Традиционно, фармацевтическая отрасль является одной из самых автоматизированных в промышленности Украины. Высокие требования к производительности производств и качества, жесткие технологические стандарты, глобальная конкуренция – вызывают высокий уровень инвестиций в автоматизированные, современные линии и машины. Вместе с тем это не снимает, а вместо этого задает, новые вызовы в операционной эффективности и именно в плоскости интеграции различных подсистем в единую систему управления производством. Внедрение на «Юрия-Фарм» – один из первых кейсов подобной интеграции в фармацевтической отрасли Украины. Решение «Индасофт-Украина» – это современная «классика» MES / MOM систем, где все начинается с модуля диспетчеризации, но который сразу дает возможности контроля над главными производственными КПЭ как ОЭО.
Отсутствие полного оперативно-диспетчерского контроля в реальном времени делало невозможным быструю реакцию на остановки и изменения в производстве.
Необходимо было наладить постоянные процессы повышения эффективности производства через достижения плановой производительности производственных линий, максимальной уменьшению количества и продолжительности простоев и увеличения качества и минимизации количества брака.
При большом количестве различных линий и машин трудно было разобраться в деталях и причинно-следственных связях сбоев работы оборудования и отклонений технологических режимов.
При рассмотрении и обработке данных по производству значительную роль играл так называемый «человеческий фактор» – немало данных вводились операторами в ручном режиме.
В результате, различные службы имели разную трактовку полученной информации и соответственно, доверия к достоверности данных не было. Это в свою очередь не способствовало командной работе над улучшением КПЭ, включая OEE.
Предложенная МОМ система является типичным решением украинского интегратора ОТ-ИТ «Индаcофт-Украина» для промышленных предприятий, и основанное на собственных разработках и программно-аппаратном обеспечении от GE Digital, один из мировых лидеров промышленной автоматизации.
Система предназначена для повышения эффективности производства предприятия, рост эффективности использования оборудования, повышение его производительности, качества продукции, снижение простоев и потерь, улучшения прозрачности оперативности и качества принимаемых решений. Цель достигается за счет повышения эффективности технологических и производственных процессов предприятия, перехода от ручного до автоматизированного режима отслеживания работы оборудования и персонала в реальном времени и последующей аналитики состояния КПЭ и причинно-следственных связей, с соответствующими рекомендациями для управленцев.
Для пилотного проекта, решение о внедрении системы МОМ было принято на участке завода «Юрия-Фарм» в г. Черкасcы, и которая включала 2 производственные линии: 1) производство лекарственных средств в стеклянных бутылках, 2) производство лекарственных средств в ампулах.
Завод «Юрия-Фарм» в г. Черкасcы
Диспетчерская завода «Юрия-Фарм» в г. Черкасcы
Производство ампул на заводе «Юрия-Фарм» в г. Черкасcы
Внедрить на производстве полноценную систему диспетчеризации и расчета и контроля OEE в реальном времени.
Отслеживать в реальном времени потери времени, производительности и материалов. Обеспечить при этом для всего персонала предприятия доступ к оперативной информации.
Автоматически отслеживать важные производственные события по сигналам от систем автоматики.
Автоматически получать заказы на производство продукции с ERP, отслеживать процесс производства отдельных партий и продуктов.
Обеспечить отображение данных по эффективности использования оборудования через расчет OEE в интрасети предприятия с доступом через браузеры и мобильные приложения.
Первый уровень – уровень локального управления и автоматизации технологических участков предприятия, базируется на программируемых логических контроллерах (PLC), операторских панелях (ОП) и индустриальных компьютерах (iPC), которые выполняют задачи управления отдельными агрегатами и технологическими отделениями. Цель функционирования системы на этом уровне – ведение технологического процесса. В рамках проекта на этом уровне решался вопрос сбора данных с наиболее важного оборудования этих локальных систем автоматизации до верхних уровней управления в реальном времени.
Второй уровень – уровень диспетчерского управления, базируется на программно-аппаратных средствах технологического сервера истории и компьютере диспетчерского АРМ. Цель функционирования системы на этом уровне – автоматический сбор данных реального времени, расчет комплексных показателей, а также накопления истории производства. Вся важная информация из локальных систем автоматизации оборудования, автоматических счетчиков и терминалов накапливается в едином хранилище производственных данных и предоставляется диспетчеру в удобной и доступной форме.
Третий уровень – уровень аналитики, базируется на аналитическом сервере и средствах тонких клиентов, привлеченных для выполнения задач по анализу производственных данных и отвечают за эффективность технологических процессов. Цель функционирования системы на этом уровне – визуализация и анализ данных производства.
Industrial Gateway Server в качестве набора интерфейсов доступа к системам управления производственным оборудованием. Использовались ОРС сервера для подключения к PLC, операторских панелей и цифровых счетчиков продукции различных производителей.
Proficy Historian. Технологический исторический архив данных реального времени. Использовался в качестве интеграционной платформы систем автоматизации (SCADA и других) и инструмента расчета текущих KPI и их составляющих.
Клиент SCADA / HMI пакета Proficy iFIX в качестве ПО АРМ диспетчерского управления производством.
Аналитический модуль Efficiency пакета ПО класса MES Proficy Plant Applications. Использовался для создания моделей производства и выявления производственных событий простоев, потер производительности, снижения качества, технологических тревог и потерь продукции.
Система отображения производственной аналитики на базе тонкого web-клиента Universal Client. Позволяет построить современную систему отображения аналитики с использованием dashboard настраиваемые по технологиям HTML5 и UAA.
1. Определения характеристик и особенностей реализации систем управления каждым отдельным агрегатом, по которым планировалось расчет OEE.
2. На уровне SCADA-узлов, были проведены работы по определению содержания параметров Базы данных (БД), которые содержат полезную информацию о работе оборудования.
3. Проведена работа по установлению дополнительных счетчиков продукции и брака.
4. Организация передачи данных с ОРС-серверов SCADA-узлов напрямую передавались в архив сбора данных реального времени (Proficy Historian) через установленные ОРС- коллекторы.
5. Проверка на подлинность, вычисления первичных показателей и логическая обработка данных по оборудованию процесса.
6. Далее появилась возможность развернуть АРМ диспетчера, на экраны которого была выведена оперативная информация о ходе процесса производства, важных производственных событий, производительности, загрузки оборудования, данных со счетчиков готовой продукции и брака.
7. Накопленные и обработанные Proficy Historian данные реального времени по работе оборудования стали базой для создания и отладки системы моделей выявления производственных событий в Proficy Plant Applications.
8. Далее решались задачи интеграции с существующей системой ERP.
9. Данные о состоянии KPI (ОЭО (OEE) и их составляющие) были выведены для анализа главным специалистам и администрации. В проекте был использован для этого Plant Applications HTML5 Universal Client.
1
2
3
4
5
Некоторые экраны диспетчерской системы
Обобщенный экран ОЭО по линии, что состоит из двух юнитов
Составляющая ОЭО доступность
Составляющая ОЭО производительность
Экраны просмотра последовательности событий и просмотра данных по партиям
Запуск современной, единой системы диспетчеризации производства с функционалом МОМ и согласно Техническому заданию. Заказчик получил в пользование функции диспетчеризации, мониторинга оборудования и управления основными технологическими режимами, с продвинутой аналитикой простоев и других отклонений от технологических регламентов.
Значительное улучшение основных операционных показателей – в частности, на 20% вырос улучшенный показатель ОЭО (ОЕЕ), в том числе за счет уменьшения потерь производительности (на 70%) и простоев (на 80%).
Качественные изменения в производственной культуре. В частности, техническая дирекция фиксирует более ответственное отношение операторов и технических служб завода к информации из системы диспетчеризации, откуда следуют более эффективные и быстрые управленческие решения.
Новый уровень гибкости и способности реагировать на изменения. В эпоху COVID-19 способность подобной быстрой реакции в конце концов сводится к наличию определенного функционала (как дистанционный мониторинг – управление, быстрая переналадка линий на новые продукты, эффективное управление всеми КПЭ и т.д.) и подготовка к этому персонала завода. Можно сказать, что благодаря новой системы диспетчеризации завод вышел на новый уровень гибкости производства.
Новые знания и перспектива развития. Накопленный опыт и новые знания позволяют видеть новые перспективы. В частности, руководство «Юрия-Фарм» планирует масштабировать технические решения, полученные на 2х линиях проекта, на другие участки завода. Также речь сейчас идет о унификации программных решений на уровне всего управления производством.
