Оцініть етапи проєкту автоматизації, окупність інвестицій, безпеку машин і потреби в навчанні. Знайдіть відповіді на поширені запитання.

Безпека машин і функціональна безпека

Безпека машин — це не необов’язкове доповнення до проєктів автоматизації, а невіддільна частина проєктування. Процес починається з оцінювання ризиків: визначають небезпеки, які можуть виникнути протягом усього життєвого циклу машини, а для кожної небезпеки оцінюють тяжкість шкоди, частоту наражання на небезпеку та можливість її уникнення.

В ієрархії зниження ризиків першочерговим є усунення небезпеки конструктивними рішеннями; якщо це неможливо, застосовують захисні заходи. До них належать нерухомі та блокувальні огорожі, світлові завіси, захисні килимки, пристрої дворучного керування та кола аварійного зупинення. Для залишкового ризику використовують попередження та навчання.

Функції безпеки мають відповідати визначеному рівню надійності. Кола безпеки будують за архітектурою із самоконтролем, яка не допускає переходу в небезпечний стан у разі відмови одного компонента. Водночас змішування логіки безпеки та виробничої логіки в одній програмі — одна з найпоширеніших помилок проєктування; ланцюг безпеки має залишатися незалежним і придатним до перевірки.

На практиці найчастіше забувають, що заходи безпеки не повинні заважати оператору виконувати свою роботу. Захисний пристрій, який ускладнює роботу, швидко виводять із дії; у результаті машина є безпечною на папері, але небезпечною на виробництві.

Як реалізують проєкт автоматизації?

Проєкт автоматизації — це насамперед методична, а вже потім технічна робота. Про те, як вибудовується цей підхід, ми розповідаємо на сторінці управління проєктами та консалтингу . Процес починається з правильного визначення потреби. На цьому етапі технологію ще не обирають; необхідно оцінити поточний стан, виявити вузьке місце та сформулювати ціль у кількісних показниках. «Підвищити ефективність» — це не ціль; «скоротити простої пакувального обладнання в кінці лінії на сорок відсотків» — вимірювана ціль.

На етапі техніко-економічного обґрунтування та концептуального проєктування порівнюють альтернативні рішення. Для незалежного погляду на цьому етапі можна залучити консалтинг з автоматизації . Ту саму потребу часто можна задовольнити за різних обсягів інвестицій; порівнювати роботизовану комірку з простішим механічним пристроєм слід не лише за початковими інвестиціями, а й за експлуатаційними витратами, гнучкістю та тривалістю введення в експлуатацію.

На етапі детального проєктування паралельно розробляють електротехнічну документацію, механічну конструкцію та архітектуру програмного забезпечення. Далі йдуть виготовлення, заводські приймальні випробування, монтаж на об’єкті та приймальні випробування на об’єкті. Випробування в заводських умовах суттєво скорочують час робіт на об’єкті; більшість проблем усувають у контрольованому середовищі без зупинки виробництва.

Введення в експлуатацію — найінтенсивніший і найпомітніший етап проєкту. На цьому етапі навчання операторів, передавання документації та планування запасних частин часто відкладають; проте саме від цих трьох складових залежить належна робота системи протягом усього строку служби. Після введення в експлуатацію настає період післяпродажної підтримки та технічного обслуговування, коли й проявляється реальна віддача від інвестицій; відкриті звернення відстежують через лінію підтримки .

Системна інтеграція та вибір постачальника

Системна інтеграція — це об’єднання апаратного та програмного забезпечення різних виробників у єдину працездатну систему. Виробничі об’єкти, побудовані на обладнанні лише однієї марки, трапляються рідко: машини купували в різний час у різних постачальників. Завдання інтегратора — забезпечити взаємодію цієї неоднорідної структури на основі спільної моделі даних і логіки керування.

Під час вибору постачальника сталість підтримки не менш важлива, ніж технічна компетентність. Для системи, яка працюватиме п’ять років після введення в експлуатацію, має бути команда, здатна вносити зміни до її програмного забезпечення. Передавання вихідного коду, рівень документації та зобов’язання щодо часу реагування — це питання, які необхідно узгодити на етапі укладання договору.

Окупність інвестицій в автоматизацію

Окупність інвестицій в автоматизацію зазвичай розраховують на основі економії витрат на оплату праці; однак у більшості проєктів основну вигоду забезпечують інші статті. Зменшення частки браку, скорочення витрат на перероблення, запобігання втраті клієнтів через відхилення продукції за якістю та зменшення незапланованих простоїв часто дають більший ефект, ніж економія на оплаті праці.

Також слід враховувати приріст виробничої потужності. Можливість виробляти більше на наявному обладнанні дає змогу відкласти інвестиції в нові машини; фінансова цінність такого відтермінування помітно скорочує строк окупності проєкту. Зниження енергоспоживання та ризику нещасних випадків на виробництві складно безпосередньо оцінити в грошах, проте саме вони забезпечують найстійкіший довгостроковий ефект.

Для реалістичного оцінювання інвестиції потрібно розглядати з погляду сукупної вартості володіння: крім початкових вкладень, слід враховувати витрати на запасні частини, технічне обслуговування, оновлення програмного забезпечення, навчання та можливе нарощування потужності. Найдешевша пропозиція часто виявляється найдорожчим варіантом за сукупними витратами протягом п’яти років.

Галузеві сфери застосування

Потреби в автоматизації відрізняються залежно від галузі. В автомобілебудуванні та виробництві автокомпонентів на перший план виходять простежуваність, тривалість циклу та прагнення до нульової дефектності. У виробництві харчових продуктів і напоїв визначальними є гігієнічне виконання, придатність до миття та керування рецептурами. У фармацевтичному та косметичному виробництві валідація й цілісність записів стають вимогами, які мають пріоритет над технічним рішенням.

На підприємствах чорної металургії, металообробних і ливарних підприємствах вибір обладнання визначають високі температури, значні навантаження та складні умови експлуатації. У хімічній та нафтохімічній промисловості центральне місце в проєкті посідають класифікація вибухонебезпечних зон і системи безпечного зупинення. У пакувальному, кабельному та текстильному виробництві на перший план виходять швидкість лінії та регулювання натягу, тоді як на логістичних складах і складах електронної комерції інтенсивність надходження замовлень і сезонні коливання зумовлюють необхідність гнучкої та масштабованої конструкції системи. У судноплавстві та на суднобудівних верфях визначальними є умови на об’єкті та проєктний характер виробництва.

На енергетичних та інфраструктурних об’єктах на перший план виходять дистанційний моніторинг, керування розподіленими об’єктами з єдиного центру та безперервна робота. Кожна галузь має власні стандарти, вимоги до перевірок і критерії приймання; тому рішення з автоматизації, впроваджене без адаптації до специфіки галузі, не дає очікуваної користі. Із роботами, виконаними в різних галузях, можна ознайомитися в переліку реалізованих проєктів .

Стандарти, законодавство та сертифікація

Проєкти автоматизації реалізують у межах правових і технічних вимог. Стандарти з безпеки машин визначають порядок оцінювання ризиків, рівень надійності, на який слід проєктувати функції безпеки, та спосіб документування перевірки. Для електроустановок і виготовлення електрощитів діють окремі групи стандартів, а для вибухонебезпечних середовищ — спеціальні правила класифікації.

Для виробників машин оформлення декларації про відповідність і підготовка технічного файла є передумовами введення продукції в обіг. Для підприємств, що експлуатують обладнання, відповідність наявних машин чинним вимогам безпеки є предметом безпосередньої відповідальності під час перевірок з охорони праці. Те, що машину придбали багато років тому, не скасовує нинішніх зобов’язань.

Сертифікація — не просто формальність; належно підготовлений технічний файл є єдиним надійним джерелом відомостей про те, як спроєктовано систему, під час модернізації через багато років. Проєктна документація, не актуалізована під час введення в експлуатацію, спричиняє витрати за кожного наступного втручання.

Компетентність команди та навчання

В інвестиціях в автоматизацію найчастіше залишають поза увагою людський чинник. Після введення нової системи в експлуатацію команда технічного обслуговування має вміти діагностувати несправності, оператори — правильно користуватися інтерфейсом, а фахівці з планування виробництва — використовувати нові дані. Системи, передані без навчання, швидко застигають на початкових налаштуваннях і з часом виводяться з використання.

Планування компетенцій слід виконувати на початку проєкту. Потрібно заздалегідь визначити, хто й у які частини системи може втручатися, з яких питань буде потрібна зовнішня підтримка та як забезпечуватиметься передавання знань. Системи, що залежать від знань лише однієї людини, стають ризиком для підприємства після її звільнення.

Актуальність документації є частиною управління цим ризиком. Якщо електротехнічна документація, резервна копія програми, перелік параметрів і записи щодо введення в експлуатацію підтримуються в актуальному стані, обслуговування системи залежить від організації, а не від окремої людини.

З чого почати?

Автоматизація — широка сфера; правильна відправна точка для кожного підприємства своя. Щоб визначити, який крок підходить саме вам, є три шляхи: якщо ви хочете оцінити поточний стан і визначити пріоритети — консалтинг з автоматизації; якщо шукаєте рішення для конкретної потреби — наші групи рішень; якщо хочете обговорити специфічні вимоги вашої галузі — наші галузеві сторінки.

Якщо ви хочете, щоб ми безпосередньо оцінили ваш проєкт, можете заповнити форму запиту комерційної пропозиції або через нашу сторінку контактів зв’язатися з нами. Актуальні приклади застосування та технічні пояснення доступні в розділах блогу та архіву вебінарів .

Поширені запитання

У чому різниця між промисловою автоматизацією та автоматизацією заводу?

Промислова автоматизація — це загальне поняття, яке охоплює всі промислові сфери, зокрема виробництво, технологічні процеси та логістику. Автоматизація заводу — це застосування промислової автоматизації на підприємствах із дискретним виробництвом . Автоматизація технологічних процесів також є відповідником цієї загальної категорії на підприємствах із безперервним виробництвом .

Які знання потрібні для вивчення програмування PLC?

Для початку достатньо базових знань з електротехніки, систем числення та логічних елементів. Далі слід опанувати щонайменше одну з мов IEC 61131-3, технології датчиків і виконавчих механізмів, промислові протоколи зв’язку та кола безпеки. Практичний досвід у цій галузі має більше значення, ніж теоретичні знання.

У чому різниця між MES та ERP?

ERP планує ресурси та керує бізнес-процесами; замовлення, запаси, закупівлі та витрати належать до цього рівня. MES натомість охоплює безпосереднє виконання виробничих процесів: виконання виробничих завдань у цеху, збирання виробничих даних, реєстрація простоїв і показників якості належать до сфери MES. Ці системи не замінюють одна одну, а взаємно доповнюються даними.

У чому різниця між AGV та AMR?

AGV рухається за визначеною на підлозі траєкторією та має фіксований маршрут. AMR натомість сприймає навколишнє середовище й самостійно розраховує маршрут, а за наявності перешкоди може знайти альтернативний шлях. AGV має переваги в передбачуваних, фіксованих потоках з інтенсивним рухом, а AMR — у середовищах зі змінним плануванням, де потрібна гнучкість. Для порівняння цих категорій роботів перегляньте нашу сторінку про мобільних роботів .

За який час окупаються інвестиції в автоматизацію?

Термін окупності залежить від типу застосування, кількості змін і величини поточних втрат. У рішеннях, які безпосередньо усувають вузьке місце та працюють у кілька змін, окупність настає значно швидше. Для коректного розрахунку до моделі слід включати не лише витрати на оплату праці, а й брак, повторну обробку, простої та приріст виробничої потужності.

Чи можна перейти до автоматизації без заміни наявних машин?

У більшості випадків — так. Ретрофіт — це підхід, за якого механічна конструкція машини зберігається, а системи керування, приводів і збирання даних оновлюються. Якщо механічний ресурс машини ще не вичерпано, ретрофіт може забезпечити подібні функціональні можливості зі значно меншими витратами, ніж придбання нової машини.

Чи доцільна автоматизація для малих і середніх підприємств?

Доцільність автоматизації залежить радше від кількості повторень, ніж від масштабу. Операцію з невеликим обсягом, яка часто повторюється, легше автоматизувати, ніж масштабну операцію, що виконується рідко. На малих підприємствах поетапний підхід, зосереджений на одному вузькому місці замість автоматизації всієї лінії, дає змогу знизити як ризик, так і початкові інвестиції.

Як слід планувати технічне обслуговування систем автоматизації?

План технічного обслуговування формують на основі аналізу критичності системи . Для компонентів, відмова яких повністю зупиняє виробництво, передбачають запасні частини та регулярні перевірки. Щодо програмного забезпечення, регулярне резервне копіювання, ведення обліку версій і тренування з відновлення не менш важливі, ніж обслуговування механічної частини.

У чому різниця між SCADA та HMI?

HMI як операторська панель біля машини забезпечує керування однією машиною або станцією. SCADA — це програмне забезпечення верхнього рівня, яке збирає дані з кількох машин, забезпечує моніторинг усього підприємства, керування аварійними повідомленнями та архівування даних. Для невеликих застосувань достатньо лише HMI, тоді як у масштабі підприємства потрібна SCADA.

З чого почати автоматизацію складу?

Початкова точка — вимірювання поточного матеріального потоку. Не слід вибирати обладнання, доки не визначено, які товари та як часто переміщуються, на яких ділянках витрачається найбільше часу на відбір і який етап створює вузьке місце. Зазвичай найбільший ефект дає часткова автоматизація процесу відбору групи товарів із найінтенсивнішим рухом. Сортувальні лінії та рішення для вертикального зберігання є типовими складовими цього етапу.

Чи підходить контроль якості за допомогою обробки зображень для будь-якого виробу?

Обов’язкова передумова — можливість візуально розпізнати дефект. Внутрішню тріщину або відхилення у складі матеріалу неможливо побачити за допомогою камери; для цього потрібні інші методи контролю. Натомість виявлення поверхневих дефектів, контроль розмірів, перевірка наявності та зчитування кодів — це завдання, у яких обробка зображень є особливо ефективною.

З якого кроку слід починати проєкт Індустрії 4.0?

Починати слід із даних. На підприємстві, де неможливо отримати від машин достовірні дані з часовими мітками, будь-який подальший аналітичний рівень спиратиметься на припущення. Першим кроком зазвичай є збирання основних показників із наявних машин і правильна класифікація причин простоїв. Щоб ознайомитися з дорожньою картою, перегляньте сторінки Рішення 4.0 та цифровізація .

Чи скорочує автоматизація зайнятість?

На практиці автоматизація здебільшого змінює характер роботи. Кількість повторюваних і фізично важких завдань зменшується, натомість зростає кількість завдань із моніторингу систем, технічного обслуговування, аналізу даних і вдосконалення процесів. На більшості підприємств автоматизацію обирають, щоб компенсувати нестачу персоналу на посадах, для яких не вдається знайти кваліфікованих операторів.

Що потрібно зробити насамперед для забезпечення безпеки OT?

Провести інвентаризацію активів. Неможливо спланувати захист, не знаючи, які пристрої є у виробничій мережі, які версії програмного забезпечення вони використовують і з чим обмінюються даними. Після інвентаризації виконують сегментацію мережі та встановлюють контроль віддаленого доступу. Докладніше дивіться на нашій сторінці кібербезпека OT .