Процесс и система управления: Процесс управления | Система управления

Содержание

3. Элементы процесса управления. Функции управления. Менеджмент

Автоматизированная система управления персоналом | Forward Telecom

Как таковое управление персоналом — это перечень операций и способов организации работы с кадровыми ресурсами.

В 2019 году основные системы управления персоналом — это модели с функциями-процессами, либо с взаимоподчинением сотрудников в центре. Таким образом, под системный контроль ставятся задачи и их ресурсное обеспечение, либо объединение кадров в отделы и цепочки последовательных операций.
Автоматизация этих процессов предполагает техническое управление и планирование: система проводит мониторинг квалификаций и доступности сотрудника, чтобы назначить его на задание и оценить успешность работы; интерфейс для кадрового менеджера, руководителя и для самого сотрудника уточняет и ускоряет отчетность; доступный календарь смен позволяет соблюдать трудовые права и оперативно назначать замены.

На международном IT-рынке такие системы называются WFM — Workforce Management. Будучи самостоятельным продуктом или частью глобального решения для автоматизации бизнес-процессов, WFM — прямой способ ликвидировать убыточные риски и развить корпоративную лояльность компании.

Цели и функции WFM-систем

Цифровая система управления персоналом способна подстраиваться под глобальные и периодические цели компании:

Экономические — расчёт прибыли;

Научно-технические — достижение и поддержание заданного научно-технического уровня продукта или сервиса, либо повышение производительности труда за счёт ускорения интеллектуальных процессов и найма квалифицированных сотрудников;

Производственно-коммерческие — реализация продуктов или услуг в достаточном объёме, чтобы реализовать плановую прибыль;

Социальные — достижение удовлетворенности работников.

С учетом каждого планового ориентира, бизнесу доступна кадровая система управления персоналом с обширным функционалом. Так, Forward WFM подстраивается под корпоративные потребности, предлагая внедрить:

Управление ресурсами через календарный план и расписание

Система ведёт учет работы отдельных сотрудников и команд-бригад. Отслеживать выполненные и поставленные задачи возможно, сгруппировав кадры или процессы по необходимому для выполнения ресурсу, квалификации или по срокам.
Такие составляющие управления персоналом как ежедневное и долгосрочное планирование и расписание работ почти всегда подвергаются автоматизации в первую очередь, чтобы избежать производственных издержек. Каждая задача имеет свой статус и срок, который сотрудник может изменять в интерфейсе. План же формируется, исходя из наличия свободных ресурсов, логистической выгоды и заявленных SLA, выгодных для клиента.

Контроль задач и расчёт KPI

В системе управления персоналом решающую роль при исчислении вознаграждения играет не только закрытие задач, но и эффективность их выполнения. Сроки, обратная связь от клиента, оперативное обновление статуса работы исполнителем — факторы, позволяющие работодателю определить, каких меры применить относительно сотрудника.

Разумеется, помимо повышающих лояльность поощрений, система позволяет вычислить нарушения плановых показателей и в реальном времени сообщает об отклонении отдельного работника от курса компании.

Архитектура систем

Перечислив основные составляющие управления персоналом, необходимо отметить важность их организации в стройную структуру.

Автоматизированная обработка входящих запросов и выдача списка необходимых ресурсов — главное достоинство систем, призванных сократить временные и финансовые затраты организации.

К примеру, Forward WFM в работе использует внутреннюю систему бизнес-процессов, принимая задачу. Далее в складском и кадровом ресурсе система запрашивает данные о наличии необходимых для выполнения материалов и свободных сотрудников и формирует документ-наряд.

Для фиксации оказанных услуг, исполнитель использует мобильное приложение — на месте обновляет статус задачи. После этого процесс обрабатывается другими службами компании, пока не перейдет в категорию выполненных.

Почему бизнес с кадровой системой управления персоналом продуктивнее

Во-первых, WFM-системы позволяют быстро узнать, действительно ли бизнес продуктивен. Рассчитывая ресурсозатраты и прибыль в рамках одного ПО, организация в режиме реального времени видит анализ данных и риски.

Во-вторых, автоматизированная обработка данных исключает ошибки человеческой природы, а значит, — гарантирует объективное отображение процессуальной и отчетной информации.

В-третьих, оперативный расчёт надбавок за выполнение KPI и поощрение сотрудников в ближайших, а не периодических выплатах повышает лояльность внутри компании и стимулирует лучший производственный перфоманс.

Если эти причины показались вам убедительны, выберите системы управления персоналом и смело интегрируйте их в свой бизнес!

Система управления по целям и KPI

Система управления по целям

Управлением по целям – это метод планирования, получивший распространение и популярность во второй половине прошлого столетия и основывающийся на совместном процессе определения целей для всех подразделений компании. Формируется единая система принятия решений и последующих действий. Основная задача этого метода – увеличение прибыли компании, но нужно выделить в отдельное направление две составляющие — эффективность продаж и эффективность маркетинга.

Этапы процесса управления по целям

Процесс управления по целям включает в себя несколько стадий:

Разработка и определение согласованных целей для продаж и маркетинга.
Составление плана коррелируемых действий: план продаж и план маркетинга
Сравнение планируемых и достигнутых результатов
Меры по корректировке имеющихся планов

Начальный этап представляет собой процесс прогнозирования доходов и планирования расходов для обеспечения установленных целей. На этом этапе формируются краткосрочные и долгосрочные задачи для стратегии компании, направленной на получение прибыли.

Второй этап включает соотнесение доступных возможностей с целевыми показателями. Формируются практические задачи для продаж и маркетинга, согласовываются индикаторы эффективности, однозначно показывающие прямое влияние маркетинга на объемы продаж.

Третий этап – соотнесение планируемых и достигнутых результатов начинается по истечению установленных контрольных сроков: неделя, месяц, квартал и т. д. Главная задача заключается в том, чтобы определить, в какой степени достигнуты намеченные цели для продаж и маркетинга. В случае отклонения необходимо выявить причины их возникновения, наметить пути оперативного исправления ситуации.

Финальный этап процесса управления по целям — контрольный: реализация мер, направленных на оперативное исправление в случае выявления отклонений. Используя согласованные индикаторы, система управления становится отзывчивой и управляемой.

Достоинства и недостатки системы управления по целям и KPI

К достоинствам метода можно отнести следующее:

Разработка иерархической системы целей, согласованных на всех уровнях
Определение объективных критериев, по которым оценивается результат
Рост эффективности деятельности компании

В числе недостатков системы: затраты, как времени, так и ресурсов на ее разработку, внедрение и наладку, а также ряд технических ограничений при определении целей для бизнес-процессов. Это особенно характерно для тех видов деятельности, где сложно дать оценку результата в количественных показателях. Система не эффективна при плохой организации управления на предприятии.

Принципы процесса управления по целям и KPI

Принципы могут быть сформулированы на основе следующих критериев:

Достижение планируемых целей и задач должно полностью поддерживаться ответственными сотрудниками компании
Каждый участник процесса должен иметь ясные цели в рамках возложенных на него обязанностей.
Цели всех участников процесса должны быть согласованы между собой и объедены строгой иерархией.

Сущность концепции управления

Сущность концепции управления по целям состоит в том, что ориентиром становится конечный результат. Однако стоит отметить, что цель и результат в ней — единое целое и не должны быть отделены друг от друга. Управляя работой по достижению целей, всегда следует опираться на достигнутые промежуточные результаты.

Управление должно начинаться с выбора и постановки целей и только после того, как это будет сделано переходить к формированию функций и систем взаимодействия.

У каждого руководителя должен быть намечен ряд четких обозначенных целей в рамках возложенных на него обязанностей. Цели не могут быть константами, и должны быть пересмотрены в случаях, когда меняются внутренние и внешние условия.

Достигнутые результаты необходимо анализировать и оценивать по выработанной системе показателей.

Понятие KPI

KPI (Key Performance Indicator)— это, по сути, своеобразный показатель успешности деятельности предприятия или отдельного процесса по реализации плановых задач. Другими словами, KPI —измеримый в количественном эквиваленте индикатор успеха по реализации стратегии развития бизнеса.

Виды KPI

Для каждой компании показатели KPI будут различны. Но есть несколько, подходящих для любого бизнеса:

KPI окупаемости —индикатор того, какие результаты были получены в процессе реализации намеченных планов продаж и маркетинга;
KPI затратности — эффективность использования ограниченных финансов компании для реализации маркетинговой стратегии;
KPI роста продаж – ключевой для каждой компании показатель определят фактический прирост или снижение количества продаж;
KPI воронки продаж – индикаторы, помогающие определить, каким образом маркетинг компании превращает целевую аудиторию в реальных клиентов.

Причины актуальности системы управления по целям и KPI

В настоящее время вопрос эффективности бизнеса актуален для всех малых предприятий. На быстро развивающемся современном рынке места хватает не всем, а это значит, что в условиях растущей конкуренции необходимо тщательно следить за эффективностью собственного бизнеса. Управление по целям и KPI помогают в сжатые сроки обнаружить и устранить недостатки в организации бизнеса и повысить его рентабельность.

Взаимосвязь между KPI и эффективностью

Управление по целям и KPI, по сути, представляет собой инструментарий руководителя, позволяющий наладить работу компании таким образом, чтобы достигать плановых показателей, применяя при этом ограниченный уровень доступных ресурсов.

Главным преимуществом управления по KPI заключается в том, что руководитель, пользуясь установленным набором показателей, формирует сбалансированные практические задачи подразделениям, обеспечивает их достаточными ресурсами для достижения реальной прибыли.

Регулярный контроль индикаторов позволяет выявить слабые участки в управлении продажами и маркетингом и принять очевидные меры в случае выявленных отклонений.

[mailpoet_form id=”1″]

Структура процесса исследования систем управления

Процесс исследования систем управления включает следующие этапы.

Определение объекта анализа. В процессе решения данной задачи: определяется анализируемая система управления; формируются цели и задачи управления; производится первичная декомпозиция системы с выделением управляющей подсистемы (органов управления), объектов управления и окружающей среды; при необходимости выделяются подсистемы и факторы окружающей среды, оказывающие положительное (компаньоны) и отрицательное (конкуренты) влияние на функционирование системы; устанавливаются виды и формы воздействия управляющей подсистемы и реакций объектов управления, а также воздействий окружающей среды; определяются основные требования, предъявляемые к системе, и

формируется общий алгоритм функционирования, реализуемый в соответствии с заданными целями и задачами управления.

Процесс и система управления: Процесс управления | Система управления

Структурный анализ. При этом детально изучается состав системы управления, устанавливаются связи и отношения между ее элементами. Результатом структурирования являются различные варианты структур анализируемой системы, позволяющие определить характеристики и отдельные частные недостатки выделенных элементов и связей между ними и наметить пути их устранения.

Функциональный анализ. При решении данной задачи исследуется динамика системы путем выявления используемых способов и алгоритмов управления, реализуемых в различных условиях обстановки и полученных при этом результатов. С учетом структурирования определяются перечень частных задач и функций каждого элемента системы, порядок их взаимодействия, необходимые входные и выходные данные.

Информационный анализ. В процессе исследования информационных характеристик определяются объемы поступающей и исходящей информации в единицу времени, в целом по системе и отдельно по основным элементам, объем информации, способы передачи и доставки информации, основные направления информационных потоков, качественный состав информации.

Параметрический анализ. При этом систематизируются частные качественные и количественные показатели структур, процессов функционирования и информации, полученные ранее, а также определяются обобщенные (интегральные) показатели, характеризующие внешние свойства анализируемой системы и ее отдельных элементов.

Оценка эффективности. При этом с целью определения достигнутых в процессе функционирования системы управления результатов и затраченных на достижение этих результатов материальных и временных ресурсов производятся вычисления количественных значений выбранных показателей эффективности, формирование критериев и оценка эффективности с помощью данных критериев.

Выходные данные:

Менеджмент: Экзаменационные ответы. Серия «Сдаем экзамен». Ростов н/Д: «Феникс», 2002. — 384с.

Система управления проектами- Pm-Way

Ниже приведенная информация является справочным материалом. Подробнее о данном материале и его практическом применении вы можете узнать, просмотрев видео.

Содержание:

Место проектов в системе управления предприятием

Система управления проектами

Задачи системы управления проектами

Место проектов в системе управления предприятием

Проекты компании обедняют стратегию компании и операционную деятельность.Цели компании, описанные в виде общих слов, требуют детализации и конкретизации, которая обеспечивается за счет описания проектов.

Система управления проектами обеспечивает процессы планирования и контроля, за реализацией стратегии развития компании. Система управления проектами необходима в первую очередь руководству компании как инструмент реализации стратеги компании.

Цель системы: Эффективно принимать решения и направлять ресурсы компании на достижение её стратегических целей.
Основные задачи системы управления:

Помощь в принятии решений. Решения по развитию компании и реализации проектов компании. За счет планирования и отслеживания заданий на разных уровнях (стратегическом, тактическом и оперативном) руководитель видит всю картину целиком со всеми элементами и нюансами и может принять взвешенное решение.

Помощь в решении конфликтов. Конфликты внутри коллектива компании и внутри команд управления проектами зачастую возникают из-за того, что сотрудники не видят всей картины целиком, у каждого из участников конфликта зачастую свое видение происходящего. Единая модель процесса реализации позволяет уменьшить конфликты и привести любые разногласия в русло конструктивного обсуждения ситуации.

Помощь в эффективном распределении ресурсов компании. Хватает ли ресурсов компании (трудовых, финансовых, материальных) для достижения целей компании? Какие ресурсы являются критическими и как их оптимизировать? Как управлять ресурсами компании так, что бы с минимумом ресурсов достичь цели компании максимально быстро?

Как не трудно заметить, зачастую именно руководителям компании и руководителям проектов компании приходится постоянно принимать решения, решать конфликты и распределять ресурсы компании.

В большей мере система нужна руководителю компании, так как он, и только он, ответственный перед собственниками и инвесторами за все проекты и компанию в целом. Руководитель проекта хоть и несет ответственность за проект, но в конечном счете, «отдуваться» всегда приходится руководителю. Поэтому место руководителя компании в системе управления проектами компании ключевое и решающее.

Система управления проектами

Система управления проектами – система поддержки принятия решений, построенная на основании методологии управления проектами. Эффективность работы системы обеспечивается за счет интеграции стратегических целей компании, планов финансирования и планов использования ресурсов с учетом возможных рисков. Так как стратегические решения принимаются в организации любого типа и любого типа бизнеса, система управления проектами может быть создана для любой компании.

Система управления проектами это комплекс, состоящий из трех взаимодействующих между собой элементов:

1. Регламентирующая документация. Документация разделяется по:

Типам регламентирующих документов: положения, регламенты, сценарии, инструкции, шаблоны документов.

Типам процессов: процессы управления проектами, процессы управления портфелем проектов, процессы развития системы управления проектами.

Типам областей знаний управления проектами: управление интеграцией, управление содержанием, управление временем, управление ресурсами, управление затратами, управление контрактами, управление качеством, управление взаимодействием, управление рисками.

2. Обученный персонал. Обученный персонал может включать в себя следующие роли: руководители портфеля проектов, руководители проектов, специалисты по управлению проектами, члены проектных команд.

3. Информационная система управления проектами: MS Project, P3E и т.д. Информационная система управления проектами включает в себя следующие модули: планирование проектов, мониторинг проектов, анализ портфеля проектов, управление документооборотом в проектах и т. д.

Система эффективно работает, когда успешно взаимодействуют три этих элемента (специалисты работают по утвержденным процессам, используют установленное программное обеспечение для управления проектами). Если регламенты скачиваются с интернета, специалисты посещают разные курсы и читают разные книги и при этом компания внедряет, пусть даже профессиональную информационную систему управления проектами – эти элементы зачастую слабо взаимодействуют.

Зачатую компании начинают свою деятельность с одного-двух проектов, основную роль в которых занимают технологические специалисты, при этом о дополнительном уровне управления никто не задумывается. Как только количество проектов в компании увеличивается до уровня, когда одновременная реализация всех проектов компании не обеспечивается в полной мере всеми необходимыми ресурсами по максимуму, в компании возникает борьба за ресурсы и конфликты тормозят реализацию проектов. В сложившейся ситуации есть два выхода:

Поиск новых, желательно дешевых, трудовых и материальных ресурсов, а также поиск дополнительного финансирования для обеспечения всех проектов необходимыми ресурсами.

Внедрение методов, которые бы позволили имеющимися ресурсами выполнить текущее количество проектов.

Внедрение системы управления проектами, это второй путь компании, который позволяет, оперируя имеющими ресурсами выполнять большее количество проектов, то есть «взять не числом, а умением».

Задачи системы управления проектами

Основные задачи данной системы управления проектами:

Обеспечение выбора и инициации проектов.

Формирование портфеля проектов компании.

Поддержка планирования проектов (планирование сроков, ресурсов, финансов).

Поддержка принятия решений по реализации проектов компании.

Контроль реализации проектов компании.

Контроль использования в проектах финансовых, трудовых и материальных ресурсов компании.

Анализ эффективности реализации проектов компании.

Вспомогательные задачи системы управления проектами:

Сокращение сроков реализации проектов.

Сокращение затрат на реализацию проектов.

Сокращение отклонений по времени и финансам проектов.

Развитие трудовых ресурсов участвующих в проектах.

Повышение качества реализации проектов.

Минимизация влияния рисков в проектах.

Проектная система управления — Проектные сервисы

Цель услуги

Цель построения проектно-ориентированной системы управления организации заключается в формировании системы управления в организации, основанной на проектных принципах, интеграции проектного управлению с процессами стратегического и тактического управления.

Система управления организации

В системе управления организации выделяются 4 уровня управления: стратегический, тактический, оперативный и операционный. Каждый уровень характеризуется своим горизонтом планирования и периодичностью контроля:

стратегический уровень – планирование на период от 5 лет, контроль не реже 1 раза в год
тактический уровень – планирование на период от 1 до 5 лет, контроль не реже 1 раза в квартал
оперативный уровень – планирование на период от 3 месяцев до 1 года, контроль не реже 1 раза в месяц
операционный уровень – планирование на период от 1 дня до 3 месяцев, контроль не реже 1 раза в неделю

Схематичное изображение модели проектно-ориентированной системы управления организации см. ниже:

На стратегичеcком уровне выделяется стратегическое управление, на тактическом — управление портфелями и программами проектов, на оперативном — управление проектами и процессами и на операционном уровне — операционное управление.

Связь уровней

Уровни управления связаны между собой: планирование каждого нижестоящего уровня производится в результате декомпозиции и детализации плана более высокого уровня, контроль каждого вышестоящего уровня основывается на данных, полученных в результате контроля нижестоящего.

Вспомогательные процессы управления

Помимо основных процессов управления (стратегическое, тактическое, проектное) в проектно-ориентированной системе управления организации выделяются вспомогательные процессы управления, связанные с проектной деятельностью:

управление мотивацией участников проектов
управление компетенциями участников проектной деятельности
организационная поддержка проектной деятельности
технологическая поддержка проектной деятельности

В перечень основных процессов модели проектно-ориентированной системы управления также входят «Управление процессами» и «Операционное управление». Данные процессы в проектно-ориентированной системе управления не являются профильными и могут быть реализованы любым образом по выбору организации.

Интеграция уровней управления

Одним из ключевых вопросов при построении проектно-ориентированной системы управления является интеграция уровней управления в организации. При интеграции разных уровней должна сформироваться сквозная система планирования и контроля, когда нижестоящий уровень основывается на вышестоящем, а отчетность каждого вышестоящего уровня основывается на нижестоящем. Для этих целей:

фиксируется периодичность и сроки планирования, контроля и управления изменениями для каждого уровня
определяются принципы интеграции уровней (планирование, контроль, управление изменениями)
выделяются типы контрольных точек по уровням, настраивается оптимальное количество контрольных точек для каждого уровня
разрабатываются процедуры сквозного планирования, контроля и управления изменениями
производится автоматизация процедур сквозного планирования, контроля и управления изменениями

Межпроектная и проектно-процессная интеграция

Проекты в организации взаимосвязаны, что приводит к срыву одних проектов из-за других. В целях повышения эффективности реализации проектов организация должны обеспечить межпроектную интеграцию, когда связи между проектами учитываются, оценивается влияние проектов друг на друга и управление изменениями в проектах, например, перенос сроков, производится с учетом таких взаимосвязей.

Аналогичная связь существует между проектами и процессами и необходимо обеспечивать проектно-процессную интеграцию.

Услуги компании

Компания «Проектные сервисы» в части задач построения проектно-ориентированной системы управления организации предлагает следующие услуги:

- Разработка модели проектно-ориентированной системы управления организации
- Определение оптимальной периодичности и сроков планирования, контроля и управления изменениями для каждого уровня управления
- Определение принципов интеграции уровней (при планировании, контроле, управлении изменениями)
- Типизация контрольных точек, определение оптимального количества контрольных точек в целях эффективного планирования и контроля
- Разработка процедур сквозного планирования, контроля и управления изменениями
- Автоматизация процедур сквозного планирования, контроля и управления изменениями
- Разработка подхода и процедур межпроектной и проектно-процессной интеграции (учет влияния проектов и процессов друг на друга)

Смотрите также

	Bosch Rexroth KEB Control Techniques Parker Частотные преобразователи Широкий спектр качественных частотных преобразователей, услуги по подбору и модернизации станков и механизмов. Осуществляем официальные поставки по наилучшим ценам. Официальная поддержка клиентов и официальная гарантия.		Motovario Wittenstein Alpha KEB Apex Мотор редукторы и редукторы Осуществляем поставки редукторов и мотор-редукторов разных типов от ведущих производителей. Производим полный комплекс услуг по подбору редукторов, оказываем консультации для клиентов.
	Абсолютные энкодеры Инкрементальные энкодеры Магнитные линейки Энкодеры, счетчики импульсов, токосъемники, индикаторы и пр. Поставляем официально все типы высокоэффективных энкодеров и индикаторов всех типов. Осуществляем оперативный подбор энкодеров под задачи заказчика.		СТМЛ-1, ШМ-2, СТМ-2 СТМТ-2, MP-25, MTP-1 Системы линейного перемещения и модули линейного перемещения Разрабатываем и производим широкий спектр модулей и систем линейного перемещения. Производим системы линейных перемещений по индивидуальным заказам. Оказываем полный комплекс услуг по разработке и производству.
	Техника линейных перемещений Рельсовые направляющие SBC Цилиндрические направляющие Миниатюрные направляющие MID ШВП Техника и механические компоненты для систем линейных перемещений Разрабатываем и поставляем комплектующие для систем линейного перемещения. Производим системы линейных перемещений по индивидуальным проектам.		Винтовые домкраты ZIMM Компоненты привода и трансмиссии ZIMM Домкраты и подъемно-транспортные механизмы Осуществляем поставки промышленных домкратов для производственных нужд, прецизионные домкраты. Предлагаем компоненты приводов и трансмиссии.
	Системы управления Контроллеры Fatek ЧПУ Delta Tau ЧПУ «СервоКон 2000» Системы управления, панели операторов Цифровые системы управления, современные системы ЧПУ, HMI и пр. Оказываемо полный комплекс услуг для систем ЧПУ. Осуществляем разработки и модернизации собственной высокоэффективной системы ЧПУ «Сервокон».		Гибкие кабель-каналы CPS Гофрозащита CPS Flex Системы защиты кабелей, кабель-каналы Широкий спектр систем защиты кабелей, высоконадежные кабель-каналы для промышленного производства, гибкие кабель-каналы для жестких условий эксплуатации или специального назначения.

НИОКР

Производим НИОКР, осуществляем услуги по разработке, проектированию, пуско-наладке широкого спектра механизмов, узлов, оборудования и станков. Осуществляем разработку, доработку, модернизацию и производство станков и механизмов, в том числе специального назначения (с уникальными характеристиками и/или функционалом) на базе собственного производства в России. Опыт работы более 15 лет.

НИОКР (что такое НИОКР?), определения, основные понятия, эффективность НИОКР.

НИОКР. Проекты НИОКР. Услуги НИОКР.

Заказать услуги НИОКР. Осуществление НИОКР.

НИОКР — Получить более подробную информацию о реализованных проектах.

Все о системах управления процессами (PCS)

Системы управления технологическим процессом (PCS), иногда называемые системами промышленного управления (ICS), функционируют как части оборудования на производственной линии во время производства, которые тестируют процесс различными способами и возвращают данные для мониторинга и устранения неисправностей. Существует множество типов систем управления процессами, включая системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), программируемые логические контроллеры (PLC) или распределенные системы управления (DCS), и они работают для сбора и передачи данных, полученных в процессе производства.

PCS может быть относительно простым элементом с датчиком, часто называемым первичным преобразователем, который принимает входные данные, вместе с контроллером, который обрабатывает входные данные, и приемником, обрабатывающим выходные данные.

Более сложные устройства АСУ ТП являются роботизированными и выполняют множество задач. Устройства PCS могут передавать свои данные в компьютерное приложение планирования ресурсов предприятия (ERP) компании через промежуточное программное обеспечение, называемое системой управления производством (MES).

Датчики

На производственных линиях можно производить большое количество измерений.Датчик оборудования может регистрировать множество измерений, включая давление, расход, плотность, кислотность, скорость, скорость, напряжение, температуру и вес.

Кроме того, датчики могут определять, произошла ли операция, такая как наполнение бутылки, было ли достигнуто правильное давление или была ли достигнута определенная температура.

Многие датчики существуют на производственных линиях и относятся к различным областям, например, датчики давления, расходомеры, датчики силы и датчики температуры.

Проверка давления

Датчик давления может срабатывать механически, когда предмет проходит мимо датчика. В своей базовой форме датчик давления показывает показания на шкале, прикрепленной к датчику, но он также может передавать показания в электронном виде в приложение MES. К другим типам датчиков относятся:

Датчик давления поршня: Давление от изделия на производственной линии может давить на поршень, который сжимает пружину. Движение пружины указывает на давление.
Мембрана: на диафрагму действует небольшое давление, которое отображается на шкале.
Трубка Бурдона: эта полая трубка выпрямляется под действием давления. Его можно использовать для измерения перепада давления.

Расходомеры

Расходомер измеряет линейный, нелинейный, массовый или объемный расход жидкости или газа.

При выборе расходомера для производственной линии вам необходимо знать информацию о используемой жидкости, скорости движения и способах записи расхода.Типы расходомеров включают следующее:

Положительное смещение: Эти расходомеры используют механическое воздействие для измерения расхода. Скорость вращения измерителя указывает на расход жидкости.
Дифференциальный: Дифференциальный расходомер определяет расход и преобразует его в дифференциальное давление, которое можно измерить.
Логический: Индикаторный расходомер измеряет расход, основываясь на его влиянии. Это может быть простой рычаг ротора, который перемещается потоком.Чем быстрее движется ротор, тем быстрее поток.

Испытательная сила

Датчик силы измеряет прилагаемые силы и крутящий момент. Эти датчики обычно содержат тензодатчики и могут передавать информацию, необходимую для измерения силы. Датчики силы могут быть механическими, гидравлическими или электрическими тензодатчиками.

Механические: они работают аналогично работе обычных весов, где пружина перемещается под действием силы. Прогиб пружины прямо пропорционален приложенной силе, поэтому движение отображается на шкале.
Гидравлический: часто называют гидравлическими весоизмерительными датчиками. Ячейка содержит жидкость, которая сжимается при приложении силы. Датчик производит измерение, отображая давление на шкале.
Тензодатчик: этот металлический цилиндр сжимается под действием силы. Сжатие в цилиндре можно измерить, поскольку сила вызывает повышенное сопротивление, измеряемое приложенным электрическим током.

Определение температуры

Датчик температуры преобразует температуру в другую величину, такую как механическое движение шкалы или электрическое напряжение.

Термопара: Томас Зеебек обнаружил, что когда любой проводник подвергается тепловому градиенту, он генерирует напряжение. Термопары обычно представляют собой провода, изолированные друг от друга пластиком или стекловолокном.
Расширение жидкости: эти датчики работают как термометры, которые можно заполнять ртутью или испаряющейся жидкостью, используемой в холодильниках. Изменения температуры вызывают расширение или испарение жидкости, поэтому датчик находится под давлением. Изменение отображается на простом манометре.
Биметаллический: когда два металла жестко соединяются вместе в виде двухслойной ленты и нагреваются, разница в скорости расширения между двумя металлами приводит к изгибу полосы. Для датчиков на производственной линии полоса скручена в длинную тонкую катушку внутри трубки. Один конец закреплен на дне трубки, а другой поворачивается и перемещает указатель на циферблате.

Что такое управление процессами? Системы управления процессами, объяснение решений

Управление процессом — это способность контролировать и настраивать процесс для получения желаемого результата.Он используется в промышленности для поддержания качества и повышения производительности.

Пример простого управляемого процесса — поддержание определенной температуры в помещении с помощью нагревателя и термостата. Когда температура в помещении слишком низкая, термостат будет включать источник тепла до тех пор, пока температура не достигнет желаемого уровня, после чего нагреватель выключится. По мере охлаждения комнаты этот процесс повторяется, чтобы поддерживать в комнате желаемое заданное значение. В этом примере уставка — это установка температуры на термостате, а нагреватель включается и выключается для поддержания температуры.Следовательно, эта простейшая форма управления процессом называется включением / выключением или контролем зоны нечувствительности. Этот тип процесса имеет зону нечувствительности, которая представляет собой разницу между температурой включения нагревателя и достижением заданного значения. Эта зона нечувствительности предотвращает слишком частое включение и выключение обогревателя.

Вы используете приводы?

и уже знаете, что вам нужно?

Системы управления процессами могут стать сложными

Пример более сложного сценария управления технологическим процессом: 2 жидкости смешиваются в определенном соотношении.По мере увеличения расхода одной жидкости другая должна пропорционально увеличиваться. Обычно потоки обеих жидкостей регулируются с помощью приводных клапанов. Контроллер рассчитает объем потока, необходимый для каждого клапана, на основе необходимого общего потока. Затем каждый клапан управляется контроллером PID-типа, который будет изменять положение клапана в зависимости от разницы между желаемым значением (заданное значение, определяемое контроллером) и измеренным расходом (параметр процесса). Проще говоря, когда измерение расхода слишком низкое, контроллер определяет, на сколько клапан должен открыться, чтобы увеличить расход до желаемого значения.Большинство промышленных процессов представляют собой комбинацию множества более мелких процессов. Важно, чтобы каждый процесс был стабильным, поскольку нестабильность одного процесса часто приводит к нестабильности других процессов. Эту нестабильность часто называют изменчивостью.

В большинстве процессов возможность управления близким к желаемому заданному значению и минимизировать изменчивость оказывает значительное влияние на затраты. Если уставку необходимо поднять, чтобы гарантировать соответствие минимальному значению из-за изменчивости, величина, на которую уставка поднимается выше желаемого значения, часто приводит к потере ресурсов.Например, если скорость потока должна составлять 10 галлонов в минуту для достижения желаемого результата процесса, а изменчивость составляет +/- 1 галлон в минуту, уставка должна быть 11 галлонов в минуту, чтобы гарантировать, что скорость потока никогда не опускается ниже 10 галлонов в минуту. . Это среднее значение 1 галлон в минуту является потраченным впустую продуктом. Если изменчивость была уменьшена до 0,1 галлона в минуту, заданное значение можно было перенастроить на 10,1 галлона в минуту, что привело бы к экономии продукта для оператора.

Базовые системы управления технологическими процессами — STI Automation

Базовая система управления технологическим процессом (BPCS) — это система, которая обеспечивает контроль и мониторинг процесса для объекта или единицы оборудования.Он принимает входные данные от датчиков и технологических приборов для обеспечения выходных данных на основе утвержденной стратегии управления проектом. Базовая система управления технологическим процессом (BPCS) отвечает за правильную работу установки и во многих случаях используется в качестве первого уровня защиты от небезопасных условий. Простой пример основного контура управления технологическим процессом показан в системе, показанной ниже. Датчик уровня (LT), контроллер уровня (LC) и регулирующий клапан (LV) используются для управления уровнем жидкости в технологическом резервуаре.

Базовые системы управления процессами

разработаны для решения широкого спектра промышленных задач, связанных с эксплуатацией и мониторингом системы. Решения BPCS, предлагаемые STI Automation, включают:

Управление процессами — Разработка архитектур, механизмов и алгоритмов для поддержания конкретного процесса в желаемом диапазоне. Позволяет управлять сложными процессами из центра с помощью автоматизации.
Интерфейс оператора и мониторинг — Обеспечивает центральный системный интерфейс для мониторинга данных процесса и работы оборудования через консоль оператора или HMI.
Данные в реальном времени и исторические данные — Предоставление оперативной информации на основе данных процесса в реальном времени, которые отображаются локально для оператора

Эти системы могут быть разработаны для конкретных возможностей повышения производительности и экономического роста, например:

Снижение изменчивости — Улучшение работы системы для производства более стабильного и качественного продукта.
Повышенная эффективность — Повышение эффективности системы может снизить эксплуатационные расходы и увеличить производство.
Повышенная безопасность — Обеспечьте первый уровень защиты оборудования и персонала от небезопасных условий, поддерживая процесс или часть оборудования в заданных рабочих условиях.
Улучшенное устранение неполадок и диагностика системы — Регистрация аварийных сигналов и событий в реальном времени для сокращения времени простоя из-за действий по устранению неполадок и диагностике.

Системы управления производственными процессами: новый подход к обучению

Несколько важных тем, связанных с управлением технологическими процессами, не получают достаточного освещения в традиционной учебной программе по химической инженерии.

Многие университетские курсы по контролю процессов не обеспечивают надлежащей подготовки выпускников химического машиностроения к их первой работе в промышленности. Большая часть содержания курсов по управлению учебными процессами (, например, преобразования Лапласа, графики Боде, анализ корневого локуса, алгоритмы устойчивости Рауса / Найквиста) редко используется в промышленности и почти никогда не используется для пакетных и дискретных процессов. Вопросы управления процессами, имеющие большое промышленное значение, такие как программируемые логические контроллеры (ПЛК), распределенные системы управления (DCS), инструментальные системы безопасности (SIS), а также национальные стандарты и нормативные требования, как правило, не рассматриваются вообще (1) .Это оставляет многих новых выпускников неподготовленными к решению задач, связанных с мониторингом процессов, устранением неполадок и управлением процессами.

Большая часть студенческого курса управления процессами посвящена теории и методам линейного управления, которые применимы к непрерывным процессам, работающим в установившемся или близком к нему состоянии. Этому шаблону подходят несколько нефтехимических процессов. Однако многие производственные процессы представляют собой дискретные или изменяющиеся во времени периодические процессы, которые требуют иных соображений, чем стационарные процессы.Периодические процессы очень распространены в химической обрабатывающей промышленности (CPI) и включают в себя большинство фармацевтических и биотехнологических процессов, процессов производства продуктов питания и напитков (включая производство пива), а также производство специальных химикатов (, например, мыла и красок). Примеры дискретных процессов включают производство фармацевтических таблеток и автоматизированный контроль и упаковку конечных продуктов.

Чтобы преодолеть разрыв между потребностями отрасли и содержанием, которое преподается на курсах по управлению процессами для студентов, компаниям часто приходится отправлять новых инженеров-технологов на курсы управления поставщиками и техническим обществом; в большинстве случаев старшие сотрудники должны тратить значительное количество времени на обучение новых сотрудников, прежде чем они станут продуктивными.

В этой статье обсуждается несколько промышленно важных тем, касающихся управления технологическими процессами, многие из которых не получают достаточного освещения в традиционной учебной программе химической инженерии. Есть надежда, что эти темы будут освещены в будущих выпусках учебников по управлению процессами и будущих лекций в курсах по управлению учебными процессами. Эта статья может помочь выпускникам инженеров-химиков узнать, чего ожидать, когда они начнут свою карьеру в промышленности.

На многих промышленных предприятиях оборудование систем управления имеет долгий срок службы, обычно из-за больших капитальных затрат, временных затрат и производственных потерь, связанных с установкой замен.Таким образом, новые инженеры могут иногда обнаруживать контрольно-измерительное оборудование, которое используется более 20 лет. Таким образом, эта статья содержит краткие ссылки на некоторые из старых технологий, которые все еще используются (2) .

Нормы и стандарты

Процесс определения, проектирования, внедрения и эксплуатации системы управления процессами включает в себя множество широко известных передовых практик, некоторые из которых являются требованиями для определенных отраслей. К ним относятся:

NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, эталон для безопасного проектирования, установки и проверки электрического оборудования
действующая надлежащая производственная практика (cGMP), установленная U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для фармацевтической промышленности и производства медицинского оборудования

Стандарты

, установленные Американским национальным институтом стандартов (ANSI), такие как стандарты для инструментальных систем безопасности (ANSI / ISA-84), управления аварийными сигналами (ANSI / ISA-18.2), управления пакетным процессом (ANSI / ISA-88), человеко-машинный интерфейс (ISA-101) и процедурная автоматизация (ISA-106)
требования к отчетности в правилах, опубликованных Управлением по безопасности и гигиене труда США (OSHA) в отношении обучения и документации по технике безопасности, и Агентством по охране окружающей среды (EPA) в отношении аварийных выбросов опасных химикатов в окружающую среду.

При разработке новых систем управления технологическим процессом или поддержке существующих необходимо понимать и соблюдать все соответствующие местные, государственные и федеральные постановления и стандарты. Например, все измерения, связанные с безопасностью, окружающей средой или качеством продукции, должны быть идентифицированы, отслеживаться, сигнализироваться и регистрироваться, чтобы операторы могли официально отреагировать на любые возникающие инциденты, расследовать их деятельность в области здравоохранения, безопасности и окружающей среды. HSE) и / или группы контроля качества, и сообщать об этом соответствующему руководству и государственным органам.

Аппаратное обеспечение системы управления

Рисунок 1 иллюстрирует обобщенную компьютерную архитектуру автоматизации процессов. Для реализации компьютерного управления технологическим процессом доступны три распространенных варианта: персональный компьютер (ПК), ПЛК или РСУ. Все они связаны с технологическим оборудованием (, например, датчиками и клапанами) через подсистемы ввода / вывода (I / O). ПЛК и РСУ обычно имеют доступ к другим компьютерам, которые поддерживают работу предприятия через локальную сеть (LAN).

▲ Рисунок 1. Персональные компьютеры (ПК), программируемые логические контроллеры (ПЛК) и распределенные системы управления (РСУ) — это варианты обеспечения управления процессом для работы установки. Эти компьютерные системы взаимодействуют с технологическим оборудованием через подсистемы ввода / вывода (I / O). ПЛК и РСУ обычно взаимодействуют с другими производственными компьютерами через локальную сеть (LAN).

Персональные компьютеры. Многие университетские курсы управления и исследовательские лаборатории используют недорогие ПК, а не промышленные системы управления, для мониторинга и управления процессами.Хотя эти системы могут быть полезны для обучения и реализации базовых концепций, им не хватает промышленной жесткости, сложной функциональности и надежности промышленных систем управления. На объектах CPI системы управления часто полностью отделены от ПК и их сетей по причинам кибербезопасности. Кроме того, ПК обычно не используются для приложений, включающих строго регулируемые процессы, требующие формальной проверки, включая автоматизированные контрольные журналы и электронные подписи.

Программируемые логические контроллеры.ПЛК — это основные промышленные рабочие лошадки для управления процессами. Эти специализированные компьютеры были задуманы и разработаны несколько десятилетий назад как замена механическому релейному упорядочиванию, и в них используется метод программирования, называемый релейной логикой. Такие системы разработаны для удовлетворения большинства требований к современным системам управления промышленными предприятиями, а также для устранения ограничений компьютерных систем.

ПЛК обычно контролирует и контролирует работу машины, основного оборудования или определенной части завода.Он может контролировать и контролировать несколько сотен устройств или контуров управления. ПЛК особенно полезны для высокоскоростных операций и приложений дискретного управления, таких как управление запуском / остановом двигателей, механические приводы, робототехника, а также линии розлива и упаковки продуктов. Современные ПЛК способны управлять большими непрерывными процессами, но на крупных предприятиях они обычно используются в сочетании с РСУ.

Аварийная сигнализация, человеко-машинный интерфейс (HMI) и архиватор процесса, управляемого ПЛК, часто находятся на отдельных компьютерах от самого ПЛК.Часто многие ПЛК и HMI на предприятии разрабатывались разными поставщиками или группами инженеров. Следовательно, может быть много несоответствий в их работе, стратегиях управления и обработке аварийных сигналов. ПЛК могут быть независимыми от DCS или связаны с DCS.

ПЛК

поддерживают большинство стандартных протоколов для связи с другими компьютерами, а также могут реализовывать или взаимодействовать со многими сторонними программными продуктами. Поставщики технологического оборудования часто встраивают ПЛК как часть оборудования, установленного на салазках ( e.g., — ПЛК, управляющий реактором или системой фильтрации). Прикладное программное обеспечение ПЛК, поставляемое поставщиком оборудования, часто является проприетарным, поэтому допускает ограниченную настройку, если таковая имеется. Siemens, Allen-Bradley by Rockwell Automation, Mitsubishi, Schneider, Omron и Emerson входят в число нескольких поставщиков ПЛК.

Распределенные системы управления. РСУ являются крупнейшими компьютерными системами управления технологическим процессом, хотя их модульная структура позволяет изменять их размер в соответствии с потребностями конкретного завода или приложения.DCS может поддерживать все аспекты управления технологическим процессом. Обычно они применяются для мониторинга и управления целыми производственными предприятиями.

Хотя DCS могут выполнять управление процессами напрямую, некоторые из них реализованы как управляющие компьютеры, оставляя прямой контроль над оборудованием предприятия множеству базовых ПЛК, каждый из которых управляет отдельной единицей оборудования или работой единицы.

РСУ

обычно предлагают большую палитру доступных настраиваемых алгоритмов управления и других функций, а также большую пропускную способность ( e.g., они могут обрабатывать больше точек ввода / вывода), чем ПЛК. Кроме того, их легче расширить с помощью дополнительных языков программирования и специального программного обеспечения (, например, , прогнозирующее управление модели или алгоритмы нейронной сети), чем ПЛК.

Важным преимуществом DCS является возможность создать единый HMI и среду аварийной сигнализации на всем предприятии, так что операторам не нужно изучать разные HMI и системы аварийной сигнализации для разных частей завода. Основные поставщики DCS включают Emerson, Honeywell, Yokogawa, Schneider Electric / Foxboro, Siemens и ABB.

Обратите внимание, что важное различие между ПЛК и РСУ и другими более знакомыми компьютерами состоит в том, что ПЛК и РСУ имеют операционные системы реального времени. Это означает, что определенные операции можно настроить для выполнения в очень точное время или через определенные интервалы. Например, механические элементы управления могут требовать обновления каждые 50 миллисекунд или даже быстрее. Другие приложения, которые выигрывают от точного времени, включают сумматоры расхода и контроллеры пропорционально-интегрально-производной (PID) для высокоскоростных процессов.

Дополнительная информация о ПЛК, РСУ и других принципах промышленных систем управления доступна в литературе (3–5) .

Приборы и электронная связь

Инструменты, элементы управления и клапаны обычно являются отдельными объектами. Однако они общаются друг с другом посредством сигналов, которые передают информацию между устройствами. Старые системы управления используют пневматические сигналы для обмена информацией между устройствами. Новые системы обмениваются информацией электрически, используя сигналы 4–20 мА или сигналы 1–5 В для представления от 0% до 100% шкалы прибора.

В системах управления, изготовленных до 1980-х годов, контроллеры представляли собой отдельные аппаратные устройства, которые иногда использовали шкалы для установки констант настройки, а иногда содержали микропроцессор. Для каждого отдельного элемента информации, такого как измерение давления, требовалась экранированная витая пара проводов для передачи аналогового сигнала. Каждое устройство могло отправлять или получать только один сигнал (, например, , технологическая переменная датчика или желаемое положение клапана).

Выпускники инженеров-химиков обычно знакомы с той или иной версией вышеупомянутой парадигмы.Однако современные промышленные предприятия эволюционировали так, что полевые приборы (датчики и клапаны) стали «умными», связь была цифровой (а не аналоговой), а управление реализовано в компьютерах реального времени.

За последние 20 лет многие так называемые интеллектуальные полевые устройства были разработаны для получения и обмена более подробной информацией, такой как бортовая аналитика, состояние устройства и информация о процессе или окружающих условиях. Например, интеллектуальный позиционер на клапане может передавать информацию о давлении подачи воздуха, величине крутящего момента, необходимого для открытия клапана, и количестве срабатываний клапана в течение срока его службы.Микропроцессор, связанный с клапаном, также может предоставить информацию об утечках, повреждении уплотнений и о том, находится ли клапан в открытом или закрытом положении. Интеллектуальные датчики могут выполнять самодиагностику и передавать информацию о неисправностях. Эта диагностика способствует более интеллектуальным сигналам тревоги, повышает эффективность программ технического обслуживания предприятия и влияет на работу контуров управления. Например, ПИД-регулятор может не принять измерение давления датчика, если в датчике обнаружена неисправность.

На современных предприятиях информация от интеллектуальных устройств передается через цифровую связь по специализированным промышленным протоколам и сетям, таким как DeviceNet, Ethernet, Foundation Fieldbus, HART, Modbus и Profibus. Использование таких цифровых протоколов значительно сокращает объем необходимой полевой проводки, увеличивает объем совместно используемой информации и снижает уязвимость сигнальной проводки к радиочастотным (RF) и электромагнитным (EM) помехам.

Аналитические системы

Хотя новые инженеры обычно знакомы с традиционным контролем температуры, давления, уровня и потока, в большинстве промышленных процессов также используются датчики, такие как электрохимические зонды ( e.g., pH) и аналитических измерительных систем. Аналитические системы включают интерактивные или интерактивные инструменты химического анализа, которые часто используются для определения химического состава содержимого сосудов или проб жидкости. Примеры включают газовые хроматографы, системы высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и различные типы спектрометров. Для некоторых приложений системы технического зрения (, например, камеры) могут быть реализованы, если требуется визуальный осмотр продуктов.

Одной из проблем, связанных с внедрением аналитических систем, является различие в мертвом времени от сбора пробы до анализа проб и результатов.Например, пробу бульона из производственного процесса может потребоваться отфильтровать, прежде чем она будет введена в хроматограф, если присутствуют твердые частицы, а продолжительность фильтрации пробы может быть значительной и изменчивой. Это может быть проблемой, поскольку многие алгоритмы настройки контроллеров, а также определенные модели процессов требуют точного значения мертвого времени для обеспечения хорошего управления.

Еще одна проблема при внедрении аналитических систем связана с калибровкой системы. Калибровка аналитических систем требует выполнения последовательности шагов с использованием нескольких газов или растворов известной концентрации.Это более сложная процедура, чем определение настроек нуля и диапазона более традиционных датчиков.

Кроме того, аналитическим системам может потребоваться обработка и фильтрация данных и / или другие вычислительные алгоритмы для получения полезных результатов. Хроматограмма, спектр или изображение камеры, например, могут содержать тысячи необработанных точек данных, в то время как цель состоит в том, чтобы получить однозначный числовой результат.

Приборные системы безопасности

Некоторые процессы особенно опасны и должны управляться параллельной системой управления, известной как инструментальная система безопасности.SIS предназначена для перевода процесса в безопасное состояние, избегая последствий для безопасности, здоровья или окружающей среды. Примеры процессов, для которых может потребоваться SIS:

Процессы горения, включая котельные
реакторы, в том числе с высокоэкзотермическими реакциями
ядерные системы.

SIS обычно работают на выделенном оборудовании или специализированных ПЛК. ПСБ состоит из множества функций безопасности (ПСБ).Каждая функция SIF — это отдельная функция блокировки или отключения, которая будет принимать меры для перевода процесса в безопасное состояние. Например, реле избыточного давления может вызвать закрытие клапана подачи топлива.

Стандарт ANSI / ISA-84.00.1 устанавливает требования к спецификации, проектированию, установке, эксплуатации и техническому обслуживанию ПСБ, так что ей можно с уверенностью доверять поддержание процесса в безопасном состоянии.

Стратегии управления

Стратегии непрерывного управления обычно включают управление работой одного устройства или одного контура управления.Однако значительных улучшений технологических операций часто можно достичь с помощью более совершенных методов управления.

Расширенное регулирующее управление (ARC) объединяет несколько простых элементов управления в некоторой логической структуре. Примеры ARC включают каскадное управление, управление с прогнозированием и управление соотношением.

При каскадном управлении (рис. 2) выход первичного контроллера передает заданное значение вторичному контроллеру. Вторичный контроллер обеспечивает более быструю реакцию на нарушения технологического процесса.Каскадное управление часто используется в теплообменниках, где температура является переменной процесса (PV) для первичного контроллера, а расход пара — в качестве PV для вторичного контроллера. В примере, показанном на Рисунке 2, контроллер температуры (TC) обеспечивает заданное значение для регулятора расхода (FC), а выходной сигнал вторичного контроллера (CO2) определяет положение клапана.

▲ Рисунок 2. В конфигурации каскадного управления выход первичного контроллера (CO1) обеспечивает заданное значение (SP2) вторичному контроллеру.Вторичный контроллер обеспечивает более быструю реакцию на нарушения технологического процесса. Выходной сигнал контроллера вторичного контроллера (CO2) определяет положение клапана.

Управление с прямой связью (рис. 3) может быть выполнено путем добавления управляющего воздействия к стандартному контроллеру обратной связи. В примере на рисунке 3 датчик температуры (TT) и контроллер температуры (TC) выполняют функцию обратной связи. Сигнал неконтролируемой измеряемой возмущающей переменной (DV) поступает на контроллер упреждающего сигнала (FFC), который выполняет превентивное управление.Поскольку само возмущение невозможно контролировать, контроллер с прогнозированием регулирует сигнал, подаваемый на регулирующий клапан, чтобы попытаться уменьшить влияние возмущения. Это похоже на то, как водитель нажимает на педаль газа перед подъемом в гору.

▲ Рис. 3. Управление с прямой связью регулирует сигнал на регулирующий клапан (от стандартного контроллера обратной связи), чтобы уменьшить влияние возмущения. В этом случае контроллер с прямой связью (FFC) изменяет выходной сигнал контроллера на основе измеренной переменной возмущения (DV).

При регулировании соотношения (рис. 4) уставки для нескольких регуляторов потока (FC) координируются, чтобы обеспечить постоянное соотношение материалов, загружаемых в процесс. Главный сигнал потока может представлять собой общий необходимый поток, и уставка потока каждого компонента регулируется таким образом, чтобы его контроллер потока (FC) мог поддерживать правильное соотношение ингредиентов. Измерения параметров процесса для FC предоставляются датчиками расхода (FT).

▲ Рис. 4. При регулировании соотношения уставки регуляторов расхода FC1 и FC2 координируются, чтобы обеспечить постоянное соотношение материалов, загружаемых в процесс.

Модель управления с прогнозированием (MPC) использует математические модели динамики процесса и известные ограничения процесса для определения управляющих воздействий. Алгоритм MPC пытается максимизировать цель контроллера, манипулируя переменными в пределах огибающей ограничений. Затем MPC задает уставки регуляторов нижнего уровня. Большинство моделей MPC довольно сложны и требуют инженеров-специалистов для разработки, установки и управления их работой. Такие компании, как AVEVA, Honeywell, Aspen Technology, Cutler Technology и Shell / Yokogawa, предоставляют продукты и поддержку MPC.

Пакетный контроль процесса. Периодические процессы во многих отношениях отличаются от непрерывных. Как правило, пакетные процессы изменяются во времени и нелинейны и часто включают значительные изменения нагрузки по мере выполнения процесса. В некоторых случаях это вызывает необходимость в адаптивной настройке контроллера и / или управлении с разделением диапазона. Преобразование Лапласа и методы анализа контура управления в частотной области применимы или используются редко.

Пакетные процессы используются на заводах, которые занимаются производством продукции ( i.е., они используют одно и то же оборудование для разных продуктов), поэтому настройка оборудования, регулировка пути потока и планирование являются ключевыми проблемами. Большинство процессов не являются полностью ручными или автоматическими, а представляют собой скоординированное сочетание двух операций (что само по себе является проблемой). Может потребоваться удаленная сигнализация, поскольку операторы часто находятся в полевых условиях, выполняя ручные операции, а не в диспетчерской.

Для периодических процессов в пищевой, фармацевтической, биотехнологической и подобных отраслях промышленности требуются санитарные датчики и очищаемые санитарные клапаны ( e.g., дисковые или шаровые краны). Такие клапаны имеют характеристики, отличные от более традиционных регулирующих клапанов.

Управляющее программное обеспечение

должно быть организовано в соответствии со стандартом управления пакетным процессом ANSI / ISA-88, который облегчает управление процессом через его различные последовательные шаги / фазы и возможные состояния (, например, простоя, пауза, прерывание).

Управление дискретными процессами. Управление дискретным процессом обычно включает операции с дискретными единицами технологического материала или конечного продукта, часто в последней части производственных операций, когда продукт помещается в отдельные контейнеры, проверяется, запечатывается, маркируется и упаковывается.Мониторинг и управление часто состоят из оборудования и технологий, отличных от тех, которые используются при создании массового продукта, таких как специальные датчики, системы технического зрения (, например, камеры), принтеры и считыватели штрих-кодов, чипы радиочастотной идентификации (RFID) и робототехника. .

Национальные стандарты применяются к некоторым из этих технологий, например, ANSI / RIA-R15.06, который предоставляет руководящие принципы для производства и интеграции промышленных роботов и робототехнических систем с акцентом на безопасное использование, оценку рисков и безопасность персонала.Также могут применяться действующие надлежащие производственные практики (cGMP), такие как требования Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в отношении надлежащей идентификационной маркировки фармацевтических продуктов.

Как и в случае с другими типами производственного контроля, инженерам часто приходится помогать проектным группам решить, использовать ли контроллеры производителей оригинального оборудования (OEM) или более стандартные ПЛК общего назначения. OEM-контроллеры могут хорошо подходить для конкретного приложения, но они часто являются проприетарными, представляют собой другой HMI, с которым приходится бороться инженерам и операторам, могут быть трудными в настройке и обычно требуют сторонней поддержки.Использование универсальных ПЛК может потребовать времени и ресурсов для разработки приложений, но в остальном преодолевает ограничения OEM-опций.

Дополнительная информация о стратегиях контроля доступна в литературе (6) .

Программные средства

HMI включает в себя как аппаратное обеспечение, так и программное обеспечение, используемое оператором для управления процессом. На более старых заводах человеко-машинный интерфейс представлял собой просто кнопки, шкалы, индикаторы и самописцы на бумаге. В современном оборудовании HMI обычно отображается на компьютерных консолях, на которых запущено специализированное программное обеспечение.

ANSI / ISA-101 — это стандарт, помогающий разработчикам и пользователям на протяжении всего жизненного цикла HMI. Он включает соображения по проектированию HMI, требования к реализации и рекомендации по эксплуатации.

Инженеры должны научиться проверять информацию, отображаемую на экране HMI, прежде чем принимать поспешные решения. Например, отображаемый выходной сигнал контроллера — это только сигнал, отправленный на клапан. Фактическое положение клапана может сильно отличаться из-за физических ограничений, проблем с конфигурацией или других факторов.

Историки данных — это специализированные базы данных, предназначенные для сбора, хранения и предоставления информации о процессах. Крупный завод может производить более 20 000 точек данных каждую секунду. Следовательно, для некоторых аналитических приложений необходимы алгоритмы сокращения данных. Для многих пакетных процессов данные должны быть помечены номером производственной партии и, возможно, даже идентификатором этапа пакетного процесса. Некоторые историки данных могут включать программное обеспечение для составления отчетов или трендов, позволяющее оптимизировать поиск больших наборов данных.Обычно используемые архиваторы включают OSISoft PI, Aspen IP-21, AVEVA Historian (ранее Wonderware) и Canary Labs.

Инженер-химик, обслуживающий работу завода, ежедневно использует архиватор для доступа к информации о процессе. Инженер должен понимать, что менее частые методы выборки, фильтрации и сжатия данных часто используются для снижения нагрузки на сеть и требований к хранению данных. Интерпретируя эти данные, инженеры должны помнить о потере точности данных.

Программные средства моделирования контура управления

широко используются в академических кругах. В промышленном мире существует множество типов динамики сложных процессов и множество вариаций ПИД-регулирования и других алгоритмов управления. Инструменты моделирования позволяют инженеру экспериментировать со стратегиями управления и параметрами настройки.

Пакеты специального программного обеспечения . Иногда функциональных возможностей стандартных систем управления недостаточно для удовлетворения всех требований к функциям автоматизации предприятия.В таких случаях могут быть доступны специальные пакеты программного обеспечения, часто от сторонних поставщиков, которые могут помочь удовлетворить такие требования. Примеры включают контроллеры MPC, нейронные сети, контроллеры нечеткой логики, регистраторы аварийных сигналов, базы данных управления аварийными сигналами, цифровые журналы регистрации, консультативные системы, инструменты анализа тенденций и экспертные системы реального времени (ветвь искусственного интеллекта) (7, 8) .

Следует проявлять осторожность при интеграции таких пакетов специального программного обеспечения с остальной частью системы управления.Совместимость, проверка и контроль изменений могут быть проблемами.

Управляющая способность

Настройка контура управления — это процесс выбора параметров контроллера для достижения наилучших характеристик. Наилучшая производительность выходит за рамки основных критериев стабильности и может включать критерии скорости реакции, перерегулирования, времени нарастания и / или времени установления. Большинство академических программ обучают математическим методам настройки контура, таким как метод настройки Циглера-Николса. В промышленности используется несколько различных методов.

К сожалению, в промышленном мире настройка ПИД-регулятора часто рассматривается как темное искусство, а не наука. Это может объяснить, почему до 30% промышленных контроллеров работают в ручном режиме. Способствующим фактором может быть большое количество изменяющихся во времени периодических процессов в промышленности, где оптимальные параметры настройки в начале процесса отличаются от параметров в конце процесса.

Тем не менее, программные инструменты достигли значительного прогресса в использовании науки о настройке контура на предприятии.Академический подход (bump-model-tune), безусловно, применим и до сих пор используется во многих современных программных инструментах. Программные инструменты также используют автоматизированные или полуавтоматические процессы для настройки контура с гораздо меньшим вмешательством инженера. В число поставщиков программного обеспечения для настройки контуров входят Neles Expertune, Control Station и ControlSoft.

Программное обеспечение для управления производительностью контура управления контролирует работу контроллеров на предприятии. Программное обеспечение оценивает контрольно-измерительные приборы, элементы управления, клапаны и даже технологический процесс.Диагностика гарантирует, что система управления выполняет свою работу, тем самым обеспечивая оптимальную работу процесса. Некоторые DCS имеют инструменты управления шлейфом; Помимо поставщиков таких DCS, несколько компаний, специализирующихся на управлении производительностью контуров управления, включают Neles Expertune, Control Station и PAS.

Управление нештатными ситуациями

Студенты-химики, которые проводят эксперименты с установками, обычно выполняют большинство операций вручную, включая запуск и остановку процесса, мониторинг процесса и внесение любых изменений ( e.g., в режимы и уставки контроллера), если в процессе возникнет проблема. Автоматическое реагирование на нештатные ситуации, такие как сбои или отказы оборудования, сбои в процессе или ошибки оператора, редко обсуждаются.

Однако в промышленности большинство операций выполняется сконфигурированным программным обеспечением с запрограммированным рецептом, выполняемым системой управления. Возможные нештатные ситуации прогнозируются заранее с использованием стандартных инструментов и процедур, таких как анализ опасностей и работоспособности (HAZOP) и анализ видов и последствий отказов (FMEA).Цель FMEA — минимизировать последствия отказов компонентов или систем, снизить частоту их возникновения и улучшить их обнаруживаемость. Результаты HAZOP и FMEA обычно приводят к дополнительным процедурам и этапам в рецептах контроля процесса. Фактически, нередко большая часть рецептов управления посвящена управлению нештатными ситуациями — важной части управления процессом.

Промышленное управление включает в себя серьезные размышления об управлении нештатными ситуациями и может включать добавление соответствующих программных блокировок, выполнение автоматических действий для обхода нормального управления, отображение возможных основных причин аварийного сигнала на консоли оператора и отображение предварительно запрограммированных советов для операторов относительно того, какие действия брать.

В некоторых случаях управление нештатной ситуацией может требовать, чтобы рецепт управления процессом автоматически отправлял производственный процесс в другое состояние (, например, удержание, пауза или прерывание), в зависимости от ненормальной ситуации. Стандарт ANSI / ISA-88 рекомендует такие методы управления нештатными ситуациями для пакетных процессов.

Управление сигнализацией

Частью управления нештатными ситуациями является генерация сигналов тревоги. Современные системы управления поддерживают множество различных типов аварийных сигналов ( e.г., высокий, низкий, отклонение, статистический). Когда они применяются неправильно или чрезмерно, сигналы тревоги могут мешать работе или создавать путаницу. Проблемы управления аварийными сигналами способствовали возникновению крупных бедствий, получивших широкую огласку, таких как аварии на Чернобыльской АЭС и АЭС Три-Майл-Айленд, разливы нефти Deepwater Horizon и Exxon Valdez, выброс химикатов в Бхопале и пожар на нефтеперерабатывающем заводе в Техас-Сити. Передовые практики и требования к управлению аварийными сигналами многочисленны и изложены в таких стандартах, как ANSI / ISA-18.2, «Управление системами сигнализации для обрабатывающих производств» (9) , и его международный эквивалент, IEC 62682.

Общие проблемы системы аварийной сигнализации включают отсутствие определенной философии аварийной сигнализации предприятия, настройку резервных аварийных сигналов, использование системы аварийных сигналов для уведомлений в дополнение к ненормальным ситуациям, отсутствие установки атрибутов аварийных сигналов на соответствующие значения и отсутствие приоритетов аварийных сигналов. Все эти общие проблемы способствуют генерации ложных сигналов тревоги, которые могут вызвать информационную перегрузку операторов во время реальных сбоев в работе предприятия.Тревоги могут быть намеренно или случайно отключены разными способами, что создает еще больший риск.

Для правильного управления аварийными сигналами требуется группа представителей завода, знающих производственный процесс, для рационализации аварийных сигналов. Команда должна договориться о том, какую опцию или числовое значение установить для каждого из атрибутов (, т.е. свойств) каждого сигнала тревоги, который будет сконфигурирован в системе, и задокументировать свои решения в основной базе данных сигналов тревоги. Атрибуты включают уставку, приоритет, класс, тип, зону нечувствительности, временную задержку и статус подавления.Подавление может быть важным, например, для пакетных процессов, в которых сигнализация необходима для некоторых этапов пакетной обработки, но не для других. Некоторые атрибуты могут быть функцией шага пакетного процесса, поэтому они могут иметь различное заданное значение и / или приоритет для разных шагов пакетного процесса.

Некоторые желаемые функции системы сигнализации могут быть недоступны как стандартные функции в системе управления, поставляемой поставщиком, поэтому может потребоваться некоторая настройка или интерфейс для сторонних продуктов (, например, регистраторы сигналов тревоги ).Внимание к управлению аварийными сигналами необходимо в самом начале проекта и должно быть включено в функциональные требования; при поставке системы управления об этом не следует думать позже.

Системы управления производством

Большинство крупных заводов имеют системы управления производством (MES), которые поддерживают управление производственными операциями. Эти системы, работающие не в режиме реального времени, обычно управляются отделом информационных технологий (ИТ) компании. Такие системы отвечают за планирование операций завода и иногда являются домом для основных рецептов управления технологическим процессом (или частей рецептов, таких как списки ингредиентов), которые управляют работой завода.Они также часто содержат репозиторий партийных записей, необходимых для документирования конкретных материалов, используемых в производственной партии, документирования расследований отклонений и поддержки выпуска продукта, чтобы его можно было продать.

Поскольку MES дополняют использование систем управления технологическим процессом (, например, DCS), MES и компьютеры управления производственным процессом часто подключаются в соответствии со стандартом ANSI / ISA-95.

Документация

Новому инженеру нужно будет научиться читать, интерпретировать и изменять многие типы документации системы управления.Хотя большинство выпускников знакомы со схемами технологического процесса (PFD) и схемами трубопроводов и КИП (P & ID), документация по промышленному контролю также может включать:

Функциональные требования и технические характеристики системы
контракты с фирмами, занимающимися проектированием, закупками и строительством (EPCM)
Контрольные рассказы
Основные принципы валидации и аварийной сигнализации
главная база данных аварийных сигналов
процедуры ( например, контроль изменений)
производство билетов
технические характеристики прибора
Схемы трубопроводов
Чертежи электропроводки
логические схемы

Схема контуров управления

Схема сети

Заводские приемочные испытания

и приемочные испытания на объекте.

Многие из них — это не просто проектно-техническая документация, а рабочая документация, требующая обновлений, чтобы отразить текущее состояние завода как построенного объекта.

Заключительные мысли

Хотя академическая среда дает инженерам-химикам твердое понимание теории линейного управления, остается значительный разрыв между этим аспектом управления процессами и гораздо более широким спектром оборудования для управления промышленными процессами, программного обеспечения, требований, передовых методов, технологий и проблем. с которым столкнется новый выпускник, приступив к своей первой работе в промышленности.Пробел в знаниях включает многие темы, упомянутые в этой статье, в том числе несколько национальных стандартов и нормативных требований, которые необходимо учитывать при разработке и поддержке систем управления производственными процессами.

Новые выпускники, которые получают задание в области технологического проектирования, должны стремиться найти подходящие ресурсы (, например, Ссылка 10) и наставников в производственной среде, а также получить информацию и пройти обучение по существующим системам и процедурам управления предприятием, а также всем применимым нормативным требованиям. требования и передовой опыт.Новый выпускник может также рассмотреть возможность посещения некоторых из множества отличных курсов по управлению технологическим процессом, предлагаемых техническими обществами, такими как AIChE и Международное общество автоматизации (ISA).

Цитируемая литература

Элфорд Дж. И Т. Эдгар, «Подготовка студентов-химиков для промышленности», «Прогресс химической инженерии», , 113 (11), стр. 25–28 (ноябрь 2017 г.).
Бакби Г. и Дж. Алфорд, «Приложения автоматизации в биофармацевтике», ISA, Research Triangle Park, Северная Каролина (2008).
Сэндс, Н. и И. Верхаппен (редакторы), «Справочник по совокупности знаний по автоматизации», ISA, Research Triangle Park, Северная Каролина (2018).
Whitt, M., «Успешное проектирование контрольно-измерительных приборов и систем управления», ISA, Research Triangle Park, NC (2012).
Бакби, Г. К., «Основы управления процессами», ISA, Research Triangle Park, Северная Каролина, ISBN: 978-1-64331-130-2 (ожидается в начале 2021 года).
Макмиллан, Г. К. и П. Х. Вегас, «Справочник по технологическим / промышленным приборам и средствам управления», 6-е изд., McGraw-Hill Education, Нью-Йорк, Нью-Йорк (2019).
Алфорд, Дж., и др., «Реальные награды от искусственного интеллекта», Intech, 46 (4), стр. 52 (апрель 1999 г.).
Алфорд, Дж., и др., «Онлайн-приложения экспертных систем; Использование в ферментационных заводах », Intech, 46 (7), стр. 50 (июль 1999 г.).
ANSI / ISA-18.2 «Управление системами сигнализации для обрабатывающих производств», ISA, Research Triangle Park, NC (2016).
Риггс, Дж. Б., и др., «Контроль химических и биотехнологических процессов», 5-е изд., Ferret Publishing, Остин, Техас (2020).

Заявление об ограничении ответственности

Эта статья содержит названия производителей технологического оборудования и программного обеспечения только для образовательных целей. Никакого одобрения этих поставщиков и / или продуктов не предполагается.

PLC, HMI, DCS & SCADA: Руководство по системам управления процессами

Подобно сложной железнодорожной схеме, HMI (или человеко-машинный интерфейс) системы управления процессами показывает функциональные компоненты системы и их состояние.Процесс может быть ограничен лабораторной средой, расширяться по производственному цеху или использовать беспроводные технологии для интеграции нефтегазовых операций на местах. Универсальные датчики, средства управления и коммуникационное оборудование позволяют инженерам-технологам создавать надежные и надежные способы выполнения работы.

Стандарты Tailor the Fit

Функциональная совместимость — ключ к проектированию, надежности и безопасности системы управления технологическим процессом. Стандарты промышленных сетей, такие как Common Industrial Protocol (CIP) для сетевой связи, обеспечивают взаимосвязь между компонентами системы.Организации, включая Международное общество автоматизации (ISA), предоставляют стандарты систем управления, обучение и рекомендации по проектированию.

Стандарт IEEE (Институт инженеров по электротехнике и электронике) C37.1 обеспечивает требования к SCADA и автоматизации для силовых подстанций. Стандарт UL (лаборатория андеррайтеров) UL 2900-2-2 охватывает проверяемые критерии кибербезопасности, а NIST (Национальный институт стандартов и технологий) создает структуру безопасности промышленных систем управления для защиты критически важной национальной инфраструктуры, 90% которой находится под частным контролем.

DCS

Распределенная система управления обычно используется на крупномасштабных объектах, управляя и координируя большую иерархию функций и процессов. Консоль мониторинга может выглядеть как диспетчерская атомной электростанции — и в некотором смысле очень похожа, поскольку она может управлять большой бумажной фабрикой или предприятием пищевой промышленности.

DCS использует сети связи для централизованного мониторинга и реагирования на аварийные сигналы, регистрации данных и управления оборудованием, а также работает с системами управления, такими как планирование производства.Для устаревших производственных сред он централизует самописцы и выделенных операторов. Индивидуальное решение DCS может работать без сбоев в течение многих лет, но первоначальное проектирование и внедрение могут потребовать значительных усилий и опыта.

Четыре преимущества правильно интегрированной системы управления процессами

Как выглядит система управления процессами и какие преимущества она приносит вашему производству

Система управления процессами включает в себя обеспечение непрерывного
производственный процесс предсказуем, стабилен и стабильно работает на
целевой уровень производительности с нормальными вариациями.

Правильно спланированная и реализованная система управления технологическим процессом может принести производителям невероятные преимущества. Вот лишь четыре из этих преимуществ:

Как
Управление процессом повышает безопасность

Независимо от отрасли, в которой вы работаете, или от того, насколько высокотехнологичным является ваше предприятие, ваш самый ценный ресурс — это люди на вашем предприятии. Независимо от того, ваши сотрудники или посетители. Это означает, что повышение производительности или эффективности за счет безопасности недопустимо.

Вы можете использовать правильно реализованную систему управления технологическим процессом для повышения безопасности. Будь то внедрение системы с истинным уровнем безопасности SIL или внедрение блокировок и усовершенствований процесса, которые повышают безопасность оператора.

Уменьшить
Накладные расходы и внеплановые простои

Технологические достижения и передовые отраслевые стандарты упростят обучение операторов, снизят потребность в рабочей силе и сделают ваши системы поддержки процессов и коммунальные услуги более эффективными.

Нет
только система управления технологическим процессом снизит ваши расходы, но она также
сократить время незапланированных простоев, предоставив операторам
данные для устранения проблем без использования программиста.

Пособие
за счет повышения качества производства и производительности

При правильно настроенных контурах управления ваш процесс становится более эффективным и позволяет производить продукцию более высокого качества с большей стабильностью. Интеллектуальные средства управления также могут обнаруживать и исправлять неэффективность процессов до того, как они перерастут в проблемы, что снижает взаимодействие оператора.

Также,
с правильными технологиями и стратегиями, реализованными в вашем управлении технологическим процессом
система, вы сможете запустить ее быстрее, если вы запланировали
простои на ремонтные работы.

Увеличено
Видимость процесса

Хорошая система управления технологическим процессом не только предоставляет операторам данные, требующие принятия мер, но также предоставляет руководству данные, необходимые для принятия мер, посредством целенаправленных и настраиваемых отчетов, которые могут быть доступны в любое время и в любом месте. Будь то на мобильном телефоне, когда вы находитесь вне офиса, или на компьютере на заводе.

Считаете, что эти данные могут попасть в чужие руки, сделав их настолько доступными? Не бойтесь, потому что современный пакет отчетов также будет реализовывать стандарты безопасности пользователей, которые будут ограничивать доступ для каждого пользователя.

Планирование и выполнение

Отсутствие или отсутствие планирования и исполнения ставит под угрозу все потенциальные выгоды проекта. Снова и снова мы видим, что наши клиенты так сильно сосредотачиваются на исполнении, что упускают возможности.Возможности, такие как шанс улучшить свое планирование.

Часто интегратор не вводится до фазы выполнения. Это упущенная возможность для клиента использовать опыт, необходимый на этапе выполнения, на этапе планирования, что приводит к более эффективному выполнению проекта, а также к повышению производительности системы.

Concept Systems

Concept Systems на 100% привержена поддержанию современного современного оборудования, которое позволяет заказчикам обеспечивать конкурентоспособное производство сегодня и в будущем.Благодаря доступным технологиям существует бесчисленное множество приложений для робототехники и машинного зрения, которые могут помочь вам в решении бизнес-задач.

Узнайте больше о технологических возможностях Concept System здесь.

Техника управления | Как выбрать АСУ ТП

Система управления технологическим процессом (PCS) связывает вместе все элементы автоматизации производственного процесса и влияет на каждый аспект операций. Как мозг и центральная нервная система учреждения, его уровень производительности и качество имеют решающее значение для бесперебойной работы.

По мере внедрения новых технологий в отрасли автоматизации и управления сейчас для производителей идеальное время модернизировать платформу системы управления технологическим процессом (PCS) для повышения эффективности и эксплуатационных характеристик. Они могут вводить новшества, а не дублировать функциональность существующей унаследованной инфраструктуры. Однако производители должны тщательно выбирать PCS и стороннего поставщика, который понимает требования своих конкретных платформ, которые могут оптимизировать и модернизировать свое оборудование.

Факторы выбора ПК

Во-первых, необходимо взвесить все варианты инфраструктуры системы.Принятие обоснованного решения положительно скажется на способности предприятия производить эффективные и прибыльные товары. Операторы сочтут систему простой в использовании, и у них будет возможность улучшить и оптимизировать процесс. Однако плохое решение может привести к противоположным результатам.

Система управления технологическим процессом (PCS) связывает вместе все элементы автоматизации производственного процесса, и ее уровень производительности и качество имеют решающее значение для обеспечения бесперебойной работы операций.Предоставлено: Maverick Technologies

Назначенная команда проекта, которая может включать внешних консультантов, должна знать проблемы, присущие процессу принятия решений. Они должны планировать заранее и установить позитивный курс, избегая субъективных или эмоциональных взглядов, основанных на прошлом опыте, и сосредоточиться на реализации наилучшей стратегии. Существуют инструменты и методы, помогающие пролить более объективный свет на эти типы проектов, чтобы группы могли принимать более обоснованные решения. Затем команды могут принять решение, исходя из конкретных потребностей и процесса предприятия, принимая во внимание три следующих критических фактора:

Для начала команда должна проанализировать, что производит компания и как производятся эти продукты.
Затем они должны указать элементы или параметры, критичные к качеству (CTQ), которые имеют наибольшее влияние на качество и эффективность. Ключевые заинтересованные стороны — операторы, инженеры-технологи, специалисты по техническому обслуживанию, управлению производством и другие — вовлеченные в проект автоматизации, должны помочь составить список CTQ. Один из первых вопросов, который должны задать заинтересованные стороны, — что делает рабочий день успешным с операционной точки зрения и для чего нужна PCS? Список элементов CTQ должен быть упорядочен и классифицирован так, чтобы наиболее важные элементы располагались вверху (Таблица 1).Такой подход помогает отсортировать сильные и слабые стороны каждой PCS.
После того, как элементы CTQ перечислены, следующим шагом будет ранжирование каждого поставщика по его способности удовлетворить каждое требование. Все перечисленные элементы должны быть рассмотрены с точки зрения его производительности сейчас и в будущем — поставщики должны быть гибкими, чтобы справляться с новыми тенденциями в области технологий. Например, некоторые системы перешли с проприетарных платформ на Microsoft Windows или последовательных сетей на Ethernet более легко, чем другие. Такой послужной список может быть полезен для прогнозирования того, как поставщик отреагирует на новые волны технологий.

Таблица 1: Параллельное сравнение сильных и слабых сторон PCS для различных требований. Предоставлено: Maverick Technologies

Сильная, опытная группа по выбору поставщиков, как правило, может составить хороший список CTQ, но большинство все же может упустить ряд важных элементов.

Бесценные знания

Немногие люди, работающие на непрерывном производственном предприятии в течение любого периода времени, участвовали бы более чем в одном крупном проекте по установке или миграции PCS.Это непростая задача, потому что такое случается нечасто. Кроме того, поставщик АСУ ТП может не иметь опыта работы с некоторыми специфическими для сайта элементами проекта.

В этих случаях бесценен партнер по автоматизации, не зависящий от платформы и имеющий опыт успешных проектов по установке и миграции PCS. Как правило, у них есть специалисты, которые работали с основными рассматриваемыми поставщиками, а также могут внести объективность в команду. Партнеры работают с ключевыми заинтересованными сторонами, чтобы помочь выделить элементы CTQ, а затем объективно оценить соответствующих поставщиков.Они также могут помочь с процессом запроса предложений (RFP), который часто бывает сложным.

Установка или миграция PCS — это крупные инвестиции. Это требует огромного объема работы и высоких рисков. Неправильное решение останется с предприятием в течение нескольких лет или может потребовать больших затрат на исправление. Выбирайте следующую платформу PCS с умом и учитывайте опытных людей, которые помогут обеспечить успех проекта с точки зрения бюджета, графика и производительности.

Линн Ньяа — старший консультант DCSNext компании Maverick Technologies. Линн возглавляет усилия команды по предоставлению консалтинговых и других услуг по предварительному проектированию. Maverick Technologies — контент-партнер CFE Media. Под редакцией Эмили Гюнтер, помощника контент-менеджера, Control Engineering , CFE Media, [email protected].

БОЛЬШЕ ОТВЕТОВ

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: система управления процессом (АСУ ТП)

Факторы, которые необходимо учитывать при реализации проектов внедрения АСУ ТП

Установка PCS — нечастый и сложный процесс.