Vizuális jelzések a gyártósorok tájékozott irányításához

1. ábra: A vizuális irányítás kifejezés a személyzetet cselekvésre ösztönző vizuális jelzésrendszert jelent, amely különbözik az üzemben használt egyéb, pusztán tájékoztatásra szolgáló vizuális adatközléstől. Ehhez hasonló figyelmeztető lámpák jelzik a veszélyes állapotokat (kép: Getty Images)

2. ábra: Ahogyan a közlekedési lámpák célja, hogy irányítsák a járművezetők tevékenységét az útkereszteződésekben, úgy az iparban használt vizuális irányítóberendezések célja az, hogy a személyzetet a folyamat meghatározott követelményeire való reagálásra sarkallják (kép: Banner Engineering)

Az áruk feldolgozására, válogatására, szállítására, összeszerelésére és csomagolására szolgáló gyártósorok jellemzően olyan berendezéseket tartalmaznak, amelyek egyidejűleg hajtanak végre egymással összefüggő, de egymástól mégis elkülönülő feladatokat. Az ilyen műveletek a biztonságos és szünetmentes termeléshez szükséges eszközök használatát teszik szükségessé. Ezek közül is kulcsfontosságúak a látható (vizuális) jelzéseket adó eszközök, amelyek gyorsan és hatékonyan tudatják a gépadatokat és más hasznos adatokat az üzem személyzetével lámpák vagy más látható (gyakran színkódolt) eszközök segítségével, kevés írásos utasítást vagy szöveget használva, vagy egyáltalán nem használva ilyesmit.

Az ipari automatizálásban vizuális szabályozás néven is ismert vizuális irányítás lehetővé teszi a karcsúsított (elterjedt angol megnevezéssel: lean) gyártást és elősegíti, hogy az ipari dolgok internetének (IIoT) karcsúsított gyárakban használt megoldásai hatékonyabbak legyenek. Az ilyen vizuális irányítás történhet egyszerű jelölésekkel a gyár padlóján, matricákkal és címkékkel a hirdetőtáblákon és a munkadarabtételeken (elterjedt francia szóval sarzsokon), többszínű fényoszlopokkal (úgynevezett andonlámpákkal) és egyéb világító elektronikával a kezelőállomásokon vagy a gépeken, fénycsíkokkal az összeszerelő állomások alkatrésztárolóin, sőt, akár a mennyezetre szerelt síkképernyőkkel is, amelyek valós idejű állapotokat és utasításokat közölnek az üzem dolgozóival.

A gyártósorokon használt vizuális irányítás elsődleges célja annak biztosítása, hogy a szükséges kezelői vagy szerelői beavatkozások időben és megelőző jelleggel történő végrehajtása révén minden gyártási és összeszerelési folyamat a lehető legbiztonságosabban és leghatékonyabban menjen végbe.

A vizuális irányítás alkotóelemei

Az automatizált létesítmények vizuális irányítási elemei három különböző funkciót látnak el: a gyártósoron lévő gépek és folyamatok állapotáról szóló hasznosítható információk közvetítését, kódolt utasítások adását a gépkezelők és az üzem egyéb dolgozói számára, valamint a gyártósor teljesítményének nyomon követését a pontosabb információkon alapuló vállalati szintű döntések érdekében. Mindegyik funkcióhoz az adott célra szolgáló vizuális irányítási eszközök kapcsolódnak, amelyek részben átfedik egymást.

Vizuális riasztások az üzemben dolgozók számára

3. ábra: A vizuális riasztások a gépekkel kapcsolatos események bekövetkeztét észlelő érzékelőkre támaszkodnak. Ezeket a riasztásokat gyakran kíséri hangjelzés, pl. szirénák hangja. A képen egy panelre szerelhető és a SAE J1939-15 protokollon keresztül CAN hálózatba kapcsolható LED-es világítású piezoelektromos riasztó látható. A különféle riasztásokhoz különböző riasztási hangokat lehet beállítani (kép: Floyd Bell Inc.)

A vizuális riasztások olyan LED-ek, jelzőlámpák és világító eszközök, amelyek látás útján vonják magukra a gépkezelők és az üzemvezetők figyelmét, és általában egy pontosan körülhatárolt problémára vonatkozó célzott figyelmeztetést jeleznek. A szokványos riasztási okok közé tartozik a gép elakadása, a túlterhelés, a túlmelegedés, a szivárgás, a nyomásesés, a villamossági hibák, a biztonsági funkciók hibái és a tűz. Különösen súlyos esetekben ezeket a vizuális riasztásokat szirénákkal kiadott hangjelzés is kíséri.

A tűzjelzők például hő- és füstrészecske-érzékelőket, valamint strapabíró elektronikát tartalmaznak, amely hangjelzés kiadására és villogásra van programozva. Bizonyos esetekben a riasztások egy magas szintű vezérlőrendszerbe is be vannak kötve, amely arra is képes utasítani egy adott riasztót, hogy bizonyos baljós események egymás után való bekövetkezése esetén a legfigyelemfelkeltőbb riasztásokat adja ki.

A legtöbb ipari riasztás csak azt közli, hogy hiba történt, a hiba kiváltó okáról vagy pontos helyéről szóló részleteket nem. Az ipari minőségű vizuális riasztókat azonban általában úgy tervezik, hogy még a kezdő megfigyelő számára is logikus módon érzékelhető legyen, hogy valami gond van, míg a legjobbak azonnal tudatják a probléma természetét is. Például egy gyártósorra telepített riasztó villoghat vagy kiadhat valamilyen ezzel egyenértékű jelzést, amikor a hozzá tartozó érzékelők programozás útján előre megadott számú selejtet észlelnek. Ez tudatja az adott műszakban dolgozó kezelőkkel, hogy a szállítószalag vagy a gyártósor egy meg nem határozott pontján valami hiba van. Más gépeken a vizuális riasztások úgy vannak programozva, hogy – a vízi közlekedésben használt hajózásicsatorna-szegélyjelekhez hasonlóan – időzített minták szerint villogjanak, és az egyes villogó mintáknak kódolt jelentésük van.

A gépek állapotjelzői

Ipari környezetben a gépek állapotjelzői közé azok a mérőműszerek, műszerek és számlálók tartoznak, amelyek sok műszaki embernek a jelzőeszköz szó hallatán eszébe jutnak. Ami azt illeti, az állapotjelzők közé tartoznak más automatizálási elemek is – beleértve a vezérlőpanel visszajelző lámpáit, a fényoszlopokat és a kijelzőket, amelyek egy gépi esemény bekövetkeztét jelzik, vagy azt mutatják, hogy mit kell tennie a kezelőszemélyzetnek.

A riasztásokkal ellentétben, amelyek kizárólag veszélyes, nem szokványos vagy a folyamatot megszakító egyéb események bekövetkeztét jelzik, a gépállapotjelzők adott műveletekhez tartozó szokványos, hasznosítható eseményekhez vagy mért értékekhez kapcsolódnak. Például valós időben jeleníthetik meg egy szabályozható sebességű folyamat által fogyasztott villamos energia vagy termelt hő mennyiségét vagy a figyelt berendezés tengelyén leadott nyomatékot.

Andonlámpák és fényoszlopok

4. ábra: A riasztásokkal és visszajelzőkkel ellentétben az andonlámpák egyetlen gépállapot jelzésére szolgáló eszközök. Az andonlámpák vagy fényoszlopok különböző számú (fényszínű) és átmérőjű egymás feletti lámpából állnak. A beépítést ipari szabványú konzolok és gyári bekábelezés gyorsítják (kép: Menics)

Az andonlámpák a mai ipari létesítményekben elterjedt vizuális irányítási elemnek számítanak. Az andonlámpák fényoszlopok, különböző színű, függőlegesen egymás fölött elhelyezett lámpákkal vagy LED-ekkel. Az andon egy japán szó átvétele, amely egyfajta állólámpát jelent, a gyáriparban való használata pedig onnan ered, hogy a Toyota annak idején a korszak modern gyárainak fényjelzéses hibajelző rendszereihez ilyen andon típusú lámpákat használt.

Az andonlámpák abban különböznek a többi vizuális irányítási elemtől, hogy mindegyik fény lámpája egy adott gépi reteszeléshez, leállítógombhoz vagy műveletkövető eszközhöz kapcsolódik. Az andonlámpás rendszerek legjellemzőbb tulajdonsága, hogy a személyzet számára lehetőséget teremtenek a gyártósor leállítására, ha valamilyen hiba lép fel. Az andonlámpák elsődleges funkciója, hogy a közelben tartózkodó dolgozóknak jelezzék, ha valami gond van a gyártósoron.

Az andonlámpás fényoszlopon minden szín egy iparági normának számító üzenetet közvetít.

• A zöld szín azt jelzi, hogy a gyártósor működik, és az érzékelők nem észleltek problémát.
• A sárga szín azt jelzi, hogy a gép logikája valamilyen hibát észlelt – de a termelés folyhat tovább. Az andonlámpa sárga fénye általában akkor világít, ha a gyártósoron valamilyen rendellenesség van, például túl magas a hőmérséklet, hiány van valamiből, géphiba lépett fel, vagy túl sok a selejt. A sárga fényjelzést kiváltó hibák nem kritikusak, de ha nem foglalkoznak velük, súlyosabb problémákhoz vezethetnek.
• A piros szín azt jelzi, hogy a termelés leállt – gyakran azért, mert a gépkezelő kiváltotta egy gép reteszelését, vagy megnyomta a leállítógombot. Amikor az andonrendszer azonnali figyelmet igénylő kritikus problémát észlel vagy erre utaló riasztást kap, kigyullad az andon fényoszlop piros lámpája, és az andonrendszer leállítja a termelést. Ha a termelés leáll, de nem az andonrendszer állította le (illetve valamilyen az andonrendszer által nem észlelt okból állt le), a piros andonlámpa villog. A termelés a hiba kijavításáig szünetel.

Míg a leggyakoribb andonlámpák egymás felett elhelyezett piros, sárga és zöld fényű lámpából állnak, néhányuk csak piros és zöld színű lámpát használ. Más andonlámpákon ellenben egy fehér és egy kék lámpa is található a fényoszlopban. Az andon fényoszlopon világító kék fény ipari normák szerint jelentése: segítségkérés – legyen szó anyagutánpótlásról, karbantartó személyzetről vagy irányítási problémáról. Az andon fényoszlopon világító fehér lámpa pedig jellemzően egy figyelt termelékenységi mutatóval kapcsolatos gépfüggő állapotot jelez.

Egyszerűbb jelölések és az üzemekben használt szimbólumok

5. ábra: A munkavédelmi szimbólumok a National Electrical Manufacturers Association (NEMA, az amerikai Villamos Gyártók Országos Szervezete), az American National Standards Institute (Amerikai Szabványügyi Hivatal, ANSI Z535 szabvány) és az International Organization for Standardization (Nemzetközi Szabványügyi Szervezet, ISO 7010 szabvány) által szabványosított ikonográfiát használják (kép: Getty Images)

6. ábra: Az egyszerű, szimbólumokon alapuló vizuális irányítás elősegítheti az üzem dolgozóinak biztonságát (kép: Clarion Safety Systems)

Ipari környezetben a vizuális irányításnak nem kell feltétlenül elektronikusnak lennie. A munkacellákban és a gépek körül elhelyezett egyszerű (low-tech) jelölések, szimbólumok és címkék a jól megtervezett karcsúsított gyártóüzemek alapvető elemei. Az ilyen jelzések utasításként, illetve útmutatóként szolgálnak az üzem dolgozói számára. A padlóburkolati jelzések például biztonságos útvonalakon vezethetik a gyalogosforgalmat a gyártóüzemeken keresztül. Máshol az ikonalapú címkék egyértelműen jelezhetik a szerszámok, az összeszereléshez tárolt alkatrészek, a berendezés tengelyei, a biztonsági kapuk és más objektumok megfelelő helyzetét.

A szimbólumalapú vizuális irányítás legfontosabb típusa a személyi biztonsággal kapcsolatos. Az ilyen jelzéseket a törvény mindenütt előírja, ahol forró felületek vagy villamos veszélyforrások vannak, nedves lehet a padló, vagy sugárzásveszély áll fenn. A munkavédelmi szimbólumok arra is figyelmeztetik a dolgozókat, hogy egy adott munkaterületen milyen egyéni védőfelszerelésre van szükség – valamint arra, ha olyan területhez közelednek, ahová illetéktelenek nem léphetnek be. A gyártósorok vizuális irányítására szolgáló jelzések további példái a laminált vagy kemény műanyagból készült feliratok és címkék, amelyek a gép vagy az üzem adott állapota esetén végrehajtandó lépéseket írják le, illetve egy eszköz vagy berendezés működtetésének módját ismertetik.

A főbb teljesítménymutatókat ismertető grafikus táblák és kijelzők

7. ábra: A gyárakban az üzemeltetést és a főbb teljesítménymutatókat ismertető táblák egyre inkább az ipari dolgok internetére (IIoT) csatlakoztatott digitális képernyők formájában jelennek meg, és mutatják az egyes munkacellák és a teljes üzem teljesítményét (kép: Getty Images)

Bár nem tartozik e cikk tárgykörébe, érdemes megjegyezni, hogy az elmúlt években a gépi szintű riasztások és figyelemfelhívások területén is egyre nagyobb mértékben támaszkodnak a kijelzőkre. Ezek a kijelzőn megjelenő riasztások szembeötlő jelzések a képernyőn, és gyakran ikonok formájában jelennek meg, hogy hasonlítsanak a fizikai mennyezeti és andonlámpákra, amelyeket az üzem személyzete már ismer.

Az üzemi és vállalati szintű mutatókkal kapcsolatos adatokról való – az egy vagy több gyártósor teljesítményére és pillanatnyi állapotára vonatkozó adatokkal együtt történő – tájékoztatásra általában üzemszintű grafikus táblákat használnak. Ezeknek a tábláknak vannak elektronikus és nem elektronikus változatai is.

A nem elektronikus grafikus táblák olyan táblák és hirdetőtáblák, amelyeken a munkacellák gyártási teljesítményével, az elkészült és leszállított alkatrészekkel, a biztonsági eseményekkel és egyebekkel kapcsolatos kézzel írott információkat és nyomtatott számítógépes termelési statisztikákat tüntetnek fel.

Az egyszerű elektronikus grafikus táblák olyan LED-es eredményjelző táblák, amelyeken pontmátrixos képernyőkön lehet számokat megjeleníteni. Ezzel szemben a kifinomultabb elektronikus grafikus táblák közé tartozó digitális síkképernyők a hálózaton át a gépekhez kapcsolódnak, és valós időben jelenítik meg a berendezés-, üzem- és akár vállalati szintű adatokat is. Sok esetben a tervezett teljesítőképességet és egyéb működési adatokat a tényleges teljesítményhez és a kapcsolódó adatokhoz viszonyítva mutatják. Az ilyen értékeket főbb teljesítménymutatóknak (illetve a key performance indicator kifejezés magyarban is elterjedt angol rövidítésével KPI-knek) nevezik. Ezek az üzemi teljesítményt és a fejlesztési intézkedéseket szemléltető olyan mutatók, amelyek az üzleti szintű döntéshozatalhoz szolgáltatnak adatokat. A vizuális irányítási táblák a főbb teljesítménymutatók mellett gyakran tartalmaznak a munkaállomások megrendeléseinek teljesítésére, az előállított alkatrészek számára, a gépek meghibásodásaira, valamint a megszakítás nélküli üzemórák és a balesetmentes napok számára vonatkozó teljesítménystatisztikákat is.

Összegzés

Az ipari automatizálás területén használt vizuális irányítás olyan rendszereket és jelzőeszközöket foglal magában, amelyek nem szöveges utasításokat közvetítenek az üzem dolgozói számára. A vizuális irányítási funkciókat ellátó eszközök vagy a folyamat és a gép állapotára vonatkozó információkkal látják el a kezelőket, vagy a gyártósor működésére és teljesítményére vonatkozó hasznosítható adatokat közölnek. A színesen világító és villogó jelek és jelzések eredendően szembeötlő jellege központi szerepet játszik a vizuális irányítás sikerében és az ipari dolgok internetére (IIoT) kapcsolódó, vizuális irányítású gyár termelékenységi előnyeiben.