Efektywne wdrożenie systemu MES w 5 krokach

Nie tylko uwarunkowania rynkowe wymuszają informatyczną transformację przedsiębiorstw. Bywa i tak, że impuls do zmian płynie z wnętrza organizacji, od dyrekcji lub po prostu ambitnego lidera działu doskonalenia produkcji. Niezależnie od źródeł inspiracji zapada decyzja – wdrażamy MES (Manufacturing Execution System – system zarządzania produkcją). Taki projekt wciąż bywa jednak postrzegany nie tylko jako duże wyzwanie, ale coś bardzo trudnego. Czy słusznie? Okazuje się, że jeżeli tylko jest on dobrze przygotowany i kompetentnie prowadzony, obawy są całkowicie bezpodstawne.

System klasy MES można efektywnie i bezproblemowo uruchomić w przedsiębiorstwie każdej wielkości. Oczywiście potrzebne jest odpowiednie przygotowanie zespołów wdrożeniowych oraz użytkowników. Musimy też posiadać wiedzę, jak opisać i usprawnić procesy produkcyjne w przedsiębiorstwie, oraz wybrać właściwe narzędzia i model wdrożeniowy. Aby projekt się powiódł, najważniejsze jest jego właściwe zaplanowanie.

---

Krok pierwszy: analiza przedwdrożeniowa i mapa drogowa

Kiedy próbujemy przeanalizować kluczowe procesy w każdym obszarze produkcji, z łatwością zauważamy:

• jak bardzo złożony jest przepływ informacji,
• jak wiele jest punktów pomiaru i analizy danych,
• jak skomplikowany może być przepływ surowców, półproduktów i wyrobów gotowych, zarówno na produkcji, jak i w magazynie.

Cała ta skomplikowana struktura powinna znaleźć odzwierciedlenie w systemie MES. W naturalny sposób pojawia się pytanie: od czego zacząć? Jak osiągnąć zakładany cel przy różnych możliwych scenariuszach postępowania, z uwzględnieniem dużej złożoności, a także przy pojawiających alternatywnych inicjatywach, wśród których może pojawić się również opcja „nic nie róbmy”.

Z punktu widzenia zespołu wdrożeniowego MES, w którego skład powinni wchodzić kompetentni przedstawiciele użytkownika końcowego oraz firmy wdrożeniowej, w pierwszym kroku konieczne jest wypracowanie:

• profesjonalnej oceny stanu obecnego,
• rekomendacji dla stanu przyszłego,
• opisu wymagań i kluczowych celów poszczególnych interesariuszy,
• procesu doboru rozwiązania, odpowiadającego rzeczywistym potrzebom grup użytkowników,
• planu rozwoju kompetencji w zespołach użytkownika,
• modelu wdrożenia.

Profesjonalna analiza przedwdrożeniowa pomoże nam sformułować i odpowiednio zakomunikować jasno sprecyzowane i uzgodnione cele projektu, dzięki czemu wyeliminujemy jeden z głównych czynników ryzyka w przypadku projektów MES.

Analizę przedwdrożeniową powinno rozpocząć się od dobrego przygotowania tzw. mapy drogowej. Rozumiemy przez to najbardziej ogólny, ramowy plan projektu. Jego elementem powinien być dalekosiężny, końcowy cel, którego osiągnięcie zakładamy, nawet stosunkowo odległy w czasie (w zależności od projektu może to być np. perspektywa roku, lub nawet 3 lat). Droga do celu prowadzi przez kilka zdefiniowanych etapów, które muszą być kolejno zrealizowane. Posiadanie mapy drogowej ułatwia wszystkim zaangażowanym osobom dobre zrozumienie wizji rozwoju systemu. Krótko mówiąc, wszyscy wiedzą, gdzie jesteśmy, dokąd zmierzamy i jaką drogą.

Na bazie ogólnego planu budowana jest szczegółowa specyfikacja każdego etapu mapy drogowej. Przygotowywanie takiej specyfikacji musi zakładać weryfikowanie stanu obecnego (opis, inwentaryzację) oraz planowanie zmian dla poszczególnych poziomów (obszarów) zakładu produkcyjnego. Możemy wśród nich wyróżnić m.in.:

• istniejące źródła danych w procesie (czujniki, PLC),
• stacje wizualizacyjne (HMI, SCADA),
• poziom zarządzania procesem produkcyjnym,
• przepływ informacji do systemów nadrzędnych (biznesowych),
• i inne.

Analiza powinna obejmować wszystkie obszary produkcji – dla każdego z nich powinniśmy określić, mówiąc skrótowo, co mamy obecnie, a co chcemy mieć po zakończeniu projektu. Stąd wyniki analizy to te elementy mapy drogowej, które dokładnie wskażą obszary, którymi będziemy się zajmować na poszczególnych etapach. 

---

Krok drugi: wybór modelu wdrożeniowego i metodyka prowadzenia projektu

Aby uruchomienie systemu MES zakończyło się powodzeniem, bardzo ważny jest wybór właściwego modelu wdrożeniowego, którego kluczowym elementem jest metodyka zarządzania projektami. Oczywiście niezależnie od tego, jaką wybierzemy, najważniejszym kryterium sukcesu jest zawsze zapewnienie wymaganej jakości. Natomiast droga, która do tego sukcesu prowadzi, może być różna w zależności od wielu uwarunkowań. W praktyce wykorzystujemy zmodyfikowane wersje dwóch popularnych metodyk, które odpowiadają za większość profesjonalnych wdrożeń systemów MES.

Pierwsza z nich to metodyka zarządzania projektami PRINCE2, oparta na kaskadowym modelu realizacji projektu.

Metodyka ta sprawdza się zarówno w procesach nieskomplikowanych, jak i w złożonych. Projekty prowadzone w oparciu o PRINCE2 i model kaskadowy pozwalają na zakończone sukcesem uruchomienie MES, w którym:

• znana jest specyfikacja systemu,
• termin realizacji jest określony,
• budżet projektu jest określony i nie może zostać przekroczony.

Druga często spotykane podejście to zastosowanie zwinnych metodyk zarządzania projektami (ang. agile project management).

Ten model stosowany jest, gdy:

• zakres wdrożenia nie jest ostatecznie ustalony w momencie jego rozpoczęcia i może zostać dookreślony lub zmodyfikowany w trakcie realizacji projektu,
• termin realizacji może zostać zmieniony (nie jest ściśle określony),
• budżet jest elastyczny.

---

Krok trzeci: Budowa zespołu projektowego i rozwój kompetencji

Dla powodzenia każdego projektu kluczowe jest zaangażowanie odpowiednich osób już na etapie jego przygotowania. W pierwszej zatem kolejności trzeba te osoby znaleźć. Należy też zadbać o to, by w skład każdego zespołu wchodziły wszystkie osoby, które powinny tam być. Inaczej mówiąc – by nikogo istotnego nie pominąć.

Przykładowo, gdy stosujemy metodykę PRINCE2, trzonem standardowego Zespołu Projektowego jest Komitet Sterujący, który można określić jako najwyższą instancję władzy w projekcie. Komitet jest odpowiedzialny za podejmowanie najważniejszych decyzji o przebiegu projektu. Dlatego powinien on reprezentować cele biznesowe wszystkich stron. W jego skład muszą więc wchodzić przedstawiciele zarządu użytkownika końcowego (odpowiedzialni za uzasadnienie biznesowe projektu), osoby odpowiedzialne za wsparcie realizacji (mogą to być np. przedstawiciele działu IT lub działu automatyki), a także osoby reprezentujące faktycznych użytkowników planowanego rozwiązania (może to być Dyrektor Produkcji, ale również pracownicy liniowi niższego szczebla).

Zespoły wewnętrzne są ważne

Jak łatwo zauważyć, mówimy tu nie tylko o zaangażowaniu przedstawicieli firmy wdrożeniowej, ale także pracowników klienta końcowego. Warto to szczególnie mocno podkreślić: nie da się z sukcesem wdrożyć systemu MES bez ścisłej współpracy integratora z użytkownikami i bez realnego współudziału tych ostatnich w projekcie. Dlatego zbudowanie zespołów wewnętrznych u klienta końcowego jest absolutnie konieczne.

Niegdyś bywało tak, że tego rodzaju projekty realizowano wyłącznie „z zewnątrz”. Klient zamawiał system oraz usługę jego instalacji i uruchomienia. Integrator budował system, testował, uruchamiał i oddawał „pod klucz”, po czym pakował się i udawał do kolejnego klienta. Użytkownicy systemu nie byli w odpowiedni sposób zaangażowani w jego projektowanie i wdrożenie, gdyż nie zadbano o zbudowanie właściwych zespołów projektowych. W efekcie po pewnym czasie taki system obumierał, ponieważ tak naprawdę nikogo nie obchodził i nikt nie potrafił się z nim obchodzić.

Wybierając osoby uczestniczące w projekcie musimy zadbać o to, aby dzieliły one wspólną wizję celu projektu i posiadały świadomość tego, co będzie oczekiwanym produktem końcowym. Kompetencje zaangażowanych osób są bardzo ważne, ale nie mniej ważne jest zapewnienie odpowiedniej atmosfery w zespole. Mówiąc kolokwialnie, dobra „chemia” pomiędzy uczestnikami projektu jest bezcenna.

Rozwój kompetencji i rekomendowana ścieżka szkoleń

Skoro wspomnieliśmy o świadomości, to należy zauważyć, że jej zwiększaniu sprzyja posiadanie odpowiedniego zasobu wiedzy przez wszystkie zaangażowane osoby. W trakcie projektów realizowanych przez ImFactory wiedzę tę przekazujemy Użytkownikowi Końcowemu w czasie całego procesu wdrożeniowego oraz uruchamiania systemu. Kierujemy się przy tym zasadą zainspirowaną starym chińskim powiedzeniem: „Powiedz mi, a zapomnę. Pokaż mi – może zapamiętam. Zaangażuj mnie a zrozumiem”. Suche prezentowanie wiedzy jest ważne, ale najważniejsze jest zaangażowanie (zgodnie z regułami metody zwanej taksonomią Blooma).

Konkretna ścieżka szkoleń i warsztatów jest indywidualnie dopasowywana do tego, jaki jest zakres projektu oraz stopień jego skomplikowania. Angażowanie jest procesem wielopoziomowym i wieloetapowym: od kształtowania wizji przez Zespół Projektowy, poprzez określanie wymagań w fazie projektowania przez przedstawicieli Użytkowników, testy z udziałem Użytkowników, aż po stabilizację systemu, utrzymanie i ostateczne przekazanie do Klienta.

Program Rozwoju Kompetencji Inżyniera 4.0™

„Inżynier Przemysłu 4.0” to ktoś, kto płynnie porusza się na styku dwóch płaszczyzn: „cyfrowej” i „fizycznej”. Efektywni pracownicy Przemysłu 4.0 muszą łączyć wiedzę dotyczącą specyfiki procesu produkcyjnego (np. pracy z robotami czy przestrojenia maszyny) z umiejętnościami z zakresu IT – poczynając od podstawowych (np. użycie arkuszy kalkulacyjnych i obsługa interfejsów) aż po zaawansowane (np. programowanie i kompetencje z zakresu analizy danych). Z uwagi na cyfryzację układów fizycznych tworzących linię produkcyjną, technologie Przemysłu 4.0 będą wymagały ściślejszej niż do tej pory integracji działu IT z działem operacyjnym przedsiębiorstwa. Programiści muszą bardzo dobrze rozumieć, jak i dlaczego produkcja korzysta z rozwiązań IT, a operatorzy produkcji powinni mieć świadomość, jak rozwiązania IT wpływają na produkcję.

Rodzi to potrzebę poszerzaniu kwalifikacji w sposób wykraczający poza macierzystą dziedzinę pracownika. Jak pokazują badania Akademii ASTOR, wielu inżynierów zdaje sobie już z tego sprawę. Kontakty deweloperów IT z operatorami powinny być pomyślane tak, by skomplikowane zadania IT były realizowane w sposób płynny – co nie tylko oznacza potrzebę ścisłej współpracy, ale też stawia wyzwanie istniejącym hierarchiom decyzyjnym.

---

Krok czwarty: wdrożenie i współpraca

Praca wykonana w poprzednim kroku ułatwia decyzję o wykonaniu kolejnego. Jest nim uruchomienie systemu MES na produkcji. Wydawać by się mogło, że będzie to łatwa i naturalna konsekwencja. Spójrzmy, czego już dokonaliśmy:

• profesjonalnej oceny stanu obecnego i rekomendacji dla stanu przyszłego,
• sporządzenia opisu wymagań i celów kluczowych interesariuszy,
• doboru rozwiązania odpowiadającego rzeczywistym potrzebom grup użytkowników,
• opracowania planu rozwoju kompetencji w zespołach użytkownika
• przygotowania modelu wdrożenia wraz z kilkoma scenariuszami:
  • nowy system dla pojedynczego zakładu,
  • pilotaż w grupie zakładów i wykorzystanie zdobytych doświadczeń,
  • uaktualnienie / aktualizacja obecnego systemu.

Okazuje się jednak, że decyzja o rozpoczęciu wdrożenia nie jest łatwa, między innymi dlatego, że wiąże się ona z uruchomieniem budżetu oraz z koniecznością dużego zaangażowania uczestników projektu. Istotne jednak jest to, że im więcej pracy wykonamy w pierwszym kroku, tym decyzja dotycząca drugiego oraz późniejsza jego realizacja będą łatwiejsze.

Planowanie i uruchamianie systemu MES nie różni się od prowadzenia każdego innego dużego projektu. Realizujemy je wykorzystując wybraną metodologię i na podstawie ustalonego scenariusza.  Oczywiście każda metodologia zarządzania projektami narzuca pewne zasady postępowania.

Ważnym, jeżeli nie najważniejszym elementem wdrożenia jest zespół projektowy. Taki zespół działa zarówno w ramach przedsiębiorstwa będącego Użytkownikiem Końcowym systemu, jak i w firmie wdrażającej, a często także w innych firmach, które często są niezbędne i muszą być zaangażowane w projekt (mogą to być np. podwykonawcy).

Od współpracy tych zespołów zależy końcowy sukces.  Przypomnijmy najważniejsze obszary, jakie obejmuje system MES:

• IT (integracja z ERP, sieć, infrastruktura),
• procesy produkcyjne (maszyny, operatorzy, technologia, zarządzanie produkcją),
• magazyn i logistyka (surowce, półprodukty, produkty),
• automatyka i utrzymanie ruchu (systemy sterowania maszynami, opomiarowanie),
• odbiorcy informacji, znajdujący się na poziomie produkcyjnym, operacyjnym oraz zarządczym.

Zasady współpracy między członkami zespołu projektowego, odpowiedzialnymi za obszary wymienione powyżej, powinny zostać zdefiniowane na etapie przygotowania projektu, a zaangażowanie tych osób – wysoko umocowane (co oznacza niezbędne wsparcie Zarządu) i umieszczone w harmonogramie.

Czyli: wiemy, co chcemy (jakie rozwiązanie pomoże nam osiągnąć cele), mamy opisane procesy, przygotowaną specyfikację i znamy kryteria sukcesu. Kolejne etapy to:

• Powołanie zespołu wdrożeniowego, przygotowanie i inicjacja projektu.
• Harmonogram (na dany sprint, etap, cały projekt – zależnie od wybranej metodyki).
• Przygotowanie środowiska developerskiego. Dotyczy to środowiska dla zespołu projektowego. Mogą to być serwery Integratora Systemów lub Klienta, z których Integrator będzie korzystał. Sprowadza się to najczęściej do instalacji serwerów przez odpowiednie zespoły IT.
• Przygotowanie szablonów wg specyfikacji (na dany sprint, etap, cały projekt – zależnie od wybranej metodyki) – celem szablonów jest przygotowanie części aplikacji do wielokrotnego wykorzystania.
• Implementacja aplikacji na podstawie szablonów.
• Testy w środowisku deweloperskim.
• Przygotowanie środowiska testowego i produkcyjnego. Wiąże się to z instalacją serwerów w środowisku produkcyjnym, przygotowaniem sieci Ethernet z dostępem do urządzeń.
• Uruchomienie aplikacji w środowisku testowym.
• Testy w środowisku testowym.
• Uruchomienie w środowisku produkcyjnym.
• Szkolenie operatorów.
• Testy całościowe i weryfikacja wg kryteriów sukcesu.
• Przekazanie aplikacji wraz z dokumentacją

W tym miejscu naturalnie pojawiają się pytania. Jak to wszystko mogę zrealizować w moim konkretnym zakładzie produkcyjnym? Przecież każda fabryka jest inna. Mój zakład jest wyjątkowy i pracuję w wyjątkowy sposób. Jaki wpływ ma na to branża, w której pracuję?

W ten sposób wracamy do punktu wyjścia, czyli pierwszego kroku analizy przedwdrożeniowej. Na tym właśnie etapie musimy wziąć pod uwagę naszą wyjątkowość. To tu decydujemy o zakresie funkcjonalnym projektu i wymaganiach wynikających z działania w określonej branży.

---

Krok piąty: działania i wsparcie powdrożeniowe

Projekt został sfinalizowany, system jest przetestowany, uruchomiony i… właśnie, co dalej? Czy to wystarczy? Otóż niekoniecznie. Skuteczne i efektywne wdrożenie systemu MES – paradoksalnie – nie kończy się wraz z zakończeniem projektu. Przecież najistotniejsze jest, aby dobrze realizował on stawiane przed nim cele i przynosił realne korzyści. Aby tak się stało, istotne są działania podejmowane już po wdrożeniu.

Konieczność budowania kompetencji zaangażowanych w projekt osób dotyczy to nie tylko pierwszych dwóch etapów, ale – nawet w jeszcze większym stopniu – etapu trzeciego. To jest moment, w którym system już pracuje, dostarcza danych i pozwala realnie zarządzać produkcją. Niezwykle ważne jest, aby odpowiedzialni za jego obsługę pracownicy umieli wszystko, co jest potrzebne, by skutecznie wykorzystywać możliwości, które się pojawiły.

Dlatego zaangażowanie zespołu ekspertów, który uczestniczył w całym projekcie, nie kończy się z chwilą oddania systemu do użytku. Wspólnie z klientem analizujemy dane, pomagamy w podejmowaniu decyzji i poszukiwaniu możliwych optymalizacji, pokazujemy, jak wyciągać właściwe wnioski. Jednocześnie cały czas dbamy o to, aby cała ta niezbędna wiedza i umiejętności zostały przekazane użytkownikom. Dzięki temu u klienta powstaje kompetentny zespół wewnętrzny, który po pewnym czasie staje się całkowicie samodzielny.

---

Zakończenie

Dobrze przygotowane wdrożenie systemu MES to ogromne korzyści finansowe, organizacyjne a także środowiskowe (choćby oszczędność papieru, energii itp.). Poza tym trzeba podkreślić, że otwiera ono dalsze możliwości cyfryzacji procesów w zakładzie. Dobrym przykładem może być np. wdrożenie Aveva MES w firmie DOVISTA Polska. Dlatego dobrze zaprojektowany MES to forma cyfrowego fundamentu, dzięki któremu – poprzez dodawanie kolejnych modułów – organizacja produkcyjna uzyskuje kolejne efekty biznesowe.

Firmy, z którymi współpracujemy od kilku lat i w których realizowaliśmy projekty, nieustannie koncentrują się na utrzymaniu kompetencji w zespołach MES / Improvement, a także na ciągłym analizowaniu i usprawnianiu procesów. Dlatego są one w stanie sprostać nie tylko wciąż nowym wyzwaniom rynkowym, ale też – dzięki tym nowym wyzwaniom – utrzymać zaangażowanych w tym obszarze specjalistów.

Zespół, który pomaga firmie DOVISTA Polska ratować planetę

Stąd kluczowym etapem budowania systemu informatycznego było powołanie lidera projektu odpowiedzialnego za koordynację pracy grupy, przydzielanie zadań oraz kontakt z kierownikiem projektu od strony zamawiającego oraz przeprowadzonej wspólnie analizy biznesowej kluczowych potrzeb klienta.

Tocząca się w kosmicznie szybkim tempie globalna transformacja w zakresie stosowania cyfrowych rozwiązań dla fabryk i zakładów produkcyjnych dotarła także do Polski. I choć daleko nam do zaawansowanych krajów, to jednak coraz częściej i coraz bardziej świadomie

firmy produkcyjne sięgają po rozwiązania usprawniające i optymalizujące ich pracę.

Agile w służbie utrzymania efektywności procesów

Wymóg ciągłego rozwoju oprogramowania wymusił sięgnięcie po zestaw metod oraz praktyk z obszarów, które do tej pory nie były stosowane w zarządzaniu procesami produkcyjnymi czy projektami w ogóle w firmach produkcyjnych. Agile, czyli zwinna metodyka prowadzenia projektów pozwala na pracę w kilku tygodniowych okresach (sprintach), w czasie których realizowane są zdefiniowane zadania. Pozwala to efektywnie rozwijać aplikację zgodnie z wymaganiami Zamawiającego/Użytkownika w każdej potrzebnej warstwie.

System na miarę Przemysłu 4.0

Mówiąc o kompletnym systemie na miarę Przemysłu 4.0, mamy na myśli trzy główne warstwy:

• warstwa percepcji – poziom urządzeń, które gromadzą dane
• warstwa transportowa – most pomiędzy filarem percepcji oraz użytkownikiem np. sieć LAN oraz
• warstwa aplikacji – odpowiedzialna za bezpośredni kontakt z odbiorcą.

Rozwiązania MES jako krok do cyfrowej transformacji

Ostatni filar został powierzony zespołowi ImFactory (dawniej MES Solutions by ASTOR), który podjął się zaprojektowania architektury, oprogramowania oraz ciągłego rozwoju systemu. Głównymi wymaganiami stawianymi aplikacji były wieloplatformowość oraz niezależność od technologii. Postawiono na rozwiązania Webowe, które jesteśmy w stanie uruchomić na każdym rodzaju urządzeń. Aplikacje są opublikowane na serwerach lokalnych, co sprawia, że nawet w przypadku braku połączenia do Internetu, możliwe jest użytkowanie aplikacji. A jest to kluczowy aspekt w przypadku aplikacji stosowanych w przemyśle.

Tłumacz symultaniczny i integrujący różne systemy w jednym?

W przypadku projektu w DOVISTA, głównym źródłem informacji jest System SAP. Potrzeba kontrolowanej integracji wielu aplikacji oraz chęć śledzenia przebiegu produkcji w odzwierciedlonym modelu MES, zawiesiły wysoko poprzeczkę dla systemu integracyjnego. Wiele aplikacji oferuje jednokierunkowe wysyłanie danych bez informacji zwrotnej. W rozbudowanych systemach jest to niewystarczające.

Postawiono na stabilne rozwiązanie Enterprise Integrator. Oprogramowanie pozwala na integrację wielu systemów począwszy od produkcyjnych aż po systemy typu ERP. Narzędzie wyposażone jest w mechanizm typu Store&Forward (lokalne gromadzenie informacji i przesłanie ich dalej na serwer). Oferuje większe możliwości, niż jednokierunkowe wysyłanie danych.

Dane pochodzące z systemu SAP, po odpowiedniej agregacji, gromadzone są w bazie danych MES. Głównym założeniem dla danego środowiska jest wykorzystywany model relacyjny. Baza oferuje zbiór tabel, w których zapisywane są informacje o danym typie, co określa się mianem encji. Różnorodność tabel oraz możliwość rozbudowywania struktury bazy, tworzenie nowych obiektów, procedur stwarza nieograniczone możliwości rozwoju.

Konieczność wykorzystania języka DML (Data Manipulation Language), czyli typu składni umożliwiającego wybieranie, umieszczanie oraz modyfikację elementów w bazie bezpośrednio obiektach bazodanowych jest skomplikowane oraz mało reprezentatywne. Rozwiązaniem są aplikacje komputerowe, mobilne oraz internetowe odbierające surowe dane i prezentujące je zgodnie z oczekiwaniami klienta.

Skomplikowane?

Każda z przygotowanych aplikacji opiera się na strukturze, którą zaprezentowano na rysunku 2. Aplikacja składa się z dwóch głównych elementów: back-end (baza danych i logika biznesowa) oraz front-end (interfejs użytkownika).

Ważnym elementem jest Web Service, który umożliwia przepływ danych w sieci pomiędzy bazą danych a aplikacją internetową. Web Service to nic innego jak usługa sieciowa, czyli pewna warstwa abstrakcji, posługująca się zbiorem określonych standardów wymiany danych. Zrealizowano aplikację opierając się na najnowszych bibliotekach Microsoft .NET Framework.

Zastosowano także warstwową architekturę aplikacji (Onion Architecture Layers). Przedstawiona struktura pozwala odseparować poszczególne poziomy od siebie, co ułatwia kontrolowanie kodu, pozwala szybko zlokalizować oraz wyeliminować błędy oraz, co najważniejsze, zapewnia wysoką stabilność systemu, który jest zamknięty na modyfikacje, ale otwarty na rozszerzenia.

Warstwy architektury systemu – informatyka w służbie przemysłu

Głównym celem tego typu architektury jest wydzielenie czterech głównych płaszczyzn powiązanych referencjami:

• Core/Domain – punkt centralny projektu, odpowiedzialny za przechowywanie obiektów, wykorzystujący strukturę typu ORM (Object-Relational Mapping), czyli sposób mapowania, bądź rzutowania obiektów informatycznych na obiekty bazodanowe zachowujący odpowiednie relacje. Projekt zawiera interfejsy niezbędne do implementacji repozytoriów.
• Infrastructure – obszar składający się z dwóch podwarstw (serwisów oraz repozytoriów). Warstwa repozytorium to pewna płaszczyzna abstrakcji, która łączy wcześniej omówioną powierzchnię z główną logiką biznesową. Repozytorium ma za zadanie odpytanie bazy danych o ich dostępność, wyciągnięcie ich oraz zmapowanie ich do logiki biznesowej. Takie podejście określane jest mianem jednego ze wzorców projektowych (Repository pattern). Warstwa serwisu implementuje interfejsy odpowiedzialne za komunikację międzywarstwową.
• UI (User Interface) – warstwa kontaktu z użytkownikiem, najczęściej jest to aplikacja internetowa oraz projekt Web API przechowujący kontrolery, odpowiedzialne za wystawienie danych z niższych warstw do klienta.

Jak to działa? Łatwo i przyjemnie/ intuicyjnie

Przestrzeń wizualną warstwy aplikacyjnej oprogramowano, tworząc odpowiednie kontenery tak, by logika była odseparowana. Wykorzystano najnowsze biblioteki javascriptowe m.in. React, który swoją strukturę opiera na komponentach. Elementy umożliwiają podział interfejsu użytkownika na niezależne, pozwalające na ponowne użycie części. Jest to bardzo istotne, ponieważ pomimo różnych tematycznie aplikacji jesteśmy w stanie osadzać moduły, które wcześniej przygotowaliśmy.

Stworzona warstwa wizualna jest zgodna z zasadami RWD (Responsive Web Design). Programiści tworząc strony WWW, skupiają się nad tym, by strona była bardzo prosta i możliwa w użytkowaniu zarówno z wykorzystaniem myszki, jak i palca w przypadku ekranu smartphona czy tabletu. Dodatkowo, strony internetowe są tak przygotowane, by najmniejsze elementy klikalne nie miały mniej niż 40 px.

Układ elementów zmienia się w zależności od orientacji ekranu oraz rozdzielczości, co prezentuje rys. 4. Komponenty odpowiednio przeskalowują się, może również nastąpić ich reorganizacja, tak by wykorzystać całe dostępne miejsce, jakie oferuje ekran tabletu, komputera bądź telefonu.

A jeśli są inne potrzeby do zaadresowania?

Zrealizowaną aplikacją, która poniekąd łamie standardy przedstawione powyżej jest program E-dokumenty. To system wykorzystywany przez operatorów na liniach produkcyjnych. Dane wyświetlane na tabletach dotyczą szczegółowych informacji technologicznych wraz z dedykowanymi opisami dla poszczególnych operacji. Z racji tego, iż w bazie MES są dane umożliwiające śledzenie produkcji, nie ma konieczności przechowywania dodatkowych informacji na temat np. wymiarów poszczególnych elementów wraz z rysunkami technicznymi umożliwiającymi ich kompletację.

W związku z tym, że SAP jest głównym źródłem informacji, to również dane, które zostały opisane powyżej są w niej uwzględnione. Dostarczenie ich bezpośrednio do aplikacji E-papier odbywa się w specyficzny, a zarazem uniwersalny sposób, który pozwala na odseparowanie aplikacji dla poszczególnych działów, które z niej korzystają, a co za tym idzie, wyjątki poszczególnych lokalizacji nie wpływają na działanie całego systemu.

System SAP generuje w ramach zlecenia produkcyjnego pliki XML (tzw. IDOC), w których znajdują się wszystkie informacje dotyczące wybranego okna z podziałem na poszczególne jego części, wraz z wymiarami oraz odniesieniami do dokumentacji w formacie pdf.

Dla każdej lokalizacji stworzone są odpowiednie translatory, które wyłuskują tylko informacje potrzebne dla danego obszaru. Do stworzenia spersonalizowanych dokumentów wynikowych wykorzystywany jest najpopularniejszy język przekształceń XML, a mianowicie XSLT (ang. XSL Transformations, Extensible Stylesheet Language Transformations).

Aplikacja wybiera odpowiedni translator w zależności od tego, na jakiej lokalizacji została uruchomiona, dzięki czemu np. obszar zajmujący się wytwarzaniem listewek nie zobaczy elementów związanych z zasuwnicami. Co więcej, operator widzi tylko te elementy, które powinien wykonywać w ramach zlecenia, nie musi przechodzić przez wszystkie materiały, które uwzględnia dokument z SAPa.

Numery rysunków uwzględnione w pliku XML służą do pobrania odpowiednich plików pdf, które znajdują się na serwerze. Do wyświetlania dokumentów wykorzystano bibliotekę pdf.js, która zapewnia wsparcie na aplikacjach tabletowych, jest w pełni responsywna oraz oferuje narzędzia niezbędne do pracy z tego typu plikami. Biorąc pod uwagę fakt, iż aplikacje są używane w kilku państwach, każda z nich posiada wbudowane wsparcie językowe, co ułatwia operatorom pracę z narzędziem.

Aplikacje mobilne dla przemysłu 4.0 – to działa!

A zatem stworzenie unikatowego języka, który jest zrozumiały w określonym środowisku, wymaga nie tylko interdyscyplinarnej wiedzy. Potrzebne jest coś więcej. Umiejętność słuchania. Współpracy. Sprawnej komunikacji. To wszystko, zamienione na cyfrowy kod językowy, pozwala tworzyć coraz bardziej zaawansowane architektonicznie systemy i prowadzi do usprawnień w zakresie produkcji i lepsze jej planowanie.

Jacek Daukszewicz, Szymon Firlinger