Firmy będące wykonawcami integracji systemów sterowania mogą stanowić centralny punkt koordynacji prac i odpowiedzialności za wszystkie aspekty projektu automatyki.
Zakłady energetyczne, wodociągowo-kanalizacyjne czy gazownie w Ameryce Północnej często borykają się z problemem ograniczonego kapitału i budżetu operacyjnego oraz z tym, że trwające przez dekadę polityki niskich cen uczyniły adaptowanie nowych technologii mniej atrakcyjnym rozwiązaniem. Tu pomóc mogą integratorzy systemów automatyki.
Pomimo ograniczeń w przeszłości, mamy obecnie coraz więcej okazji do wdrażania technologii, które zapewniają uzyskanie większej wydajności w systemach istniejącej infrastruktury oraz umożliwiają pracownikom wspomnianych zakładów zaadaptowanie się do tych nowości. Aby jednak technologie te przyniosły sukces, muszą być wdrażane w standardowych przepływach roboczych oraz na podstawie wcześniejszych uzgodnień z kierownictwem danej firmy.
Ponieważ zakłady energetyczne, wodociągowo-kanalizacyjne czy gazownie zwiększają poziom wzajemnych połączeń realizowanych procesów, do wdrożenia wymagana jest coraz większa liczba aplikacji. Dlatego nawiązanie współpracy z wykwalifikowanym integratorem systemów, który zna najnowsze technologie oraz obszary, w których mogą one być wykorzystane do tego, aby dana firma zrealizowała swoje cele biznesowe, jest bardzo korzystne. Integratorzy systemów często działają w wielu gałęziach przemysłu oraz mają bogate doświadczenie z całego przemysłu, którym mogą się podzielić z pracownikami zakładu. Rozpoczęcie rozwiązywania problemów, związanych z wdrażaniem nowych systemów automatyki we wczesnym stadium projektu, w efekcie przyniesie niższe całkowite koszty posiadania (TCO).
Ograniczanie ryzyka związanego z projektem automatyki
Ryzyka są nierozerwalnie związane z każdym projektem, jednak szczególnie dotyczy to projektów automatyki. Wynika to z ich złożoności oraz konieczności zrozumienia, w jaki sposób przeprowadzać odbiór techniczny poszczególnych zakresów prac. Wiedza fachowa oraz doświadczenie integratora systemów należą do podstawowych sposobów ograniczania ryzyk związanych z projektem.
Wiele projektów systemów automatyki napotyka problemy w późniejszych fazach realizacji, określonych w harmonogramie ogólnym, gdy pojawiają się nieprzewidziane sytuacje, które zakłócają staranne planowanie, wykonywane przez specjalistów z różnych branż. Osoby zaangażowane w projekt muszą na wczesnym etapie procesu jego realizacji przeanalizować i uwzględnić prace związane z integracją systemów oraz ich zakres w ogólnym planie realizacji projektu, a następnie dokonać ich kategoryzacji. Te projekty automatyki nie dotyczą wyłącznie automatyzowania operacji związanych z procesami, ale położenia fundamentów pod transformację cyfrową w organizacji.
Prace związane z integracją systemów, jeśli są realizowane prawidłowo, zmienią sposób realizacji projektów kapitałowych oraz ograniczą ryzyko niewłaściwej realizacji projektu. Standaryzacja integratorów systemów zmniejsza także liczbę wymaganych prac inżynierskich, związanych z projektowaniem, opracowywaniem i testowaniem. Pozwala to osobom zaangażowanym w projekt zmniejszyć ryzyko wystąpienia nieprzewidzianych okoliczności w ofertach związanych z projektem.
Ustalenie wskaźników dla projektów automatyki
W dążeniu do skutecznego wdrożenia projektu automatyki zainteresowanie skupia się czasem jedynie na sterownikach i kontrolerach oraz oprogramowaniu, które są wykorzystywane do sterowania pracą zakładów. Fundamenty tych systemów stanowią urządzenia obiektowe, kable i przewody do przesyłania danych oraz kable i przewody elektryczne, którymi także należy się zająć w projekcie. Automatyka umożliwia pracę w inny sposób, dlatego przy wyznaczaniu wskaźników ważne jest, aby zrozumieć, jak wygląda skutecznie wdrożony projekt z różnych perspektyw, a nie tylko zajmować się oszczędnością czasu i pieniędzy. Wiele procesów przynosi w efekcie lepsze doświadczenie użytkowników, dlatego wskaźniki koncentrujące się na ich satysfakcji są tu kluczowe. Standaryzacja integracji powinna przynieść korzyści dla projektów automatyki poprzez zredukowanie liczby rozwiązań właściwych tylko dla danego zakładu, złożoności oraz zależności, a także posiadanie łańcucha dostaw, który bierze udział, podobnie jak osoby zaangażowane, w sukcesie projektu. Należy skoncentrować się raczej na wartości, a nie technologii. Celem powinno być wdrożenie automatyki jedynie w tych procesach, które przynoszą ewidentną korzyść dla organizacji.
Organizacja OPAF (Open Process Automation Forum) skupia użytkowników końcowych, producentów/dostawców, integratorów systemów, organizacje normalizacyjne i wyższe uczelnie; zajmuje się rozwiązywaniem problemów technicznych i biznesowych związanych z automatyką procesową. Jest częścią większej organizacji Open Group, skupiającej ponad 600 organizacji z całego świata, która nieprzerwanie wpływa na pracę integratorów systemów – dziś i w przyszłości. Inicjatywa powołania tej organizacji powstała kilka lat temu, gdy ExxonMobil (największa międzynarodowa spółka z sektora naftowego i gazu ziemnego, notowana na giełdzie) nawiązał współpracę z Lockheed Martin (wielki amerykański koncern zbrojeniowy powstały w 1995 r. z połączenia korporacji Lockheed i Martin Marietta). Celem tej współpracy było stworzenie otwartego i bezpiecznego systemu automatyki procesowej następnej generacji. Zasugerowano, aby organizacja Open Group kierowała tymi pracami. Standaryzowane, interoperacyjne moduły objęte tą inicjatywą mogły uczynić pracę integratorów systemów łatwiejszą dzięki ulepszeniom przepływów roboczych, takim jak wyeliminowanie powtarzalnych zadań oraz wielu różnych sposobów wykonywania tych samych zadań. Zadaniem integratora systemów automatyki jest postępowanie według tej inicjatywy i/lub uczestniczenie w niej, aby uzyskać najlepszą wiedzę o tym, w jaki sposób zmaksymalizować wartość dla użytkowników końcowych.
Integratorzy systemów – planowanie projektów automatyki
Firmy będące wykonawcami zintegrowanych systemów automatyki mogą stanowić centralny punkt koordynacji i odpowiedzialności dla wszystkich aspektów projektu automatyki. Wiele prywatnych firm nie posiada już rozbudowanych działów technicznych zajmujących się automatyką przemysłową. W ich przypadku zarządzanie rozbudowaną siecią wykonawców i podwykonawców systemów automatyki dla danego projektu, szczególnie dużych, złożonych i przełomowych technologicznie projektów z ubiegłej dekady, może być przytłaczające.
Obecnie coraz większa liczba zakładów energetycznych, wodociągowych i gazowni oraz firm z sektora prywatnego dąży do zlecania prac związanych z integracją systemów tylko jednej, wyspecjalizowanej firmie. Taki integrator systemów jest zaangażowany w prace od fazy specyfikacji i projektowania aż do zainstalowania i uruchamiania, bez zatrudniania podwykonawców dla wykonawcy generalnego.
Kluczowe cechy, jakie powinien posiadać właściwy integrator systemów:
- Jest to zarejestrowana profesjonalna firma inżynierska.
- Jest to firma zatrudniająca zarejestrowanych inżynierów specjalistów.
- Jest to firma należąca do takich organizacji, jak:
- Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (International Standards Association, ISA);
- Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników (American Society of Mechanical Engineers, ASME);
- Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (Institute for Electronic and Electrical Engineers, IEEE);
- Stowarzyszenie Integratorów Systemów Sterowania (Control System Integration Association, CSIA);
- Amerykańskie Narodowe Stowarzyszenie Ochrony Przeciwpożarowej (National Fire Protection Association, NFPA);
- Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Ogrzewnictwa, Chłodnictwa i Klimatyzacji (American Society of Heating, Refrigeration, and Air-conditioning Engineers, ASHRAE);
- Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Hydraulików (American Society of Plumbing Engineers, ASPE);
- Instytut Technologii Walidacji (Institute of Validation Technology, IVT);
- Instytut Zarządzania Projektami (Project Management Institute, PMI);
- Narodowe Stowarzyszenie Inżynierów Zawodowych (National Society of Professional Engineers, NSPE).
- Zajmuje się automatyką i testowaniem w zakładach przemysłowych. Obszar działalności: rozproszone systemy sterowania (DCS), sterowniki PLC, stanowiska testowe programowania, obiektowe przyrządy pomiarowe.
- Wykorzystuje specjalistyczne oprogramowanie komputerowe do projektowania i wykonywania rysunków technicznych: oprogramowanie przemysłowe Plant 4D, oprogramowanie do modelowania 3D, Trane Trace, do analizy orurowania dźwigów, AutoCAD, Microstation, MS Project, Genesis oraz inne programy typu CAD.
- Preferowany status integratora systemów z „nazwą dostawców na podstawie potrzeb organizacji” oraz doświadczeniem z mającymi zastosowanie „dostawcami” oraz innymi architekturami DCS/PLC.
Kwalifikacje integratora systemów
Typowy formularz zgłoszeniowy integratora systemów automatyki zawiera następujące informacje:
Dane ogólne o przedsiębiorstwie
- Dane ogólne o firmie.
- Obszary doświadczenia zawodowego.
- Obsługiwane gałęzie przemysłu.
- Kwalifikacje i możliwości.
- Szczegółowe dane na temat głównych osób w firmie.
Zarządzenie projektami i realizacja projektów
- Przegląd.
- Usługi (planowanie projektu, projektowanie systemów itp.).
- Usługi inżynierii procesowej.
- Dane ogólne o zakładach, w których firma zrealizowała projekty, oraz doświadczenie firmy.
- Usługi inżynierskie z zakresu automatyki i sterowania z doświadczeniem.
- Doświadczenie z systemami i procesami technologicznymi.
Specyfikacja dla wyboru integratora systemów
Dostawca systemu automatyki i sterowania (integrator systemów) będzie odpowiedzialny za końcowy układ i montaż systemu sterowania. System ten powinien być zaprojektowany tak, aby realizował wymagane potrzeby i funkcje sterowania, wskazane i wynikające z rysunków, strategii oraz specyfikacji sterowania, w tym mających zastosowanie instalacji elektrycznych z głównej specyfikacji zakładu-klienta, oraz funkcjonował bezproblemowo przy minimalnej liczbie konserwacji.
System powinien umożliwiać obsługę ręczną wszystkich funkcji w przypadku awarii komponentu systemu. W zakresie dostaw i uruchomienia po stronie integratora systemów należy zawrzeć sekcję specyfikacji elektrycznych, napędów o zmiennej częstotliwości (VFD) oraz sekcje dotyczące innych systemów i sieci informatycznych, związane z projektem.
Integrator systemów – dostawca automatyki i sterowania
Integrator systemów powinien być jednym podmiotem gospodarczym, zlokalizowanym jak najbliżej zakładu, prywatnym lub państwowym – zależnie od potrzeb zakładu. Wszystkie niezbędne prace inżynierskie, związane z programowaniem, produkcją, usługami i szkoleniem, powinny być wykonane jedynie przez integratora systemów. Nie powinien być wynajęty żaden podwykonawca projektu, zaproponowany przez jakąkolwiek osobę lub firmę spoza integratora systemów. Dostawca automatyki i sterowania powinien być autoryzowanym integratorem systemów dla „Wymienionych z nazwy dostawców, mających zastosowanie dla systemu właściciela zakładu” z udokumentowanym doświadczeniem w projektowaniu, montażu, testowaniu, instalowaniu i obsłudze systemów sterowania dla zakładów energetycznych, wodociągowych i gazowni – miejskich i prywatnych o tej samej skali i złożoności, jak obecna praca pod tą samą nazwą firmy przez co najmniej (X) lat.
Wśród personelu integratora systemów powinien znajdować się co najmniej jeden specjalista z tytułem MCSE (Microsoft Certified Systems Engineer – pierwszy tytuł przyznawany przez firmę Microsoft osobom, które potwierdziły wiedzę z zakresu znajomości systemów operacyjnych z rodziny Microsoft Server NT/2000/2003/2008/2012 i zdały pięć egzaminów). Wszyscy pracownicy firmy będącej integratorem systemów i wyznaczonej do realizacji projektu powinni posiadać minimum (X) lat odpowiedniego (związanego z tematem projektu) doświadczenia. Wszystkie interfejsy operatorskie (HMI), programowalne sterowniki logiczne (PLC), jednostki RTU, centra sterowania silnikami (MCC) oraz szafy sterownicze związane z projektem i dostarczone przez integratora systemów powinny być skalibrowane, uruchomione i przetestowane przy użyciu sprzętu do symulacji systemu przed dostawą do klienta. Integrator systemów powinien wykupić ubezpieczenie od odpowiedzialności cywilnej i zawodowej (błędy i pominięcia).
Możliwości prefabrykacji szaf i paneli sterowniczych przez integratora systemów
Integrator systemów powinien posiadać zakład prefabrykujący szafy i panele sterownicze, mające certyfikaty Underwriter’s Laboratories (UL-508,913) oraz Electrical Testing Laboratories (ETL).
- Wszystkie szafy i panele powinny posiadać układ według porządku logicznego i funkcjonalnego, być łatwe w serwisowaniu i konserwacji, mieć trwałe oznakowanie wewnątrz dla łatwego rozpoznania.
- Personel wykonujący prefabrykację szaf i paneli powinien być wykwalifikowany w swojej branży i posiadać minimum 10 lat doświadczenia.
Możliwości serwisowe integratora systemów
Integrator systemów powinien utrzymywać dział serwisowy, nadzorowany w sposób ciągły przez zatrudnionego na pełny etat kierownika serwisu. Pracownicy tego działu powinni być zatrudnieni na pełny etat, być przeszkoleni w serwisowaniu w zakładzie klienta oraz dostępni 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu lub według innych minimalnych wymagań określonych przez klienta.
Usługi realizowane na miejscu powinny obejmować uruchamianie i programowanie na miejscu systemów DCS, sterowników PLC oraz interfejsów operatorskich (HMI). Integrator systemów powinien ponadto realizować: naprawy systemów sterowania w sytuacjach awaryjnych, rozwiązywanie problemów, testowanie, zdalną pomoc przez modem w celu wykonania szybkiej diagnostyki i napraw, usługi konserwacji zapobiegawczej i kalibracji, tworzenie dokumentacji (instrukcje obsługi i konserwacji, rysunki techniczne) oraz szkolenia z obsługi całego systemu, obejmujące wszystkie związane z nim przyrządy obiektowe.
Gwarancja udzielona przez integratora systemów
Integrator systemów powinien wykonywać wszystkie naprawy, wymiany części i podzespołów, modyfikacje oraz prace regulacyjne, wymagane do wyeliminowania wad konstrukcyjnych lub montażowych, które mogą być zidentyfikowane w okresie jednego roku gwarancji. Integrator systemów powinien rozpocząć te naprawy, wymiany, modyfikacje i regulacje w ciągu 24 godzin od powiadomienia go przez właściciela zakładu czy jego inżyniera. Takie naprawy, wymiany, modyfikacje i regulacje powinny być wykonane w ciągu 48 godzin od powiadomienia. W przypadku, gdy integrator systemów nie zdoła zrealizować wymienionych prac w tym czasie, pracownicy zakładu mogą rozpocząć działania w celu dokończenia prac. W takim przypadku integrator systemów i jego poręczyciel będą odpowiedzialni za pokrycie wszystkich dodatkowych kosztów poniesionych przez właściciela zakładu.
Akceptowalni integratorzy systemów oraz aprobaty wstępne
Dostawca automatyki i systemów sterowania procesami powinien być wybrany przez generalnego wykonawcę z listy wstępnie zaaprobowanych akceptowalnych firm.
Właściciel zakładu powinien zastrzec sobie prawo do odrzucenia każdej innej oferty albo wszystkich ofert, złożonych przez alternatywnego integratora systemów. Wykonawca, podwykonawca lub zgłoszony integrator systemów nieposiadający wstępnej aprobaty nie powinni być upoważnieni do jakiegokolwiek przedłużenia czasu realizacji kontraktu lub jakichkolwiek roszczeń co do rekompensat za szkody wynikające z dodatkowych i nieprzewidzianych kosztów, przeszkód, opóźnień lub komplikacji, które zostały spowodowane przez nich lub wynikły z braku aprobaty ze strony Właściciela dla integratora systemów.
Dostawcy niewymienieni na liście akceptowalnych integratorów systemów
Firma niewymieniona na liście akceptowalnych integratorów systemów automatyki i sterowania będzie wymagała zachowania ścisłej zgodności ze specyfikacją i powinna być wstępnie zaaprobowana przed złożeniem oferty właścicielowi zakładu. Wniosek o aprobatę wstępną, złożony właścicielowi przez integratora systemów, powinien zawierać kopię tej i powyższej sekcji specyfikacji z adnotacjami integratora systemów. Każdy paragraf powinien wymagać podpisu integratora systemów w prawej kolumnie, wskazującego zgodność ze specyfikacją. Każdy obszar niezgodności powinien być zakreślony kółkiem i wyjaśniony.
Wniosek o aprobatę wstępną dla integratora systemów wymaga załączenia listy minimum pięciu podobnych projektów pod względem wielkości, złożoności i wartości, zrealizowanych w całości przez tego integratora w ciągu ostatnich trzech lat, która powinna zawierać:
- nazwiska pracowników firmy integratora systemów, zaangażowanych w prace nad każdym systemem;
- szczegółowy opis i rysunki techniczne każdego systemu;
- koszty każdego systemu;
- nazwiska i numery telefonów osób będących pracownikami właściciela zakładu, zaangażowanych w obsługę i konserwację każdego systemu.
Wniosek o aprobatę wstępną musi zawierać profil firmy oraz opis formy prawnej i organizacji firmy integratora systemów.
Odpowiedzialność za projekt ze strony integratora systemów automatyki
W umowie powinna być zawarta lista personelu kierowniczego i kluczowych pracowników, którzy będą pracowali bezpośrednio przy pracach inżynierskich, montażowych, testowych i uruchomieniowych systemu dla tego projektu.
Należy wskazać osoby, które będą odpowiedzialne za integrowanie następujących części projektu:
- Zarządzanie projektem;
- Interfejsy operatorskie (HMI);
- Projekt skomputeryzowanego systemu sterowania procesami technologicznymi (SCADA);
- Projekt telemetrii;
- Programowanie systemu DCS;
- Programowanie sterowników PLC i jednostek RTU;
- Wykonanie połączeń w systemie sterowania;
- Uruchomienie systemu.
W dokumencie powinien być zawarty „list potwierdzający” (letter od assertion) do właściciela zakładu, który stwierdza, że pracownik odpowiedzialny za konkretną część projektu będzie tą samą osobą w czasie realizacji projektu.
Anil Gosine, globalny menedżer programu w firmie MG Strategy+, będącej partnerem CFE Media ds. treści. Redakcja tekstu: Chris Vavra, menedżer ds. treści internetowych, Control Engineering, CFE Media and Technology, cvavra@cfemedia.com.
