Miskolci Egyetem A szmtgpes termelstervezs alapjai A SZMTGPES

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A SZÁMÍTÓGÉPES TERMELÉSTERVEZÉS ALAPJAI Prof. Dr. Tóth Tibor – Dr. Hornyák Olivér – Buza Ákos Miskolci Egyetem HEFOP-3. 3. 1 -P-2004 -06 -0012 Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Tóth Tibor a műszaki tudomány doktora egyetemi tanár Miskolci Egyetem Miskolc, 2005 -2006 2 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Alapfogalmak Informatika, termelésinformatika, integráció, alkalmazási rendszer Informatika: Az információ megszerzésével, továbbításával, tárolásával, feldolgozásával, megértésével és felhasználásával foglalkozó tudomány. Termelésinformatika: A termelési rendszerek és folyamatok számítógépes modellezésével, tervezésével és irányításával foglalkozó alkalmazott informatikai tudományterület. Integráció: Rendszerelemek koherens és kompatibilis összekapcsolása összetett (komplex) rendszer létrehozása céljából. Alkalmazási rendszer: Több, önálló alkalmazásból álló informatikai (hardver/szoftver) rendszer, amely alkalmas változatos, hierarchikusan és heterarchikusan csatolt, szakmailag definiált informatikai feladat-csoportok megoldására, hálózati és interaktív ember-gép környezetben. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei A termelésinformatika tudományterületének fejlődése Információ elmélet, Számítástudomány, Informatika, Alkalmazott informatika • • • • 50 -es évek: CAD rendszer elméleti megalapozás (MIT, USA) 50 -es évek: Az NC vezérlés kifejlesztése (MIT, USA) 1962: Az APT nyelv szabványosítása 70 -es évek: Az IBM COPICS rendszer kifejlesztése 70 -es évek: A CAPP rendszerek elmélete kialakul 1978: A CIM paradigma megalkotása (J. Harrington) 70 -es évek: FMS rendszerek, a rugalmas gyártás paradigmájának kialakulása 1980: A MAP és az MMS iniciatíva megalkotása 1984: Az MRP II koncepció megalkotása (MIT) 1988: A DEC megalkotja a MES koncepciót 90 -es évek: Az ERP rendszerek kialakulása, az SAP sikerei 90 -es évek: Az integrált műszaki-üzleti adatbázis (Oracle) 1995 -2000: A virtuális vállalat (VE) és az Intranet paradigmáinak összekapcsolódása 2000 -: A Java technológia sikerei, az EAI paradigma Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Számítógéppel Integrált Gyártás (Computer Integrated Manufacturing) CIM Miskolc, 2005 -2006 5 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Vállalati funkcionális modellek és számítógépes alkalmazási területek • • Vállalati modell Üzleti folyamatok, vállalatirányítás Terméktervezés Technológiai folyamattervezés Integrált vállalatirányítási rendszer ERP Terméktervező rendszer Termelés tervezés CAD Folyamattervezőrendszer CAPP Termelésirányító és végrehajtó rendszer Termelési folyamatok, gyártásirányítás Miskolc, 2005 -2006 Számítógépes alkalmazások 6 Termeléstervező rendszer PPS MES HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Termelésinformatikai alkalmazások elméleti háttere Matematika: operáció-kutatás, optimalizálás-elmélet, gráfelmélet, számítás- és algoritmus-elmélet, numerikus módszerek, • • Optimalizálás-elmélet – Feltételes szélsőérték feladatok – Lineáris programozás – Matematikai programozás – Dinamikus programozás (Bellman) – Játékelmélet (Neumann, Nash) Gráfelmélet – Hozzárendelési feladatok – Szállítási feladatok – Particionálási feladatok – Keresési feladatok Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Termelésinformatikai alkalmazások elméleti háttere Informatika: információelmélet, programozás elmélet, AI módszerek, adatbázis elmélet, irányítás elmélet, hálózatelmélet • • Mesterséges intelligencia (AI) módszerek – Logikai programozás (PROLOG) – Döntéselmélet, szakértő rendszerek – Evolúciós algoritmusok – Fuzzy-elmélet (Zadeh) – Korlátozás programozás (Constraint Programming) Adatbázisok elmélete – Relációk elmélete – Adatmodell-elmélet (Codd törvények) – Tranzakció-elmélet (SQL) – Objektum-orientált rendszerek Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Termelésinformatikai alkalmazások elméleti háttere Termelési rendszerek: vállalat modellezés (enterprise modeling) , termelési rendszerek elmélete, technológiai folyamatok tervezése • • Termelési rendszerek elmélete – Termelési rendszerek modellezése és szimulációja – Aggregált termeléstervezés – Ütemezés-elmélet – Kooperatív rendszerek (Agent theory) – Logisztikai rendszerek Technológiai folyamatok tervezése – Technológiai folyamattervezés elmélete – Automaták elmélete (CNC, PLC, ROC) – Rugalmas rendszerek elmélete (FMS) – Felügyelet és bizonytalanság kezelése Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Integrált alkalmazási rendszerek a mai termelés-informatikában Menedzsment információs rendszer MIS Terméktervezés CAD Minőségbiztosítás CAQA Minőségszabályozás SPC Miskolc, 2005 -2006 Pénzügyi komponensek Technológiai folyamatok tervezése CAPP Ellenőrzés és adatgyűjtés SCADA PLC ROC Marketing komponensek NC Programozás Program előkészítés Termelési komponensek Termelési főterv Kapacitástervezés Anyagszükséglet tervezés MRP Középtávú DNC ütemezés Szerszámkezelési rendszer TMS SFC CNC Rövidtávú ütemezés Gyártás Beszállítói lánc menedzsment SCM Vásárlói kör menedzsment CRM Darabjegyzéktervezés BOM Projekttervezés ERP CAE PP Termelési tevékenységek irányítása PAC A termelés nyomon követése Cellavezérlés, gépsorvezérlés CC Rugalmas gyártórendszer FMS MES PDA MA HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Az alkalmazás-fejlesztés fő szakaszai a termelésinformatikában • • • Követelmény-elemzés Funkcionális tervezés Matematikai modellezés Algoritmus-tervezés Adatmodell-tervezés Input/Output specifikáció Rendszerterv készítése Programozás (Java, C++, MSVB, . Net) Tesztelés, verifikáció, validálás. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Alkalmazásfejlesztő rendszerek Modellezés, megoldó „gépek”, megjelenítő eszközök (visualization) ILOG alkalmazásfejlesztő rendszer Modellezés Megoldó eljárás Alkalmazás Miskolc, 2005 -2006 Application HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Egy projekt-szemléletű termeléstervező rendszer követelményelemzésének koncepciója Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Egy termeléstervező rendszer funkcionális modellje Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Egy intenzitás alapú termeléstervező rendszer matematikai modellje Intenzitás -korlátok A projekt-tevékenység időigénye A termelési tevékenység intenzitása A tevékenység időablaka Időegység A legkisebb időintervallum Viszonylagos tevékenység intenzitás az tevékenység elvégzésére Kapacitás-korlátok Optimalizálási cél meghatározása Optimalizálási feladat Súly-faktor min, Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Egy projekt alapú termeléstervező rendszer koncepcionális rendszerterve Project work Detailed project Re-planning and rescheduling for tender planning of projects HMI input file ERP Production Planning module Loader Editor output file Model generation Alternatives Miskolc, 2005 -2006 Consistency checking Date base Scheduler engine HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Egy termeléstervező rendszer interaktív ütemező felülete Alternatívák Projektek Azonosító Projekt feladatok Miskolc, 2005 -2006 Dátum vonal HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Egy változó intenzitású termelés tervező rendszer feladat ütemterve Feladatok munkaigénye Bizonytalan terhelés Projekt azonosítók Aktuális dátum vonal Miskolc, 2005 -2006 Kapacitás hiány HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Alkalmazási rendszerek üzemeltetése, karbantartása modell ITSM Information Technology Service Management q q q Szereplők: - Felhasználók (user) - Informatika-oszt. rendszergazda - Integrátor, karbantartó - Fejlesztők, szakértők - Tanácsadók q q q q q Szolgáltatások: - Konfigurálás-menedzsment - Aktualizálás (up-grade, release mgmt. ) - Változás menedzselés (change mgmt. ) - Problémák megoldása - Hiba elhárítás (incident mgmt. ) - Biztonság mgmt (security mgmt) - Vészhelyzet-kezelés - Auditálás - Fejlesztés Miskolc, 2005 -2006 eljárás szoftver Alkalmazás-szakértő Rendszer-integrátor Felhasználók U …U Informatika-osztály ITSM cég Tanácsadó cég 19 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei A termelésinformatika meghatározó tudósa, a tudományterület megteremtője Frederick Winslow Taylor 1856 -1915 A termelési folyamatok tervezése és irányítása elméletének megalapozója. A tudományos termelés menedzsment megteremtője. Megalkotta a termelési rendszerek és folyamatok legalapvetőbb, ma is használt matematikai modelljeit. Kidolgozta a tömeggyártás elméletét és megvalósítható módszereit. Henry Ford-al a modern autógyártás egyik létrehozója. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei A termelésinformatika néhány további nagy alakja Francois B. Vernadat James Harrington Carl Adam Petri Eugene Merchant Andrew Kusiak Sz. P. Mitrofanov G. K. Goranszkij John E. Buzacott H. A. el-Maraghy John Little Herwart Opitz Gottfried Stute Hans-J. Warnecke H. Yoshikawa G. Tagutschi Eliyahu M. Goldratt Hatvany József Márkus András Miskolc, 2005 -2006 Enterprise modeling and integration Computer Integrated Manufacturing Petri nets and models Computer Aided Engineering Manufacturing Automation Group technology Theory of process planning Stochastic models of manufacturing systems Computer aided process planning Modelling of queuing systems Theory of machine tools Theory of manufacturing automation Theory of corporate planning and control Computer Aided Design Modelling and planning of manufacturing systems Theory of constraints Gyártórendszerek elmélete Mesterséges intelligencia módszerek HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A termelésinformatika integrált alkalmazási rendszerei Köszönöm Megtisztelő figyelmüket ! Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai • OLIVER Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A gyártás fogalma A gyártás (szűkebb értelemben) az ipari termelés anyagainak alkatrészeinek, szerelvényeinek és késztermékeinek előállítására irányuló, műszakigazdasági tevékenység A gyártási folyamatok fő típusai: – A gyártás magában foglalja: – a gyártás előkészítését, az anyagellátást, raktározást, – a technológiai folyamatokat, – a gyártás szervezését, irányítását, ellenőrzését, – a gyártási minőség biztosítását, – az üzemfenntartást, a karbantartást. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Gyártásirányítás • Definíció: A gyártórendszer olyan gépekből, kiszolgáló berendezésekből és irányító rendszerből álló, komplex technológiai objektum, amely anyagi, energetikai és informatikai erőforrások felhasználásával, gyártási rendelések alapján félkész- vagy kész -termékeket állít elő. • Definíció: A gyártórendszerek irányítása (röviden a gyártásirányítás) olyan irányítási feladat, amely valós időben irányítja és felügyeli a gyártórendszerben zajló komplex gyártási folyamatokat. A gyártásirányítás az előre megtervezett és a gyártási programokban rögzített aktuális célokat igyekszik megvalósítani, alkalmazkodva a fellépő bizonytalanságokhoz és törekedve az eredmények adott feltételek (korlátozások) melletti optimalizálására. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Gyártórendszerek irányítása Háromirányú integráció: • A gyártási folyamatok szekvenciális, azaz időben egymás után következő műveleteinek esemény-vezérelt megvalósítása. • Egymás mellett, egyidejűleg (párhuzamosan) működő, gyártásirányítási feladatok összehangolása, szinkronizálása. • Egymás alá és/vagy fölérendelt, egymástól hierarchikusan függő, gyártásirányítási feladatok integrált kezelése. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A diszkrét gyártási folyamat fő részei Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Gyártórendszer CNC megmunkáló központokból álló, automatizált, rugalmas gyártó rendszer. FMS. Magas raktár CNC megmunkáló központok Robobotkocsi Miskolc, 2005 -2006 Automatizált magas raktár AGV robotkocsik Palettás készülékek Fúró-maró központok CNC vezérlés Automatikus szerszámtár Gyártásirányító rendszer Lokális hálózat LAN Minőségbiztosító rendszer HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Irányító rendszerek struktúrája • • Centralizált Hierarchikus Heterarchikus Holonikus Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Gyártórendszerek informatikája A gyártásirányítás valós időben irányítja és felügyeli a gyártórendszerekben zajló gyártási folyamatokat. A gyártórendszerek irányításának hierarchiája ma általában négyszintű. 1. szint: Gyártórendszer vezérlők szintje (Manufacturing System Controller) (Műhelyirányítás (SFC), Rugalmas gyártórendszer irányítás (FMSC), stb. ) 2. szint: Megmunkálórendszer vezérlők szintje(Machining System Controller) (Cellavezérlők (CC), Anyagmozgató-rendszer vezérlők (AGVC), Raktári rendszerek vezérlése (CAST), stb. ). 3. szint: Munkahely- vagy gépvezérlők szintje ( Machine Controller) (Számjegyes vezérlők (CNC), Robotvezérlők (ROC), Mérőgépvezérlők (MMC), stb. ). 4. szint: Folyamat-irányítók szintje (Process Controller) Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A gyártásirányítás hierarchikus struktúrája 4. szint Számítógépes SFC Gyártóüzemirányítás LAN 1 3. szint Gyártócella MES CC Cellavezérlő LAN 2 2. szint Munkahely Berendezés vezérlő CNC LAN 3 PAC 1. szint Folyamat Miskolc, 2005 -2006 Szervó SC Szenzor Folyamatelem vezérlő HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Holonikus gyártórendszer struktúrája Holonikus infrastruktúra Menedzsment holon Alkatrészgyártás holon Logisztikai holon Piaci környezet HOLON Ember Szerelő holon Információs áram Vezérlés HOLON Funkció Anyagáram Miskolc, 2005 -2006 32 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A gyártásirányítási szintek informatikai jellemzői Név Tipikus adat méret Tipikus döntési ciklus Tipikus számítástechnikai platform Tipikus irányítási funkciók Műhely irányítás 1 -10 Mbyte 1 -2 perc PC, szerver UNIX, Windows 2000/XP Gyártás előkészítés, rendelés, ütemezés, elosztás, felügyelet, döntések, hibaelhárítás. Cella vezérlés 1 -10 Kbyte 1 -2 sec Munkaállomás Ipari PC UNIX, Windows 2000/XP Koordináció, szinkronizáció anyagkezelés, státus jelentés Munkahely vezérlés 1 -100 Byte 0, 1 -0, 2 sec Mikroszámítógépek Ipari PC, RTOS Operációk szervezése, vezérlése, végrehajtása, minőségbiztosítás Folyamat irányítás 1 -100 Bit 1 -10 msec Mikrovezérlők, mikroprocesszorok RTOS Helyzet szabályzás, mérés, gépi funkciók vezérlése, logikai funkciók Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Számítógépes hálózatok a termelésben ARPANET logical map circa 1977 forrás: The Computer History Museum Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Számítógépes hálózatok topológiája Miskolc, 2005 -2006 35 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Számítógépes hálózatok topológiája • • • Teljes rendszer: A teljes rendszer sok kábelt igényel. Nagy a redundanciája. Az elrendezés előnye a nagy megbízhatóság. Sín topológia A sín elrendezés esetén a hálózatba kapcsolt gépek egyazon vezetéket használnak, köztük semmiféle speciális sorrend nem adható meg, sorosan kapcsolódnak. Az elrendezés hátránya, hogy vonalszakadás esetén az egész hálózat használhatatlanná válik. Csillag topológia A csillag elrendezés esetén a hálózatba kapcsolt gépek egyazon csomópontra csatlakoznak. Az elrendezés előnye, hogy vonalszakadás esetén csak az adott gép válik használhatatlanná, és nem az egész hálózat. A többi gép továbbra is tud kommunikálni egymással. Gyűrű topológia A gyűrű elrendezés esetén a hálózatba kapcsolt gépek egymást követő zárt láncba szerveződnek, így minden kapcsolódási ponthoz rendelhető egy előző és egy következő kapcsolódási elem. Előnye, hogy egyszeres vonalszakadás esetén a hálózat nem válik használhatatlanná és nincs leterhelt központi csomópont. Nagyobb hálózatok esetében kétszeres gyűrűt szoktak alkalmazni a biztonság növelése érdekében. Fa strukúra: A fa rendszerben a csomópontok hierarchikus rendben csatlakoznak egy vagy több csomóponthoz, így alhálózatokat formálnak. Minden csomópont között csak egy útvonal van, amely kiesése az egész alhálózatot tönkreteszi, így hibatűrő kapcsolókat igényel. Előnye, hogy kis kábelezési költséggel nagy hálózatok is kialakíthatók. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Számítógépes hálózatok topológiája A nagy hálózatok alhálózatokba szervezhetők. Az alhálózatokat átjárók (Gateway), kapcsolók (Switch) és hidak (Bridge) köthetik össze. A sok csomópont, nagyobb távolságon fizikai jel-erősítést, szegmensekre bontást igényel. Ez az aktív HUB-ok és Repeater-ek (ismétlők) feladata. Az egységes elven, szabványos elemekkel felépített jól menedzselhető és karbantartható hálózatot strukturált hálózatnak nevezik. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai LAN hozzáférési módok • Ethernet – a csatornafigyelés üközés-érzékeléssel - CSMA/CD • Token ring, token busz – állomások közül csak egyetlen kapja meg a jogot az adás megkezdésére • FDDI – közegű lokális hálózatok első közeg-hozzáférési szabványa • ISDN – integrálja a hang és nem hangjellegű szolgáltatásokat Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai ISO OSI referencia modell Hálózati szolgáltatások alkalmazások számára Adatmegjelenítés, titkosítás Számítógépek közötti kommunikáció Valódi végpontok közötti kapcsolat Címzés, útvonalválasztás Közeghozzáférés (MAC) Bináris jelátvitel Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Számítógépes hálózatok a termelésben A számítógépes hálózat kommunikációs csatornákkal összekapcsolt, autonóm működésre képes számítógépek, számítógép alapú terminálok és intelligens vezérlők olyan rendszere, amely a hálózat használói számára szolgáltatásokat nyújt. A számítógépes hálózatok fő típusai: – WAN Wide Area Network. Nagykiterjedésű hálózat. Egymástól nagy távolságra lévő csomópontokat tartalmaz. Internet, világhálózat. – MAN Metropolitan Area Network. Városi hálózat. Lokális hálózatokat nagyvárosi méretekben összekapcsoló hálózat. Nyilvános és privát rendszerek. (PBX, X. 25, Frame Relay). – LAN Local Area Network. Korlátozott távolságon (néhány km) elhelyezkedő, szorosan együttműködő csomópontokat tartalmaz. Intézményi és cég hálózatok. – CAN Control Area Network. Automatizált berendezéseket és rendszereket irányító, számítógépes kontrollereket tartalmaz. (Cell bus, Field bus). Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai MAP A Manufacturing Automation Protocol – General Motors kezdeményezése – üzemi hálózatok szolgáltatásainak szisztematikus felépítésére – Token bus megvalósítás – Egységes, szabványos kommunikációs rendszer – Nyílt rendszer – Tetszőleges beszállítótól származó eszköz beilleszthető (az eszközök csereszabatosak). Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai MMS A Manufacturing Messages Specification: – Az OSI referenciamodell gyártási üzenet specifikációja – Biztosítja a számítógépek és vezérlőberendezések közötti szabványos kommunikációt – Meghatározza, hogy az üzemi szinten milyen objektumtípusok fordulnak elő – Objektum-orientált megközelítést alkalmaz – Az MMS objektumai között változók, események, figyelmeztető jelzések és egyéb a gyártórendszer alkalmazásai szempontjából lényeges entitások vannak – Az MMS definiálja mindazon szolgáltatásokat, amelyek felhasználásával az alkalmazások befolyásolhatják az objektumok viselkedését – Definiálja az objektumok hálózati felületét Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Hálózati protokollok • • • • • ISDN RS 232 Ethernet Token ring FDDI NCP TCP/IP DNS Miskolc, 2005 -2006 43 DHCP FTP Gopher HTTP IMAP POP 3 Telnet NNTP SMTP HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Az Internet és a World Wide Web • • • Kliens-szerver koncepció A hypertext paradigmája A hypertext IP hálózatra való kiterjesztése Uniform Resource Locator (URL) szabvány Multimédia paradigma Hyper Text Transport Protocol (HTTP) szabályozása alatt. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A Java, mint a WWW programozási nyelve • • • A Sun Microsystem fejlesztése Objektum-orientált A tallózók Java virtuális gépek A program nem a szerver oldalon fut „Szabványos” Java kód (operációs rendszertől független) Biztonsági kérdések Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Web-szolgáltatások • WEB-szolgáltatások nem nyújtanak a a felhasználóknak grafikus felhasználói interfészt (GUI) • elosztják az üzleti logikát az adatokat és folyamatokat egy hálózati, programozói interfészen (API) keresztül. • Az alkalmazások az Internet protokoll feletti nyílt szabványokat használnak, többek között • XML, • SOAP, • WSDL és • UDDI szabványokat Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A MES rendszerek A Manufacturing Execution System hardver és szoftver komponensek összessége, amelyek vezérlik, irányítják és optimalizálják a gyártási tevékenységeket, a megrendelés elindításától a késztermék előállításán keresztül, egészen az elkészült termék kiszállításáig. A komponensek begyűjtik és karbantartják az aktuális termelési adatokat, amelyek lekérdezése, kiértékelése segítségével a gyártási tevékenységeket optimalizálhatók. Létfontosságú információkat biztosít a gyártási aktivitásokról a döntéstámogató folyamatok számára. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A MES rendszerek fő komponensei • Függő, üzemi rendelések menedzselése: felügyeli a megrendeléseket. Az alapanyagokat a gyár megfelelő részlegéhez irányítja, hogy ott a termelőfolyamatok, műveletek megkezdődjenek. • Technológiai folyamat-menedzsment: a munkafolyamatoknak a termelési terveknek megfelelő irányítása. • Termelési finomprogramozás, ütemezés, újra-ütemezés: a termelési aktivitások egy rendezett sorrendjének előállítása, amely lehetőség szerint optimális termelési cél elérését garantálja. • A feladatok erőforrásokhoz rendelése, felszabadítása, kiadása: irányítani, hogy ki, mikor, milyen géppel, milyen szerszámokkal mit csinaáljon, illetve nyomon kivetni, hogy éppen mi folyik. • A termelési folyamatok nyomkövetése, adatgyűjtés: a termékek, sorozatok monitorozása, történeti adatbázis karbantartása, gépek, termelési folyamatok adatainak tárolása. • Üzemi minőségbiztosítás: méri, nyomon követi és analizálja a termékadatokat, folyamatjellemzőket, és ezeket összeveti az elvárt adatokkal. • Üzemi teljesítmény analízis, értékelés, beavatkozás, menedzser indexek számítása, aktualizálása, jelentése: összehasonlítja a termelési célokat és a megvalósított eredményeket. • Műhelyszintű fenntartó és karbantartó feladatok, menedzselése: megtervezi és végrehajtja a termelőeszközök állagmegóvásához szükséges tevéklenységeket. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai A MES rendszerek fő komponensei Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 1. Erőforrás allokáció és menedzselés, nyomon követés Ez a funkció irányítja, menedzseli az alapanyag felhasználását, azok hozzárendelését a gépekhez, munkákhoz, anyagokat vagy más felszereléseket dokumentál, így segítve elő a munka megkezdését, és annak lefolyását. Lényegét tekintve logisztikai feladatokat lát el (nyomon követés), melyek többnyire a nyersanyagra, a nyersanyagokat megmunkáló eszközökre terjednek ki. A nyomon követés eredménye, hogy minden eszközről, illetve késztermékről bármelyik időpontban rendelkezésre állnak olyan adatok, melyek a műveletek, munkák elkezdéséhez és szintentartásához szükségesek. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 2. Műveletek ütemezése/finomprogramozása Ütemezi a beszerzést és a megmunkálási műveleteket. A folyamatokat úgy ütemezi, hogy az adott gyártási művelet gördülékenyen kezdődjön el, ha elkezdődött, akadálymentesen folytatódjon tovább, majd hiba nélkül fejeződjön is be, figyelembe véve az átfutási idők minimalizálását. Bemenetei az adott megmunkálandó nyersanyagok és az azokat megmunkáló eszközök. Az ütemezés eredményeképpen előáll egy joblista, melyben a nyersanyagokon elvégzendő műveletek, aktivitások sorozata található. Az aktivitásokat gyártás során ebben a sorrendben hajtják végre. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 3. Gyártási egységek feladatirányítása A gyártás során előállított termékek telephelyen belüli, továbbá telephelyen kívül eső helyre történő szállítását, és a termékek nyomon követését végzi. Két, a gyártás szempontjából igen fontos „célszemélynek” biztosít adatokat. Az egyik a vevő, akinek arról ad információt, hogy az adott termék mikor kerül legyártásra, mikor készül el. A másik a gyártócella, aminek arról biztosít adatokat, hogy a termék mikor kerül az éppen aktuális cellába megmunkálásra, honnan érkezik – másik gyártócellából, másik megmunkálási helyről, raktárból, vagy esetlegesen külső helytől, szállítótól –, továbbá arról, hogy az adott termék a megmunkálás után, előreláthatólag mikor hagyja el a megmunkálási területet, és onnan hová kerül. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 4. Specifikáció menedzsment A gyártási egységekkel összerendelt információkat irányítja, menedzseli, felügyeli. Ezek jelentések, űrlapok, rajzok, programrészek, kötegelt rekordok, munkafolyamat leírások, szabványos műveleti eljárások formájában jelennek meg. . Támogatja az előtervezési információk szerkesztését és karbantartja a specifikációk verziószámát. Tartalmazhat még a környezet megóvására vonatkozó instrukciókat, biztonsági és egészségügyi szabályokat, és olyan információkat, melyek a korrekciós eljárásokra vonatkoznak. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 5. Adatgyűjtés, adatszerzés Feladata, hogy beszerezzen, gyűjtsön és karbantartson minden olyan információt, ami a legyártandó termék és környezete nyomon követésével, karbantartásával, gyártási múltjával továbbá más gyártási menedzsment funkciókkal kapcsolatosak. Adatszerzés céljából szkennerek és bemeneti terminálok kombinációját, illetve szoftver interfészeket, szoftvereket használhat. Az adatok a gyártási szinten származhatnak automatikus és manuális forrásból. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 6. Munkahely-, munkaerő menedzsment Egy adott pillanatban, időkeretben megadja a személyzeti állomány éppen aktuális státuszát. Magában foglal idő és látogatottsági jelentést, tanúsítvány nyomon követést, továbbá képes közvetett, indirekt események naplózására, mint például a nyersanyag előkészítés. Ez a funkció, együttműködhet az erőforrás allokációval annak érdekében, hogy meghatározható legyen az optimális hozzárendelés. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 7. Minőségmenedzsment A gyári munkafolyamatokból származó termék elemzéseket, és folyamat állapotokat, felméréseket biztosít, melyeket a gyári munkafolyamatokból származnak, annak érdekében, hogy biztosítsák a termék minőségellenőrzését. Ez a funkció tartalmazhat folyamatokon belüli termék kiértékelést, általános termék és folyamat nyomon követést és hibaazonosítást. Hibák esetén javaslatot adhat tevékenység a hibák felderítésére, illetve azok kiküszöbölésére, vagy a hiba okozta káros hatások csökkentésére. A minőségmenedzsment szerepe, hogy áthelyezi a hangsúlyt a termékek meghibásodásának kijavításáról, a hibák megelőzésére, továbbá a fokozatos minőségjavításra. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 8. Folyamat menedzsment Gyártási folyamat megfigyelést, és/vagy automatikus korrekciót vagy döntés-hozatalt biztosít az operátoroknak, annak érdekében, hogy korrigálják a meglévő hibákat és javítsák a folyamatokon belüli tevékenységek színvonalát. Interfészt biztosít az intelligens eszközök és a MES lehetséges adatbeszerzése között. Szolgáltathat riasztás menedzsmentet is, ami biztosítja a gyártásban résztvevő alkalmazottaknak, hogy tájékoztatást kapjanak a folyamatoknak elfogadható értéken kívül eső változásairól, vészhelyzeteiről. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 9. Karbantartás menedzsment Nyomon követi és vezérli a berendezések és eszköz karbantartási tevékenységeit, hogy biztosítsa azok rendelkezésre állását a gyártási műveletek elvégzésére, továbbá az ismétlődő, vagy megelőző karbantartás ütemezését biztosítja, és választ, riasztást ad a sürgős hibákra. Karbantartja az események, és hibák előfordulásának történeti listáját, annak érdekében, hogy segítse a hiba vagy az adott esemény meghatározását, diagnosztizálását. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 10. Termék nyomonkövetés és leszármaztatás Biztosítja, hogy minden időpillanatban látható legyen, hogy hol folyik munka, továbbá megfigyelhetővé teszi a munka helyén lévő folyamatok, eszközök, emberi munkaerő rendelkezésre állását. Az állapot információk magukban foglalhatják, hogy kik dolgoznak az adott helyen, a szállítóktól származó nyersanyag összetevőket, sorozatszámokat, aktuális gyártási állapotokat, továbbá bármilyen riasztást, átdolgozást vagy más kivételt, amelyek a termékkel kapcsolatosak. Az on-line nyomon követési funkció egységnaplót állít elő a megfigyelt történésekről. Ez a napló teszi lehetővé a komponensek és az összes végtermék elkészülési folyamatának, eseményeinek felderítését. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 11. Teljesítmény-analízis A gyártási tevékenységek eredményeinek aktuális jelentéseit biztosítja minden adott időpillanatban, továbbá lehetővé teszi a korábbi eredményekkel, illetve a vonatkozó követelményekkel, elvárásokkal való összehasonlítást. Ezek a teljesítményadatok olyan összetevőket foglalnak magukba, mint az erőforrás vagy tartalékok kihasználtságára vonatkozó mérések, készletek, eszközök rendelkezésre állásának adatai, elkészült termék ciklusideje, továbbá, hogy milyen mértékben alkalmazkodott az ütemezéshez és mennyire felelt meg a szabványoknak. Olyan információkat szolgáltat, melyek a különböző funkcióktól kerülnek begyűjtésre, és ezek a funkciók mérik a műveleti paraméterek értékeit. A funkció által kapott eredményeknek több megjelenési formája lehet, így például szöveges riport formátum, on-line teljesítménykiértékelés formátum, grafikonok, stb. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai 12. Anyag-, és eszköz menedzsment Ez eredetileg nem része a MESA funkciók listájának. Menedzseli az árukészletek, alkatrészek és eszközök mozgását, átmeneti és „végleges” tárolását. A mozgások előfordulhatnak a folyamati műveletek direkt támogatásánál, vagy más funkciók esetében, mint például a gyártóberendezések karbantartása és az új egységek telepítése. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai MES interfészek - A MES-től a külső alkalmazások felé • Az ERP rendszerek a MES aktuális termelési adataival dolgoznak, mint költségek, megmunkálási idők, kihozatal, illetve egyéb termelékenységi adatok. • A Supply Chain Management (beszállitói lánc kezelő) rendszerek a megrendelések aktuális státuszát, a gyártókapacitások rendelkezésre állását kérdezi le a MES-től. • A vásárlókkal kapcsolatot tartó Sales (értékesítés, kereskedelem) szintén MES rendszereken keresztül figyeli a megrendelések alakulását, hiszen a kiszállítás ettől függ. • A termék és folyamattervezés visszacsatolást kap a kihozatalról illetve a termék minőségéről. • A folyatvezérlés utasításokat kap, amely a működtetést úgy szabályozza, hogy a vállalati szintű optimális működést garantálja. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai MES interfészek - A külső rendszerektől a MES felé • Az ERP termelési tervei alapján történik a MES-ben a feladatok kiosztása • A Supply Chain Management termelési főterve alapján történik a termelési finomprogramozás. • A megrendelések, amelyek a termelési folyamatokat indukálják, a kereskedelmi részlegtől származnak. • A termék és folyamattervezés állítja össze a gyártási instrukciókat, az űrlapokat, működési paramétereket, stb. • A folyamatvezérléstől olyan adatok érkeznek, amelyek segítségével a pillanatnyi teljesítmény, működési környezet értékelhető. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Modellezés Petri hálókkal • A modellezett rendszerek viselkedésének leírásánál hasznos segédeszköz egy olyan grafikus módszer, amellyel megfelelően ábrázolni lehet a rendszerben lezajló tevékenységeket, azok bekövetkezésének oksági viszonyait. • A folyamatok ütemezési szabályának megadására a Petri-hálókat alkalmazzák. • A Petri-hálók definícióját 1962 -ben vezette be Petri. • Széles körben elterjedt módszerré vált nemcsak a folyamattervezési területen, hanem a szoftverfejlesztés területén is. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Modellezés Petri hálókkal Tavasz Nyárkezdet Nyár Koratavasz Kora-ősz Tél Miskolc, 2005 -2006 Télkezdet 65 Ősz HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Modellezés Petri hálókkal A Petri-hálók egy speciális gráfnak tekinthetők, amelyek az alábbi elemekből épülnek fel: – feltételek (körök); – események (téglalapok); – átalakulások (irányított élek); – jelzők (fekete pontok), az aktuális állapot jelzésére. A Petri-hálók alapvető szabályai: – Egy átmenet akkor következik be, ha a bemenetek mindegyike teljesül, azaz a bemeneti helyek súlyozottak. – Egy átmenet végrehajtásakor az átmenet minden bemenetéről elvisz egy súlyt, míg minden kimenetére kitesz egyet. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Modellezés Petri hálókkal Speciális fogalmak, állapotok • Éheztetés: Olyan esetekben lép fel, amikor több átmenet verseng valamilyen erőforrás eléréséért. Ilyen esetben azon átmenet, amely több erőforrás segítségével hajtódhat csak végre, ritkábban fog végrehajtódni, mivel a csekélyebb igényű átmenet mindig el fogja vinni a számára szükséges erőforrást. • Kizárás: Olyan esetekben lép fel, amikor egyetlen átmenet sem tud végrehajtódni. • Kezdőállapot: Kezdőállapotnak nevezzük mindazokat a helyeket amelyek kezdetben súlyozottak. • Végállapot: Végállapotnak nevezzük mindazokat a helyeket, amelyekbe megfelelő működés esetén a végén súly kerül. • Program terminálás: A Petri-hálóval modellezett rendszerünk terminál, ha minden végállapotnak kijelölt helyre súly kerül. • Holtpont: Holtpont lép fel működés közben, ha a programunk egy nem terminális helyen válik működésképtelenné, azaz nem kerül minden végállapotba súly. Miskolc, 2005 -2006 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012

Miskolci Egyetem A számítógépes termeléstervezés alapjai Petri háló alkalmazása gyártórendszer modellezésére M 1(1) M 1 G 1 M 1(2) G 3, G 5 G 4, G 6 M 1(3) M 3 G 7 M 2(1) G 2 G 1 Miskolc, 2005 -2006 M 2(2) G 3, G 4 68 M 2(3) G 5, G 6 HEFOP-3. 3. 1 -2004 -06 -0012