Оперативный учет переработки молока. MES + SCADA = любовь?

Источник: The DairyNews
Рынок производства и переработки молока в последние 3-4 года продолжает динамично расти. Заводы модернизируются, наращивают мощности и ассортимент. Активно строятся новые заводы (особенно по производству сыра).
Александр Цыбизов
Александр Цыбизов
Руководитель направления «Производство» компании Константа
Вместе с этим у переработчиков молока появляется все более осознанный запрос на автоматизированный учет и контроль производства. На промышленных объемах переработки для контроля качества и анализа потерь уже практически нереально обойтись без специализированных ИТ-систем. Такой системой, позволяющей автоматизировать оперативный цеховой учет, является MES-система.

Но при планировании внедрения MES-системы почти в каждом первом случае встает вопрос – как обеспечивать достоверность учетных данных? Об этом и поговорим.

Откуда берутся данные?
На каждом молочном заводе есть измерительные приборы (расходомеры, датчики, анализаторы). Больше или меньше, но они есть. Плюс на многих молочных производствах есть SCADA-системы, с помощью которых управляют технологическим оборудованием (особенно на тех участках производства, где идет работа с жидким сырьем или продукцией). Для мониторинга технологического процесса SCADA-система получает данные с измерительных приборов, (например, количество молока, перекачанного из одной емкости в другую) и, как правило, умеет хранить эти данные.

Казалось бы, вот оно, логичное решение – поставщиком достоверных данных для MES-системы должна быть либо SCADA-система, либо сами измерительные приборы, к которым «необходимо подключиться из MES-системы».

Примерно на таких убеждениях зачастую строится запрос переработчиков молока на внедрение MES-системы.
mes_aut.jpg

Но при более подробном погружении в задачу съема учетных данных приходится столкнуться с целым «букетом» факторов, которые могут сильно увеличить сроки и бюджет внедрения MES-системы:

- На оборудовании нет необходимых измерительных приборов. Или есть, но устаревшие, с которых невозможно снять информацию;

- Есть все необходимые приборы, но физический и/или программный доступ к ним ограничен гарантийными обязательствами, или политическими препятствиями от поставщика оборудования. Для поставщика оборудования это, во-первых, попытка ограничить доступ «чужими руками» внутрь и предотвратить риски нарушения работоспособности линии; во-вторых – понятная область коммерческих интересов. За участие в решении задачи съема информации поставщики оборудования обычно просят очень приличные суммы американских или европейских денег;

- Технологическая линия развернута в «полной комплектации»: есть вся техническая начинка от датчиков и измерительных приборов до SCADA-системы с базой данных хранимых измерений. Но, как правило, на конкретном заводе стоит технологическое оборудование 3-15 разных поставщиков, у каждого из которых своя SCADA-система и база данных измерений. И, что хуже, свои технические и финансовые условия по обеспечению доступа к данным. Тут требуются индивидуальные решения с каждым поставщиком.

Пример из опыта.

В 2019 году один из клиентов обратился к нам с задачей автоматизации цехового учета на сырном производстве с категорическим настроем – автоматизировать съем данных в MES: «У нас новый завод, новое оборудование, которое напичкано датчиками, счетчиками, расходомерами. Какой смысл внедрять систему цехового учета, в которую люди должны будут вносить данные, которые можно получать с оборудования?» Часть оборудования на завод поставлялось компанией Obram со своей SCADA, другая часть – от компании Mlekomat со своей SCADA.

Также было оборудование от менее известных поставщиков, оснащенное датчиками, информация с которых просто выводилась на табло для визуального контроля, никак не обрабатывалась и не хранилась. Мы решили стартовать проект, поделив его на части, и запустили работы двумя параллельными потоками: 1) разработка и внедрение учетно-контрольного функционала MES-системы; 2) автоматизация съема данных с измерительных приборов и SCADA-систем.

2-ый поток проекта начался переговорами с именитыми поставщиками оборудования и почти сразу вошел в затяжной клинч, связанный с условиями участия одного из поставщиков в работах по автоматизации съема или предоставления доступа к данным, собираемым с их линий.

А 1-ой поток проекта запустился (и уже завершился) в своем плановом темпе. Завод получил систему управления и учета производства, (в которой, к слову, получилось не так много ручного ввода данных), с помощью которой оперативно контролируется производственный процесс, качество сырьевых полуфабрикатов и продукции.

MES и SCADA. Вместе или отдельно?
Давайте попробуем разобраться, когда и как при внедрении MES-системы целесообразно заниматься автоматизированным получением данных со SCADA-системы или измерительных приборов.

Первый вопрос, с которым нужно разобраться – данные с каких измерительных приборов нам необходимы для обеспечения учета в MES? Ответ: «со всех имеющихся» не подходит, потому что такой «all-инклюзивный» выбор ведет к необоснованно высокой стоимости проекта с не очевидными выгодами. Загвоздка в том, что с точки зрения ассортимента и технологических особенностей используемого оборудования каждый завод дает уникальное сочетание производственных показателей. Поэтому универсального, коробочного ответа – какие данные нужны для контроля и учета молочного производства – не существует.

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно спроектировать целевую схему производственного учета. То есть описать технологические материальные потоки по каждому виду продукции и определить:

- какие этапы производства вы хотите контролировать и учитывать,
- какие показатели для этого нужны.

Задачу такого проектирования мы выполняем в своих проектах в рамках начального постановочного этапа. Кстати, такое обследование так же отвечает на вопрос – а всеми ли необходимыми измерительными приборами обеспечен технологический процесс.

Пример из опыта.
В 2019 году один из молочных заводов республики Башкортостан, находясь на пороге автоматизации учета и контроля производства, обратился к нам за помощью в разработке требований к цеховому учету производства, контролю жиробаланса и потерь по участкам производства, оперативному контролю качества продукции и анализу прослеживаемости.

В результате проведенного обследования были подготовлены как функциональные требования к целевой модели цехового контроля и учета в MES-системе, так и техническое задание на автоматизацию съема измеряемых данных для компании-разработчика SCADA-системы.

Следующим шагом, когда понятно, какие данные вам необходимо получать для контроля и управления производством, нужно проанализировать возможные варианты их автоматизированного съема и выбрать устраивающий вас:

- Договариваться с поставщиком оборудования о доступе к прибору или хранимым результатам измерений, когда необходимый измерительный прибор есть и показатели измеряются и хранятся.

- Организовать съем и хранение измерений с существующего прибора. Тут потребуются компетенции специалиста по промышленной автоматизации или золотые руки своего собственного инженера КИПиА.

- Приобрести и установить необходимый для измерения прибор и провернуть с ним предыдущий вариант. На рынке есть компании, которые поставляют и «обвязывают» измерительные приборы «под ключ».

- Отказаться от автоматизированного съема данных. Любой из вариантов имеет свою стоимость, и возможно для каких-то данных такой вариант окажется лучшим по соотношению цена-качество.

Промежуточный вывод

Гипотеза о том, что повысить точность учета можно только снимая данные с производственного оборудования, делает задачу внедрения MES зависимой. Однако практика завершенных проектов показывает, что работа MES-системы и без этого несет в себе огромные эффекты. Несомненно, связка со SСADA позволяет уточнить информацию. И этой задачей можно и нужно заниматься. Но сначала надо выяснить, на каких конкретно этапах вас не устраивает точность данных. Это позволит сильно локализовать вложения, (как временные, так и финансовые), за счет точечного (а не огульно широкого) охвата приборов учета.

Пример из опыта.

Весной 2018 года мы стартовали проект внедрения MES-системы на одном из сырных заводов Воронежской области. Через полгода на предприятии появилась система прозрачного учета управления и анализа результатов производства. В проекте внедрения задачи автоматизированного съема данных не стояло. Зато в течение первого полугода эксплуатации системы и внимательного анализа результатов стали понятны «серые» места на производстве, и появились конкретные и точечные запросы на автоматизацию съема данных. Сначала к MES подключили анализаторы в лаборатории. Это позволило уйти от человеческого фактора и получить достоверную информацию по качественным показателям для сведения жиробаланса и анализа потерь. Затем появился запрос на автоматизированный съем данных по всему материальному потоку на участках приемки сырья, аппаратном цеху и подаче смеси в сыроизготовители.

Все задачи по автоматизированному съему были точечными как с точки зрения решаемых проблем бизнеса, так и с точки зрения затрат на их реализацию.

А можно вместе?

Напрашивается вопрос: а есть варианты, при которых задачей съема данных с оборудования/ SCADA можно заниматься одновременно с внедрением MES? Ответ: скорее всего да, если

1. У вас есть договорные отношения с поставщиками оборудования, в рамках которых они готовы к сотрудничеству по предоставлению информации с измерительных приборов на приемлемых для вас условиях.

2. У вас есть собственная сильная служба КИПиА или партнер по поставке и обвязке измерительного оборудования, которые готовы решить любую из списка задач:

Поставка и установка измерительного оборудования.

Заведение датчиков измерительных приборов на контроллеры.

Сохранение результатов измерений в требуемом формате в базах данных (OPC или SQL сервер) и предоставление к ним программного доступа.

У вас уже есть готовые инструменты съема данных с оборудования/ SCADA-системы от проектов внедрения производственных учетных систем предыдущего поколения, которые вы хотите заменить на MES-систему.

Общие выводы
Автоматизированный съем данных с технологического оборудования для обеспечения учета MES-системы, как правило, является отдельной большой задачей как с точки зрения исследовательской и/или технической сложности, так и с точки зрения размера требуемого бюджета и сроков реализации.

Такую задачу нужно рассматривать как отдельный проект от внедрения MES-системы, чтобы не гнаться за двумя зайцами и создавать для проектов порочной зависимости.

Для действующего (не строящегося) молокозавода целесообразно первым шагом внедрять MES-систему с возможностью ручного или полуавтоматического ввода данных для оперативного учета и контроля производства. Это позволит оценить достоверность данных на каждом отдельно взятом переделе, чтобы осмысленно и обоснованно инициировать задачу по автоматизированному съему данных. Такая последовательность дает возможность точечно (и, соответственно, максимально дешево) решать задачу повышения достоверности данных.

Александр Цыбизов, руководитель направления автоматизации производства компании «Константа»
Мнение редакции может не совпадать с мнением автора
28.07.2021
В понедельник стало известно, что между основателем компании «ЭкоНива», крупнейшего производителя молока в России, Штефаном Дюрром, и Россельхозбанком возникли серьезные корпоративные разногласия. Собственник оспорил в суде соглашения, по которым кредитор компании, Россельхозбанк, мог выкупить доли в бизнесе по номиналу.
Читать полностью
Календарь