Erilaisia numeerisesti ohjattuja työstökoneita. Pieniä, isoja ja todella isoja.

1. Erilaisia numeerisesti ohjattuja työstökoneita.Pieniä, isoja ja todella isoja. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

2. Mikä ihmeen työstökone? Mikä se on ja mihin sitä tarvitaan? AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Työstökoneita käytetään muotoilemaan aihiosta haluttu kappale. Aihion materiaali voi olla metallia, puuta, muovia jne. Metalliset aihiot valmistetaan yleensä valamalla tai sahaamalla tai leikkaamalla metallitangosta tai –levystä. Työstäminen tapahtuu yleisimmin leikkaamalla (muitakin menetelmiä on). Metallintyöstössä leikkaava terä voi olla pyörivä, kuten pora- ja jyrsinkoneissa tai terää voidaan työntää vasten pyörivää aihiota, kuten sorvauksessa tehdään. Kappaletavaratuotannossa työstäminen on aihion jalostamista kappaleeksi. Jalostaminen voi vaatia useita eri työstövaiheita ja tapahtua usealla eri työstökoneella.

3. NC-työstökoneet eli numeerisesti ohjatut työstökoneet NC, Numerical Control CNC, Computer Numerical Control DNC, Direct Numerical Control Kehitettiin alunperin lentokoneteollisuuden tarpeisiin 1950-luvulla. Käyttö konepajoissa alkoi 1960-luvulla. Yleistyminen 1970-luvulla mikroprosessoriohjauksen myötä. Nykyisin lähes kaikki työstökoneet ovat numeerisesti ohjattuja. NC-koneet ovat myös FM-järjestelmien (FMS, Flexible Manufacturing Systems, joustavat valmistusjärjestelmät) keskeisiä komponentteja. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

4. Työstökonetyyppejä AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Sorvit Jyrsinkoneet Porakoneet Koneistuskeskukset (jyrsintä, poraus jne.) Hammastuskoneet Hiomakoneet Levytyökoneet jne.

5. Esimerkkejä erilaisten työstökonetyyppienkinemaattisista vapausasteista (akseleista) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

6. NC-työstökone vs. teollisuusrobotti.Kinemaattinen rakenne ja liikkeen ohjaus. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus NC-työstökonetta voi kutsua myös työstörobotiksi. Yhden vapausasteen liikkeen ohjaus tapahtuu samalla periaatteella kuin teollisuusrobotissa. Samoin useamman vapausasteen koordinoitu liikeohjaus. Työstökoneiden paikoitustarkkuus on tyypillisesti noin dekadia parempi kuin teollisuusrobottien. Tähän päästään mekaanisesti jäykemmillä ja massiivisemmilla rakenteilla sekä tarkemmilla antureilla ja toimilaitteilla. Työstökoneissa on keskimäärin ottaen enemmän lineaarisia kinemaattisia vapausasteita kuin teollisuusroboteissa, joissa kiertyvät nivelet ovat yleensä enemmistönä kinemaattisessa rakenteessa.

7. NC-työstökone vs. teollisuusrobotti.Ohjelmointikielet. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus NC-ohjauksen peruskieli ns. G-koodi tai G-ohjelmointikieli kehitettiin jo 1960-luvulla. Siitä on tullut globaali standardi, jonka viimeisin virallinen versio on vuodelta 1982 (ISO 6983-1:1982 Numerical control of machines -- Program format and definition of address words -- Part 1: Data format for positioning, line motion and contouring control systems). APT (Automatically Programmed Tool) on korkeamman tasoinen geometrinen kuvauskieli, jota voidaan käyttää työstöratojen suunnittelussa. Lopuksi täytyy kuitenkin generoida suoritettavaa G-koodia, mitä NC-koneen ohjausyksikkö käyttää ohjelman toteuttamisessa. Teollisuusroboteille ei ole mitään kansainvälisesti standardoitua ohjelmointikieltä, vaan eri robottivalmistajilla on kaikilla omansa.

8. NC-ohjelmoinnin standardoitu peruskieli.Yleisimmin käytetyt komennot ja niiden symbolit sekä esimerkki NC-ohjelmasta. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

9. NC-ohjelmointi. Opetusmateriaalia Internetistä. NC-koneista ja niiden ohjelmoinnista löytyy pienellä hakemisella hyvää opetusmateriaalia. Seuraavassa lyhyt video NC-ohjelmoinnin perusteista (3:31) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus http://www.youtube.com/watch?v=oMOJc_f_kOI

10. NC-ohjelmoinnin kehitys Aluksi konekielinen ohjelmointi käsin, ohjelman tallennus reikänauhalle. Keskustietokonepohjaiset ohjelmointijärjestelmät, korkean tason geometriset kuvauskielet (esim. APT) + konekielisen NC-ohjelman generointi postprosessorilla. Työasemapohjaiset järjestelmät, joissa NC-ohjelmointi tehdään graafisen käyttöliittymän avulla ja ohjelmia voidaan kokeilla simuloimalla. Työasemista on siirrytty PC-pohjaisiin järjestelmiin. Menetelmiä ja ominaisuuksia, kuten simulointia ja törmäystarkasteluja, on kehitetty edelleen. Ohjelman (osittainen) automaattinen generointi työstettävän kappaleen CAD-mallin avulla. Käytössä rajatuissa erikoissovelluksissa. Off-line-ohjelmoinnin rinnalla ja tukena nykyiset NC-ohjaukset mahdollistavat myös suoraan koneella tapahtuvan, interaktiivisen ja grafiikkaan perustuvan ohjelmoinnin. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

11. CAD/CAM-konsepti CAD = Computer Aided Design, tietokoneavusteinen suunnittelu CAM = Computer Aided Manufacturing, tietokoneavusteinen valmistus tuotteen suunnittelu geometrinen CAD-malli, teknologiatieto työnsuunnittelu (process planning), NC-koneiden valinta, NC-ohjelmien generointi NC-ohjelmat tuotteen valmistus CAD-järjestelmä CAM-järjestelmä NC-koneet AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

12. NC-ohjelmien off-line-ohjelmointi ja verifiointi. Esimerkki: Virtual NC-ohjelmisto (http://www.delmia.com/ ) VIRTUAL NC emulates machine tools, controllers and material removal. NC programs are proven off-line without taking valuable machine tools out of production. On a desktop computer, VIRTUAL NC validates processes, tooling setups and NC production programs, eliminating costly collisions. Real-time, 3D solids modification provides the accuracy needed to validate machined parts against designs.  Video 1:08 http://www.youtube.com/watch?v=Y7ajsCCuBHA (6.2.2012) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

13. Modernin NC-ohjauksen toiminnot Perustoiminnot - NC-ohjelman suoritus, koneen eri akseleiden koordinoitu liikeohjaus. • Koneen muiden toimintojen logiikkaohjaus. Työstönvalvonta • Anturitiedon perusteella: esim. työkalurikko, työstövoimat, värähtelyt. • Työstö- ja työkaluaikojen mittaus ja hallinta. • Työkalun kulumisen mittaus ja sen kompensointi. Vikadiagnostiikka • Koneen toiminnot. • Ohjauksen toiminnot. Grafiikkapohjainen interaktiivinen ohjelmointi ja simulointi • Ohjelman luominen tai modifiointi koneella. • Ohjelman verifiointi simuloimalla ja vaiheittain koneella. Liitännät (sarjaväylä-, kenttäväylä-, lähiverkko-) • DNC-toiminto NC-ohjelmien siirtämiseksi. • Ohjaus- ja tilatietojen siirtäminen. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

14. Esimerkki NC-ohjelmoinnin liittymisestä valmistukseen DNC = Direct Numerical Control, Tarkoittaa nykyisin NC-ohjelmien siirtoa ohjelmapankista työstökoneen NC-ohjaukselle. Lähde: Salmensuu, S., Perttilä, J: NC-ohjelmointiympäristön kehittäminen. Tekninen tiedotus 2/95, Metalliteollisuuden Kustannus Oy, 1995. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

15. Kirjallisuutta NC-ohjelmoinnista AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Hannu Visamäki (toim.): Lastuavan työstön NC-ohjelmointi. Teknologiateollisuuden julkaisuja 11/2007, 163 s. Sisällysluettelo: 1. NC-TYÖSTÖKONEEN RAKENNE 2. NC-TYÖSTÖKONEEN KÄYTTÖ 3. OHJELMOINTI 4. SORVIN OHJELMOINTI 5. KONEISTUSKESKUKSEN OHJELMOINTI 6. VUOROVAIKUTTEINEN OHJAUS

16. FMS, Flexible Manufacturing Systems Joustavat valmistusjärjestelmät Järjestelmässä on vähintään kaksi NC-konetta, joita palvelee sama varastoautomaatio. Kappaleiden kuljetus sekä panostus ja irrotus koneille ja koneilta on automatisoitu. Järjestelmä voi toimia tietyn aikaa miehittämättömänä perustuen kappaleiden ja työkalujen riittävään puskurointiin sekä toimintojen automaattiseen ohjaukseen. FMU (Flexible Manufacturing Unit, joustava valmistusyksikkö) viittaa yhden NC-koneen järjestelmään, joka on varustettu automaattisella kappaleenkäsittely-järjestelmällä ja kykenee myös miehittämättömään tuotantojaksoon. Ensimmäiset FM-järjestelmät otettiin Suomessa käyttöön 1980-luvun alussa. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

17. Joustavuudella tarkoitetaan AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Järjestelmän kykyä valmistaa useampia erilaisia kappaleita, tavallisesti tiettyyn osaperheeseen kuuluvia kappaleita. Sarjakoko voi olla minimissään yksi. Työvaiheiden järjestys voi tarvittaessa vaihdella. Valmistettavan kappaleen reititys FM-järjestelmän sisällä voi vaihdella.

18. Esimerkkipiirros FM-järjestelmästä Lähde: http://www.fastems.com/, 8.9.2008 AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

19. Animaatio, joka havainnollistaa FM-järjestelmän toimintaa. Fastems Oy:n video (3:09) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus http://www.youtube.com/watch?v=BBC2oswnrt0&feature=related

20. FM-järjestelmän investoinnin suunnittelu Lähtökohtana on yrityksen strategia: tuotteet, volyymit ja toimitusajat. FM-järjestelmä suunnitellaan usein tietylle tuoteperheelle (joustavuus !?) Kustannukset: • laitekustannukset • tuotannon muihin osiin vaadittavat muutokset • projektin vaatimat työkustannukset • koulutus • käyttöönotto • käyttökustannukset Hyödyt: • lisääntynyt kapasiteetti (mm. miehittämätön työvuoro käyttöön) • säästöt työvoimakustannuksissa • läpimenoaikojen lyhentyminen • tasaisempi laatu • parempi joustavuus (!?) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

21. Suomalainen FMS-toimittaja Fastems Oy (http://www.fastems.com/) Toimittaa erilaisia joustavia konepaja-automaatiojärjestelmiä sekä robottijärjestelmiä Järjestelmäratkaisuissa käytetään eri valmistajien NC-koneita ja teollisuusrobotteja Fastemsilla on itse kehitetty FMS-ohjausjärjestelmä, jota käytetään toimitettavien FMS-järjestelmien ohjausratkaisuna Toimitettuja järjestelmiä on tähän mennessä jo yli 800 Markkinat pääasiassa Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa Tekniset palvelut, huolto ja järjestelmien päivitykset ovat uusi ja kasvava liiketoiminta-alue AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

22. 8760-konsepti (http://www.fastems.com/) Numero 8760 edustaa vuoden tuntien määrää. 365 päivää X 24 tuntia= 8 760 tuntia.Tämä on vuoden aikana käytettävissä oleva työaika – mikäli halutaan. Automaattisten järjestelmäratkaisujen avulla on mahdollista päästä lähelle 8760-tuotantoa.1970-luvulla Euroopassa tehty tutkimus osoitti, että manuaalisesti käytettyjen työstökoneiden todellinen työstöaika oli noin 2 % ja NC-koneiden noin 10 % vuoden kaikista tunneista. Käyttöasteet ovat parantuneet CNC-tekniikan kehittyessä ja koneiden voidessa toimia ilman ihmisen jatkuvaa valvontaa. Kuitenkin uusimpien tutkimusten mukaan vain 20 % vuoden 8 760 tunnista käytettiin 1990-luvulla! Parhailla joustavilla valmistusjärjestelmillä (FMS) on päästy yli 7 200 tuotantotuntiin vuodessa jatkuvasti muuttuvassa erävalmistuksessa. 70 % tästä ajasta oli työstöä, joten vertailukelpoinen työstöaikasuhde on 57 %. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

23. Vertailua yksittäisten työstökoneiden ja FM-järjestelmien soveltamisen välillä Lähde: http://www.fastems.com/images/ToWeb/Media/Brochures/Fast_Autom_ENG.pdf (21.11.2007) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

24. Fastemsin FM-ohjausjärjestelmän laite- ja väyläkaavio (huom: ei enää välttämättä ajan tasalla) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

25. Fastemsin FM-ohjausjärjestelmän ohjelmistokaavio (huom: ei enää välttämättä ajan tasalla) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

26. Esimerkki Fastemsin FM-ohjausjärjestelmän operaattorin näytöstä (huom: ei enää välttämättä ajan tasalla) Control Room application displays a real time view of the system. All connected devices are shown with colors indicating the current status. Fastems Sales Support Material, April 2002 main display (http://www.fastems.com/) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

27. Esittelyvideo FM-järjestelmästä (Zimmer&Kreim) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Example of a flexible-manufacturing-cell (fmc) by Zimmer&Kreim(3:09) http://www.larrysherrod.com/?p=701

28. Tuotantosolut AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Miksi tuotantosoluja tarvitaan? Solun automaatioaste ja organisatoriset toimintatavat Soluohjaukset

29. Funktionaalinen tuotantotapa vs. virtautettu ja solupohjainen tuotantotapa Funktionaalisen tuotantotavan perustelut - Haluttiin maksimoida kalliiden koneiden käyttöaste. Töitä piti olla jatkuvasti jonossa koneilla. - Ei kiinnitetty huomiota keskeneräiseen tuotantoon (KET) ja varastotilaan sitoutuneeseen pääomaan. - Läpäisyajat eivät olleet tärkeitä. - Ammattiyhdistykset pitivät kiinni tiukoista ja hyvin rajatuista toimenkuvista. Siirtyminen solutuotantoon - Paine virtautettuun ja solupohjaiseen tuotantoon alkoi tarpeesta lyhentää läpäisyaikoja. - Solussa tehdään useita eri työvaiheita, mistä seuraa tarve monitaitoisiin työntekijöihin, jotka voivat myös korvata toisiaan. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

30. Funktionaalinen tuotantotapa pora-koneet sorvit viimeistely ja kokoon-pano jyrsin-koneet avarrus-koneet Erityyppiset koneet oli ryhmitetty omille osastoilleen. Keskeneräiset työt saattoivat kulkea useita kertoja osastolta toiselle, ja kullakin kertaa tehtiin tyypillisesti vain yksi työvaihe. Läpäisyajan nyrkkisääntö oli vaihe per viikko. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

31. Virtautettu, solupohjainen tuotantotapa osavalmistus solu 1 loppukokoon-panosolu osavalmistus solu 2 osavalmistus solu 3 Siirtyminen funktionaalisesta tuotantotavasta virtautettuun ja solupohjaiseen tuotantotapaan tapahtui pääosin 1980-luvun aikana. Läpäisyaikojen lyheneminen oli tyypillisesti välillä 1/5 … 1/10. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

32. Tuotantosolujen tarkastelunäkökulmat. Automaatioaste ja organisatorinen toimintatapa. Automaatioaste - Täysin automaattiset solut. Esimerkiksi robotti + ympäryslaitteet + automaattikoneet. - Yhdistelmä, missä on ihmistyöntekijöitä sekä automaattisia koneita ja laitteita. - Kokonaan manuaaliset solut. Esimerkiksi manuaalinen kokoonpanosolu. Organisatorinen toimintatapa - Traditionaalinen solu (sosiotekninen solu, ohjaussolu, autonominen solu). - Verkostosolu (painotetaan ja kehitetään yhteyksiä muihin soluihin ja tehdastason tiimeihin). AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

33. Esimerkkivideo tuotantosolusta, jossa on yksi työntekijä (3:15) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Tässä tapauksessa työntekijä palvelee koneita, jotka odottavat työntekijää. Solun perus layout on U-muoto. Kapasiteettia voidaan lisätä tuotantotilanteen mukaan lisäämällä soluun toinen työntekijä. http://www.youtube.com/watch?v=AUPji7L9aSs&feature=player_embedded (Taitaisi vetää vakavaksi, jos joutuisi tuolla tavalla työskentelemään 8 tuntia putkeen…?)

34. Soluorganisaation toiminnan luonnehdintaa (1/2) Työnkuvan laajentaminen (Job enlargement) - Monitaitoiset työntekijät, työtehtävien kierrätys - Työtehtävien horisontaalinen laajentaminen Tukitehtävät (Support activities) • Laatuvastuu - Solun toiminnan hienokuormitus - Häiriöiden poisto - Huolto ja kunnossapito - Kyseessä on työnkuvan rikastuttaminen (Job enrichment) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

35. Soluorganisaation toiminnan luonnehdintaa (2/2) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Ryhmätyö (Group work, Teamwork) - Yhteiset tavoitteet ja vastuu - Motivaation ja työelämän laadun parantaminen Verkostotoiminta (Networkactivity) - Solu toimii osana yhteistyöverkostoa, joka koostuu muista soluista ja tehdastason tiimeistä. Kehitystoiminta (Developmentactivity) - Työprosessien ja -metodien jatkuva kehittäminen ja parantaminen - Tarvitaan sopivat mittarit. Mittarien valinnalla on tärkeä ohjausvaikutus.

36. Solujen ohjausjärjestelmät Solun luonteesta ja laajuudesta riippuen käytetään eri vaihtoehtoja, kuten esimerkiksi: - Robotin ohjausjärjestelmä - Ohjelmoitava logiikka - Robotin ohjausjärjestelmä & ohjelmoitava logiikka - PC - PC & robotin ohjausjärjestelmä - PC & ohjelmoitava logiikka - jne. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

37. PC-pohjaisten soluohjausten ominaisuuksia ja tehtäviä - Graafinen käyttöliittymä - Kommunikointi tuotannonohjausjärjestelmän kanssa - Solun töiden hallinta ja ohjaus - Tapahtumalokin ylläpito (tuotantotiedot, virhetoiminnot tms.) - Laatu- ja testaustietojen keruu ja ylläpito - Tilastot ja yhteenvedot (esim. Excelillä) • Laiteohjausohjelmien hallinta, ylläpito ja down loading (robottiohjaimet, ohjelmoitavat logiikat) • Viivakoodi- tai RFID-tunnisteiden luku - Saattomuistien luvun ja kirjoituksen ohjaus - Töiden suoritukseen liittyvien toimintojen sekvensointi - Koneiden ja solun tilan valvonta ja visualisointi käyttöliittymän kautta AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

38. PC-pohjaiset soluohjaukset. Toteutustapoja ja valmistajia. Systeemi-integraattoreita, jotka tekevät sovelluskohtaisia räätälöityjä ratkaisuja. Systeemi-integraattoreita, jotka ovat tuotteistaneet osan moduuleista ja tekevät niillä konfiguroitavia OEM-tyyppisiä ratkaisuja automaatiolaitevalmistajille ja/tai räätälöityjä ratkaisuja suoraan loppukäyttäjille (esim. KW-Software, jonka MULTIPROG-ohjelmistoa käytetään meillä opetuksessa). Systeemi-integraattori voi tehdä toteutuksen myös perustuen johonkin kaupalliseen SCADA-ohjelmistoon (Wonderware, GE Fanuc jne.) ja ohjelmoitavaan logiikkaan. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

39. KW Softwaren PLC-ohjelmistotyökaluja käytetään myös AS-0.2230 Automaatio- ja systeemitekniikan laboratoriotyöt – kurssilla (Työ 14: Voimalaitosprosessi) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

40. Video tuotantoautomaation opetusjärjestelmästä, joka on koottu pääosin Feston moduuleista. 1:41 AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus http://www.youtube.com/watch?v=2qc0-yTXBts

41. Tuotannonsuunnittelu ja tuotannonohjaus AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus ISA 95 – standardin mukainen hierarkkinen tasomalli Automaatio- informaatiojärjestelmät eri tasoilla Tuotannonsuunnittelun ja tuotannonohjauksen tehtävät Tuotannonohjauksen optimointi Tuotannohjauksen käytännön toteutukset

42. Tuotannon toiminnot ja informaatiojärjestelmätISA 95 malli Mukaellen standardista Ansi/ISA-95.00.01-2000 Level 4 Business Planning & Logistics Plant Production Scheduling Operational Management, etc. Level 3 Manufacturing Operations & Control Dispatching Production, Detailed Production Scheduling, Reliability Assurance, etc. Levels Batch Continuous Discrete 0, 1, 2 Control Control Control Liiketoiminnan hallinta Yrityksen taso Tuotannon hallinta Laitoksen taso Prosessin hallinta Tuotantolinjan taso Mallin tärkein konteksti on yrityksen operatiivinen tuotannollinen toiminta: tilauksesta toimitukseen liiketoimintaprosessin toteuttaminen. Mallin luonne on vertikaalinen: tarvittavat eri hierarkkiatasot ja niihin liittyvät toiminnot. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

43. Toinen vertikaalinen malli operatiiviseen tuotantoon liittyvistä toiminnoista ja järjestelmistä Toiminnot Järjestelmät Toimitusketjun hallinta SCM Toiminnanohjaus ERP Valmistuksenohjaus MES Automaattinen ohjaus PLC, DCS Anturit, toimilaitteet, koneet AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

44. Vertikaalimallin toimintojen ja järjestelmien lyhenteet avattuina SCM Supply Chain Management, toimitusketjun hallinta SCM-järjestelmä toimitusketjun hallinnan järjestelmä ERP Enterprise Resource Planning, toiminnanohjaus ERP-järjestelmä toiminnanohjausjärjestelmä MES Manufacturing Execution System, valmistuksenohjauksen järjestelmä PLC Programmable Logic Controller, ohjelmoitava logiikka DCS Digital (Distributed) Control System, automaatiojärjestelmä AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

45. Edellä esitettyjen vertikaalisten mallien keskinäinen suhde Toimitusketjun hallinta (SCM) Toiminnanohjaus (ERP) Valmistuksenohjaus (MES) Automaattinen ohjaus (PLC, DCS) Anturit, toimilaitteet, koneet Level 4 Business Planning & Logistics Plant Production Scheduling Operational Management, etc. Level 3 Manufacturing Operations & Control Dispatching Production, Detailed Production Scheduling, Reliability Assurance, etc. Levels Batch Continuous Discrete 0, 1, 2 Control Control Control Vertailut ovat ongelmallisia erityisesti, jos asioita tarkastellaan kaupallisten järjestelmien kautta. Tällöin esimerkiksi ERP- ja MES-järjestelmien toiminnallisuudet voivat peittää toisiaan laajasti. Samoin automaatiojärjestelmät (DCS) voivat sisältää useita MES-tason toiminnallisuuksia. Toimitusketjun hallinnan järjestelmät (SCM) puolestaan operoivat yritysverkoston alueella, kun taas ISA-95-malli liittyy olennaisesti yhteen yritykseen. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

46. horisontaalinen integraatio toimittajan toimittaja asiakkaan ydinyritys asiakas toimittaja asiakas SCM ERP vertikaalinen integraatio MES DCS PLC Kaavio horisontaalisesta ja vertikaalisesta integraatiosta Vertikaalinen integraatio on piirretty auki vain tarkastelun keskiössä olevan yrityksen (ydinyritys) kohdalle, mutta se tarvitaan myös toimitusketjuun kuuluvissa muissa yrityksissä. AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

47. Tilauksesta toimitukseen:Tilauksen penetraatio toimitusketjuun riippuu tuotannon luonteesta AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Engineer-to-Order (ETO), tuote suunnitellaan alusta alkaen asiakkaan spesifikaatioiden mukaisesti. Kysymyksessä ovat tyypillisesti suuret yksittäistuotteet, kuten esimerkiksi risteilyalus. Make-to-Order (MTO ) or Build-to-Order (BTO), tuote perustuu olemassa oleviin vakioratkaisuihin. Osavalmistus ja komponenttien tilaus ohjautuu asiakkaan spesifikaatioiden mukaisesti. Tällaisia tuotteita voivat olla esimerkiksi jakeluvarasto tai paperinvalmistuksen jälkikäsittelylinja. Assemble-to-Order (ATO), tuote kokoonpannaan varastossa olevista vakiokomponenteista. Esimerkiksi PC-koneet. Make-to-Stock (MTS) or Build-to-Forecast (BTF), tuotteita kokoonpannaan myyntiennusteisiin perustuen valmiiksi varastoon. Monet tukku- ja vähittäiskaupassa myytävät tuotteet.

48. Tilauksen penetraatio toimitusketjussa Raaka-aineet, komponentit ja osakokoonpanot alihankkijoilta ETO MTO Kokoonpano Välivarasto Osavalmistus Lopputuote varasto Tuotesuunnittelu ATO MTS AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

49. Tuotannonsuunnittelu ja tuotannonohjaus Englanniksi Production Planning and Production Control Toiminnanohjaus on laajempi käsite, joka sisältää yhtenä osanaan tuotannonsuunnittelun ja tuotannonohjauksen. Toiminnanohjausjärjestelmä on suomenkielinen vastine ERP-järjestelmälle (ERP, Enterprise Resource Planning) AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus

50. Tuotannonsuunnittelu ja tuotannonohjaus AS-0.1502 Kappaletavara-automaatio. NC-koneet, FMS, tuotannonohjaus Tuotannonsuunnittelu on tuotannonohjauksen esivaihe, joka usein jakautuu kahteen osaan: Resurssien karkeakuormitus töillä, aikajänne esim. 1 - 3 kk, suoritetaan tehdastasolla Resurssien hienokuormitus töillä, aikajänne esim. 1 - 5 vrk, suoritetaan tuotantolinjan tai tuotantosolun tasolla Käytännön toiminnassa tulee aina poikkeamia suunnitelmiin (konerikot, myöhästyneet materiaalit, muutokset tilauskantaan), jolloin ohjauksen tehtävänä on pyrkiä mahdollisimman hyvin tavoitteisiin muuttuneessa tilanteessa. Materiaalinohjaus / tuotannonohjaus Materiaalinohjauksen tehtävänä on ajoittaa tilattavien materiaalien saapuminen töille oikea-aikaisesti. - Usein materiaalinohjaus käsitetään osaksi tuotannonohjausta.