Sprawne wdrożenie: jak powinno przebiegać?

„Dobre przygotowanie projektu i sprawna komunikacja” – to słowa, które w uszach inżynierów wdrażających systemy automatyzacji powinny brzmieć nieustannie, niemal jak mantra. Przyjrzyjmy się, jak powinno wyglądać prawidłowo przeprowadzone wdrożenie począwszy od pierwszego spotkania klienta z integratorem aż po końcowe testy.

Integratorzy systemów produkcji przy projektowaniu korzystają z pomocy specjalizowanego oprogramowania symulacyjnego. Na przykład Transbotics stosujeoprogramowanie umożliwiające wizualizację torów i tras poruszania się różnych środków transportu, przenoszących materiał do produkcji oraz gotowe produkty.
Źródło: Transbotics

Z punktu widzenia integratora automatyki idealny klient to taki klient, który jest przygotowany do współpracy przed jej rozpoczęciem. Dlatego przedstawiciele zakładu przemysłowego powinni dokładnie określić swoje oczekiwania, zanim spotkają się z dostawcą. I to niezależnie od tego, czy zamierzają zatrudnić zewnętrznego wykonawcę, czy też współpracować z grupą ludzi działających w ramach przedsiębiorstwa. Tymczasem okazuje się, że nie jest to wcale ani takie proste, ani oczywiste, jak mogłoby się wydawać.

– Właściciele i kierownicy firm doskonale znają przebiegające w nich procesy produkcyjne z najmniejszymi nawet niuansami. Znają wszelkie plusy i minusy, parametry pracy itd. Zazwyczaj jednak nie mają pojęcia o tym, jak te procesy właściwie zautomatyzować – mówi Roger Richardson, prezes Sigma, zajmującej się opracowywaniem systemów sterowania dla klientów z branży lotnictwa i kosmonautyki.

 

Nie należy od razu ustalać i opracowywać konkretnych rozwiązań ani artykułować żądań na podstawie zachcianek i pobożnych życzeń. Trzeba realnie spojrzeć na istniejące w zakładzie problemy i dopiero wtedy określić wymagania wobec systemu produkcji. Tylko wtedy integrator będzie miał dobre warunki i możliwość dobrania odpowiednich rozwiązań funkcjonalnych i systemowych.

 

Randy Jennings, wiceprezes Transbotics tłumaczy to olbrzymimi zmianami, jakie dokonały się przez ostatnie 30 lat we wszystkich gałęziach przemysłu.

– Na skutek tego pracownicy przemysłu odpowiedzialni za zarządzanie bywają bardzo zagubieni. Firmy mają pewne potrzeby, wymagania i żądania, jednakże brakuje im odpowiednich ludzi zdolnych do sprecyzowania, uszeregowania i sprawnego wyartykułowania potrzeb – dodaje Jennings, którego firma obsługuje klientów w ramach organizacji produkcji, magazynowania i dystrybucji towarów.

Właściwie przygotowany projekt automatyzacji powinien przechodzić od ogólnej koncepcji do coraz bardziej szczegółowych rozwiązań. Oznacza to, że najpierw należy ustalić jedynie zarys architektury systemu, a następnie koncentrować się na detalach. Dokładnie na odwrót powinna przebiegać realizacja wdrożenia. Na początku trzeba stworzyć oprogramowanie aplikacji, kupić lub zbudować odpowiedni sprzęt, a dopiero w dalszej kolejności zająć się integracją systemu. Jeżeli zawczasu nie zaplanujemy każdego etapu wdrożenia, w trakcie prac może okazać się, że niektóre czynności trzeba będzie kilkakrotnie powtarzać, tracąc cenny czas.

Komunikacja: częsta konieczność

Z doświadczeń integratorów wynika, że jedną z najbardziej czasochłonnych procedur jest ustalenie, jak ma działać i wyglądać interfejs użytkownika systemu sterowania. Dlatego jednym z pierwszych pytań, które inżynier powinien zadać klientowi, powinno dotyczyć oczekiwań w tym właśnie względzie. Realizacja projektu może napotkać spore trudności, kiedy inżynier pracujący z przyszłym użytkownikiem nagle usłyszy od niego na przykład: „to bardzo funkcjonalne, ale czy ten przycisk nie mógłby być zielony zamiastniebieski?”. Choć brzmi to jak żart, takie sytuacje są dość częste i niezwykle irytujące. Inżynier musi tracić czas na nieistotne detale, odrywając się tym samym od zasadniczego nurtu prac.

W kontaktach klient – integrator powinna obowiązywać zasada: kontaktujemy się często i sprawnie, ale… bez przesady. Klient powinien regularnie rozmawiać z inżynierem realizującym projekt, aby miał on niezbędną i kompletną wiedzę na temat wymagań przyszłego użytkownika. Z drugiej strony nie należy przesadzić z telefonami i mailami. Inżynier nie może czuć zbytniej presji. Powinien mieć zapewnioną pewną swobodę działania i możliwość spokojnej realizacji powierzonych mu wcześniej zadań. Jednym z godnych polecenia sposobów komunikacji jest okresowe przeglądanie postępu prac i ewentualne zgłaszanie modyfikacji projektu. Powinno być połączone z omawianiem zasadniczych elementów realizacji, dotyczących na przykład wyglądu interfejsu HMI czy metod organizacji funkcji sterowania, a więc tych obszarów, co do których klienci najczęściej zgłaszają zastrzeżenia i wątpliwości.

Częstotliwość przeglądów i konsultacji zależy od wielkości i złożoności wdrożenia. W praktyce najczęściej przyjmuje się okresy tygodniowe lub miesięczne, kiedy to integrator sam przedstawia klientowi postęp prac i ewentualne problemy z realizacją projektu. Spotkania mają na celu krótkie omówienie sytuacji i ustalenie wspólnego stanowiska co do dalszych prac. Powinny odbywać się częściej zwłaszcza w początkowej fazie projektowania i na pierwszym etapie wdrożenia. Później, w trakcie montażu i testów systemu, mogą być nieco rzadsze, przy czym powinno odbyć się przynajmniej jedno spotkanie poświęcone omówieniu wyników testów i ich akceptacji ze strony klienta. Oczywiście należy uwzględnić możliwość nadzwyczajnych spotkań w przypadku pojawienia się wyjątkowych trudności lub chęci zgłoszenia dodatkowych, istotnych uwag co do realizacji projektu. Za wszelką cenę należy unikać sytuacji, kiedy spotkania i konsultacje są na tyle rzadkie, że integrator musi podejmować jakieś działania na własną rękę, bez porozumienia z klientem.

Automatyzować, czy nie?

Pełna automatyzacja systemu nie jest, wbrew pozorom, panaceum na wszystkie problemy w procesie przemysłowym. Niektóre z zadań nie są przystosowane do automatyzacji lub po prostu lepiej wykonać je ręcznie. Często integratorzy systemów automatyki i robotów wybierają dla nich zadania według trzech podstawowych kryteriów: powtarzalności, zabrudzenia oraz zagrożenia życia lub zdrowia. Jednak w praktyce nie wszystkie one przystają do warunków przemysłowych. Za najistotniejszą często uważa się powtarzalność realizowanych zadań. Dobrym sposobem jest spojrzenie na konkretną czynność z punktu widzenia wykonującego je człowieka. Jeżeli wykonywane przez niego ruchy często powtarzają się, automatyzacja jest możliwa, a nawet konieczna.

Nad sensownością automatyzowania należy natomiast zastanowić się w przypadku działań cechujących się znaczną elastycznością, zmiennością i koniecznością podejmowania decyzji co do ich przebiegu. Należy więc określić strefy działań, które nie wymagają ciągłego podejmowania decyzji. Gary Cash, wiceprezes FKI Logistex, zajmującego się dystrybucją towarów, zwraca uwagę, że często w przedsiębiorstwach automatyzacja następuje na skutek konieczności zwiększenia precyzji wykonywanych działań lub ich zbytniego skomplikowania.

– Na przykład magazyny rozpoczynają swoją działalność bazując na pracach wykonywanych manualnie. Automatyzacja następuje dopiero wraz z ich rozbudową, koniecznością zatrudnienia dodatkowych pracowników oraz maksymalnego wykorzystania dostępnej przestrzeni. Zasada jest prosta: jeżeli konieczne jest zwiększenie wydajności zakładu, trzeba rozpocząć jego automatyzację. Warto odnotować, że niektóre strefy działań niejako szybciej domagają się zautomatyzowania. Przykładem może być dział składowania i spedycji produktów – dodaje przedstawiciel FKI Logistex.

Dobry projekt to podstawa

Warto wyjaśnić, co właściwie znaczy, że przed przygotowaniem projektu klient powinien prawidłowo określić własne potrzeby i wymagania. Według doświadczonych integratorów nie należy od razu ustalać i opracowywać konkretnych rozwiązań ani artykułować żądań na podstawie zachcianek i pobożnych życzeń. Trzeba realnie spojrzeć na istniejące w zakładzie problemy i dopiero wtedy określić wymagania wobec systemu produkcji. Tylko wtedy integrator będzie miał dobre warunki i możliwość dobrania odpowiednich rozwiązań funkcjonalnych i systemowych.

Integrator potrzebuje między innymi wiedzy na temat tego: skąd pochodzą i jakiego rodzaju są materiały i półfabrykaty wykorzystywane w procesie produkcyjnym, jakie dobra i produkty stanowią efekt finalny, jaki jest przewidywany maksymalny współczynnik wydajności produkcyjnej, jak duże mają być zapasy magazynowe, jaki jest czas na realizację konkretnych zamówień. Oczywiście mogą pojawić się także inne istotne dane na temat przebiegu produkcji. Oczywiście jedną z najważniejszych rzeczy, które należy ustalić, jest metodologia transportu produktów na kolejnych etapach wytwarzania.

Nie bez znaczenia są również informacje o planowanych działaniach firmy w przyszłości. Zanim integratorzy systemu zakończą działania związane z wdrożeniem konkretnego systemu, upłynie prawdopodobnie rok. Czy wówczas nie okaże się, że zakład znów wymaga modernizacji? Warto więc zastanowić się, co i w jakich ilościach będzie produkowane, na przykład w roku 2010 czy 2011? Czy planowana jest ekspansja i rozwój produkcji?

Kolejna ważna kwestia to ustalenie, czy system ma być częścią ogólnozakładowej sieci IT, czy też mieć własną, wydzieloną sieć komunikacji. Jak wiadomo, istnieje wyraźna różnica i rozgraniczenie pomiędzy klasycznymi sieciami teleinformatycznymi a sieciami przemysłowymi. Jeżeli tworzony lub rozbudowywany system jest związany, choćby częściowo, z ogólną siecią zakładową, wtedy integrator musi uwzględnić zasady bezpieczeństwa obowiązujące w sieciach IT. Chodzi o zasady dostępu, ochrony antywirusowej oraz o inne obszary, w których przebiegają istotne różnice systemowe między sieciami ogólnymi a przemysłowymi. Większość komputerów przemysłowych zlokalizowana jest za tzw. firewallami (zaporami bezpieczeństwa) i nie są widoczne z poziomu Internetu. W takich przypadkach dla uruchomienia akwizycji danych, na przykład na webserwerze, konieczne jest wprowadzenie dodatkowych narzędzi, ułatwiających dostęp do baz w komputerach przemysłowych systemu.

Poznać istotę problemu

W praktyce jednym z pierwszych działań w pracy z klientami powinna być próba ustalenia, w czym tkwi istota problemu, który ma zostać rozwiązany przez system automatyki. Co klient chce osiągnąć? Co zautomatyzować? Co będzie mierzyć? Jakie czujniki będą potrzebne? Jakiego typu elementy wykonawcze? Ile kanałów będzie potrzebnych dla przesłania każdego rodzaju fizycznych parametrów komunikujących się w systemie? Przy projektowaniu systemu sterowania i akwizycji danych należałoby zaczynać od organizacji kanałów komunikacji i wymiany danych. Potrzebna jest odpowiedź na pytanie o liczbę obsługiwanych wejść i wyjść cyfrowych oraz analogowych. Trzeba będzie ustalić, w jakiej relacji będą one pozostawać do liczby urządzeń systemowych oraz całej koncepcji automatyzacji procesu produkcyjnego. Początkowe ustalenia i, choćby w zarysie, propozycje rozwiązań (rodzaj oprogramowania, architektura systemu) warto zanotować już podczas pierwszego spotkania. Zazwyczaj etap ten powtarzany jest kilkakrotnie, aż do znalezienia wspólnego mianownika między klientem a integratorem systemu.

– Zanim nie osiągniemy całkowitej pewności, że proponowane przez nasrozwiązania mogą być faktycznie zrealizowane u konkretnego klienta, staramy się do minimum ograniczyć działania inżynierów i techników – przyznaje jeden z rozmówców.

Faza testów, czyli jak to działa

Na zakończenie prac związanych z instalacją oraz integracją systemu dostawca powinien zaprezentować użytkownikowi jego możliwości. Jedynym sposobem na weryfikację jest seria odpowiednich testów. Po ich wykonaniu klient będzie musiał zdecydować, czy akceptuje wyniki. Z tego powodu, aby uniknąć nieporozumień i wątpliwości, warto już wcześniej ustalić i zawrzeć w umowie kryteria, jakie system będzie musiał spełnić po wykonaniu i uruchomieniu. Wówczas każdy poważny integrator będzie tak projektował i realizował system, by spełnić wymogi planowanych testów. Dążenie do znaczącego przewyższenia ustalonych kryteriów testowania wiąże się z niepotrzebnym zwiększeniem kosztów i materiałów w budowie systemu. Niedopuszczalne jest jednak również niespełnienie tych kryteriów w stopniu zadowalającym klienta. Proponowane kryteria testowania i akceptacji systemu powinny znaleźć się już we wstępnej umowie. Warto jednak pamiętać, aby był to tylko ogólny zarys, ponieważ w trakcie realizacji projektu zasadniczo zmienić mogą się na przykład warunki, w jakich system będzie funkcjonował. Wtedy konieczne jest wprowadzenie pewnych korekt również w proponowanych testach i analizach jego działania.

W czasie testów uwzględnić należy zarówno sprawne, jak i wadliwe urządzenia (po awarii). Warto pokazać użytkownikowi, jak system będzie zachowywać się w różnych, nawet ekstremalnych sytuacjach. Przykładowo, jak zareaguje, jeżeli na linię montażową trafi niewłaściwy lub wadliwy element. Żaden użytkownik nie chciałby, aby „padła” cała linia produkcyjna. W takich wypadkach dążymy raczej do bezpiecznego wyłączenia części systemu lub pojedynczych urządzeń, zgłoszenia stanu alarmowego i przeprowadzenia szybkiego, precyzyjnego serwisu. Dobrze, jeśli klient zobaczy działanie systemu w praktyce.

Nie jest niczym niezwykłym, gdy po zaakceptowaniu i odbiorze systemu klienci znajdują liczne luki i uchybienia, które nie zostały wykryte w czasie testów oraz wymyślają nowe funkcje, jakie mogłyby się jeszcze znaleźć w systemie.

– Nasza firma zapewnia pełne wsparcie i obsługę budowanych systemów produkcji – podkreśla Gary Cash z FKI Ligitex. – Jednak większość użytkowników stara się realizować te czynności we własnym zakresie. Dlatego też wyposażamy ich w odpowiednie podręczniki i instrukcje, niezależnie od tego czy korzystają z naszych firmowych urządzeń, czy też elementów firm trzecich, wykorzystanych w systemie.

Jeżeli klient powierzy prowadzenie systemu integratorowi, wówczas konieczne jest sporządzenie odpowiedniej umowy precyzującej zakres działań i odpowiedzialności integratora. Oprócz tego klient powinien otrzymać w dokumentacji systemu wszystkie niezbędne instrukcje, podręczniki i schematy.

Umowa to ważny element gry

Zawsze przy ustalaniu zasad współpracy pojawia się kwestia własności intelektualnej osób biorących udział w projekcie.

– Zazwyczaj już od pierwszego momentu, kiedy klient przedstawia swoje wymagania i oczekiwania, traktuje je jako szczególną własność. Już wtedy może zażądać sformułowania umowy z klauzulą ochrony ważnych, jego zdaniem, informacji – zauważa jeden z integratorów. – Klientom często wydaje się, iż ich informacje są unikalne i bardziej wyjątkowe od tego, z czym my, integratorzy spotykamy się na co dzień. Prawda jest jednak taka, że w wielu przypadkach ich spostrzeżenia i pomysły są już ogólnie znane i praktykowane w wielu aplikacjach.

Na punkcie własności intelektualnej szczególnie czuli są klienci firmy Delta Sigma, działającej w branży lotniczej i kosmicznej. Firmę łączą silne więzy z jej największym klientem, z którym współpracuje już od wielu lat, a i tak jej przedstawiciel Roger Richardson zawsze upiera się przy konieczności podpisania umowy ochrony wiedzy i informacji, zwłaszcza gdy ma do czynienia z klientem, u którego projekt systemu produkcji jest już na ukończeniu. Richardson, na co dzień pracujący w branży lotniczej i kosmicznej, ma już bogate doświadczenie w kwestii formułowania i zawierania umów dotyczących własności intelektualnej.

– Około dwóch tygodni temu jeden z potencjalnych klientów naszej firmy przesłał mi propozycję umowy w tej kwestii. Jednak po jej przeczytaniu odpowiedziałem, że czegoś takiego nie podpiszę – wspomina Roger Richardson. – Jednocześnie wysłałem mu własny szablon, który proponuję wszystkim klientom i po kilku dniach otrzymałem odpowiedź, że to najlepsza formuła umowy, z jaką dotychczas się spotkał.

Formuła jest dobra, ponieważ jest w pełni bilateralna. Nie pojawia się ani jedno stwierdzenie faworyzujące jedną ze stron umowy. Wielu prawników formułuje umowy tak, by podkreślić zasługi czy wkład swoich klientów, kosztem drugiej strony. Niestety, działania takie przynoszą zazwyczaj skutek przeciwny od zamierzonego, ponieważ kompetentny i doświadczony partner, a na takim chyba wszystkim zależy, nie podpisze takiego dokumentu. Warto więc zapamiętać: umowy w kwestii ochrony informacji, jak również wszelkie inne kontrakty, są użyteczne tylko wtedy, gdy obie strony czują się równoprawnymi partnerami.

Artykuł pod redakcją
dra inż. Andrzeja Ożadowicza,
adiunkta w Katedrze Automatyki Napędu
i Urządzeń Przemysłowych w Akademii
Górniczo-Hutniczej w Krakowie

  


Współpraca na wszystkich szczeblach

Dla Control Engineering Polska mówi Damian Gemula, kierownik Działu Inżynieringu w Siemens Industrial Solutions and Services:

Współpraca z klientem zależy od wielu czynników, związanych chociażby z charakterem przetargu, zakresem realizacji zadania czy stopniem skomplikowania. Niemniej jednak można sformułować pewne ogólne etapy realizacji. Powinniśmy rozpocząć od sprecyzowania założeń, które na etapie ofertowania nie są zazwyczaj wystarczająco dobrze określone i wymagają dodatkowego uszczegółowienia. Zanim zostaną rozpoczęte prace projektowe, klient powinien otrzymać opracowaną przez integratora koncepcję automatyzacji, zawierającą takie elementy, jak: założenia projektowe, konfiguracja systemu, standardy, koncepcja wizualizacji i sterowania itd. Dokument powinien uzyskać akceptację klienta, zanim rozpoczną się prace nad dokumentacją techniczną systemu. Bardzo dobrym rozwiązaniem jest uwzględnienie w dokumentacji algorytmów sterowania opracowanych wspólnie z klientem lub pod jego nadzorem. Jeśli to możliwe, dokumentacja powinna być rozszerzona o szczegółowe informacje dotyczące systemu raportowania.

Zaakceptowana przez klienta dokumentacja stanowi podstawę do wykonania oprogramowania wizualizacji i sterowania. Ważnym elementem są ekrany synoptyczne, które również powinny być przedmiotem dyskusji oraz zatwierdzenia przez klienta. Testowanie rozbudowanego systemu wraz z dobrze przygotowaną symulacją może pozytywnie wpłynąć na klienta przed przystąpieniem do ostatecznego wdro-

żenia. Proces wdrażania powinien być bardzo szczegółowo omówiony z klientem i odwzorowany w harmonogramie prac montażowo-uruchomieniowych. Często mamy do czynienia z modernizacją starych instalacji, w których prace montażowo- uruchomieniowe muszą być wykonane w bardzo krótkim czasie. W takim przypadku współpraca z klientem ze względu na czas i powodzenie inwestycji nabiera ogromnego znaczenia. Mimo perfekcyjnego podejścia w pierwszych etapach realizacji samo wdrożenie może napotkać niespodziewane problemy. W takich sytuacjach wspólne zaangażowanie ma na celu wyeliminowanie potencjalnych strat. Proces wdrożenia powinien być zakończony testem odbiorowym.

Dobrym rozwiązaniem jest ustalenie harmonogramu wspólnych spotkań, na których omawiany jest postęp prac poszczególnych etapów realizacji, omawiane są dokumenty wymagające zatwierdzenia czy przedstawiane propozycje rozwiązań. Współpraca z klientem powinna odbywa się na wszystkich szczeblach, począwszy od operatorów. Istotne informacje powinny być spisywane w notatkach służbowych, po czym przedstawiane i dyskutowane na naradach koordynacyjnych z klientem. Prowadzi to do wczesnego reagowania na rozbieżności pomiędzy potrzebami a sprecyzowanymi założeniami. Jeśli takie rozbieżności występują, klient może świadomie podtrzymać wcześniejsze założenia lub może być otwarty na dalszą dyskusję w kierunku zmian rozwiązania, zakresu czy kosztów.

Prezentowane powyżej podejście powinno zakończyć projekt z zadowoleniem ze strony klienta, który otrzymał dokładnie to, czego oczekiwał, oraz integratora, który zrealizował projekt w zakładanych kosztach. Pamiętajmy, że im później zmiany będą wprowadzane w projekcie – bez dodatkowych środków – tym większe poniesiemy koszty. Warto więc zainwestować w dobre przygotowanie bazy dla projektu w postaci wysokiej jakości koncepcji oraz dokumentacji technicznej.