Семинари в София и Пловдив на тема Industry 4.0 – Решения за повишаване на производителността
март 15, 2019
Siviko penumatic gripper for palletizing
Оптимизация на палетизиращ робот
април 8, 2020

Дигитализация на производството с Ignition SCADA

Terazid SCADA

Terazid Industrial Control System

Управление на производството на сухи строителни смеси със система за индустриален контрол базирана на Ignition

Често ни задават въпроса:

„Мога ли да използвам модерна система за управление на производство  без да заменям цялото оборудване? Може ли предлаганата от Сивико софтуерната платформа Ignition, да работи със наличния ни хардуер?“

Краткия отговор е:

Да, може! И не само, че може, а резултатите са наистина впечатляващи.

В тази статия ще разкажем за точно такъв тип проект, в който клиентът ни реши да инвестира в подобряване на производствения си процес като замени съществуващата система за управление на производството с предлаганата от нас съвременна система Ignition, без да се налагат инвестиции в замяна на хардуера. В резултат на това постигнахме значителна оптимизация на производствения процес и създадохме изцяло нови възможности за неговото управление.

Клиентът

Клиентът в този проект е сред водещите български производители на сухи строителни смеси, лепила и мазилки – Теразид ЕООД. Производството на сухи строителни смеси  представлява една голяма инсталация, разположена на няколко етажа. Тя обединява различни процеси – дозиране, смесване, опаковане на готовия продукт, транспорт, палетизиране и складиране. Производствената инсталация има множество бункери, в които се съхраняват суровините, шнекове, дозиращи бункери, клапи, рутери, миксери, пакетиращи машини, аспиратори, пневматични и електрически вибратори, транспортни ленти, индустриални роботи и други.

Terazid Production Site
Поглед към производството на Теразид ЕООД

Предизвикателството

Едно от съществуващите ограничения на старата система за управление на производството беше начина, по който се управляваха рецептите. Параметрите на всяка една рецепта – дози, приоритет, технологични времена, се съхраняваха в друга система и се зареждаха през отделен интерфейс в програмируемият логически контролер, управляващ производството. Тази организация на работа създаваше проблеми на операторите, защото не можеха автономно да променят и създават нови рецепти. Това е особено затормозяващо при създаване на нови продукти, защото по време на производствените тестове трябва да се правят множество промени по параметрите на рецептите докато се получи търсения резултат. Представете си колко тромав е процеса на работа ако за всяка малка промяна на рецептите опрераторите трябва да търсят съдействие от компетентен инженер. При производството на строителни смеси е от изключителна важност рецептите да бъдат изпълнени правилно и без вариации в качеството. Например при лепилата за плочки, малка разлика в съотношенията на химическите добавки може значително да промени времето за втвърдяване. Това затруднява работата на крайния клиент – строителните работници. За това, начина на управление на рецепти трябваше да бъде променен.

Заедно с клиента направихме анализ на текущото състояние и решихме, че съществуващата SCADA система не може да бъде доработвана и трябва да бъде изцяло заменена. Новата система е разработена на платформата за индустриални софтуерни приложения Ignition поради редицата ѝ технически и лицензионни предимства. Пътво, Ignition комуникира еднакво добре с хардуер и с база данни.  Второ модулната ѝ архитектура и съществуващите инструменти позволяват лесно персонализиране на система с необходимите приложения за конкретното производство. Всъщност, новата система се превърна в повече от SCADA. Тя стана система за индустриален контрол и е логична първа стъпка в дигитализацията на производството.

Решението

В рамките на 3 месеца изградихме новата система, която постигна търсените резултати. Освен основната нова функционалност – управлението на производството и рецептите – създадохме изцяло нова организация на човеко-машинният интерфейс, добавихме автоматично създадени отчети за изразходените количества материали, изцяло нова системи за аварийните събития, трендовете и редица други подобрения.

Управление на рецепти

Новата функционалност за управление на рецептите позволи на операторите и технолозите сами да създават, редактират и зареждат рецептите. Това им позволи да са много по-бързи, по-точни и по-гъвкави, по време на стандартния производствения процес и при разработка на нови рецепти. Друга голяма полза на дигитализацията беше, че вече всички особености при изпълнението на рецептите се намират в системата.  Те станаха достъпни и видими за целия екип – мениджмънт, технолози, поддръжка и оператори.  Добавихме и редица подобрения като например прогнозни изчисления за това за колко още производствени цикъла би стигнал наличния материал. Това помага на операторите по-лесно да следят наличните материали и да допълват липсите. По този начин се намаляват непланирани спирания на производствения процес. Друга голяма полза от системата беше, че успяхме да използваме по-добре съществуващия хардуер като „отключихме“ функции, които преди това не бяха достъпни. Например създадохме допълнителни възможности за настройка на дадени технологични времена и т.н.

Recepie Management

Управление на рецептите

Нов HMI

Замисляли ли сте се колко е важен интерфейса човек-машина (HMI) в управлението на едно производство? Според проучване проведено в САЩ, голяма част от сериозните индустриалните инциденти се дължат именно на лошо създаден HMI. Освен големите инциденти докладвани в медиите, има множество малки, но постоянни загуби на качество и производителност, които често остават незабелязани.  Екрани претрупани с ненужна информация, натоварващи цветови схеми, неинтуитивна навигация, нееднозначни данни, „заровени“ настройки, липсващи алармени събития и т.н. често заблуждават или объркват операторите, които управляват производствения процес в реално време.

За да представим важната информация ясно, просто и недвусмислено, решихме изцяло да променим съществуващия HMI. Създадохме нова интуитивна навигационна схема, опростено графично представяне и нова високо-производителна цветова схема. Опростихме графичното представяне на процесите като премахнахме всички елементи, които не носят полезна информация. Това ни позволи да покажем целия производствен процес на един екран. Вече операторите могат с един бърз поглед да се видят текущото състояние на цялото производство. Освен това, при новата цветова схема направихме фокусът да е върху важните съобщения изискващи внимание. Екраните са предимно в неутралните цветове сиво и бяло, данните в реално време от производството са в синьо.  Алармените състояния и събития са в привличащите вниманието цветове жълто, оранжево и червено. Всичко това, позволява на операторите да следят процеса дори когато са на метри от екрана и вършат друга оперативна работа.

HMI overview Ignition

Поглед към новия HMI (номерата на бункерите, имената на суровините и рецептите не са показани)

Алармиране

Друга функционалност, която е задължителна в съвременното производство е системата за алармиране при определени събития. Тя подпомага операторите да обърнат внимание на критичните състояния на производствения процес и да избегнат инциденти или пък отклонения в качеството на продукта. В новата система за алармиране създадохме аларми за редица ключови параметри за производството. Например като твърде високо или ниско ниво в даден бункер, натискане на авариен стоп и други. Алармите имат различни нива на приоритет и се съхраняват в алармен журнал където е записано точно кой, кога и как е реагирал на събитието.

Управление на потребители

Към новата система изградихме различни нива на потребителски достъп, което позволява на различни групи потребители да работят безконфликтно в единна система за управление на цялото производство. Например, това позволи едновременно операторите да управляват процеса, докато технолозите го наблюдават и оптимизират без да се опасяват, че ще спрат някоя машина или работния процес. Освен това, осигурихме дистанционен достъп до системата и на мениджърският състав в офис сградата чрез криптирана SSL комуникация.

Единна система за управление на производството

Друга важна полза от системите за индустриален контрол е възможността им да извличат данни от производството и да ги превръщат в полезна информация, която да спомага за работата на всички в екипа. Възможността на Ignition да комуникира еднакво добре както с хардуера, така и с бази данни, ни позволи да изградим мощни инструменти за визуализация на данните и отчетност. Данните от производството вече са достъпни в реално време чрез вградените инструменти на Ignition, а в допълнение създадохме алгоритъм за отчитане на изразходените количества на дневна база. Това позволява точна и бърза отчетност и спомага и за по-доброто производствено планиране.

Заключение

Новата система за управление на производството подобри производствения процес като направи управлението му много по-лесно, по-надеждно и по-гъвкаво, без да е нужно да се правят големи инвестиции в замяната на хардуера. Системата премахна редица ограничения и създаде нови възможности пред производствения екип да си върши качествено работата. Така в крайна сметка клиентът ни може да се фокусира върху най-важното за него – създаване на качествен краен продукт, при висока производителност и с възможност за постоянно подобрение на процесите.

Този проект е добър пример за това колко важна роля играят модерните системи за управление на производството дори на места където има в годините е създадено едно наследство от различни машини и инсталации. За нас, този тип системи са първата стъпка към изграждането на „умна фабрика“ и дигитализация на производството. Както казахме в началото, внедряването им е възможно, а резултатите са впечатляващи.

Svetoslav Vasilev
Svetoslav Vasilev
Светослав е управител и съдружник в Сивико. Притежава магистърска степен по Мениджмънт от Stockholm School of Economics, Швеция и CEMS, Сингапур и MicroMasters диплома за "Принципи на Производството" от Massachusetts Institute of Technology (MIT), САЩ. Има професионален опит в бизнес развитие, управление на проекти, анализ и дигитализация на процеси.