie kon-

troli jako�ci oraz �ledzenie i wizualizacj� produkcji w toku. System umo�liwia komunikacj� bez-

po�rednio ze stanowiskami na hali fabrycznej. Oprogramowanie rejestruj�ce i przetwarzaj�ce dane

udost�pnia szereg raportów, prezentuj�cych działanie maszyn oraz prac� operatorów.

Powy�sza funkcjonalno�� jest realizowana dzi�ki odpowiedniej infrastrukturze sprz�towo-

programowej, której schemat pokazano na rysunku 1. Mo�na w jej obr�bie wydzieli� trzy główne

obszary:

• urz�dzenia i oprogramowanie zainstalowane na hali fabrycznej, odpowiedzialne za od-

czyt sygnałów z monitorowanych maszyn, rejestrowanie zdarze� oraz dostarczenie inter-

fejsu graficznego dla operatorów maszyn i słu�b pomocniczych,

• warstw� serwerów danych, któr� tworzy serwer bazy danych PostgreSQL oraz serwer

aplikacji GlassFish, na poziomie której pracuje komponent napisany w j�zyku Java od-

powiedzialny za rejestracj� i przetwarzanie danych oraz obliczanie wska�ników staty-

stycznych,

• warstw� dla u�ytkowników ko�cowych (kadry zarz�dzaj�cej, pracowników słu�b utrzy-

mania ruchu, kontroli jako�ci, planistów), którzy korzystaj� z systemu za pomoc� aplika-

cji WWW, monitoruj�c sytuacj� na hali fabrycznej oraz zlecaj�c wyznaczenie statystyk.

[3]

129

�

2.1. Warstwa hali fabrycznej

Warstwa obejmuje urz�dzenia oraz oprogramowanie zainstalowane na poziomie hali fabrycz-

nej, umo�liwiaj�ce monitorowanie pracy maszyn oraz udost�pniaj�ce interfejs dla operatorów.

Zało�ono, i� na poziomie hali fabrycznej zainstalowanych zostanie wiele zestawów urz�dze�, przy

czym pojedynczy zestaw b�dzie obsługiwał kilka maszyn, zbieraj�c sygnały z ich systemów ste-

rowania i stanowi�c „punkt dost�powy” dla operatorów. Zestaw taki okre�lono mianem wyspy.

Głównym elementem sprz�towym wyspy, koordynuj�cym prac� pozostałych urz�dze� wychodz�-cych w jej skład, jest sterownik przemysłowy PAC (Programmable Automation Controller). Urz�-dzenia typu PAC sukcesywnie zast�puj� klasyczne sterowniki PLC (Programmable Logic Control-

ler), szczególnie w obszarach, w których wymagana jest integracja systemów automatyki i syste-

mów informatycznych. Tego typu sterowniki charakteryzuj� si� ł�czeniem funkcjonalno�ci PLC

z mo�liwo�ciami systemu operacyjnego ogólnego przeznaczenia, przy czym warstwa PLC oraz

warstwa systemu operacyjnego działaj� współbie�nie na tej samej platformie sprz�towej. W kon-

sekwencji sterownik PAC mo�e realizowa� równocze�nie wiele zada�, zwi�zanych nie tylko ze

sterowaniem i akwizycj� danych, ale równie� z komunikacj� z systemami informatycznymi przy

u�yciu standardowych protokołów i technologii (Ethernet, TCP/IP, Web Services). [6] W projek-

cie zastosowano sterowniki z systemem operacyjnym Windows CE 6.0.

Sterowniki wyposa�one s� w rozproszone moduły wej�� i wyj�� cyfrowych oraz analogowych,

komunikuj�cych si� poprzez protokół EtherCAT, który jest nowoczesnym i wydajnym rozwi�za-

niem przeznaczonym dla rozproszonych systemów automatyki. Moduły te odczytuj� sygnały

z monitorowanych maszyn, takie jak uruchomienie i zatrzymanie silnika głównego, a tak�e mog�by� wykorzystywane do sterowania maszynami.

Rysunek 1. Infrastruktura programowo-sprz�towa systemu

Studies & Proceedings of Polish Association for Knowledge Management Nr 56, 2011

130

Tomasz M�czka



Operatorzy maszyn komunikuj� si� z systemem poprzez przemysłowy panel dotykowy. Wy�wietla

on interfejs aplikacji działaj�cej pod kontrol� Windows CE, umo�liwiaj�c obserwacj� stanu moni-

torowanych maszyn i wprowadzanie danych. W stanowisku wyspowym zainstalowano tak�e do-

datkowe urz�dzenia słu��ce interakcji z operatorami. Czytnik kart zbli�eniowych RFID obsługuje

autoryzacj� operatorów w systemie. Czytnik kodów kreskowych umo�liwia wprowadzanie do

systemu informacji o zleceniach z wydrukowanych przewodników produkcyjnych. Suwmiarka

elektroniczna wspiera moduł kontroli jako�ci i pozwala operatorom na bezpo�rednie wprowadza-

nie do systemu warto�ci zmierzonych parametrów. Wie�a sygnalizacyjna za pomoc� 3 modułów

�wietlnych informuje operatorów o aktualnym stanie maszyn, sygnalizuj�c konieczno�� interakcji

z systemem poprzez mruganie lub �wiecenie odpowiednich modułów. Struktur� sprz�tow� wyspy

zaprezentowano na rysunku 2.

Konsekwencj� zastosowanego rozwi�zania sprz�towego jest dwupoziomowa struktura opro-

gramowania działaj�cego na sterowniku PAC. Pierwszy poziom stanowi program PLC, drugi to

oprogramowanie dla Windows CE. Wymienione programy funkcjonuj� współbie�nie na tej samej

platformie sprz�towej i komunikuj� si� ze sob�. Zadaniem programu PLC, napisanego w j�zyku ST, jest obsługa modułów wej��/wyj�� sterownika

– cykliczny odczyt i zapis ich stanów oraz wykonywanie akcji na podstawie zmian stanów wej��,do których podł�czone s� sygnały z maszyn. Program ten przygotowany został przez pracowników

Katedry Informatyki i Automatyki.

Oprogramowanie działaj�ce pod kontrol� systemu Windows CE 6.0 pełni kilka funkcji. Dostarcza

interfejs operatorski dla operatorów maszyn, którzy wchodz� w interakcje z systemem za pomoc�panelu dotykowego. Komunikuje si� z modułem rejestracji i przetwarzania danych, wykorzystuj�c

technologi� Web Services i sie� Ethernet. Obsługuje urz�dzenia peryferyjne doł�czone do sterow-

nika, tj. suwmiark�, czytnik kodów kreskowych, czytnik kart zbli�eniowych i panel operatorski.

Komunikuje si� z programem PLC poprzez protokół ADS (Automation Device Specification),

odczytuj�c zarejestrowane zdarzenia dotycz�ce pracy maszyn.

Rysunek 2. Struktura sprz�towa wyspy

131

Funkcje te zapewniane s� przez aplikacj�, któr� napisano w j�zyku C# dla �rodowiska .NET

Compact Framework (CF) w wersji 2.0 SP1. O wyborze platformy .NET Compact Framework

i j�zyka C# zadecydowała dost�pno�� narz�dzi programistycznych oraz elastyczno�� j�zyka

i implementacja w nim wzorców projektowych (mi�dzy innymi wzorzec obserwatora poprzez

zdarzenia oraz delegaty). Wa�nym elementem, w kontek�cie wykorzystywania sterowników PAC

z procesorami o ró�nych architekturach (ARM, x86), jest niezale�no�� aplikacji od platformy

sprz�towej na jakiej jest wykonywana. Zwalnia to od konieczno�ci przygotowywania wielu wersji

aplikacji, dla ró�nych platform sprz�towych. [3]

Opracowana aplikacja jest uruchamiana przy starcie sterownika jako powłoka systemowa, wy-

�wietlaj�c na panelu dotykowym graficzny interfejs operatorski (HSI, Human System Interface).

Interfejs ten umo�liwia operatorom autoryzacj� w systemie. Prezentuje podstawowe parametry

monitorowanych maszyn (rysunek 3a), pozwala na zarz�dzanie przetwarzanymi na maszynach

zleceniami (rysunek 3b) oraz wprowadzanie powodów postoju. Udost�pnia moduły: kontroli jako-

�ci, komunikacji tekstowej oraz utrzymania ruchu. W czasie braku aktywno�ci operatorów, pre-

zentowany jest ekran post�pu realizacji produkcji dla monitorowanych maszyn (rysunek 3c). [7]

a) b)

c)

Rysunek 3. Interfejs graficzny na poziomie hali fabrycznej:

a) podgl�d stanu maszyn, b) wprowadzanie zlece�, c) wizualizacja post�pu prac


132

Tomasz M�czka



2.2. Warstwa serwerów danych

W warstwie serwerów danych działa SZBD (System Zarz�dzania Baz� Danych) PostgreSQL

i serwer aplikacji J2EE GlassFish. Pod kontrol� serwera aplikacji funkcjonuje komponent rejestra-

cji i przetwarzania danych. Jego zadaniem jest zapewnienie komunikacji pomi�dzy wszystkimi

elementami systemu: aplikacjami sterowników PAC, aplikacj� WWW dla u�ytkowników ko�co-

wych (działaj�c� w obr�bie tego samego serwera) oraz komponentami dostarczaj�cymi informacje

z systemu klasy ERP. Moduł jest odpowiedzialny za rejestracj� informacji w bazie danych oraz ich

przetwarzanie w celu obliczenia wska�ników statystycznych. Do komunikacji komponentu z baz�danych PostgreSQL i mapowania modelu relacyjnego na model obiektowy wykorzystano ORM

(Object-Relational Mapper) Hibernate.

Usługi realizowane przez moduł s� udost�pniane jako bezstanowe ziarna EJB 3.0 (Enterprise Java

Beans). Komunikacja z nimi mo�e odbywa� si� za po�rednictwem protokołu RMI-IIOP. Protokół

ten jest stosowany do ł�czno�ci mi�dzy aplikacj� dla u�ytkowników ko�cowych i komponentami,

które stworzone zostały w j�zyku Java i funkcjonuj� w obr�bie tego samego serwera aplikacji.

Aplikacja sterownika PAC komunikuje si� z modułem za pomoc� XML SOAP Web Services.

Taki sposób komunikacji umo�liwia, mi�dzy innymi, zdalne wywołanie metod i przesyłanie

obiektów b�d�cych parametrami lub rezultatami wywołania tych�e metod z wykorzystaniem pro-

tokołu HTTP i komunikatów XML. Struktur� modułów działaj�cych w obr�bie serwera aplikacji

i sposób komunikacji pomi�dzy nimi pokazano na rysunku 4. [3]

Rysunek 4. Oprogramowanie w warstwie serwerów

danych

133

2.3. Warstwa dla u�ytkowników ko�cowych

Warstw� prezentacji danych dla u�ytkowników ko�cowych stanowi aplikacja WWW. Powsta-

ła ona w ramach pracy dyplomowej [1], a obecnie jest rozwijana we współpracy z firm� informa-

tyczn� z Klastra Technologicznego „Zielona Ku�nia”. Aplikacja wykorzystuje technologi� Java

EE 6, framework JSF 2.0, bibliotek� komponentów PrimeFaces oraz technologi� AJAX (Asyn-

chronous JavaScript and XML). Odwołuje si� do modułu przetwarzania danych poprzez kompo-

nent komunikacyjny, udost�pniaj�c raporty i statystyki dotycz�ce pracy monitorowanych maszyn

i operatorów.

Zostały w niej wydzielone dwa podstawowe moduły, tj. moduł podgl�du on-line oraz moduł staty-

styk. Podgl�d on-line prezentuje dane dotycz�ce aktualnej sytuacji na hali fabrycznej, czyli stan

monitorowanych maszyn, post�p realizacji produkcji i aktywno�� operatorów. Przykładowy pod-

gl�d zaprezentowano na rysunku 5a. Moduł statystyk generuje, na podstawie zarejestrowanych

przez system zdarze�, raporty dotycz�ce pracy maszyn i operatorów. Dotycz� one, mi�dzy innymi,

wydajno�ci maszyn, produkowanego asortymentu, czasu pracy operatorów oraz awarii maszyn.

Rysunek 5b zawiera przykładowy raport liczby sztuk wyprodukowanych przez wybrane maszyny

w uj�ciu dobowym.

U�ytkownicy mog� uzyska� dost�p do aplikacji WWW zarówno z sieci wewn�trznej przedsi�bior-

stwa, jak i z dowolnego miejsca z dost�pem do sieci internetowej, korzystaj�c z bezpiecznego

poł�czenia VPN.

3. Wdro�enie i rezultaty działania systemu

Na bazie powy�szych koncepcji skonstruowano stanowiska testowe systemu, które funkcjonu-

j� w jednej z podkarpackich firm z bran�y produkcji elementów zł�cznych, nale��cej do Klastra

Technologicznego „Zielona Ku�nia”. Na aktualnym etapie system słu�y głównie do monitorowa-

nia efektywno�ci wykorzystania zasobów produkcyjnych oraz zapewnia wsparcie w zakresie kon-

troli jako�ci i komunikacji z operatorami na poziomie hali fabrycznej. Usprawnia równie� prace

słu�b utrzymania ruchu.

Rozpocz�to od zainstalowania na hali fabrycznej jednego stanowiska, które pocz�tkowo monito-

rowało 1, a po 6 miesi�cach 6 maszyn tłocz�cych, uczestnicz�cych w procesie produkcji �rub.

a) b)

Rysunek 5. Aplikacja WWW dla u�ytkowników ko�cowych:

a) podgl�d stanu monitorowanych maszyn, b) raport liczby wyprodukowanych sztuk


134

Tomasz M�czka



W maju 2010 dodano drugie stanowisko wyspowe, monitoruj�ce kolejnych 6 maszyn. Prototypo-

wa wersja systemu działa w �rodowisku produkcyjnym od ponad 20 miesi�cy (stan na 7.04.2011).

W tym czasie system zarejestrował 3'810'7843 zdarze� zwi�zanych z prac� maszyn, działaniami

operatorów i funkcjonowaniem systemu. Na bazie zarejestrowanych zdarze� mo�liwe jest gene-

rowanie raportów dotycz�cych pracy maszyn oraz działa� operatorów. Na podstawie ich analizy

kadra zarz�dzaj�ca mo�e podj�� kroki maj�ce na celu wykrycie i ograniczenie „w�skich gardeł”

w procesie produkcyjnym.

Poni�ej przestawiono niektóre statystyki udost�pniane przez system, dla danych z wybranego

okresu jego działania, wraz z mo�liwymi interpretacjami.

Na rysunku 6 zaprezentowano statystyk� wydajno�ci maszyny obj�tej systemem od pocz�tku jego

działania.

Statystyka obrazuje du�e fluktuacje wydajno�ci, które mog� wynika� z kwestii organizacyjnych,

np. zmian asortymentu, pozwala jednak na sformułowanie hipotezy, i� �rednia wydajno�� maszy-

ny zwi�kszyła si� około 37 tygodni po zainstalowaniu systemu, a kolejny jej wzrost widoczny jest

od 10 tygodnia 2010 roku. Mo�e to by� rezultatem analizy przez kadr� zarz�dzaj�c� powodów

postoju maszyny w pocz�tkowym okresie działania systemu i wdro�enia na tej podstawie działa�, które pozwoliły na ograniczenie czasów postojów i wzrost wydajno�ci.

Statystyka prezentuj�ca struktur� czasu pracy maszyn mo�e by� dobrym punktem wyj�cia do

analizy czynników zmniejszaj�cych efektywno�� procesu produkcyjnego. Na rysunku

7 przedstawiono przykładow� statystyk� z jednej doby, dla wszystkich maszyn monitorowanych

przez jedn� z wysp. Analizuj�c dane mo�na zauwa�y�, i� maszyna T-06 nie pracowała od godziny

00:00 do 8:00. Postój rozpocz�ł si� od zmiany asortymentu (ciemnoszary interwał), natomiast

bardzo długo trwał okres symbolizowany przez interwał koloru czarnego, oznaczaj�cy brak narz�-dzi. Taka informacja sugerowałby, i� nie zabezpieczono odpowiedniego zapasu narz�dzi dla no-

wego asortymentu, co spowodowało postój maszyny przez 1/3 doby. Na podstawie tego typu in-

formacji kadra zarz�dzaj�ca mo�e zweryfikowa�, co było przyczyn� takiego stanu (np. wadliwa

Rysunek 6. Statystyka wydajno�ci maszyny w okresie działania systemu,

w uj�ciu tygodniowym

135

partia narz�dzi, bł�dna ocena zapotrzebowania przez słu�by pomocnicze) i podj�� odpowiednie

działania organizacyjne, zapobiegaj�ce wyst�pieniu podobnych sytuacji w przyszło�ci.

Przykładow� statystyk�, której wyniki mog� zosta� wykorzystane do analizy sposobu obsługi

maszyn przez operatorów, jest statystyka zdarze� zaprezentowana na rysunku 8 dla dwutygodnio-

wego okresu analizy i jednej maszyny.

Na jej podstawie kadra zarz�dzaj�ca mo�e okre�li� czy np. liczba uruchomie� silnika, wpływaj�ca

negatywnie na �ywotno�� maszyny i zwi�kszaj�ca pobór energii, nie jest zbyt du�a, bior�c pod

uwag� rodzaj produkowanego na maszynie asortymentu i ewentualne zmiany asortymentu. Wy-

krycie nieprawidłowo�ci w tym obszarze i zasygnalizowanie ich operatorom mo�e pozytywnie

wpłyn�� na �ywotno�� maszyn.

Rysunek 8. Statystyka liczby zdarze� dla pojedynczej maszyny

Rysunek 7. Struktura czasu pracy dla grupy maszyn


136

Tomasz M�czka



4. Podsumowanie

Zaprojektowano, zaimplementowano i przetestowano w �rodowisku przemysłowym koncep-

cj� oprogramowania, realizuj�cego wybran� funkcjonalno�� systemu klasy MES. Stworzony sys-

tem jest u�yteczny w praktyce, gdy� pozwala monitorowa� procesy produkcyjne przedsi�biorstwa,

w tym: prac� maszyn, operatorów oraz realizacj� zlece�. Udost�pniane przez system statystyki,

obliczane na podstawie zarejestrowanych danych, pozwalaj� na analiz� pracy maszyn

i operatorów. Dzi�ki temu mo�liwe jest wykrywanie nieefektywnych obszarów w procesie pro-

dukcyjnym i podejmowanie działa� d��cych do ich wyeliminowania. System pozwala na weryfi-

kacj� wpływu podejmowanych decyzji na efektywno�� procesu produkcyjnego poprzez porówny-

wanie wska�ników statystycznych przed i po wprowadzeniu zmian. W zakresie prac badawczych

warto�ci� projektu jest stworzenie i przetestowanie w warunkach przemysłowych platformy pro-

gramowo-sprz�towej, która umo�liwi opracowanie i wdro�enie nowoczesnych koncepcji organi-

zacyjnych, np. holonowych, oraz koncepcji inteligentnego systemu produkcyjnego wykorzystuj�-cego techniki agentowe i metody sztucznej inteligencji

System jest nadal rozwijany w ramach współpracy pomi�dzy Katedr� Informatyki i Automa-

tyki oraz firmami z Klastra Technologicznego „Zielona Ku�nia”. W ci�gu ostatniego roku zainsta-

lowano kolejne pilota�owe stanowiska systemu w dwóch podkarpackich przedsi�biorstwach pro-

dukcyjnych. Przygotowano tak�e mobiln�, autonomiczn� wersj� stanowiska monitorowania, która

mo�e by� czasowo instalowana w siedzibach firm b�d�cych członkami Klastra. Pozwoli to reje-

strowa� dane z wielu obiektów rozproszonych przestrzennie [2].

Rozwój systemu dotyczy, mi�dzy innymi, kwestii sprz�towych i zwi�zany jest z rozszerze-

niem zakresu sygnałów zbieranych z maszyn oraz obj�ciem systemem całych parków maszyno-

wych przedsi�biorstw. W firmie b�d�cej pierwszym �rodowiskiem testowym dla systemu sukce-

sywnie doł�czane s� kolejne maszyny, aktualnie system monitoruje tam 18 maszyn.

Docelowo zamierzone jest obj�cie systemem istotnych zasobów produkcyjnych członków

Klastra Technologicznego „Zielona Ku�nia”. W tym celu system pozwoli na definiowanie logicz-

nych gniazd i linii produkcyjnych, co powinno spowodowa� istotn� popraw� przewidywalno�ci

i terminowo�ci realizacji wspólnych zlece� produkcyjnych.

Główny kierunek dalszych prac to implementacja, na bazie stworzonej i przetestowanej plat-

formy programowo-sprz�towej, systemu umo�liwiaj�cego realizacj� idei Inteligentnego Systemu

Produkcyjnego. System taki b�dzie bazował na jednej z koncepcji IMS wymienianych

w literaturze, tj. bionicznej, fraktalnej lub holonowej [5]. Dalsze prace w tym kierunku b�d� wy-

magały zastosowania technik agentowych, z agentami programowymi działaj�cymi na poziomie

hali fabrycznej oraz technik sztucznej inteligencji. Analiza literatury przedmiotu sugeruje, i� za-

stosowane w pracy rozwi�zania programowo-sprz�towe oraz otwarta architektura systemu stano-

wi� dobr� baz� do rozwoju w tym obszarze.

Wa�nym kierunkiem dalszych prac jest realizacja zaawansowanej maszynowej analizy da-

nych. Przy pomocy tego typu technik mo�liwe b�dzie wyci�ganie ze zgromadzonych danych

wniosków w zakresie np. wydajno�ci maszyn, realizacji zlece� itp.. Pozwoli to optymalizowa�procesy produkcyjne i stanowi� b�dzie system wspomagania decyzji przeznaczony dla personelu

zarz�dzaj�cego. W tym zakresie w pierwszej kolejno�ci zastosowane zostan� tzw. reguły asocja-

cyjne, które umo�liwi�, mi�dzy innymi, zidentyfikowanie czynników i okre�lenie stopnia ich

wpływu na wydajno�� procesu produkcyjnego.

137

Bibliografia

[1] Czech T., Rozproszony system monitorowania produkcji, praca magisterska, Politechnika

Rzeszowska 2010.

[2] M�czka T., �abi�ski T.: System zdalnego monitorowania maszyn i operatorów – wybrane

elementy, Pomiary Automatyka Robotyka 3/2011, Przemysłowy Instytut Automatyki

i Pomiarów, Warszawa 2011: s. 62–65.

[3] M�czka T., Wykorzystanie platformy .NET do komunikacji i akwizycji danych

w systemach automatyki, praca magisterska, Politechnika Rzeszowska 2010.

[4] Oztemel E.: Intelligent manufacturing systems, L. Benyoucef, B. Grabot, (ed): Artificial

Intelligence Techniques for Networked Manufacturing Enterprises Management, Spring-

er-Verlag, London 2010: s. 1–41.

[5] Zawadzka L.: Współczesne problemy i kierunki rozwoju elastycznych systemów produk-

cyjnych, Wydawnictwo Politechniki Gda�skiej, Gda�sk 2007: s. 95–105.

[6] �abi�ski T.: Implementation of Programmable Automation Controllers – Promising Per-

spective for Intelligent Manufacturing Systems, Management and Production Engineering

Review Volume 1, Number 2, Production Engineering Committee of the Polish Academy

of Sciences, Polish Association for Production Management, Warszawa 2010: s. 56–63.

[7] �abi�ski T., M�czka T.: Human System Interface for Manufacturing Control – Industrial

Implementation, 3rd International Conference on Human System Interaction, materiały

konferencyjne w wersji elektronicznej, Rzeszów 2010: s. 485–490.


138

Tomasz M�czka



APPLICATION OF PAC CONTROLLERS AND .NET CF AND J2EE PLATFORMS FOR DEVELOPING PRODUCTION MONITORING SYSTEM

Summary

This paper presents concept, realisation and results of industrial implementation

of production monitoring system. The system provides current data from shop floor

level, which are important for production management and planning. The purpose of

the project at the current stage of development is support for production processes

optimizations, leading to detection and reduction of bottlenecks in production pro-

cesses. The system which has been created, integrates many modern technologies,

hardware and software platforms: modern industrial automation devices – PAC and

PLC controllers, .NET CF, J2EE and Web Services platforms. The system has been

tested in the real production environment, where i.a. 12 pushing machines for cold

forging have been monitored for 20 months. Hardware and software platform devel-

oped within the project constitutes a first step for an industrial implementation of In-

telligent Manufacturing System (IMS).

Keywords: production monitoring, MES, Intelligent Manufacturing System, PAC controllers,

.NET CF, J2EE

Tomasz M�czka

Katedra Informatyki i Automatyki

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Politechnika Rzeszowska

ul. W. Pola 2, 35-959 Rzeszów

e-mail: [email protected]

zastosowanie sterowników pac oraz platform .net cf i j2ee ... · zacji procesów produkcyjnych...

Documents