18. 12. 2020

Kůrovec a Průmysl 4.0?
Moderní IS pomáhá zvládnout nápor v těžbě a zpracování dřeva

Kůrovec je jedno z nejskloňovanějších témat dnešní doby ve všech médiích. Kůrovec nekompromisně proniká do našich lesů a přidělává hluboké vrásky jejich majitelům i milovníkům přírody. Průmysl 4.0 zase postupně proniká do firem, které přebytek dřevní hmoty zpracovávají, ale na rozdíl od kůrovce těmto firmám pomáhá.

Podle myšlenky Průmyslu 4.0 postupně vzniknou „chytré továrny“, které budou využívat kyberneticko-fyzikální systémy. Produkty i stroje dostanou čipy, pomocí nichž je bude možné kontrolovat a obsluhovat přes internet. Dále se budou využívat datová centra, automatické hlášení problémů či „chytré sklady“, které samy informují o docházejících zásobách a budou optimalizovat jejich stav. Výsledkem využití těchto technologií a nástrojů, charakteristických pro Průmysl 4.0, dojde k úsporám času a peněz a tím k celkovému zvýšení efektivity a flexibility firem. A jak taková řešení souvisí s kalamitou kůrovce a s potřebou v relativně krátké době zpracovat nadměrné množství dřevní hmoty nuceně vytěžené v důsledku této kalamity?

Vše začíná už v lese. Dnes je již klasická těžba s využitím motorových pil a koňských spřežení k vidění jen málokde. Při těžbě se ve velkém měřítku využívají moderní lesní stroje – harvestory. Stroj dokáže nejen strom pokácet, odvětvit, nařezat na potřebné délky výřezů a přiblížit na místo skládky, ale tyto moderní stroje, krom ohromné výkonnosti v těžbě, generují současně množství dat o souřadnicích prostoru těžby, průměru kulatiny, její délce, vlastní dřevině, kubatuře i geosouřadnicích mezideponie na místě těžby.

Data jako pomocníci

V minulosti často tato data zůstávala nevyužita, nebo se využila jen jejich minimální část. Pokud však dostaneme data do informačního systému, získáváme náhle velmi cenné údaje na příklad o virtuálním stavu skladu, i když vlastní kulatina leží ještě v lese. Na základě těchto informací nebo požadavků z informačního systému můžeme efektivně plánovat a řídit svoz dřevní hmoty do závodu k dalšímu zpracování. Přímo z prostředí informačního systému lze tak naplánovat optimální trasu svozu i s ohledem na velikost tahače a současně přímo odeslat souřadnice skládek, na kterých leží vytěžené dřevo, přímo do GPS navigace tahače. Tím se řidičovi založí automaticky příkaz k jízdě, na který pouhým jedním kliknutím řidič na svém mobilním telefonu eviduje jednotlivé úseky cesty. Tím současně vznikají podklady pro vyúčtování cestovních náhrad. Samozřejmostí je v dnešní době načítání dat z platebních karet (CCS, Shell…) a evidence veškerých nákladů na stroje.

Pokud tahač dojede k centrální skládce, má přesné informace ‒ GPS souřadnice, kde kulatinu složit. Obsluha kolového nakladače má na displeji svoji frontu práce, do které může automaticky naskočit požadavek na složení tahače při jeho průjezdu bránou. Po složení je ke skládce přiřazený jednoznačný čárový kód, pod kterým je dodávka evidována.

Evidence práce linky

Další krok v procesu zpracování je rozmanipulování kulatiny na potřebné tloušťkové a kvalitativní stupně. Manipulační linka opět informačnímu systému zasílá data o naměřených hodnotách a zakládá z nich zcela bez dalších ručních zásahů příjem do skladu kulatiny. Tím však proces nekončí. Výmět, přesílená kulatina nebo biomasa jsou dále evidovány na samostatných elektronických skladových kartách a jsou buď dále prodávány, nebo zpracovávány mimo hlavní proces.

Z naměřených hodnot je možné v systému vystavit podklady pro samofakturaci kulatiny (faktura přijatá). Tato faktura se společně s informacemi z elektronické přejímky zasílá na e-mail dodavatele ve formátu PDF nebo ISDOC (umožní automatické založení dokladu v informačním systému dodavatele).

V průběhu vlastního fyzického zpracování dřevní hmoty lze přímo na ovládacím panelu manipulační linky přihlásit operátory pomocí RFID (?) čipů a evidovat jejich práci, včetně případných prostojů anebo poruch výrobního zařízení.

Z pilnice na základě nářezových plánů odesílají na panel operátora kolového nakladače požadavek na závoz z konkrétního boxu roztříděné kulatiny. Automatizované katry jsou vybaveny měřením na vstupu a tříděním mokrého řeziva na výstupu. Každý vzniklý paket řeziva je následně označen čárovým kódem, který jednoznačně identifikuje příslušný paket a putuje s ním až do okamžiku jeho dalšího zpracování. Štítky s čárovým kódem jsou speciální a jsou konstruovány a vyrobeny tak, aby odolaly hrubšímu zacházení, teplotám v sušárnách a byly bez problémů čitelné pro průjezdové brány do dalších technologii.

Další operace

Mistr výroby na jedné plánovací obrazovce tak vidí požadavky zákazníků i stav skladu. Pro požadavky zákazníků blokuje jednotlivé pakety a přiděluje jim operace, které na nich mají být ještě provedeny. Např. sušení, kapování, impregnace atd. V případě neexistence vhodného paketu zadává požadavek na pilnici. Přidělením operace(í), které mají být provedeny, vzniká fronta práce pro manipulanta vysokozdvižného vozíku. Manipulant příslušný paket z konkrétního umístění doveze na kapování. V okamžiku, kdy paket umístěný na vysokozdvižném vozíku projede snímací bránou u kapování, je automaticky sejmut čárový kód paketu a dojde k jeho přemístění z lokace skladu na lokaci kapování. Tím požadavek zmizí z fronty operátora vysokozdvižného vozíku a objeví se ve frontě práce na kapování.

Manipulant před rozebráním paketu sejme pomocí ruční čtečky čárového kódu jeho číslo a tím se vytvoří výdej do výroby. Po provedení příslušné výrobní operace a sestavení nového paketu dostává tento nové číslo, ale zároveň je už toto číslo blokováno pro konkrétní zakázku a konkrétního zákazníka. Načtením tohoto čísla (čárového kódu) se odvádí (ukončuje) práce a opět je paket zařazen do fronty práce pro operátora vysokozdvižného vozíku k odvozu na sklad hotových výrobků.

Podobným způsobem probíhá evidence na všech dalších pracovištích. Svá specifika v procesu zpracování dřevní hmoty mají sušárny. Zde je třeba dodržovat a evidovat technologický čas nutný k usušení. Po dobu sušení není příslušný paket v informačním systému dostupný pro další technologické zpracování. Velmi častým požadavkem je současné zaznamenávání skutečných technologických dat příslušných sušáren (teplotní průběhy, zbytkové vlhkosti atd.) do informačního systému, aby tak byla k dispozici pro případné reklamace nebo jako doklad o dotržení technologických postupů.

Na každém pracovišti jsou tedy tímto způsobem přesně evidovány v množství i čase vstupy i výstupy na jednotlivých pracovištích. Z těchto dat je tedy následně jednoduché zobrazit výtěže jednotlivých pracovišť za směnu, den, měsíc i rok. Z provozních nákladů, které jsou také evidovány na jednotlivá technologická pracoviště, z cen materiálů a prací je tak možné určit přesné náklady výroby a porovnávat je s plánovanými kalkulacemi. Tato data a jejich důsledné vyhodnocování mohou mimo jiné sloužit i jako cenná data pro podporu obchodní činnosti firmy. Samozřejmostí je v této oblasti evidence řezaných a účtovaných rozměrů na objednávkách a automaticky se přepočítávají jejich ceny a kubatury. Automatická je rovněž i evidence certifikované hmoty v různých fázích jejího zpracování a evidence v různých typech certifikátů, včetně generování řady reportů pro audit.

Z nasnímaných výrobních dat je současně možné sestavit a vyčíslit tak celkovou efektivitu zařízení v podobě přehledů OEE (Overall equipment effectiveness) a hodnotit tak efektivitu využití jednotlivých výrobních technologií. V informačním systému jsou k dispozici agendy pro evidenci a řízení styku se zákazníky, hodnocení dodavatelů i odběratelů, řízení reklamací a přijímání a evidenci realizace nápravných opatření. Nedílnou součástí tohoto moderního informačního systému jsou i pokročilé nástroje business inteligence. Velikou předností je, že si uživatel sám, z již agregovaných dat, může sestavit vlastní výrobní, logistické či ekonomické reporty, řazené dle různých dimenzí a kategorií.

Zaúčtování dokladů a zařazení do jednotlivých účetních agend je v informačním systému rutinní záležitostí.

Moderní IS pomáhá s důsledky kůrovcové kalamity

Výše popisovaný stav kompletního průběhu zpracování dřevní hmoty v rámci implementovaného informačním systému není žádné sci-fi, ale je to již skutečností. Tím ale vše nekončí. V blízké budoucnosti je možné jít ještě dál. Na virtuální dveře v informačních systémech nám klepe rozšířená virtuální realita. Obsluze na vysokozdvižném vozíku se na speciálních brýlích zobrazuje přesná grafická navigace k místu, kde má paket naložit a kde složit, údržbě linky se tak zobrazují informace o efektivním nastavení pro plánovanou výrobu, logistik pouhým pohledem na paket zjistí, co obsahuje, pro koho je určen a jaká je celá jeho historie.

S kůrovcem samotným si tedy přímo neporadíme, ale určitě poradíme a pomůžeme všem, kteří denně řeší negativní důsledky jeho působení, a to v podobě zpracování dřevní hmoty valící se na firmy, které se zpracováním dřevní hmoty zabývají. Tím správným nástrojem pro tuto pomoc je informační systém s integrovanými charakteristickými prvky Průmyslu 4.0.