В своем блоге Директор по прикладным технологиям компании Эмерсон, Йонас Берге, дает свой взгляд, что на самом деле означает для предприятия цифровая трансформация и как она работает. Что нужно, чтобы снизить издержки на ремонты и обеспечить надежную работу предприятия? Как цифровая трансформация может помочь предприятиям обеспечить безопасность и соответствие требованиям, энергоэффективность и снижение выбросов? Если рассматривать уровень внедрения цифровых технологий в нашу обычную жизнь и работу в офисе, почему в производственной сфере должно быть иначе?
- На предприятиях, как правило, базовый уровень управления процессами и безопасностью уже автоматизирован. Производства нефти, газа, бензина, этилена, полистирола, выработка электроэнергии, воды, инсулина, глинозема, листового металла, бумаги, пива и другой продукции представляют собой автоматизированные процессы. Тем не менее, на предприятиях все еще много ручных задач в сфере вспомогательных функций и ручных операций на предприятиях, отработавших большое число лет. Цифровая трансформация - это переход от ручных задач с использованием бумажных носителей, к задачам, основанным на данных, с использованием цифровых информационно-коммуникационных технологий. Йонас предлагает представить, как она могла бы повлиять на работу людей на вашем предприятии.
Цифровая трансформация для надежности и обслуживания
Персонал по обслуживанию, обеспечению надежности и работоспособности оборудования выполняют множество ручных задач, подходящих для цифровой трансформации, которая позволит им выполнять свои обязанности быстрее и лучше.
Цифровая инспекция
Представьте себе, что нет рутинного ручного сбора данных по обслуживанию, надежности и работоспособности оборудования с помощью переносных тестеров и трудоемкой интерпретации. Вместо этого данные собираются автоматически, передаются в цифровом виде и анализируются программным обеспечением для обнаружения ранних признаков проблем. Общая эффективность оборудования (Overall Equipment Effectiveness) также отслеживается программным обеспечением. Для всех остальных проводимых вручную инспекционных обходов используются планшетные компьютеры и с программным обеспечением взамен бумажных форм. Информация используется корпоративными или внешними экспертами по предметным областям для поддержки персонала предприятия.
Цифровое сотрудничество
Представьте, что исчезли ожидания прибытия эксперта на площадку, или попытки решить имеющуюся проблему по телефону из офиса. Вместо этого двусторонняя цифровая видео и аудио-связь между специалистом на месте, имеющим с собой камеру, и экспертом в любой точке мира, который с помощью программного обеспечения может наблюдать проблему вблизи и в реальном времени.
Цифровое хранилище документов
Представьте себе, что вы не носите с собой бумаги и не возвращаетесь в офис за дополнительными документами. Вместо этого вы просматриваете процедуры, чертежи, руководства и т. д. в программном обеспечении на планшете или получаете информацию по ходу дела из корпоративной сети или в Интернете.
Цифровая трансформация для обеспечения безопасности и соответствия требованиям
Цифровая трансформация некоторых задач позволяет намного повысить эффективность работы специалистов по охране труда и промышленной безопасности.
Цифровая аварийная сигнализация
Представьте себе, что для аварийных вызовов больше не требуется рация. Это заменено автоматическим обнаружением, цифровой передачей и сигнализацией при активации промышленного душа безопасности или когда возможно имеется пострадавший или человек не движется, с помощью программного обеспечения оператора или программы отслеживания местоположения.
Цифровые проверки безопасности
Представьте себе, что больше не нужно прибывать на место, чтобы проверить, закрыт ли клапан или проверить степень заполнения резервуара, и проводить другие проверки на безопасность. Вместо этого – автоматическое выявление, цифровая передача и отображение в программном обеспечении в диспетчерской, а также использование блокировок.
Сбор и отслеживание местоположения с помощь цифровых технологий
Представьте себе, что при сборе персонала для экстренной эвакуации не требуется ни списков на бумаге, ни использования рации, ни поисковых групп для поиска отсутствующих. Вместо этого местоположение каждого человека отслеживается в цифровой форме в режиме реального времени и автоматически регистрируется в программном обеспечении.
Обеспечивается контроль подрядчиков и сигнализация в случае выход персонала за пределы разрешенных зон, что особенно полезно в период остановов.
Цифровая трансформация производственной деятельности
Цифровая трансформация повышает производительность и упрощает работу полевых специалистов и операторов в диспетчерских.
Цифровые обходы
Представьте себе, что больше нет рутинного ручного сбора данных посредством обходов и бумажных форм. Вместо этого данные собираются автоматически и передаются в цифровом виде в архив данных и в программную среду операторов. Все оставшиеся необходимые обходы проводятся с помощью планшетов с программным обеспечением.
Цифровой журнал
Представьте себе, что больше нет бумажных журналов для регистрации потенциально-опасных происшествий, опасностей, потребностей в обслуживании и т. д. Вместо этого используются планшеты с программным обеспечением для ведения записей и получения цифровых фотографий об инцидентах, опасностях, утечках и поврежденном оборудовании.
Цифровое управление блоками оборудования
Представьте, что вам больше не надо полагаться только на общую аппаратно-реализованную сигнализацию установки или блока оборудования, или подходить к локальной панели, чтобы выяснить текущее состояние. Вместо этого полный статус каждого блока оборудования передается в цифровом виде и отображается в программной среде на станции оператора.
Цифровая трансформация управления энергопотреблением и выбросами
Использование новых цифровых инструментов повышает эффективность персонала в направлении мер по повышению энергоэффективности и борьбе c затратами.
Цифровое управление энергопотреблением
Представьте себе, что больше не требуется вручную собирать показания счетчиков и составлять отчеты о потреблении энергии. Вместо этого данные собираются автоматически и передаются в цифровом виде, а в случае потребления сверх нормы программным обеспечением выдается сигнал, и также генерируются отчеты по ISO 50001.
Цифровая трансформация предприятия: от датчиков до программного обеспечения
Необходимым условием трансформации работы и обслуживания на предприятии является цифровая трансформация автоматизации на предприятии. Цифровое предприятие – это «связанное предприятие». Благодаря приведенным выше трансформациям, цифровое предприятие также может проводить цифровые производственные циклы (остановы на ремонт). Основными компонентами цифровой архитектуры являются:
Цифровая сетевая инфраструктура
Предприятия, использующие промышленный протокол Fieldbus, могут добавлять в сеть датчики, просто подключая их к существующим коммутационным шкафам. В любом случае, отдел КИПиА должен создать на предприятии сеть беспроводных датчиков, и, возможно, беспроводную локальную сеть (WLAN), в зависимости от того, какие задачи планируется подвергнуть цифровой трансформации. В качестве примера функциональных возможностей, которые требуют промышленного Wi-Fi в дополнение к сети датчиков WirelessHART можно привести отслеживание местоположения людей, совместную работу с видео, использование компьютеров в полевых условиях и цифровую интеграцию данных ПЛК блока оборудования. Поскольку это операционные функции, обе беспроводные сети должны интегрироваться с системой управления, системой архивных данных, системой защиты динамического оборудования, противоаварийной защитой и другими системами. Инфраструктура беспроводной сети включает в себя беспроводные шлюзы для сетей беспроводных датчиков и точек беспроводного доступа сети Wi-Fi. Беспроводные шлюзы могут быть добавлены к беспроводным точкам доступа в случае, когда WirelessHART и Wi-Fi развертываются совместно.
Цифровые датчики
Технологическое оборудование, такое как насосы, компрессоры, теплообменники, воздуходувки, градирни, теплообменники, ручная запорная арматура, резервуары и другое, вплоть до конденсатоотводчиков, оснащается датчиками давления, расхода, уровня, положения, релейными выключателями, сенсорами вибрации, температуры, коррозии, акустического шума, потребления электроэнергии, влажности, сероводорода и песка или сигнализаторами уровня – в результате чего мы получаем интеллектуально-подключенное оборудование для целостной картины. Нецелесообразно прокладывать больше кабелей и устанавливать больше входных/выходных сигналов 4-20 мА и реле. Таким образом, данные датчиков передаются в цифровом виде по промышленной сети или сети беспроводных датчиков. Регулирующие клапаны и расходомеры, не интегрированные в промышленную сеть, оснащаются беспроводными адаптерами. Так как более быстрый автоматический сбор данных повышает прогностические возможности и эффективность управления активами.
Видеокамера на головной гарнитуре для взаимодействия с экспертами также является примером датчика – датчика изображения. Идентификационные теги, используемые для определения местоположения, могут включать в себя тревожную кнопку и датчик отсутствия движения («есть пострадавший»).
Безопасность облачного соединения
Безопасность реализуется на всех уровнях: в беспроводных сетях датчиков, сетях Wi-Fi, беспроводных шлюзах, точках доступа, аналитическом и другом программном обеспечении.
На тех предприятиях, где для получения дополнительной поддержки от центрального пула экспертов – своих собственных из корпоративного центра мониторинга, или экспертов сторонних поставщиков услуг, используется промышленный интернет вещей (IIoT), также обеспечивается безопасность облачного соединения. Варианты облачного подключения включают в себя использование существующего сегмента сети ДМЗ (De-Militarized-Zone), сервиса системы архивных данных CloudConnect, диода данных или внедрение облачного соединения в виде физически отдельной сети, например, с использованием сетей 3G/4G.
Аналитика и приложения
Многие решения по цифровой трансформации представляют собой обычный мониторинг, например, коррозии, температуры и давления и т. д., когда аналитика не требуется. Однако, для мониторинга параметров производительности и состояния сложного технологического оборудования, когда количество измерений велико, например, компрессоров, воздуходувок, вентиляторов, насосов, теплообменников, градирен и теплообменников для автоматической интерпретации данных требуется простая в использовании аналитика оборудования. Приложения для аналитики могут быть разработаны специально для существующей системы архивных данных предприятия или быть независимой платформой. В любом случае, предприятие может продолжать использовать имеющуюся систему архивных данных, переход на другое промежуточное ПО не требуется, нет необходимости добавлять еще одно ПО, что обеспечивает защиту инвестиций предприятия и поддерживает стоимость на низком уровне. Таким образом, аналитика использует данные, агрегированные из нескольких источников: имеющихся датчиков, локальных систем, систем управления, противоаварийных систем, систем защиты динамического оборудования, интеллектуального управления устройствами (IDM) и программного обеспечения и т.д. при помощи системы архивных данных (historian) или унифицированной архитектуры OPC-UA.
Другое программное обеспечение включает в себя программы отслеживания местонахождения людей для определения зон безопасности (геозонирования), проверки наличия персонала, управления подрядчиками и отслеживания активов.
Мобильность
Многие задачи выполняются «в поле», вдали от вашего рабочего стола. Поэтому для некоторых из этих задач используется программное обеспечение на планшетном компьютере. Реализованные на планшетах функции включают ввод данных в поле, фотографирование, доступ к CMMS, MES и ERP-системам, для выполнения таких задач как управление нарядами или допусками к работам без необходимости возвращения в офис, доступа к документам и пр.
Еще один аспект мобильности относится к случаю, когда вы находитесь не на предприятии и не за своим рабочим столом. Вы можете получить доступ к данным оборудования с вашего смартфона или планшета, когда находитесь на совещании, в столовой или по пути на работу или с работы. Система также может отправить вам сообщение о высокой вибрации или критическом состоянии насоса.
Подключенные услуги
Зачастую на производстве не хватает экспертов. Промышленный интернет вещей (IIoT) позволяет экспертам, находящимся в центральном офисе, осуществлять мониторинг оборудования на нескольких объектах. Таким центральным офисом может быть собственный корпоративный центр, предназначенный для управления технологическим оборудованием на многочисленных заводах компании по всему миру, или сторонний поставщик услуг для мониторинга технологического оборудования на различных производствах компании. В глобальном центре мониторинга находятся эксперты в самых разных областях – вибрации динамических машин, регулирующих клапанов, анализаторов и другого технологического оборудования, которые могут давать экспертные советы персоналу, находящемуся на производственных площадках.
Начало цифровой трансформации
Будущее принадлежит цифровым технологиям. Но не пытайтесь трансформировать все сразу. Разработайте поэтапный подход к цифровой трансформации. Проведите установочное совещание на вашем производстве, чтобы выявить текущее состояние дел с цифровыми технологиями, а также подразделения и задачи на предприятии, для которых цифровая трансформация могла бы быть наиболее полезной. Если вас интересует, как цифровая экосистема преобразует автоматизацию технологических процессов, подпишитесь на нашу рассылку http://go.emersonprocess.com/subscribe-ru.