SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Реализация MES-системы Factelligence на российском предприятии пищевой промышленности

В статье описывается реализованная на предприятии ОАО “Продукты Питания” MES-система Factelligence. Рассмотрены аспекты технической реализации системы.

ООО "Весть", г. Санкт-Петербург

vestco.gif


Пищевая промышленность в России является одной из самых крупных отраслей экономики. Ее доля в общем объеме промышленного производства неизменно составляет 11-12 %. В отраслевой структуре она занимает 4-е место после топливной промышленности (20 %), металлургии, машиностроения и металлообработки (по 19 %). Неудивительно, что пищевые предприятия все более активно решаются на автоматизацию систем управления своим производством. Впрочем, позволить себе комплексную автоматизацию всей пирамиды управления могут пока только самые крупные компании. 

Основанная в 1994 году компания ОАО “Продукты Питания” является на сегодня крупнейшим российским производителем замороженных полуфабрикатов и лидером рынка по производству продукции на основе мяса птицы. Производственная база компании - расположенный в Калининграде завод, на котором трудится порядка 1500 человек. Дистрибьюторская сеть ОАО “Продукты питания” охватывает всю территорию России, Украины, Белоруссии и Казахстана. 

Очевидно, что создать такое большое предприятие сложно, но еще сложнее управлять им. К 2005 году компания разрослась настолько, что существовавшая на ней система управления, работавшая на программном комплексе Platinum, себя изжила и перестала удовлетворять предъявляемым к ней новым требованиям. Таким образом, внедрение на предприятии комплексного решения на базе ERP-системы SAP и MES-системы Factelligence оказалось назревшим и логичным шагом. 

На сегодняшний день на российских предприятиях фактически отсутствует детальный контроль на производстве. Для руководителя производство зачастую выглядит как черный ящик: в цеха поступает сырье, затем оно там обрабатывается и на выходе получается готовый продукт. Какие процессы при этом протекают, известно только в самом общем виде. 

Ясно, что оценить и проанализировать загрузку производственных мощностей и, самое главное, определить, насколько эффективно работает производство, в таких условиях практически невозможно. А ведь именно на уровне производства рождается прибавочная стоимость, реализуется производственный план, возникают основные затраты предприятия и скрыты главные источники экономии. 

Приблизительно такая ситуация имела место на калининградском заводе ОАО “Продукты питания”. Являясь ERP-системой, ориентированной на финансы, система Platinum совершенно не отвечала нуждам производства. Понятно, что руководство ОАО “Продукты питания” не получало достоверную и своевременную информацию о своем производстве, не могло его контролировать и принимать какие-либо стратегические решения на основе статистики, которой просто не существовало. 

Новая производственная система должна была обеспечить контроль процесса производства на всех стадиях - от поступления сырья и материалов в цех до отгрузки готовой продукции на холодильник. Ее использование должно было повысить управляемость производством и дать возможность получать в реальном времени адекватную информацию о процессах, протекающих в цехах. Кроме этого, система должна была поставлять информацию о прямых затратах на производстве в ERP-систему SAP, что позволило бы повысить точность расчета производственной себестоимости полуфабрикатов и готовой продукции. 


Подсистемы автоматического сбора информации 

Первым этапом проекта стало создание ряда подсистем, которые должны были обеспечить интеграцию MES-системы с технологическим оборудованием и предоставлять ей информацию о процессе производства. Проанализировав технологический процесс, а также технические средства предприятия, специалисты компании “Весть”, которая занималась внедрением Factelligence, предложили создание следующих подсистем: 

- контроля температуры на участках и отдельных технологических установках;

- учета выработки полуфабрикатов и потребления материалов;

- сбора информации о текущем состоянии технологического оборудования. 


Контроль температуры

Для съема показаний о температуре специалисты компании “Весть” предложили две схемы на основе технологии OPC, которая позволяет легко строить пользовательские интерфейсы с обновлением информации в режиме on-line. Первая обеспечивает контроль температуры в точках, не оборудованных датчиками. Здесь ключевым элементом выступает модуль Advantech ADAM 4015, позволяющий снимать показания с терморезистивных датчиков температуры. К одному модулю может быть подключено до шести датчиков. Вторая схема предназначена для оборудования, имеющего собственные датчики температуры. 


Состояние технологического оборудования

В основу контроля состояния технологического оборудования была положена идея учета текущего потребления тока на каждом из агрегатов, входящих в состав технологической линии. Показания тока снимаются при помощи датчика DTT-03T, который по интерфейсу “токовая петля” (4-20мА) передает их на модуль ADAM 4017+b. Далее данные через интерфейс RS-485 и шлюз Advantech EDG 4516+ поступают на OPC Server, который и предоставляет их системе Factelligence. Схема описанных подсистем представлена на рис.1. 


pic_1.jpg

Рис. 1. Схема подсистемы сбора данных о состоянии технологического оборудования и подсистемы контроля температуры


Учет выработки готовой продукции, полуфабрикатов и потребление материалов

Данная подсистема является основным поставщиком информации для MES-системы Factelligence. Учет производится на универсальном рабочем месте оператора, оборудованном электронными весами, сканером штрихкодов и принтером этикеток. Подобная структура рабочего места полностью удовлетворяет требованиям системы в информации, является модульной (каждое устройство входит в состав рабочего места опционально) и универсальной. 

Впрочем, необходимо отметить, что часть информации в систему оператор вносит вручную через рабочую станцию Factelligence, которой также оборудовано рабочее место оператора. 


Функции Factelligence 

Перейдем к рассмотрению тех функций, которые выполняет система Factelligence. 


Контроль состояния и распределение ресурсов

Эта функция позволяет полностью контролировать состояние оборудования и мест хранения сырья, материалов и полуфабрикатов на производстве. Оператор в реальном времени получает информацию: работает, проходит техобслуживание или простаивает станок, занят ли склад и т.д. Обладающий правами пользователь может вручную изменить состояние того или иного объекта, либо состояние меняется автоматически при наступлении определенного условия. Помимо этого функция позволяет: 

- вводить информацию о перемещении оборудования между производственными линиями;

- получать информацию о состоянии технологических операций (производственных заданий) на рабочих центрах;

- контролировать доступ операторов к соответствующим рабочим центрам;

- задавать собственное сменное расписание для каждого рабочего центра;

- вводить информацию о технических требованиях и условиях эксплуатации оборудования, а также любую другую информацию, относящуюся к производственным объектам. 


pic_2.jpg

Рис. 2. Структурная схема информационного взаимодействия рабочего места со вспомогательным оборудованием и с подсистемами сбора показаний температуры и состояния технологического оборудования


Диспетчеризация производства

Деспетчеризация производства дает возможность получить в реальном времени информацию о состоянии производственных заданий и об очередности их выполнения на основании приоритетов, определяемых для каждого производственного объекта. Оператор также может вручную изменить очередность выполнения заданий на любом рабочем центре. Система позволяет контролировать наличие необходимого количества сырья и материалов для запуска производственного задания. Здесь же вводится информация: 

- об изменении количества произведенной готовой продукции;

- о количестве и причинах брака по каждому производственному заданию;

- об операциях повторной обработки;

- о времени начала выполнения производственного задания (заказа);

- о времени окончания выполнения производственного задания (заказа);

- о количестве затраченных сырья и материалов с указанием состояний по качеству потребленной номенклатуры;

- о количестве брака с указанием причин отбраковки;

- о количестве произведенной готовой продукции с указанием состояния по качеству произведенной номенклатуры. 


Управление документами

Еще одной важной функцией системы является управление документами на производственных площадках. Она обеспечивает возможность печати накладных при передаче запасов между материально-ответственными лицами и привязку любой документации к технологическим операциям (производственным заданиям) с возможностью просмотра или редактирования документов пользователями, обладающими соответствующими правами доступа (так, например, система позволяет операторам, в случае необходимости, просматривать инструкции).


 Управление персоналом

Функция Управление персоналом обеспечивает доведение плана производства, в виде производственных заданий, до бригад. Она отображает в режиме реального времени информацию о занятости этих бригад. А также позволяет собирать информацию о времени, которое затратила бригада на обработку каждого производственного задания. Здесь, стоит отметить, что помимо интеграции MES-системы Factelligence с ERP-системой SAP, также была произведена ее стыковка с программой учета кадров, которая осуществляет расчет заработной платы в соответствии с реальными объемами произведенной продукции и трудозатратами. 


Управление качеством продукции

Качество продукции пищевого предприятия - один из самых критических моментов производства. Функция Управления качеством продукции позволяет избежать многих проблем, связанных с ненадлежащим качеством производимых продуктов. На предприятии ведется аналитический учет в разрезе состояний номенклатуры (например, “брак”, “повторная обработка”, “произведено” и т. п.). Система учитывает сырье, материалы и готовую продукцию в разрезе сроков годности по партиям. К каждой партии готовой продукции возможна привязка сопроводительных документов (сертификатов качества, технических требований и т. п.). 


Отслеживание истории продукта

Эта функциональность системы позволяет формировать отчеты, которые показывают, из какой партии сырья и материалов была произведена та или иная партия готовой продукции. Идентификация партий полуфабрикатов и готовой продукции осуществляется хорошо зарекомендовавшим себя способом - штрих-кодированием. Каждая паллета выпущенной продукции сопровождается документом “Паспорт паллеты”, в котором содержится следующая информация: 

- штрих-код, идентифицирующий партию готовой продукции;

- номер выпущенной партии;

- дата выпуска;

- название продукции;

- перечень и вес товарных упаковок, находящихся на паллете. 

В статье приведен далеко не весь функционал системы, но даже представленный набор позволяет составить представление о ее возможностях. После внедрения Factelligence руководство ОАО “Продукты питания” получило мощнейший инструмент контроля над своим производством. На основании получаемых системой данных ведется аналитическая работа, которая выявляет “тонкие места” в процессах и в конечном итоге приводит к повышению эффективности работы предприятия.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(13)_2007


А. Власов
ООО "Весть", г. Санкт-Петербург, 
e-mail: Anton.Vlasov@vestco.ru