Dobrze przeprowadzona migracja systemu sterowania może się okazać bardzo pożyteczna dla operacji realizowanych w zakładzie przemysłowym. Zapewnia płynne przejście na nowszą technologię, praktycznie bez żadnych zmian dotyczących istniejącego oprzewodowania lub kwestii własności intelektualnej.
Gdy mówimy o nowoczesnych technologiach automatyki, okazuje się, że hasło ?proaktywność? powoli staje się normą. Firmy, które decydują się na migrację na nowszy, bardziej efektywny system sterowania, uzyskują istotną przewagę nad konkurencją, która czeka, aż jej przestarzały sprzęt zużyje się do końca. Opcja ?nic nie robienia? przestaje być opłacalna.
Różne systemy automatyki nie są już od siebie całkowicie odizolowane. Gdy zaś dochodzi do wyższych poziomów integracji odmiennych systemów, nierozerwalnie związanych z operacjami realizowanymi w fabryce i mocno zróżnicowanych technologicznie, istnieje wysokie prawdopodobieństwo, że niektórych rozwiązań w infrastrukturze automatyki nie da się do siebie dopasować.
W raporcie z roku 2015 ?Perspektywy rozproszonych systemów sterowania na świecie? (?Distributed Control Systems Worldwide Outlook?) firma doradcza ARC Advisory Group oszacowała, że zainstalowane w zakładach na całym świecie systemy sterowania, warte ok. 65 mld dol., zbliżają się do końca swojego użytkowego cyklu życia. W wielu przypadkach działają już ponad ćwierć wieku. Co więcej ? sporo z nich, o wartości aż 12 mld dol., stanowią niektóre z oryginalnych rozproszonych systemów sterowania (DCS), zainstalowanych jeszcze pod koniec lat 70.!
Konieczność współdziałania ze sobą pracowników o różnych kompetencjach, różnorodność wykorzystywanych w maszynach części i problemów planowania produkcji tworzy istną mieszankę wybuchową, która grozi zamętem w sektorze przemysłowym. Cykl życia komponentów elektronicznych gwałtownie się skraca, co powoduje konieczność częstych modernizacji sprzętu i aktualizacji oprogramowania. Trudne może być także znalezienie wykwalifikowanego personelu, który potrafi diagnozować i naprawiać starsze systemy sterowania.
Jak na ironię, wahający się co do decyzji producenci niejednokrotnie zupełnie inaczej traktują swoje systemy firmowe i serwery poczty e-mail ? starają się utrzymać infrastrukturę informatyczną na nowoczesnym poziomie.
Niereagowanie na zbliżający się nieuchronnie koniec cyklu życia systemu automatyki, odkładanie na później działań zmierzających do unowocześnienia sprzętu i stosowanie prowizorycznych rozwiązań może doprowadzić do sytuacji, w której jakieś podstawowe urządzenie stanie się w końcu kompletnie bezużyteczne, bo jego komponent zniszczy się albo ulegnie awarii i nie da się nigdzie znaleźć żadnego zamiennika. Dotyczy to części pochodzących zarówno z fabryk, jak i od firm zewnętrznych. Co gorsza, części zamienne nabywane na aukcjach w portalach internetowych mogą w kluczowych systemach wywoływać zupełnie nieoczekiwane efekty. Straty finansowe wynikające z nieplanowanych przestojów ? lub ewentualne niebezpieczne warunki funkcjonowania urządzeń ? potrafią zaś dalece przewyższać koszty wymiany już nieprodukowanej części.
Przewidywanie potrzeby modernizacji
Oczywiście po dziesięciu, dwudziestu czy trzydziestu latach ? a nawet po okresach jeszcze dłuższych ? systemy sterowania mogą nadal dobrze działać. Jednak migracja na nowoczesne rozwiązania nie tylko minimalizuje ryzyko awarii, ale także otwiera całe spektrum zupełnie nowych możliwości procesowych.
Przy wykorzystaniu zmodernizowanej technologii pozostały czas eksploatacji istniejących starszych systemów może często zostać zwiększony nawet o 30?50%. Replikacje oprogramowania sterownika i wspólne wyświetlacze są w stanie zredukować nakłady prac inżynierskich przy rozbudowie systemu nawet o 50%. Zwiększona niezawodność i modernizacja mogą też umożliwić znaczną redukcję kosztów utrzymania ruchu.
Dobrze realizowana strategia migracji dopuszcza koegzystencję wielu generacji urządzeń sterujących. Fabryki mogą integrować wiele generacji systemów sterowania, jednocześnie zachowując własność intelektualną w natywnej grafice i zaawansowanych aplikacjach sterowania. Poprzez włączenie do architektury sterowania istniejących danych, zdarzeń i komunikatów operatorskich ? oraz ustanowienie wspólnego interfejsu operatorskiego ? istniejący starszy system zostaje rozszerzony przez nową automatykę.
Ponadto wykorzystanie technik uruchomień produkcji po migracji bez wyłączania sprzętu (ang. hot cutover) umożliwia realizację migracji systemu bez zakłócania realizowanych operacji. Istniejące starsze sterowniki da się więc zastąpić nowszymi wersjami, bez przerywania procesu i z wykorzystaniem istniejącego oprzewodowania oraz zamontowanych przed laty szaf sterowniczych.
Zdążyć z modernizacją, zanim ucierpią operacje
Zgodnie z danymi, jakimi dysponują wiodący globalni dostawcy automatyki, wkrótce duża liczba węzłów istniejących starszych systemów DCS oraz tysiące licencji oprogramowania staną się przestarzałe lub zostaną wycofane z użytku.
Bezczynność w sprawie wyboru strategii migracji powoduje, że nawet istniejące w danym zakładzie możliwości nie dadzą się już niedługo w pełni wykorzystywać. Na początku następnej dekady nastąpi moment, w którym wielkość popytu na modernizacje systemów sterowania zacznie przewyższać dostępne zasoby o odpowiedniej jakości.
Możliwości modernizacji istniejącego starszego systemu DCS obejmują:
? odświeżenie technologiczne dotyczące wymiany istniejącej elektroniki,
? modernizacje technologiczne polegające na wymianie istniejącego sprzętu,
? modernizacje w obszarze własności intelektualnej związane z przejściem na nową technologię.
W ramach dbałości o dobre praktyki inżynierskie i metody zarządzania projektem, każda firma decydująca się na tego typu działanie powinna wyznaczyć najlepszy termin dla przeprowadzenia migracji oraz zidentyfikować jej idealną ścieżkę związaną z jasno wyznaczonymi celami całej operacji. Powinna także zdefiniować projekt migracji poprzez inżynierię i projektowanie początkowe (Front-End Engineering and Design ? FEED) oraz wykorzystanie sprawdzonego podejścia z odpowiednią, kompletną listą kontrolną i szczegółowymi planami uruchomień produkcji po zakończeniu migracji.
Współpraca zmniejsza koszty i ryzyko
Poprzez wzajemną współpracę dostawcy automatyki i użytkownicy końcowi mogą pomóc fabrykom w wykorzystaniu najnowszych innowacji w dziedzinie sterowania, bez stwarzania zagrożeń dla ich inwestycji początkowych. Ponadto mogą oni stosować długoterminowe wsparcie, aby utrzymywać własność intelektualną w grafice i zaawansowanym sterowaniu. Takie holistyczne podejście do problemu nie tylko zapewnia zakładom przemysłowym płynne przejście na najnowszy system automatyki, ale także pozwala precyzyjnie ustalić obszary potencjalnych ulepszeń.
Typowe możliwe wersje strategii migracji systemów sterowania obejmują:
? przesunięcie układów sterowania do obecnego sprzętu, z zachowaniem zainstalowanych wejść/wyjść (I/O) oraz wszystkich istniejących rozwiązań inżynierskich;
? przesunięcie układów sterowania do obecnego sprzętu, z zachowaniem zainstalowanych wejść/wyjść (I/O) oraz ponownym opracowaniem obecnego oprogramowania sterującego;
? przesunięcie układów sterowania do obecnego sprzętu, ale z modernizacją wejść/wyjść (I/O) oraz ponownym opracowaniem obecnego oprogramowania sterującego;
? usunięcie istniejącego systemu sterowania, w tym modułów wejść/wyjść, oraz ponowne opracowanie całego oprogramowania sterującego.
Prawidłowo zaplanowane i wdrożone strategie oraz projekty migracji umożliwiają zakładom przenoszenie istniejących starszych systemów w odpowiednim dla nich tempie, pozwalając na dodanie nowych sterowników w dowolnym czasie oraz ich integrację z istniejącym sprzętem.
Korzyści z nowoczesnej technologii
Nowoczesne systemy sterowania ? ujednolicając umiejętności personelu, stosowane procesy, modele biznesowe i zarządzanie zasobami ? pomagają zakładom przemysłowym zwiększyć zyski i wielkość produkcji. Poprzez integrowanie różnorodnych danych, jak najlepsze wykorzystywanie zasobów i ludzi oraz powiązanie i scalenie tego wszystkiego w ramach jednego systemu automatyki, firmy mogą osiągnąć większą efektywność operacyjną i niezawodność procesów, zmniejszyć ryzyko oraz zwiększyć wielkość produkcji, przy niższych kosztach operacyjnych i kapitałowych.
Zaawansowana platforma DCS oferuje również bogate opcje skalowania w trakcie realizacji projektu i w zarządzaniu systemem sterowania, bazujące na wirtualizacji, technologiach przetwarzania danych w chmurze, a także wykorzystujące zdalnie konfigurowalne moduły I/O, co ostatecznie umożliwia aranżację zmian projektowych, redukcję fizycznych rozmiarów urządzeń automatyki oraz zmniejszenie wymagań sprzętowych dla realizacji wdrożenia. Takie podejście redukuje lub nawet eliminuje niezbędne przygotowania do działań, upraszcza prace inżynierskie i konfigurację, a także generuje wymierne oszczędności. Ponadto wykorzystanie zaawansowanej technologii współpracy i interfejsów HMI człowiek-maszyna umożliwia użytkownikom udostępnianie informacji w wielu lokalizacjach oraz upraszcza prace inżynierskie i prowadzenie działań migracyjnych na tysiącach rozproszonych modułów i zasobów.
Utrzymywanie zasobów przy wsparciu dostawcy opartym na wynikach
Po dokonaniu migracji niektórzy dostawcy systemów sterowania zapewniają programy ich wsparcia, oferujące serwisowanie na uzgodnionym poziomie, zamiast dostarczania ustalonych materiałów i robocizny. Tego typu podejście do zapłaty za wyniki (pay-for-performance) minimalizuje całkowity koszt posiadania (TCO), gwarantuje poprawne działanie systemu automatyki oraz wykorzystuje go do poprawy wyników finansowych firmy. Jest oparte na współdzieleniu ryzyka i zysków, kompleksowym pokryciu cyklu życia, zarządzaniu ryzykiem i zmianami, stosowaniu najlepszych praktyk oraz jasnych warunkach kontraktu na dostarczanie wsparcia, z ustalonymi wskaźnikami jakości działania.
Przy strategii wsparcia serwisowego opartego na wyniku klient przekazuje dostawcy automatyki częściową lub całkowitą odpowiedzialność za wsparcie systemu. Obie strony uzgadniają zakres, poziomy wyników, jakie będądecydujące w procedurach wsparcia, oraz stały koszt, zaś klient staje się odpowiedzialny za realizację procedur zarządzania. W ten sposób usługi serwisowe mogą być dostarczane w celu stabilizowania istniejących platform i/lub utrzymywania ich działania przez określony czas.
Strategia wsparcia serwisowego opartego na wynikach, w pełni realizowana przez dostawcę automatyki gwarantującego poprawne działanie systemu, zapewnia rutynowe programy konserwacji zapobiegawczej oparte na sprawdzonych najlepszych praktykach. Usługi te obejmują także ciągły monitoring systemu, w tym alarmowanie wspierające zarządzanie niespodziewanymi, nadzwyczajnymi incydentami oraz akwizycję i analizę danych diagnostycznych potrzebnych do raportowania, a także do ustalania dostępności urządzeń oraz zarządzania problemami.
Podsumowanie, czyli płynne przejście
Projekty migracji systemów sterowania zapewniają płynne przejście na nową technologię bez żadnych zmian dotyczących fizycznego oprzewodowania zakładu przemysłowego i własności intelektualnej. Z kolei usługi wsparcia ze strategiami opartymi na wynikach pozwalają na utrzymanie i efektywne ulepszanie systemów automatyki w czasie całego cyklu życia, co umożliwia zapewnienie większych zysków z inwestycji w nowe zasoby.
Autor: John Rudolf jest wiceprezesem działu rozwiązań i usług cykli życia w firmie Honeywell Process Solutions.
