MODUL 7 · RAZRADA IOT PROJEKATA
Nastavna jedinica 7.3
Provedba na robotskoj ćeliji i vrednovanje
Model koji radi na papiru i model koji radi na stroju dvije su različite stvari. Između njih stoje postavljanje senzora, puštanje u rad, tjedni probnog rada, lažne uzbune i razgovori s operaterima. Ova jedinica vodi projekt do kraja: od prve uzbune na zaslonu do brojke koja pokazuje koliko je projekt donio i do dokumentacije koja se predaje.
- postaviti senzore i pustiti sustav u rad po propisanom postupku
- voditi probno razdoblje i prikupljati zapise o uzbunama
- razlikovati točne, lažne i propuštene uzbune te izračunati preciznost i odziv
- uskladiti pragove prema rezultatima probnog razdoblja
- izračunati učinak projekta na zastoj i povrat ulaganja
- sastaviti dokumentaciju projekta i uputu operateru
- provesti predaju sustava i dogovoriti daljnje praćenje
Postavljanje i puštanje u rad
Postavljanje se planira kao svaki zahvat na ćeliji: s terminom, popisom radnji, potrebnim alatom i osobom koja ga vodi. Na PO-1 je za to iskorišten redovni mjesečni preventivni pregled, pa proizvodnja nije izgubila dodatni sat.
- Ćelija se zaustavi, osigura i označi prema postupku zaključavanja.
- Postave se dva akcelerometra, PT100 i strujni modul prema nacrtu iz jedinice 7.1.
- Kabeli se polože kroz energetski lanac, odvojeno od energetskih vodova.
- Pristupnik se ugradi u ormar, spoji na napajanje i na mrežu pogona.
- Provjeri se dolazi li signal sa svakog kanala i odgovara li mirovanju stvarno mirovanje.
- Ćelija se pusti u rad i snimi se referentno stanje kroz najmanje pet punih ciklusa.
- U platformi se uključe pravila, ali samo kao zapis, bez slanja poruka prvih sedam dana.
- Nakon sedam dana uključi se slanje obavijesti, pa tek zatim upozorenja i uzbune.
Pažnja
Sustav se nikad ne pušta odmah sa slanjem uzbuna. Prvih dana gotovo uvijek se pojave poruke koje nemaju veze sa stanjem stroja: loše pričvršćen senzor, krivo upisana osjetljivost, mjerenje koje hvata susjedni stroj. Tjedan dana tihog rada stoji malo, a spašava povjerenje koje se poslije teško vraća.
Na PO-1 su se u prvom tjednu pojavile upravo takve pojave. Kanal na osi 3 pokazivao je skokove svaki put kad bi se pokrenuo susjedni preša, pa je senzor premješten za osamdesetak milimetara i skokovi su nestali. Temperatura reduktora pokazivala je 4 °C više nego ručno mjerenje, jer osjetnik nije bio potpuno naliježući; nakon dotezanja razlika je pala na 0,6 °C.
Prije prelaska na probno razdoblje provjerava se i ono najjednostavnije: stiže li podatak svake minute, popunjavaju li se praznine nakon kratkog prekida mreže i radi li pravilo P7 koje javlja izostanak podataka. Namjerno se isključi kabel na dva sata i pogleda hoće li sustav javiti. Ako ne javi, nadzor ne postoji.
Probno razdoblje
Probno razdoblje je vrijeme u kojem sustav radi punom snagom, ali se svaka njegova poruka pomno bilježi i provjerava. Na PO-1 je trajalo šest mjeseci — dovoljno da se uhvate i ljetni mjeseci s višom temperaturom u hali i razdoblje pojačane proizvodnje.
Za svaku se uzbunu vodi zapis u dnevniku: datum i vrijeme, razina, vrijednost koja ju je izazvala, pravilo koje se okinulo, tko je reagirao, što je provjerom nađeno i kakav je bio ishod. Bez tog zapisa vrednovanje na kraju nije moguće, jer se sjećanje ne da prebrojati.
U prva tri mjeseca prag je bio postavljen na 4,0 mm/s i sustav je javljao često. Nakon pregleda dnevnika utvrđeno je da se većina tih poruka pojavljivala pri obradi jedne određene vrste komada, kod koje robot izvodi brže kretanje s punim opterećenjem. Prag je podignut na 4,5 mm/s i broj lažnih uzbuna pao je na polovicu.
U istom je razdoblju sustav najavio pet kvarova prosječno dvanaest dana unaprijed, a jedan je propustio: pukla je cijev za stlačeni zrak na prihvatnici, što nijedan od postavljenih senzora nije mogao vidjeti. Taj podatak nije neuspjeh sustava nego podsjetnik da nadzor pokriva samo ono što mjeri.
Lažne i propuštene uzbune
Svaka uzbuna nakon provjere završi u jednoj od dviju skupina: bila je opravdana ili nije. Uz njih postoji i treća, nevidljiva skupina — kvarovi koji su se dogodili bez prethodne uzbune. Te tri brojke zajedno daju pravu sliku kvalitete sustava.
Iz tablice se računaju dva pokazatelja. Preciznost je udio opravdanih uzbuna u svim uzbunama i govori koliko sustav uznemirava bez razloga. Odziv je udio kvarova koje je sustav najavio i govori koliko propušta. Na PO-1 preciznost iznosi 47 %, a odziv 88 %.
| Pokazatelj | Izračun | Vrijednost | Kako ga tumačiti |
|---|---|---|---|
| Preciznost | točne / (točne + lažne) | 47 % | gotovo svaka druga uzbuna bila je nepotrebna |
| Odziv | točne / (točne + propuštene) | 88 % | sustav je najavio sedam od osam događaja |
| Lažne uzbune mjesečno | 8 / 6 mjeseci | 1,3 | unutar dogovorenog mjerila od najviše dvije |
| Prosječno vrijeme najave | prosjek iz dnevnika | 12 dana | dovoljno za nabavu dijela i planirani zastoj |
Nizak broj za preciznost izgleda loše dok se ne pogleda što lažna uzbuna doista košta. Na PO-1 je to pola sata rada održavatelja i kratak pregled, oko 45 EUR. Propušten kvar košta 3,5 sata zastoja, odnosno 630 EUR. Uz takav odnos isplati se radije pretrpjeti nekoliko nepotrebnih provjera nego propustiti kvar.
Zapamtite
Preciznost i odziv ne mogu se oboje popraviti pomicanjem istog praga. Spuštanje praga podiže odziv i ruši preciznost, dizanje radi obrnuto. Popraviti oboje odjednom može se samo boljim pravilom — na primjer dodavanjem uvjeta o trendu ili o vrsti komada koji se upravo obrađuje.
Usklađivanje pragova
Usklađivanje se ne radi po osjećaju nego iz dnevnika. Postupak je uvijek isti i ponavlja se svaka tri mjeseca u prvoj godini, a zatim jednom godišnje.
- Iz dnevnika se izvuku sve uzbune s ishodom provjere.
- Lažne se uzbune razvrstaju po uzroku: vrsta komada, okolina, kvar mjernog lanca.
- Ako većina lažnih uzbuna ima zajednički uzrok, dodaje se uvjet u pravilo umjesto da se pomiče prag.
- Ako lažne uzbune nemaju zajedničkog uzroka, prag se podiže u malim koracima.
- Za svaki se novi prag na zapisima provjeri koliko bi kvarova propustio.
- Odluka se upiše u bazu pravila s datumom i obrazloženjem.
- Promjena se javi operaterima i održavateljima prije nego što stupi na snagu.
Prag određuje koliko će sustav hvatati i koliko će se varati. Pomaknite prag i pratite kako se istodobno mijenjaju preciznost, odziv i ušteda na zastoju. Zadane vrijednosti odgovaraju probnom razdoblju na ćeliji PO-1.
Prikaz pokazuje ono što se u pogonu osjeti, a rijetko izračuna: prag nije samo tehnička postavka nego odluka o tome koliko se smije uznemirivati ljude i koliko se smije riskirati. Pomicanjem klizača vidi se kako se obje strane mijenjaju istodobno i u suprotnim smjerovima.
Izračun učinka
Vrednovanje se svodi na usporedbu s polazištem. Prije projekta ćelija je imala 22,6 sati neplaniranog zastoja godišnje. U prvoj godini rada sustava, nakon usklađivanja pragova, zastoj je pao na 11,0 sati, što je smanjenje od oko 51 % — više od cilja koji je iznosio 40 %.
Ušteda se pretvara u novac izravno: 11,6 sati izbjegnutog zastoja puta 180 EUR daje 2096 EUR godišnje. Uz to su izbjegnuta dva veća popravka jer su ležajevi zamijenjeni prije nego što su oštetili prijenosnik, što je procijenjeno na dodatnih 1200 EUR. Od toga treba odbiti trošak platforme i nadzora od 600 EUR te trošak provjera lažnih uzbuna od oko 730 EUR godišnje.
| Stavka | Iznos | Napomena |
|---|---|---|
| Ušteda na zastoju | +2096 EUR | 11,6 h manje zastoja uz 180 EUR po satu |
| Izbjegnuti popravci i dijelovi | +1200 EUR | dva ležaja zamijenjena prije posljedične štete |
| Platforma i nadzor sustava | −600 EUR | godišnja naknada i vrijeme održavatelja |
| Provjere lažnih uzbuna | −728 EUR | 16 provjera godišnje po 45 EUR |
| Neto godišnja korist | 1968 EUR | zbroj svih stavaka |
| Povrat ulaganja | 3,3 godine | 6500 EUR podijeljeno neto koristi |
Zanimljiva je razlika prema planu. Plan je računao sa smanjenjem zastoja od 40 % i povratom ulaganja u 2,9 godina. Na strani zastoja rezultat je bolji od plana, ali plan nije predvidio trošak provjere lažnih uzbuna, pa je stvarni povrat nešto dulji. Takvo se odstupanje ne skriva nego se zapisuje, jer je najkorisniji podatak za sljedeći projekt.
Odluka o proširenju
Na kraju prve godine donosi se odluka: zaustaviti se, proširiti ili odustati. Odluka se donosi iz brojki, a ne iz dojma. Za PO-1 govori u prilog proširenju, i to zbog jednostavnog razloga: najveći dio ulaganja već je potrošen na stvari koje se dijele.
| Stavka | Prva ćelija | Druga ćelija | Zašto |
|---|---|---|---|
| Pristupnik | 900 EUR | 0 EUR | isti uređaj poslužuje više strojeva |
| Platforma, godišnje | 600 EUR | 180 EUR | naknada po dodatnom uređaju |
| Senzori i mjerni modul | 3050 EUR | 3050 EUR | oprema je vezana uz stroj |
| Rad na postavljanju | 1200 EUR | 600 EUR | postupak je već razrađen |
| Ukupno prve godine | 6500 EUR | 3830 EUR | isti učinak uz 41 % manji trošak |
Uz to se mijenja i kakvoća modela. Dvije ćelije daju dvostruko više mjerenja i dvostruko više zabilježenih događaja, pa se pragovi bolje potvrđuju, a razlike među strojevima postaju vidljive. Nakon treće ili četvrte ćelije skup podataka postaje dovoljno velik da se ozbiljno razmotri i model strojnog učenja.
Primjer
Odluka na PO-1 glasila je ovako: sustav ostaje u radu, pragovi se provjeravaju dvaput godišnje, a u sljedećoj se godini isti pristup prenosi na ćeliju PO-2 uz zajednički pristupnik. Cilj za drugu ćeliju postavljen je na 35 %, niže nego prvi put, jer PO-2 ima manje kvarova ležajeva, a više kvarova prihvatnice.
Dokumentacija projekta
Projekt nije gotov kad sustav radi nego kad je zapisan tako da ga može preuzeti netko tko ga nije radio. Dokumentacija se ne piše na kraju nego raste tijekom projekta; na kraju se samo uveže i preda.
| Dokument | Sadržaj | Tko ga koristi |
|---|---|---|
| Opis projekta | cilj, opseg, mjerila uspjeha, polazno stanje | naručitelj i voditelj |
| Popis mjernih mjesta | senzor, položaj, smjer, serijski broj, osjetljivost | održavanje |
| Shema spajanja | kabeli, ormar, pristupnik, mrežne postavke | elektroservis i informatika |
| Baza pravila | oznaka, uvjet, razina, uzrok, zahvat, rok, obrazloženje praga | održavanje |
| Dnevnik uzbuna | sve uzbune s ishodom provjere | vrednovanje i usklađivanje pragova |
| Izvješće o vrednovanju | učinak na zastoj, preciznost, odziv, povrat ulaganja | uprava |
| Uputa operateru | što znači koja poruka i što učiniti | smjena |
| Uputa održavatelju | provjera sustava, zamjena senzora, izmjena pragova | održavanje |
Posebnu pažnju traži zapis o pragovima. Uz svaku vrijednost mora stajati datum, obrazloženje i ime osobe koja ju je odredila. Prag bez obrazloženja je broj koji će prva sljedeća osoba promijeniti jer joj se učinio prevelikim ili premalim.
Dokumentacija se čuva na mjestu na kojem se čuva i ostala tehnička dokumentacija ćelije, a ne samo u platformi. Platforma se može zamijeniti, ugovor može isteći, a shema spajanja i popis pragova moraju ostati.
Uputa operateru i predaja
Operater je prva osoba koja poruku vidi i posljednja koja će je poslušati ako je ne razumije. Uputa mu se piše kratko, bez nazivlja i bez brojeva koje ne treba znati: jedna stranica s tri razine poruka i s tri jasne radnje.
| Poruka na zaslonu | Što znači | Što učiniti |
|---|---|---|
| Zeleno: stanje uredno | sve veličine su unutar praga | ništa, nastaviti rad |
| Žuto: obavijest | odstupanje koje se prati | zabilježiti u smjenski list |
| Narančasto: upozorenje | potvrđen trend prema kvaru | javiti održavanju do kraja smjene |
| Crveno: uzbuna | stanje blizu kvara | odmah javiti održavanju i pozvati voditelja |
| Sivo: nema podatka | mjerni lanac ne radi | javiti održavanju, nadzor ne radi |
Uz uputu ide i kratka obuka, najbolje na samoj ćeliji. Pokaže se gdje su senzori, kako izgleda zaslon, što se vidi kad se poruka otvori i gdje se upisuje što je poduzeto. Petnaest minuta po smjeni dovoljno je; bez toga se poruke ignoriraju jer ljudi ne znaju čija su.
Pažnja
Nikada ne predajte sustav samo elektroničkom poštom s privitkom. Predaja je sastanak na kojem se prođe dokumentacija, pokaže rad sustava, dogovori tko mijenja pragove, tko prima uzbune i koliko dugo traje podrška. Zapisnik s tog sastanka dio je dokumentacije.
Na kraju se dogovara i ono što slijedi: provjera pragova nakon tri i nakon šest mjeseci, ponovno snimanje referentnog stanja nakon svake zamjene ležaja i kratko izvješće jednom godišnje. Time projekt prelazi u redovan posao održavanja, što mu je i bila svrha.
Ključni pojmovi
| Pojam | Značenje |
|---|---|
| Probno razdoblje | Vrijeme u kojem sustav radi, a svaka se njegova poruka bilježi i provjerava. |
| Dnevnik uzbuna | Zapis svih poruka s vrijednošću, pravilom, reakcijom i ishodom provjere. |
| Točna uzbuna | Uzbuna nakon koje je provjera potvrdila stvarno odstupanje na stroju. |
| Lažna uzbuna | Uzbuna nakon koje provjera nije našla ništa neuobičajeno. |
| Propušten kvar | Kvar koji se dogodio bez prethodne uzbune sustava. |
| Preciznost | Udio točnih uzbuna u svim uzbunama; mjera koliko sustav uznemirava bez razloga. |
| Odziv | Udio kvarova koje je sustav najavio; mjera koliko sustav propušta. |
| Predaja sustava | Sastanak na kojem se preda dokumentacija, pokaže rad i dogovore odgovornosti. |
Provjeri se
Kratka provjera prije prelaska na sljedeću jedinicu. Odgovor se potvrđuje klikom, a obrazloženje se prikazuje odmah.
Pitanje 1 od 3
Zašto se sustav prvih dana pušta bez slanja uzbuna?
Loše pričvršćen senzor ili kriva osjetljivost daju poruke koje nemaju veze sa stanjem stroja.
Pitanje 2 od 3
Preciznost od 47 % i odziv od 88 % znače da je sustav:
Odziv govori koliko je uhvaćeno, preciznost koliko je uzbuna bilo opravdano.
Pitanje 3 od 3
Što je bolji potez kad sve lažne uzbune imaju isti uzrok, na primjer jednu vrstu komada?
Uvjet uklanja upravo taj uzrok, dok podizanje praga smanjuje i sposobnost hvatanja kvarova.
Odgovoreno 0 od 3.