Контакт

Консультация специалиста

Фатыхов Дмитрий

Тел.: +7 (3519) 49-55-80

E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Моб.: +7 982 3000 434

  • АСУ П цехов холодной прокатки

    Скачать
    6.15 MB

Информационные системы

Специализированная конфигурация для цехов листовой прокатки и нанесения покрытия

Платформа технического решения

Решение базируется на платформе A’MES metal полнофункциональной системе оперативного управления производством. Решение выполнено в соответствии с современными стандартами согласно концепции с-MES (Collaborative Manufacturing Execution System) и имеет функционал, адаптированный к специфическим особенностям управления бизнес-процессами в металлургии. Использованные в системе A’MES metal технологии многократно отлажены и внедрены на практике в условиях крупнотоннажного непрерывного производства сталеплавильных цехов, комплексов горячей и холодной прокатки, цехов нанесения покрытий и др.

Помимо основной платформы, в конфигурацию технического решения могут быть включены дополнительные элементы:

  • специализированное решения класса MDM для управления НСИ на крупном предприятии A’Info – значительно расширяет возможности управления НСИ и обеспечивает интеграцию с базами НСИ других элементов информационный инфраструктуры;
  • элементы системы управления технологией и качеством A’Q cube – обеспечивают расширенный функционал в части управления технологией производства и качеством продукции, автоматизации контрольных лабораторий;
  • элементы системы контроля и учета материальных потоков A’Material – расширяют функционал управления материальными потоками, реализуют специализированные механизмы контроля оборота ценных материалов, автоматизируют сопутствующий документооборот и т.д.;
  • универсальная интеграционная платформа A’UniPlat – позволяет организовать централизованное управление межсистемной коммуникацией. Значительно упрощает интеграционные процессы, повышает надежность и эффективность взаимодействия систем, облегчает обслуживание комплекса автоматизации.

Перечисленные элементы расширяют типовой функционал MES, а также облегчают процессы внедрения и интеграции создаваемой Системы. Модульная архитектура решения допускает внесение дополнительных изменений для формирования оптимальной функциональности в соответствии с требованиями Заказчика.

Функциональность платформы

С учетом основных и дополнительных компонентов предлагаемое техническое решение выполняет следующие основные функции:

  • оперативное планирование производства с формированием оптимальных производственных программ для агрегатов технологического цикла;
  • контроль материальных потоков сырья и комплектующих;
  • управление складами материалов и продукции;
  • управление производственными процессами, оперативный учет производства;
  • формирование и передача заданий для АСУ ТП агрегатов;
  • сбор и хранение информации, преобразование данных и передача в смежные информационные системы, в том числе ERP;
  • диспетчеризация производства в режиме реального времени, оперативное выявление внештатных ситуаций;
  • управление качеством продукции, включающее протоколирование и паспортизацию технологических процессов, контроль качества продукции с использованием неразрушающих методов контроля и статистического управление процессами (SPC);
  • автоматизация исследовательских и контрольных лабораторий с применением методов анализа измерительных систем (MSA);
  • отслеживание продукции, контроль состояния заказов, управление процессами аттестации и отгрузки;
  • управление технологической, отчетной и сопроводительной документацией, хранение и оперативный поиск документации;
  • анализ производительности, оперативное формирование отчетов для определения эффективности и поиска путей оптимизации процессов;
  • управление персоналом, регулирование прав доступа при принятии решений, контроль персональной ответственности;
  • предоставление инструментов формирования произвольных выборок данных для анализа технологической информации;
  • управление нормативно-справочной информацией, сопровождающей производственный процесс;
  • управление техническим обслуживанием и ремонтами;
  • контроль состояния и износа оборудования, управление его техобслуживанием и ремонтами.

Преимущества предлагаемой конфигурации

Предлагаемая конфигурация обеспечивает комплексное решение всех задач управления бизнес-процессами производственного подразделения при эффективном взаимодействии с другими компонентами информационной структуры предприятия.

Решение A’MES metal содержит компоненты, специально разработанные для металлургической промышленности и многократно апробированные в реальном производстве. Это, прежде всего, информационные модели функционирования основных типов металлургических подразделений и ключевых бизнес-процессов, которые позволяют оперативно и корректно адаптировать решения к условиям конкретного объекта. A’MES metal содержит отработанные модели производственных процессов прокатного передела, модели оптимизации планирования производства, отлаженный документооборот, интерфейсы типовых автоматизированных рабочих мест персонала и многие другие компоненты, позволяющие металлургическим предприятиям максимально эффективно использовать потенциал MES.

Система A’Info обеспечивает эффективное управление нормативно-справочной информацией. Процесс согласования НСИ различных систем комплекса автоматизации предприятия зачастую сопряжен со значительными трудностями. Кроме того, эксплуатация системы требует постоянного внесения изменений и дополнений в существующую структуру НСИ. A’Info содержит предустановленные структуры справочников и словарей, адаптированных для металлургии, а также отлаженные инструменты их сопровождения. Это обеспечивает высокую эффективность функционирования Системы в условиях постоянно пополняемого и совершенствуемого контента НСИ.

Встроенная интеграционная платформа A’UniPlat формирует современную и эффективную интеграционную структуру, избавляя при этом Заказчика от материальных затрат на приобретение и настройку платных решений сторонних разработчиков.

На основе элементов системы A’Q cube реализованы дополнительные функции управления технологией и качеством продукции, соответствующие потребностям листопрокатного производства. Это, в частности, уникальная технология протоколирования технологических параметров и контроля качества по всей длине каждой единицы продукции. Кроме того, в конфигурацию включена поддержка современных методик статистического контроля (SPC, MSA), а также лабораторная информационная система. Реализованные технологии позволят применять предлагаемое решение при производстве продукции ответственного назначения и обеспечить сертификацию системы менеджмента качества предприятия на соответствие строгим стандартам производства продукции.

Элементы системы A’Material расширяют функционал управления материальными потоками. Помимо основных механизмов управления материальными ресурсами данное решение содержит специализированные методы контроля оборота ценных материалов, учитывающие принятые в металлургии способы их перевозки, складирования, использования и переработки.

Предлагаемая конфигурация Системы отработана на практике и имеет оптимальный состав компонентов для эффективной реализации проекта.

Архитектура решения

Архитектура решения, а также структура хранения и обработки данных с учетом уровней автоматизации представлены на рисунках.

Модуль контроля состояния ресурсов (RAS)

Модуль основан на принципах формирования и сопровождения целостной информационной модели изменения состояния или движения основных ресурсов (оборудования, материалов, комплектующих и продукции), необходимых для осуществления функций планирования и учета производства. Модуль осуществляет диспетчеризацию состояния оборудования, транспортных операций, процессов приемки, размещения и движения на складах полуфабрикатов и готовой продукции. Контролирует расход и резервирование ресурсов в необходимом объеме. Управляет сопутствующим документооборотом и формированием необходимых реестров, рапортов, сертификатов, инвентарной и сопроводительной документации. Осуществляет взаимодействие с корпоративной информационной системой, системами внешней приемки, АСУ ТП весового хозяйства и т.п.

Контроль состояния основного оборудования

Модуль осуществляет непрерывный мониторинг состояния основных агрегатов производственной линии. Удобство и оперативность контроля обеспечивается созданием специализированной страницы мониторинга, на которой в наглядном мнемоническом виде отражается текущее состояние и ключевые параметры работы основных агрегатов.

Пример центральной страницы мониторинга комплекса холодной прокатки

Пример страницы мониторинга АНГЦ

Пример страниц мониторинга цеха холодной прокатки с участками травления, прокатки, колпакового отжига и поперечной резки

Учет материалов на этапе складирования

В Системе осуществляется контроль наличия материалов на складах цеха, перемещение по местам складирования, а также учет различных операций на территории складов (взвешивание, сортировка, расфасовка, комплектация отгрузочных партий, отгрузка на склады временного хранения и т.д.).

Механизм протоколирования складских операций позволяет в любой момент времени получить информацию о движении материалов и использовании складов, построить балансовый отчёт за любой период, проследить складскую историю конкретной порции материала, провести поиск материала на складе. Отображение данных реализовано как в табличной форме, так и в мнемоническом представлении в виде карты склада с отображением реальной топологии размещения материалов.

Пример АРМ управления складом

Учет материалов и энергоресурсов на этапе производства

Система осуществляет непрерывное отслеживание изменений состояния ресурсов путем фиксации всех производственных операций перемещения, регистрации фактов подачи в производство, его завершения, складирования и отгрузки продукции. Информация о расходе материалов в процессе производства поступает в Систему из АСУ ТП агрегатов и отражается в технологических паспортах нагрева, прокатки, порезки и т.п.

Пример отражения количественного учета материалов в рапорте производства с автоматическим контролем соответствия фактических и учтенных значений

Пример АРМа учета прокатных валков

Пример отчета о состоянии растворов травильного агрегата

Модуль оперативного планирования (ODS)

Обеспечивает оперативное производственное планирование, диспетчеризацию, составление и оптимизацию производственных программ для агрегатов подразделения. Процесс осуществляется на основе заказов, поступивших из системы управления ресурсами предприятия, или заявок, введенных диспетчерами цеха. Слежение за выполнением и актуализация производственных программ для агрегатов производится в режиме близком к реальному времени. Интерфейс модуля позволяет гибко настраивать параметры оптимизации исходя из текущих приоритетов. Помимо стандартных параметров в задачу оптимизации могут быть включены дополнительные условия заказчика (улучшение загрузки вагонов, минимизация расходных коэффициентов, минимизация транспортных операций и т.д.). Исходя из полученных расписаний, модуль автоматически формирует заявки на материалы и комплектующие с учетом данных о наличии из Модуля контроля состояния ресурсов (RAS).

Работа с портфелем заказов

Расчет параметров подката

Формирование монтажных партий

Работа с монтажами

Модуль диспетчеризации производства (DPU)

Модуль предоставляет средства для интерактивного мониторинга и управления сформированными производственными расписаниями. Средства модуля позволяют осуществлять тонкую настройку производственных графиков и отслеживать поток продукции, оперативно реагируя на любые изменения, отклонения от плана или нештатные ситуации.

Модуль управления производственными процессами (PM)

Осуществляет регламентацию технологических режимов производства. Модуль содержит полный объем технологической нормативной информации и параметров контроля качества продукции. На основании этих данных он формирует и передает в системы управления агрегатами задания для каждой позиции производственной программы. В зависимости от системы-клиента задания могут передаваться в виде значений технологических параметров или конкретных настроек оборудования (уставок). Параллельно производится передача в Модуль управления качеством (QM) соответствующих контрольных параметров.

Окно модуля управления нормативно-справочной информацией.
Технологические карты

Модуль сбора и хранения данных (DCA)

Модуль осуществляет сбор значимых оперативных данных, поступающих из систем управления технологическими процессами, а также вводимых операторами. Информация проходит необходимые преобразования (перевод в привычные для пользователей величины, усреднение, нормализация и т.п.) и вносится в паспорта технологических операций с привязкой к конкретной единице продукции (партия, рулон, пачка), времени обработки и событию.

Модуль содержит запатентованную методику технологического протоколирования при производстве длинномерной продукции («Способ оптимизации производства проката» патенты Российской Федерации №2207204; США US 7,354,492; Китая №ZL03810138.6; Ю.Кореи №818151; Румынии №122342; Казахстана №17861; Украины №74980; Республики Беларусь №11383).

Сущность данного решения заключается в виртуальном разбиении заготовки на определенное количество равных отрезков и привязки к ним полученных измерений технологических параметров. В результате обеспечивается возможность сопоставления данных по всем этапам обработки продукции вне зависимости от изменения ее геометрии в ходе прокатки, соответственно, для каждого отрезка могут быть получены адекватные математические модели для расчета механических свойств статистическим методом.

Иллюстрация принципа протоколирования параметров производства длинномерной продукции и сопоставление параметров различных этапов обработки

Технологический паспорт единицы продукции

Модуль управления качеством (QM) и модуль информационного управления лабораториями (LIMS)

Модуль QM осуществляет мониторинг и контроль исполнения технологии и качества. Данные процедуры могут осуществляться в полностью автоматическом или автоматизированном режиме на основании сравнения нормативных значений из модуля MD и фактических параметров производственного процесса и продукции. Результаты контроля качества могут быть получены из Лабораторных информационных систем (LIMS) или введены вручную в специализированных интерфейсах модуля. Поддерживается возможность проведения контрольных мероприятий по индивидуальным требованиям заказчиков, привязанным к конкретным единицам продукции через спецификации заказов.

Модуль LIMS осуществляет управление процессами контроля химического состава сырья и продукции, механических свойств, микроструктуры и других параметров качества продукции. Модуль автоматизирует сбор и обработку информации по испытаниям – процессы составления заявок на испытания, контроля их выполнения, сопутствующий документооборот. Модуль позволяет значительно повысить оперативность и точность контроля за счет тесной интеграции контрольных лабораторий в информационную структуру производства, что особенного важно в условиях крупнотоннажного непрерывного производства прокатных цехов. Функционал модуля включает средства статистического анализа работы измерительных систем по методологии MSA, которые значительно снижают вероятность выпуска некачественной продукции вследствие ошибок в измерениях и облегчают процессы метрологической аккредитации лабораторий.

Контроль соблюдения технологии

В случае достаточного уровня оснащения производства средствами АСУ ТП, модуль способен обеспечить автоматический контроль исполнения технологии путем сравнения технологических карт и показаний АСУ ТП. Собранные данные подвергаются необходимой обработке (нормализации и усреднению) и используются для контроля качества статистическими методами. Предусмотрен попартийный или поштучный методы контроля, а также контроль по всей длине или плоскости каждой единицы продукции.

Пример технологического паспорта рулона с результатами контроля параметров технологического процесса

Визуальный контроль качества

В случае присутствия в производственном процессе операций визуального контроля качества они осуществляются с помощью специализированных АРМ, позволяющих вносить данные об обнаруженных дефектах и назначать необходимые действия, например доработку или отбраковку.

Инструментальный контроль качества и аттестация продукции

Контроль качества осуществляется на основании спецификаций и нормативов, полученных из модуля MD. Он может проводиться как по базовым спецификациям, так и с учетом особых требований заказчика.

Пример АРМ контроля качества и аттестации продукции

Рапорт производства АНГЦ с индикацией результатов автоматической аттестации продукции на основании измерения свойств магнитным методом (установка ИМПОК)

Анализ стабильности технологических процессов (SPC)

Модуль содержит средства статистического контроля процессов (SPC). Их применение позволяет проводить оценку стабильности параметров технологических процессов и качества продукции, что обеспечивает широкие возможности для оценки эффективности работы производственных подразделений с точки зрения стабильности технологии и качества. Методика позволяет выявлять «узкие места» технологического процесса, принимать своевременные или даже опережающие корректирующие меры и контролировать их исполнение. Другой важной функцией подсистемы является анализ технологических режимов, выявление тенденций и корреляций с целью оптимизации существующих и разработки новых технологий.

Пример результатов анализа параметров качества по методике SPC

Анализ измерительных систем (MSA)

Модуль LIMS содержит встроенные средства анализа измерительных систем – Measurement Systems Analysis (МSА). Они значительно повышают эффективность управления качеством за счет контроля адекватности измерений, являющихся основой регулирования технологического процесса. Подсистема MSA обеспечивает сбор исходных данных и ввод параметров контроля с помощью типовых форм, автоматизированный расчет показателей качества измерительного процесса (повторяемость, погрешность, внутрилабораторная прецизионность и т.д.), вывод результатов в табличной или графической форме.

Анализ измерительных систем (MSA). Результаты анализа

Модуль управление документами (DOC)

Обеспечивает централизованное управление документацией, сопровождающей технологический процесс. Средствами модуля поддерживаются процессы формирования необходимых форм электронных документов и создание на их основе печатных форм для получения твердых копий. Модуль позволяет формализовать процесс производственного документооборота и централизовать изменение содержания и форматов документов. Быстрый поиск необходимых документов обеспечивают встроенные средства архивного хранения и управления производственным документооборотом.

Примеры формирования различных документов

Пример формирования документации с поддержкой двух языков

Модуль отслеживания генеалогии продукции (PTG)

Контролирует состояние и местоположение заказов в режиме близком к реальному времени на основе данных о результатах проведения транспортных и технологических операций, а также результатах контроля качества и аттестации продукции. Модуль поддерживает функции сортировки и переназначения продукции с учетом фактических параметров, результатов контроля качества и других факторов.

Пример автоматически сформированной истории рулона

Пример автоматически сформированной печатной формы ярлыка

Модуль анализа производительности (PA)

Осуществляет непрерывный анализ параметров эффективности производственной деятельности. В интерфейсе модуля отражаются ключевые параметры производственного процесса (производительность, объем производства, выход годного, использования ресурсов, время цикла для единицы продукции и т.д.). Состав параметров формируется индивидуально в зависимости от специфики производства и требований заказчиков. Значения показателей могут быть отображены в сравнении с плановыми и теоретическими значениями. Кроме того, модуль систематизирует и представляет консолидированную отчетность по важнейшим параметрам технологического процесса, например, наличие сырья и готовой продукции на складах или результаты статистического контроля качества (SPC).

График текущей производительности в окне мониторинга технологического процесса

Примеры форм анализа производительности

Модуль управления персоналом (LM)

Отслеживает и контролирует сертификацию и права работников на выполнение производственных операций. Предоставляет в смежные модули данные для персонификации выполненных операций и назначения ответственных. Оценивает эффективность труда работников или их групп (смена, бригада) по основным показателям производственного процесса – производительность, качество, простои и т.д.

Пример перехода АРМ в режим просмотра при отсутствии у пользователя прав на редактирование информации

Пример бригадного учета производства для расчета и распределения премиального фонда

Модуль нормативно-справочного сопровождения (MD)

Модуль предназначен для создания единой системы нормативно-справочной информации, а также единого регламента и технологической среды доступа к ней. Потенциал модуля позволяет в случае необходимости расширить область ее применения до масштабов корпоративной системы управления НСИ.

Система управления НСИ. Классификатор дефектов

Модуль управления НСИ. Нормативы производительности нагревательной печи

Модуль технологического анализа (TA)

Предназначен для проведения глубокого анализа технологических данных с целью совершенствования технологии, поиска и устранения причин возникновения брака, а также формирования нестандартной отчетности. Содержит специализированные интерфейсы для получения произвольных выборок из массива технологических данных и свойств продукции с последующим созданием на их основе произвольных отчетов за любой период времени. Модуль является незаменимым инструментом для технологических и исследовательских служб предприятия.

Сервис формирования произвольной отчетности – «свободного поиска»

Примеры аналитических сервисов модуля

Интеграционная платформа

Платформа A’UniPlat. специально создана для работы в условия разветвленной информационной структуры. Решение обладает следующими основными характеристиками:

  • не зависит от типа СУБД источника данных;
  • имеет интерактивные средства для конфигурирования и настройки;
  • обеспечивает параллельную работу с несколькими источниками данных;
  • обеспечивает мониторинг и протоколирование работы служебных процессов;
  • имеет средства диагностики и возобновления работы в случае аварийного прекращения связи;
  • имеет систему оповещения администратора о возникших проблемах;
  • имеет средства регулирования загрузки сетевого трафика;
  • имеет опциональный пакетный режим работы для первоначальной загрузки больших объемов данных (из файлов).

АРМ конфигурирования интеграционной платформы

Взаимодействие со смежными информационными системами 3-го и 4-го уровней

Взаимодействие с системами управления бизнес-процессами предприятия заключается в импорте заказов, производственного плана, спецификаций, других исходных данных и последующем экспорте отчетности, преобразованной в совместимые форматы. Отчетность включает данные об израсходованных материально-технических ресурсах, отгрузке продукции, загрузке производственных мощностей, качестве продукции. Использование данной информации позволяет значительно повысить общую эффективность управления предприятием.

АРМ управления обменом данных с ERP

Взаимодействие с автоматизированными системами 1-го и 2-го уровней

Средствами универсальной интеграционной платформы реализуется тесная интеграция с системами АСУ ТП агрегатов. В состав Системы входят удобные средства настройки и контроля взаимного обмена данными с уровнем АСУ ТП, а также средства автоматической диагностики этих процессов.

Монитор диагностики репликаций

Монитор ошибок

Яндекс.Метрика