CC BY
50Цветаев С. С., аспирант, Логачев К. И., д-р техн. наук, проф. Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ
18уе1аеу@пагг an-aqua.ru
Рассматриваются проблемы необходимости разработки и внедрения на предприятиях систем автоматизации технологических процессов, благодаря чему обеспечивается качественное управление и прогнозирование, снижение простоев производственных мощностей и себестоимости выпускаемой продукции.
Ключевые слова: информационные технологии, программные комплексы, модульная автоматизация, информационная система, автоматизированное предприятие.
Информационные технологии в производстве развиваются в течение последних 30 лет, и призваны решать многие задачи и проблемы производственного процесса с которыми сталкивается человек. Информационные технологии (ИТ) представляются на предприятиях информационными системами (ИС) различных классов, сетями и коммуникациями, сервисами. Качественно можно выделить этап с 2002 - 2011 гг. Фокус автоматизации в эти годы был сделан на бизнес-процессах предприятия.
На приведенных ниже графиках показано распределение по ИС и функциональным возможностям этих ИС на промышленных предприятиях:
Какая ERP-система используется на вашем предприятии?
Приведенные данные показывают, что большинство российских производственных компаний не занимаются автоматизацией технологических процессов и внедрением 8САБА-
систем. Основной упор в автоматизации делается на автоматизацию бизнес процессов.
Oracle Е-Business Suite 14%
Рис. 1. Распределение по ИС
Какие функциональные области покрывает ERP-система в вашей компании?
Рис. 2. Распределение по функциональным особенностям
Из приведенных на рисунке 2 данных можно сказать, что развитие автоматизации идет по пути внедрения «классических» моделей ERP-систем: управление сбытом, бухгалтерский учет и т.д.
Большинство экспертов считает, что при определении конфигурации сложной системы, включающей в себя ERP, MES, SCADA, CAD/CAM/CAE и т.п., выбор должен осуществляться исходя из потребностей предприятия и возможностей интеграции решений, а не от ERP-системы. Другая часть экспертного сообщества приходит к выводу, что время заказных / самостоятельных разработок прошло и на крупных предприятиях должны использоваться тиражные решения, или что все определяется TCO (Совокупная стоимость владения). В различных дискуссионных кругах отмечается, что при помощи тиражных решений все потребности покрыть невозможно и «самописные» разработки все равно будут использоваться [1].
Если представить структуру «автоматизированного предприятия», то получиться следующая схема:
Из рисунка 3 следует, что в информационной системе производственного предприятия существует несколько уровней:
1. Автоматизация сбора данных с датчиков - PLC (Programming Logical Controller)
2. Данные от систем автоматизации передаются для обработки и управления в программные комплексы - SCADA (Supervise Code And Data Acquisition), DCS (Distribution Control System).
3. Системы MES (Manufacturing Execution Systems) формируют информацию о ходе производственного процесса, используя данные предыдущего уровня в удобной и понятной форме.
4. Системы, которые включают в себя автоматизацию бухгалтерского и управленческого учёта, общий документооборот на предприятии, планирование - MRP (Manufacturing Recourse Planning).
5. Системы - OLAP (On-Line Analytical Processing) позволяют консолидировать данные для оперативного принятия управленческих решений [2].
Рис. 3 Принципиальная схема автоматизации
Пункт 1 на предприятии представлен вместе с купленным оборудованием и смысловой нагрузки на персонал не несет. Его задача автономно контролировать заданные параметры оборудования при монтаже. Пункты 2 и 3 на предприятии отсутствуют. Пункты 4 и 5 покрываются собственными разработками и «стандартом» ведения бухгалтерского учета - программой от компании 1С. Чтобы понять значение пунктов 1 - 3 нужно ответить на следующие вопросы:
Что и для чего автоматизировать?
Эффекты от внедрения пунктов 1 и 2 (рис. 3) могут значительно превзойти затраты на их реализацию в очень короткие сроки, но для этого необходимо наличие следующих составляющих:
1. Организация обмена данными с устройствами связи с объектом.
2. Ведение базы данных реального времени с технологической информацией.
3. Обработка и отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме.
4. Реализация алгоритмов контроля и управления технологическими процессами.
5. Аварийная сигнализация и управление тревожными сообщениями.
6. Подготовка и генерирование отчетов о ходе технологического процесса.
В какой стратегии автоматизировать?
Автоматизация на предприятии исходя из целесообразности осуществляется двумя стратегиями:
1. Комплексная автоматизация - покрывающая все производственные узлы и технологические операции. Как правило, это универсальная система одного поставщика или одной платформы.
2. Модульная автоматизация - покрывающая все производственные узлы и технологические операции. Как правило, это системы различных поставщиков, а порой и различные платформы, так называемая «лоскутная автоматизация».
Выбор пути зависит от многих внешних / внутренних условий. Экспертно можно сказать, что стратегия «модульной автоматизации» позволяет эффективно автоматизировать технологические и бизнес процессы предприятий.
Каковы проблемы автоматизации?
На рисунке 3 показаны основные контуры автоматизации предприятия. Если задать вопрос о том кто отвечает за обеспечение работоспособности бухгалтерской программы, ответ будет один - ИТ отдел предприятия. А если спросить про внедрение и поддержку SCADA или MES модулей, то отсюда будет вытекать и первая проблема - проблема полномочий (ПП). Кто же должен отвечать за этот участок автоматизации? Служба ИТ или служба главного инженера? Можно сказать, что оба отдела ответственны. Но где два ответственных - там нет ответственности.
Проблема компетенции / экспертизы (ПКЭ) - это следствие ПП. Если на предприятии принято что ИТ отдел отвечает за MES и Scada, то в отделе должен быть компетентный человек в этой отрасли знаний.
Проблема внедрения и эксплуатации (ПЭ). При реализации проектов возможно несколько схем работы со Scada и Mes модулями. Это интеграция оборудования, реализация с нуля и подключение оборудования. Каждая схема уникальна и требует отдельного подхода для решения.
Проблема интерпретации и моделирования (ПИМ). Это проблема обработки получаемых данных. Для обработки, визуализации и моделирования на основании полученных данных требуется программное обеспечение (ПО).
Какие эффекты ожидать от внедрения Scada и Mes модулей?
После преодоления всех сложностей автоматизации на предприятии можно получить:
1. Быструю и достоверную диагностику состояния объектов.
2. Сбор информации для статистической обработки и прогнозирования, анализа потерь.
3. Круглосуточный контроль над работой оборудования.
4. Снижения влияния человеческого фактора.
5. Снижение эксплуатационных расходов.
Оптимизация технологического процесса
[3].
Автоматизация технологических процессов приоритетная задача для развития предприятий. Каждая из стратегий автоматизации имеет свои ограничения и для достижения максимального эффекта есть смысл комбинировать стратегии.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кириллов Д. В. Комплексные системы управления предприятием / Д.В. Кириллов // Учебное пособие, Издательство Самара, 2008. -60с.
2. Исаев А.М. Разработка ТИ - стратегии предприятия нефтеперерабатывающей промышленности / А.М. Исаев // Электронный журнал школы IT-менеджмента. - 2009. - №14.
3. Ельцов А. К вопросу о диспетчеризации / А. Ельцов // Автоматизация и производство. -2010. - №2. - С.26-29.
