Aplikacje zdalnego monitorowania i sterowania procesami pomagają w utrzymaniu ich ciągłości. Na rynku działają firmy zewnętrzne oferujące usługi zdalnego zarządzania i monitoringu procesów i maszyn. Dysponują one specjalistyczną wiedzą z zakresu optymalizacji i efektywnej realizacji operacji produkcyjnych, która z kolei pomaga w rozwiązywaniu problemów z automatyką i systemami sterowania.
Technologie zdalnego monitoringu nie są niczym nowym w świecie automatyki przemysłowej. Jednak ze względu na nowinki technologiczne (np. systemy otwarte, technologie bezprzewodowe, inteligentne urządzenia produkcyjne, szybkie łącza internetowe), które pojawiły się w ciągu ostatnich lat, możliwość zdalnego monitorowania krytycznych systemów automatyki i sterowania maszynami, a nawet całymi procesami, w czasie rzeczywistym stała się jednym z najważniejszych narzędzi dla producentów, ponieważ stanowi bezpieczny i opłacalny sposób na poprawę efektywności produkcji oraz optymalne wykorzystanie zewnętrznych zasobów w celu dodatkowego wsparcia produkcji.
Zdalne wsparcie serwisowe możliwe do realizacji przez firmy zewnętrzne może obejmować wiele zadań i usług, włącznie z zarządzaniem zdarzeniami, tworzeniem kopii zapasowych systemu i odzyskiwaniem danych, analizą danych oraz ich przywracaniem, uaktualnieniem oprogramowania i łatek (patches), monitorowaniem systemów i oprogramowania w czasie rzeczywistym oraz programowaniem automatyki i systemów przez sieć.
Najważniejsze korzyści wynikające z zaangażowania zewnętrznych zespołów działających zdalnie to:
- wsparcie dostępne o każdej porze (24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, przez cały rok);
- obszerna baza wiedzy o danej platformie, wspierająca różne rodzaje systemów;
- zredukowane koszty utrzymania ruchu dzięki zapobieganiu przestojom;
- eliminacja potrzeby szukania i wynagradzania dodatkowych ekspertów automatyki w zakładzie;
- zwrot z inwestycji spowodowany korzyściami przewyższającymi wydatki związane z usprawnieniem procesów;
- niższe koszty operacyjne w porównaniu z zatrudnieniem zespołów działających w fabryce;
- uniwersalne i spersonalizowane wsparcie dostosowane do określonych wymagań zakładu;
- dokonywanie wstępnej oceny nowych projektów;
- skalowalność systemów, ich elastyczność i możliwość dostosowania do indywidualnych potrzeb klienta, zależnie od danej aplikacji;
- budowanie relacji z ekspertami w zakresie automatyki, którzy stale wspierają i usprawniają systemy zakładowe.
Rozwiązywanie problemów z kadrą
Dzisiaj, w warunkach wysokiej konkurencji, producenci muszą dokonać modernizacji swoich tradycyjnych systemów oraz zasad organizacji produkcji i wprowadzić bardziej nowoczesne narzędzia i strategie biznesowe. Często jednak miewają kłopoty z uzasadnieniem zmian, pozyskaniem pracowników i szkoleniami personelu zajmującego się automatyką w przypadku wprowadzania unowocześnień systemu lub infrastruktury. Grozi im także osłabienie wydajności i dostępności siły roboczej oraz przejście pracowników na emeryturę, co nakłada dodatkowe obowiązki na personel pozostający w zakładzie, który i tak jest już wystarczająco obciążony pracą. Młodsi pracownicy i ci zupełnie nowi nie mają bowiem wystarczającej wiedzy na temat sytuacji czy doświadczenia niezbędnego do przeprowadzenia efektywnej diagnozy błędów systemu lub rozwiązywania codziennych problemów pojawiających się w fabryce. To zaś może prowadzić do awarii sprzętu oraz związanego z nią przestoju.
Zazwyczaj zarówno starsze, jak i nowe systemy wymagają wiedzy i wsparcia producenta oryginalnego sprzętu (OEM). Jednak ze względu na coraz gwałtowniejszy postęp i starzenie się używanego sprzętu niewielu producentów oferuje wsparcie w postaci dostaw części zapasowych do swoich starszych systemów. Tymczasem zewnętrzni dostawcy rozwiązań dla automatyki, niepowiązani komercyjnie z żadną z platform systemowych czy sprzętowych, mogą udostępnić fachową wiedzę operacyjną na temat różnych platform sprzętowych i programowych, współpracując bezpośrednio z producentami OEM, w oparciu o specyficzne wymagania zakładu produkcyjnego. Tacy dostawcy i ich zespoły specjalistów oferują usługi wsparcia oraz rozwiązania optymalizujące produkcję, równocześnie pomagają zdalnie obsługiwać systemy i poprawiać pracę elementów automatyki i sterowania, zapobiegając przy tym awariom tych systemów.
Zarządzanie nieoczekiwanymi zdarzeniami
Pomimo ostrzeżeń systemu i istniejących procedur organizacyjnych oraz bezpieczeństwa, pewne sytuacje mogą się zdarzyć, i zwykle dzieje się to w najmniej oczekiwanych momentach, zwłaszcza podczas weekendu, wieczoru, urlopów lub świąt. Personel zakładu może się uporać z wieloma problemami dnia codziennego związanymi z automatyką i sterowaniem, jeśli ma na to dostatecznie dużo czasu. Jednak do kogo zadzwonić, jeśli zdarza się coś nieoczekiwanego, a zasoby kadrowe są ograniczone lub nawet brak jest odpowiednich osób?
Awaria systemów automatyki może nastąpić w każdej chwili (np. szwankujące zawory sterujące, wadliwe okablowanie, nieprawidłowe działanie pętli procesu, brak zaktualizowanego oprogramowania lub systemu sterowania, narzędzi do odzyskiwania danych). Taka awaria spowoduje przestój, stworzy zagrożenie bezpieczeństwa i będzie przyczyną zwiększenia kosztów operacyjnych. Czas reakcji zespołu wewnętrznego ma tu decydujące znaczenie dla bezpieczeństwa personelu i zakładu produkcyjnego.
W takich sytuacjach zdalnie zarządzająca firma zewnętrzna i zespół ds. kontrolowania aplikacji może współpracować z personelem zakładowym, aby:
- zapewnić szybką i aktywną pomoc przez całą dobę, każdego dnia w roku;
- identyfikować, debugować i diagnozować problemy związane z automatyką (np. awarie serwerów lub dysfunkcję zaworów sterujących), zanim zakłócą produkcję;
- identyfikować i monitorować najważniejsze parametry, których pojawienie się sygnalizuje wystąpienie awarii. Jako przykład może posłużyć zużycie dysku twardego, duża ilość zajętej pamięci, ostrzeżenia generowane automatycznie przez system, ciągłe sprawdzanie (24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu) danych sieci i informacje związane z pracą sprzętu, takie jak wibracje, temperatura itd.;
- diagnozować, interpretować i komunikować bieżące kody błędów systemu;
- monitorować usterki i systemy przetwarzania informacji;
- monitorować obciążenie sieci i stan połączeń;
- wykonywać codzienne, rutynowe przeglądy systemu;
- szybciej przywracać proces produkcyjny po awarii podzespołów;
- pomagać w rutynowym przywracaniu systemu, by usprawnienia produkcji zostały zapamiętane i zabezpieczone;
- nadzorować aktualizację oprogramowania i łatek w celach ochrony danych i zwiększania cyberbezpieczeństwa;
- monitorować najważniejsze alarmy.
Wybór właściwego partnera biznesowego
Przy wyborze usługodawcy należy wziąć pod uwagę kilka czynników:
Bezpieczeństwo. Zanim rozpocznie się jakikolwiek projekt, zarówno producent, jak i zdalnie działający partner muszą być świadomi wszystkich obowiązujących procedur i polityk bezpieczeństwa. Wszystkie zadania mogą być wykonywane zarówno w zakładzie, jak i poza nim (zdalnie), a producenci mogą podejmować decyzje w oparciu o konkretne okoliczności. Gdy w sposób zdalny w zakładzie wprowadzane są zmiany w systemach, obie strony powinny stosować środki ostrożności w celu ograniczenia ryzyka i zwiększenia bezpieczeństwa środowiska pracy.
Zabezpieczenia. W zakładach powinny być wprowadzone odpowiednie polityki bezpieczeństwa i stosowane jak najlepsze metody zabezpieczania konfiguracji w przedsiębiorstwie. W zależności od tego, gdzie stosowane jest zdalne monitorowanie, wysoko wykwalifikowany personel z branży IT producenta musi zabezpieczyć lokalizację w celu ochrony własności intelektualnej (IP).
Należy również utworzyć zabezpieczenia typu firewall dla systemów, dając dostawcom zewnętrznym dostęp za pośrednictwem loginu i hasła. Ochrona przed cyberatakami dotyczy obu stron zapory/firewall, należy więc położyć nacisk na obie z nich równocześnie.
Producenci powinni również rozważyć wizytę w obiektach firm zewnętrznych, aby naocznie się przekonać, jakie stosowane są tam środki bezpieczeństwa, włącznie z zabezpieczeniem budynku.
Elastyczność/wczesne planowanie i dopasowanie. Zdolność do wprowadzania zmian na bieżąco jest korzystna, lecz najlepszym sposobem na powstrzymanie późniejszego wzrostu kosztów jest wczesne planowanie, pozwalające uniknąć przyszłych niespodzianek. Kluczowe jest tutaj zaangażowanie partnera zewnętrznego na wczesnym etapie projektu, ponieważ zdobywa on doświadczenie w pracy z platformami wykorzystywanymi w zakładzie, a także pozyskuje dogłębną wiedzę na temat określonych procesów wytwarzania produktów. Idealnie by było, gdyby mógł pomóc w pisaniu kodu procesu potrzebnego do wszystkich przyszłych zmian.
Łańcuch dowodzenia. Należy się upewnić, że oba zespoły mają właściwe procedury i scenariusze działań, pozwalające na radzenie sobie z problemami, oraz odpowiednie kontakty i personel zdolny do konsekwentnej ich realizacji. Jest to obszar, w którym dostępność zewnętrznych zespołów operacyjnych jest niezwykle istotna, szczególnie wtedy, gdy problem występuje po godzinach pracy.
Śledzenie projektu. Ważne jest znalezienie takiego partnera, który może dostosować się do potrzeb zakładu i będzie korzystał z systemu wykorzystującego tzw. tickety, śledzenie wątków lub raporty na temat problemów. Istotne jest dokumentowanie każdego zapytania i zdarzenia w celach archiwizacji i możliwości odwołania się do danych z przeszłości.
Koszty. Jest to zwykle główny czynnik w biznesie. Jeśli usługi zdalne przynoszą zwrot z inwestycji, wówczas korzyści przewyższają wydatki przeznaczane na usprawnianie procesów. Oszczędności można również uzyskać przez ograniczenie konieczności angażowania personelu fabryki do wykonywania najważniejszych zadań związanych z automatyką, dzięki czemu jego członkowie nie będą zaniedbywać swoich domyślnych obowiązków.
Innym czynnikiem wartym rozważenia jest potencjalny koszt związany z awarią systemu lub przestojem fabryki, w rezultacie którego spada produkcja i jakość produktu. Czy naprawdę firmę stać na zatrudnienie w pełnym wymiarze godzin osoby odpowiedzialnej za rozwiązywanie problemów, które pojawiają się nagle? Proaktywnie działający, zewnętrzny zespół zarządzający i kontrolujący rozwiązuje problemy i jest w stanie zapobiec zagrożeniom bezpieczeństwa, a także zwiększyć efektywność, ograniczając przy tym koszty w dłuższym okresie.
Podsumowanie
Odpowiedni partner zewnętrzny jest niezwykle istotnym elementem biznesu dla producentów, którzy chcą każdego dnia korzystać z najnowszych technik zdalnego zarządzania systemami monitorowania i sterowania. Zaufany partner doradzi i odpowie na każde pytanie, aby rozwiać wszelkie wątpliwości związane z procesem. Dostawca rozwiązań automatyki niezależnych od konkretnej platformy systemowej czy sprzętowej dostarcza usługi w sposób bezstronny i zapewnia doświadczenie w kontrolowaniu produktów i technologii w celu zapewnienia ciągłości działania zakładu przez 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, 365 dni w roku.
Case study: Optymalizacja pracy pętli poprawia jakość produkcji
Klient potrzebował systemu automatycznego wykrywania nieprawidłowo działającej pętli sterowania procesu w istniejącym systemie automatyki. Z czasem okazało się bowiem, że w trakcie eksploatacji pętle zoptymalizowane podczas odbioru maszyn i rozruchu systemu nie pracowały już tak dobrze, jak wtedy, gdy były nowe. Dlatego celem podejmowanych działań modernizacyjnych była poprawa konfiguracji pętli, zanim dojdzie do poważnych strat produkcji, oraz kontrola i określenie przyszłych zachowań pętli.
Zespół Maverick Technologies przeprowadził kontrolę obszernej bazy danych sterowania w celu analizy trendów i wzorców danych. Przeanalizował algorytmy w celu opracowania i stworzenia raportów ich działania. Następnie raporty zostały sprawdzone, by dowieść efektywności zastosowanych rozwiązań. Zespół dokonał również analizy całkowitego czasu, w jakim zawory przebywały w trybie automatycznym/manualnym, długość przebywanej drogi ruchomej części zaworu, procentowy współczynnik przepływu (CV) i inne istotne parametry, po czym przyznał ocenę każdej z pętli. Ocena parametrów działania pętli była automatycznie uaktualniana. Zostały określone progi aktywacji, a załączanie wyzwoleń następowało, gdy pętla przestawała pracować optymalnie.
Po wprowadzeniu zmian osoby odpowiedzialne za sterowanie są informowane o niewłaściwych parametrach pracy pętli. Tworzony jest dzienny raport dla zespołu operacyjnego w fabryce, z wykazem miejsc niezoptymalizowanych. Raz w tygodniu zespół dostaje też listę 10 pozycji.
Wiele z problemów dotyczących pętli sterowania to zwiastuny poważniejszych usterek procesu. Jeśli automatyczna kontrola procesów ma działać efektywnie, systemy kontrolujące muszą być bardziej niezawodne niż systemy kontrolowane. Istnieje kilka komercyjnie dostępnych rodzajów oprogramowania, jednak nie są one kompatybilne ze starszymi systemami i nie potrafią wówczas precyzyjnie określać problemów związanych z procesami.
Wyjściem z takich sytuacji są proste, powtarzalne rozwiązania. W jednym przypadku pętla sterowania pozwalała na okresową utratę produktu z powodu niedokładnej kontroli poziomu płynu w zbiorniku. Objętość substancji nie była mierzona na tyle dokładnie, by można było traktować korektę straty priorytetowo. Późniejsze dochodzenie pozwoliło określić stratę jako wskaźnik niewłaściwie skoordynowanego procesu. Znacznie pogorszyło to jakość produktu, obniżając jego wartość końcową.
Dawn Lewis – Senior Project Manager w zespole Automation Solutions Group, w firmie Maverick Technologies. Evan Pederson – Senior Engineer w Maverick Technologies.
