Повна інтеграція виробництва – головний виклик фармацевтичної галузі в досягненні високої операційної ефективності
Як відомо, фармацевтична галузь є однією з найбільш автоматизованих у промисловості України. Високі вимоги, що висуваються до продуктивності виробництва та якості продукції, жорсткі технологічні стандарти, глобальна конкуренція – все це разом обумовлює високий рівень інвестицій в сучасні автоматизовані лінії та машини.
Зазвичай в Україну ці технологічні лінії та машини імпортують з європейських країн й вони надходять на українські підприємства вже в автоматизованому вигляді. Разом з тим це не усуває, а натомість створює нові виклики для операційної ефективності. Якщо у вас десятки різних машин та ліній, як зрозуміти та побачити загальну картину по підприємству? Яка з ліній простоює і чому? В якої кращі показники продуктивності? В чому причини відхилення від технологічних регламентів окремо взятої установки і як їх попередити?
Відповідь на більшість подібних питань полягає у впровадженні на підприємстві автоматизованої системи обліку та керування виробничими ключовими показниками ефективності (КПЕ), які часто є підсистемами
більш високорівневих систем управління виробництвом (MES) або системами диспетчеризації виробництва. Головним КПЕ в подібних системах у фармацевтичній галузі вважають загальну ефективність обладнання
(ЗЕО; англ. ОЕЕ). ЗЕО безпосередньо пов’язана з фінансово-економічними показниками підприємства, як
собівартість та прибуток, тому є одним з головних КПЕ для технічних директорів та головних інженерів підприємства.
Але для того, щоб визначити достовірні показники ЗЕО щодо окремих машин, ліній та всього виробництва, система збору та відображення КПЕ має працювати в автоматичному режимі. Згідно з результатами дослідження, проведеного Асоціацією підприємств промислової автоматизації України (АППАУ) в 2019 р., низький рівень впровадження подібних автоматизованих систем обліку та керування КПЕ є головною причиною низької достовірності КПЕ й відповідних втрат в промисловості України.
Отже, для досягнення високої операційної ефективності підприємству недостатньо закупити імпортні лінії та провести базову автоматизацію. Недостатньо й мати окремі виробничі модулі ERP, тим більше, якщо дані в них вводяться ручним методом.
Необхідна повна інтеграція низової автоматики з рівнем управління всім підприємством й саме це є одним з головних викликів промисловості в епоху Індустрії 4.0. Завдяки повній інтеграції виробництва не тільки досягається висока операційна ефективність, а й на підприємстві забезпечується такий рівень гнучкості та своєчасної реакції на постійні ринкові зміни, які так необхідні в нинішні часи. Фармацевтичне підприємство «Юрія-Фарм» ще в кінці 2018 р. обрало стратегію повної інтеграції.
Контекст проєкту
Системи оперативного диспетчерського управління виробництвом знаходяться у фокусі уваги керівників
вже більше 20 років, але попри стабільний інтерес, вони не надто розповсюджені в Україні. Причинами цього є складність систем (за умови повної реалізації функціоналу), їхня висока вартість, а також недоступність на локальному ринку відповідної сервісної підтримки. Виробники прагнуть встановлення більш повних і сучасних систем управління підприємством (Manufacturing Operation Management – МОМ), здатних здійснювати не тільки оперативно-диспетчерський контроль стану виробництва, але й забезпечувати виконання функцій контролю якості, складських запасів, планування виробництва, технічного обслуговування тощо.
Головною мотивацією керівників «Юрія-Фарм» були такі ділянки підприємства:
• Відсутність повного оперативно-диспетчерського контролю в реальному часі унеможливлювала швидку реакцію на зупинки та зміни у виробництві.
• Необхідність налагодити постійні процеси підвищення ефективності виробництва через досягнення
планової продуктивності виробничих ліній, максимально зменшити кількість та тривалість простоїв та підвищити якість продукції при мінімізації кількості браку.
• При великій кількості різноманітних ліній та машин важко було розібратись у деталях і причинно-
наслідкових зв’язках збоїв роботи обладнання та відхилень у технологічних режимах.
• При розгляді та обробці даних з виробництва значну роль відігравав так званий людський фактор – чимало даних оператори вводили вручну.
• В результаті різні служби по-різному трактували отриману інформацію, й відповідно не було довіри до
достовірності цих даних. Це, своєю чергою, не сприяло командній роботі над покращенням КПЕ.
Як було зазначено вище, системи, подібні до АСОДУ (автоматизовані системи оперативно-диспетчерського управління, як low-end сегмент у категорії МОМ-систем), давно відомі на ринку. Водночас якість цих систем далеко не завжди задовольняє замовника. Наприклад, на підприємстві «Юрія-Фарм» низова автоматика включає велику кількість контролерів від різних виробників – Siemens, Vipa, Omron, Owen та ін. Проблема полягала у тому, що логіка цих контролерів вирішує завдання тільки безпосереднього керування машиною. Розробники машин не передбачали, що дані про роботу основних вузлів, параметри продуктивності, помилки системи та інше будуть комусь необхідні. Тому головне завдання полягало у виділенні корисної інформації та тлумаченні існуючих даних. Наприклад, замовник поставив завдання, щоб причини простоїв визначались автоматичним способом. Але як це зробити, коли система керування машиною генерує масу непрозорих помилок, які важко інтерпретувати?
Підсумовуючи, зазначимо, що постановка завдань на «Юрія-Фарм» була досить класичною з точки зору впровадження оперативно-диспетчерського контролю як головного функціоналу сучасних МОМ-систем. Водночас різноманітність низової автоматики та мереж і обмежена доступність локального персоналу
були суттєвими додатковими труднощами для підрядника, компанії «Індасофт-Україна», в реалізації цього проєкту.
Рішення та хід виконання проєкту
Запропонована МОМ-система є типовим рішенням українського інтегратора ОТ-ІТ «Індасофт-Україна» для
промислових підприємств. Вона ѓрунтується на власних розробках та програмно-апаратному забезпеченні від компанії GE Digital, одного зі світових лідерів промислової автоматизації та ІТ.
Система призначена для підвищення ефективності виробництва підприємства, використання обладнання, зростання його продуктивності, якості продукції, зменшення часу простоїв і зниження матеріальних втрат, поліпшення прозорості, оперативності та якості прийнятих рішень. Ця мета досягається за рахунок підвищення ефективності технологічних та виробничих процесів підприємства, переходу від ручного до автоматизованого режиму відстеження роботи обладнання і персоналу в реальному часі та подальшого вивчення причинно-наслідкової аналітичної інформації стану КПЕ з наданням відповідних рекомендацій
управлінцям.
З метою реалізації пілотного проєкту рішення щодо впровадження системи МОМ було прийнято для дільниці заводу «Юрія-Фарм» в м. Черкаси, яка включала дві виробничі лінії з випуску лікарських засобів:
1. у скляних пляшках;
2. в ампулах.
Після проведення аудиту та уточнення технічного завдання було визначено п'ять головних цілей проєкту:
• Впровадити на виробництві повноцінну систему диспетчеризації та розрахунку і контролю OEE в реальному часі.
• Відстежувати в реальному часі простої, втрати продуктивності і матеріалів, порушення специфікацій продукції. Забезпечити при цьому доступ усього персоналу підприємства до оперативної інформації.
• Автоматично відслідковувати важливі виробничі події за сигналами від систем автоматики.
• Отримувати замовлення на виробництво продукції з ERP і відслідковувати процес випуску окремих партій та продуктів в автоматичному режимі.
• Забезпечити відображення даних щодо ефективності використання обладнання через розрахунок OEE
в інтрамережі підприємства з доступом через браузери та мобільні додатки.
Перший рівень – рівень локального управління та автоматизації технологічних ділянок підприємства. В межах проєкту на цьому рівні вирішували питання щодо збору даних з найбільш важливого обладнання цих
локальних систем автоматизації до верхніх рівнів керування в реальному часі.
Другий рівень – рівень диспетчерського керування, що ѓрунтується на програмно-апаратних засобах техно-
логічного сервера історії та комп’ютері диспетчерського АРМ. Третій рівень – рівень аналітики, базується на аналітичному сервері та засобах тонких клієнтів, які залучені до виконання завдань з відображення і аналізу виробничих даних та відповідають за ефективність технологічних процесів. Особливості технічної реалізації
від компанії «Індасофт-Україна»
1. Можливість швидкої, повної та самостійної інтеграції всіх пристроїв низової автоматики. «Зоопарки» (дуже різна низова автоматика), труднощі обслуговування різноманітних контролерів та пристроїв, а також проблеми інтеграції в єдину систему керування – традиційна проблема українських підприємств, яка була і в компанії «Юрія-Фарм». Задяки імплементації комплексного 3-елементного рішення замовник отримав значні переваги в продуктивності, гнучкості у розширенні та зручності користування.
2. Високоефективна база даних, що повністю відповідає вимогам МОМ. Рішення для підприємства «Юрія-Фарм» – це використання програмного забезпечення Proficy Historian. Це програмне забезпечення – історичний архів даних реального часу, воно виступає справжньою інтеграційною платформою і одночасно інструментом для розрахунку поточних КПЕ та їхніх складових.
3. Сучасна SCADA-система як надійна основа оперативного керування виробництвом МОМ. На заводі
«Юрія-Фарм» робоче місце диспетчера було розроблено за допомогою клієнтського програмного забезпечення SCADA/HMI Proficy iFIX, що дозволило швидко створити зручний у використанні та ефективний інструмент оперативного управління виробництвом.
