Historia usprawnia działalność firmy

Firmy używają programów typu historian do analizowania przyszłych trendów, jak również do wprowadzania inteligencji biznesowej do procesu udoskonalania bezpieczeństwa pracy i jakości produktów, w celu przeniesienia jej z poziomów inżynieryjnych na płaszczyznę całego zakładu.
Programy typu historian pomagają zbierać i analizować dane w celu doskonalenia procesów produkcyjnych oraz podejmowania decyzji; stanowią narzędzie do projektowania przyszłości każdej firmy, ale są szczególnie przydatne na bardzo konkurencyjnym rynku dostawców kwasu tereftalowego (TPA), żywic poliestrowych oraz staplowych włókien poliestrowych, zaopatrujących północną półkulę. Właściwe wykorzystanie tego typu programu wymaga od firmy zrozumienia jego możliwości i potencjału. DAK Americas (USA) skorzystała z tej możliwości, używając programu historian do analizowania przeszłych trendów, jak również do wprowadzenia inteligencji biznesowej do procesu udoskonalania bezpieczeństwa pracy i jakości produktów, przy równoczesnej redukcji kosztów produkcyjnych.
Szerokie zastosowanie pochodzącego z lat 80. systemu Aspen Technology Setcim do nadzorowania i optymalizacji pracy całej fabryki DAK Americas, to doskonały przykład wykorzystania historiana do przetwarzania danych w celu wdrożenia inteligencji biznesowej i przeniesienia jej z poziomów inżynieryjnych na płaszczyznę całego zakładu.
Firma z powodzeniem łączy technikę, inżynierię oraz podejście biznesowe, głównie ze względu na zastosowanie koncepcji doskonalenia działalności opartej na zasadzie: zdefiniuj – zmień – przeanalizuj – udoskonal – nadzoruj. Stosowany w DAK Americas historian spełnia rolę „kotwicy technicznej” do definiowania, analizowania oraz doskonalenia poszczególnych elementów wdrażanych w firmie koncepcji.
Definiowanie
Kilka lat temu pracownicy zakładu DAK Americas poświęcili czas na zdefiniowanie potrzebnych danych oraz sposobu ich wpływania na udoskonalenie działalności firmy. Z czasem definicje te zmieniały się, nadążając za rosnącym zapotrzebowaniem na dodatkowe dane z produkcji oraz laboratoriów, służące do doskonalenia zdolności analizowania procesuoraz zapewnienia bardziej szczegółowych metod rozliczeń produkcyjnych i finansowych. Obecnie do programu Setcim trafia większość danych z procesów oraz laboratoriów firmy, a użytkownicy często proszą dział IT o znalezienie sposobów importowania większej ilości danych z innych obszarów zakładu, które obecnie nie są podłączone do programu Setcim. Jednym z kluczy do sukcesu odniesionego w zakładzie DAK Americas jest to, że do programu trafiają tylko właściwe dane pochodzące z odpowiednich jednostek. W celach monitorowania jakości oraz wydajności historian jest podłączony do:

  • procesu TPA,
  • procesu ciągłego poliestrowych włókien staplowych (odcinków) oraz żywic,
  • wirowania (spinning),
  • elektrowni,
  • utylizacji odpadów,
  • maszyn ciągnących włókna,
  • laboratorium.

Interfejsy pomiędzy historianem oraz procesem dają firmie DAK Americas solidną podstawę do analizowania oraz podnoszenia wydajności zakładu. Przy standardowym interfejsie użytkownika Setcim GCS firma wdrożyła znaczną część funkcji, które można zrealizować przy zastosowaniu współczesnych historianów, takich jak: wyświetlanie przypadkowych oraz wstępnie skonfigurowanych trendów, raportów, alarmów, bieżących danych i grafik procesowych. GCS jest również stosowany do przyjmowania danych wprowadzanych przez użytkowników, stanowi wyjście do interfejsów procesowych lub do aplikacji Setcim. Historian w DAK Americas dostarcza procesom firmy oraz użytkownikom w przedsiębiorstwie dane pierwotne, jak również obliczeniowe, chociaż proces ten nie przebiegałby tak gładko i sprawnie bez zastosowania nowszych technik komunikacji internetowej, takich jak XML i COM/DCOM. Dane są często prezentowane zarówno w formie graficznej, jak i w formie tabeli, co ułatwia użytkownikom uzyskanie ogólnego obrazu procesów.
Poza funkcjami podstawowymi platforma Setcim w DAK Americas zapewnia wsparcie aplikacyjne umożliwiające wdrożenie większej liczby udoskonaleń w porównaniu z rezultatami osiąganymi przez wielu użytkowników najnowszych wersji programów typu historian, opartych na najnowocześniejszych technikach.
Analizowanie
Firma posługuje się niezależnymi aplikacjami (napisanymi zazwyczaj w SQL, VMS czy Fortran), pracującymi w postaci niezależnych procesów na serwerze VAX, współpracującymi z historianem. Setcim jest w stanie wykonywać te aplikacje regularnie, opierając się na ustalonym harmonogramie, bądź na żądanie, np. na skutek zaistnienia konkretnego zdarzenia, takiego jak alarm lub na życzenie użytkownika. DAK Americas w pełni wykorzystało tę funkcję do wykonywania aplikacji analitycznych i sterujących oraz do importowania i eksportowania do aplikacji Sectim danych pochodzących od klientów. Dysponując dostępem do właściwych interfejsów systemowych, firma DAK Americas dobrze wykorzystała swój historian, poprzez zachęcenie operatorów pracujących w fabryce do wykonywania znacznej części analiz, które wcześniej były robione przez inżynierów czy personel techniczny. Pracujący w fabryce operatorzy, używający Setcim do korelowania warunków przebiegających w zakładzie procesów oraz sugerowania zmian, byli w stanie zaproponować wiele udoskonaleń dla procesów sterujących w DAK Americas. Zapewnienie operatorom dostępu do historiana to jedno z rozwiązań często pomijanych w wielu sektorach przemysłu. Zazwyczaj programy typu historian są używane tylko przez personel techniczny i inżynierów. W zakładach DAK Americas często operator dzwoni do inżyniera i ostrzega o problemie, zanim problem stanie się na tyle poważny, żeby wpłynąć na cały proces.


Połączenie IT z procesem produkcji w DAK Americas, jako część procedur realizujących metodologieDMAIC w celu doskonalenia działalności
Doskonalenie
Przy właściwych danych oraz prawidłowych analizach zaprogramowanych w systemie Sectim większość udoskonaleń procesów jest zautomatyzowana i zachodzi w czasie rzeczywistym. Prezentujemy przykłady sposobów pozyskiwania przez DAK Americas danych z historiana, które nie ograniczają się tylko do procesu zbierania danych.
Sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym. Obliczenia i porównania statystyczne, jakich użyłby inżynier do analizowania wyników testów laboratoryjnych, zostały zaprogramowane w postaci aplikacji pracującej na systemie Setcim, automatyzując proces i pozwalając na szersze zastosowanie danych laboratoryjnych w czasie rzeczywistym. System ten określany jest mianem sterowania ze sprzężeniem zwrotnym; dzięki niemu Sectim automatycznie wprowadza zmiany do procesu, opierając się na analizach laboratoryjnych. W aplikację zostały wbudowane zabezpieczenia ograniczające zakres dopuszczalnych wartości oraz wyników laboratoryjnych, a także zakres wyjść, jakimi może zarządzać aplikacja.
System rozliczania. System Setcim zapewnia godzinne, dzienne oraz miesięczne statystyczne rozliczanie, co ułatwia ocenę warunków procesowych w długich okresach czasu. Zamiast podejmowania prób ręcznego analizowania pojedynczych punktów danych w danym okresie można analizować przebiegi produkcyjne, opierając się na dziennych, uśrednionych warunkach procesowych, panujących podczas realizacji procesu. Skraca to czas potrzebny do analizowania danych i opracowywania standardowych warunków roboczych dla realizacji kolejnych partii tego samego produktu. Dane statystyczne, jakie można uzyskać dla danego okresu, obejmują: wartość minimalną, wartość maksymalną, sumę, średnią oraz standardowe odchylenie. Stosowanie pakietu rozliczeniowego umożliwia również zakładowi monitorowanie rzeczywistej produkcji oraz zarządzanie stanami magazynowymi i zamawianiem surowców.
Rozliczanie. Dokonywanie pomiarów oraz fakturowanie to kluczowe zagadnienia w wielu gałęziach przemysłu. Posiadanie historycznych danych o odczytach liczników pobieranych w czasie rzeczywistym daje firmie możliwość natychmiastowego identyfikowania i korygowania problemów z miernikami i systemami pomiarowymi. System pozwala również na weryfikowanie rachunków przedstawianych przez podwykonawców jako dowód, że firma płaci tylko za to, co rzeczywiście zostało dostarczone oraz na oszacowywanie cykli zużycia, co pozwala na opracowywanie programów zapewniających oszczędzanie energii oraz redukcję kosztów produkcyjnych.
Interfejs człowiek – maszyna. Dostępność interfejsów typu klient w programie historian, jak również rozbudowana możliwość dołączania do danych procesowych pozwoliły firmie DAK Americas na zastosowanie systemu jako interfejs człowiek-maszyna (HMI) dla niektórych procesów dodawanych do zakładu na przestrzeni lat (ponieważ pracujący w firmie DAK Americas system Setcim ma zabezpieczenia oparte na podziale na role, funkcja sterowania zakładem jest w dalszym ciągu wykonywana w oddzieleniu od dostępu poszczególnych użytkowników do systemu). Jedna z najnowszych aplikacji umożliwia automatyczne dostosowywanie alarmów opartych na punkcie nastawy procesów. Pozwala to na więcej niż tylko jedną warstwę alarmów dewiacyjnych, w których pierwszy alarm może być ostrzeżeniem o zaistnieniu nietypowych warunków, a dodatkowy alarm może być użyty do określania statusu odpadów.
Szkolenie operatorów. Dostępność danych procesowych w hali produkcyjnej sprawia, że operatorzy mogą lepiej poznawać interakcje zachodzące w obrębie procesu. Przejścia pomiędzy produktami. Przejścia pomiędzy produktami oraz manipulowanie gamą produktów to dwa najtrudniejsze wyzwania. DAK Americas wprowadziła udoskonalenia poprzez udostępnienie prawie wszystkich danych procesowych i laboratoryjnych na wspólnej platformie historiana oraz związanych z nim aplikacji, pozwalając w ten sposób inżynierom na podejmowanie wiarygodnych decyzji. Grupa inżynierów firmy skróciła czas przejścia pomiędzy produktami aż o 30%.
Spoglądając w przyszłość
System Setcim sprawdza się w DAK Americas doskonale, ale firma ma świadomość, że zarówno Sectim, jak i VAX to systemy, które wychodzą z użycia i trzeba je będzie wymienić. DAK Americas jest obecnie na etapie poznawania i oceniania różnych nowoczesnych historianów, aby ustalić, które z dostępnych platform najlepiej odpowiadają obecnym oraz przyszłym potrzebom doskonalenia procesów na poziomie produkcji oraz na poziomie korporacji. Firma doskonale wykorzystała możliwości oferowane przez posiadaną technologię, ale przejście na najnowocześniejsze architektury historiana zapewnia całkiem nowy potencjał. Zastosowanie nowoczesnego oprogramowania typu historian pozwoli firmie DAK Americas na bliższe połączenie produkcji i umożliwi podejmowanie decyzji poprzez:

  • usprawnienie wymiany danych procesowych na różnych szczeblach organizacji, na takim poziomie szczegółowości, jaki jest potrzebny;
  • udostępnianie danych pomiędzy zakładami produkcyjnymi w celu optymalizacji wykorzystania zasobów i zapewnienia wspólnej platformy do podejmowania decyzji;
  • dostarczenie technologii do kodyfikowania działań operatorskich, opierając je na standardowych procedurach i praktykach;
  • upraszczanie przyszłych udoskonaleń i modyfikacji architektury aplikacji, przy równoczesnym zapewnieniu wysokiej niezawodności i dostępności;
  • wykorzystanie technik i standardów Microsoft Windows.Net, jak również innych technik opartych na Internecie;
  • zastosowanie standardowych narzędzi do raportowania i wykonywania obliczeń.

Jak udowodniło doświadczenie firmy DAK Americas, programy typu historian, nawet te stare, stanowią dla firm doskonałe narzędzie do definiowania, analizowania oraz udoskonalania aspektów objętych DMAIC, przy równoczesnym zapewnieniu zautomatyzowanych pomiarów i sterowania. Takie działania owocują znacznymi udoskonaleniami procesów produkcyjnych w całym przedsiębiorstwie.

Optymalne wykorzystywanie projektów

 

Oto lista typowych problemów, z jakimi borykają się firmy podczas optymalizacji projektów informatycznych:

  • typowanie oraz szczegółowe określanie konkretnych korzyści finansowych;
  • niespójne nazewnictwo znaczników;
  • brak spójności oprzyrządowania oraz danych w różnych zakładach tej samej firmy;
  • znikome doświadczenie w zakresie opracowywania aplikacji; osoby, które potrzebują danych, nie wiedzą jak je zdobyć, z kolei ci, którzy mają dostęp do danych, nie wiedzą, kto może ich potrzebować; zdolność konwertowania pierwotnych danych procesowych do przydatnego formatu znajduje się w samym historianie, a niewielu naprawdę wykorzystuje wszystkie możliwościprogramu;
  • integralność danych; zapewnienie, że dane są precyzyjne i zapisywane w jednolity sposób;
  • możliwość śledzenia danych; zapewnienie, że pierwotne dane, które są obecnie wykorzystywane do podejmowania decyzji, będą dostępne również w przyszłości.


O autorze:

Greg Huff jest menedżerem do spraw projektów w firmie DAK Americas, w dziale Inicjatyw ds. Zapewniania Jakości – dział ten obejmuje standaryzację procesowego historiana oraz migrację z systemu Setcim; Harold Mynster jest główną osobą odpowiedzialną za system DCS/Setcim w zakładzie DAK Americas, oprócz tego zarządza systemami sterowania rozproszonego oraz opracowuje dodatkowe aplikacje dla systemu Sectim; Mike Sadler jest dyrektorem regionalnym w firmie

Ready Engineering Corp.
www.readyengineering.com