Интрегрированная система автоматизации производства

СОДЕРЖАНИЕ

 

1.ОБЩАЯ СХЕМА ИНТЕГРИРОВАННОЙ  СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИПРОИЗВОДСТВА  И ЕЕ ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ......................................................................................................3

1.2.Основные компоненты............................................................................5

1.3.Аппаратные средства интеграции..........................................................5

1.4.Программные средства интеграции.......................................................6

1.5.Коммуникационные средства интеграции............................................6

2.ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИФРОВОГО  ИНТЕРФЕЙСА ПЕРЕДАЧИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ  ДАННЫХ PLANLINK В ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ РУЛОННОЙ ПЕЧАТЬЮ PECOM.........................8

3.АРХИТЕКТУРА ОТРАСЛЕВОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИЧТЕМЫ HIFLEX. АДМИНИСТРАТИВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ....................................................................................................10

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.....................................................................................17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.ОБЩАЯ СХЕМА ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИПРОИЗВОДСТВА И ЕЕ ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

 

Общая структурная схема современной  системы автоматизированного управления производством представлена на рис.1. Нижний уровень системы составляют датчики, устройства измерения технологических параметров, приводы и исполнительные устройства, установленные на технологическом оборудовании и предназначены для сбора первичной информации и реализации исполнительных воздействий. Этот уровень называют уровнем ввода-вывода (I/O) или полевым(Field) уровнем. Устройства полевого уровня могут быть интеллектуальными, в этом случае обмен информацией с ними может осуществляться непосредственно по сети передачи данных.

 

Рис.1. Структура современной промышленной системы автоматизированного управления производством

Следующий уровень системы - программируемые  контроллеры. Они выполняют функцию  непосредственного автоматического  управления технологическими процессами. Управление исполнительными механизмами осуществляется по определённым алгоритмам путём обработки данных о состоянии технологических параметров, полученных посредством измерительных приборов. Этот уровень получил наименование уровня непосредственного управления(Control).

Серверы технологических данных и автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов технологического оборудования образуют так называемую SCADA-систему, верхний уровень АСУТП.

SCADA - аббревиатура от английского Supervisory Control  and Data Acquisition, что переводится как "сбор данных и диспетчерское управление" . Серверы обеспечивают работу SCADA - системы, поддерживая протокол обмена данными с технологическими устройствами (контроллерами, интеллектуальными датчиками и исполнительными механизмами) и протокол работы с сетью персональных компьютеров. Основными функциями SCADA-систем являются:

• сбор, первичная обработка и накопление информации о параметрах технологического процесса и состоянии оборудования от промышленных контроллеров и других цифровых устройств, непосредственно связанных с технологическим оборудованием;
• отображение информации о текущих параметрах технологического процесса на экранах АРМ операторов и технического персонала в виде графических мнемосхем;
• отображение графиков текущих значений технологических параметров в реальном времени за заданный интервал;
• операторское управление технологическим процессом;
• обнаружение критических (аварийных) ситуаций;
• вывод на экраны АРМ операторов технологических и аварийных сообщений;
• архивирование истории изменения параметров технологического процесса;
• предоставление данных о параметрах технологического процесса для их использования в системах управления предприятием.

Выше АСУТП различных технологических  комплексов предприятия в иерархии системы управления расположены:

• система организации производства MES (Manufacturing Execution System). Эта система выполняет упорядоченную обработку информации о ходе изготовления продукции в различных цехах предприятия, обеспечивает управление качеством и предоставляет в реальном времени необходимую информацию для следующих уровней предприятием;
• системы материально-производственного планирования MRP (Manufacturing Resource Planning) и планирования производственных ресурсов предприятия ERP (Enterprise Resource Planning). В России системы этого уровня известны под названием АСУП (автоматизированные системы управления предприятием). Они предназначены для автоматизации планирования производства и финансовой деятельности, снабжения и продаж, анализа, прогнозирования и т.д.

  

1.2. Основные компоненты

 

1.3. Аппаратные средства интеграции

Аппаратные средства для интеграционных серверов (промышленные компьютеры и контроллеры) отвечают требованиям повышенной надежности и устойчивости для промышленных условий эксплуатации. Такие требования, как открытая стандартная архитектура, аппаратная масштабируемость, горячая замена коммуникационных модулей, резервирование являются также особенностями этих аппаратных средств. Всем перечисленным требованиям на сегодняшний день удовлетворяют две основные аппаратные платформы: VME и Compact PCI.

Интеллектуальные средства низовой автоматики, имеют помимо встроенных сервисов первичной обработки и WEB-серверы для удаленной диагностики и отладки.

 

1.4. Программные средства интеграции

Основные программные  средства интеграции:

• SCADA-системы, предназначенные для создания АРМ специалистов. Они имеют поддержку стандартных протоколов обмена (OPC, SQL, DDE, OLE DB) как с технологическими системами АСУТП, так и с бизнес-приложениями;
• базы данных реального времени, служащие основой создания оперативно-технологических серверов АСУТП, которые, в свою очередь, являются источниками данных для бизнес-приложений уровня предприятия;
• cистемы управления производством (MES-системы), обеспечивающие регулирование процесса движения материалов от сырья до конечного продукта;
• cистемы управления основными фондами (EAM-системы), поддерживающие в рабочем состоянии производственное оборудование.

 

1.5. Коммуникационные средства интеграции

Основные коммуникационные средства интеграции:

• сеть Ethernet (Ethernet, Industrial Ethernet, Radio Ethernet) для связи оперативно-технологического сервера АСУТП, АРМ операторов цехов и участков, подсистем учета энергоресурсов, центральной диспетчерской и АСУ предприятия;
• промышленные сети (fieldbus) для организации связи интеллектуальных датчиков и механизмов, локальных (цеховых) подсистем автоматизации, оперативно-технологического сервера АСУТП. Основными прикладными протоколами являются Profibus, MODBUS, TCP/IP-MODBUS, Fieldbus Foundation.

Итак, ключевыми понятиями и технологиями для построения интегрированных систем являются следующие: отрытые стандартные аппаратные компоненты, WEB-технологии, стандартные межпрограммные интерфейсы и промышленные сети. Весь этот набор позволяет создавать решения для самого широкого круга прикладных задач. Для любой отрасли можно подобрать решение. Но всегда приходится помнить, что не существует единственно верного решения. Всегда есть выбор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.ХАРАКТЕРИСТИКА ЦИФРОВОГО ИНТЕРФЕЙСА ПЕРЕДАЧИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДАННЫХ PLANLINK В ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ РУЛОННОЙ ПЕЧАТЬЮ PECOM

 

PlanLink обеспечивает взаимодействие между PECOM Production Manager и системой страничного планирования PLANPAG.

 

Рис.2. Архитектура многоуровневой системы управления полиграфическим производством PECOM

 

Цель системы страничного планирования(PLANPAG), определить структурное содержимое каждой газетной страницы: где размещены  объявления, где картинки, а где тексты. Следующая задача системы -  оповещение оператора о возможности печати при данном расположении секций и какое количество цветов необходимо для печати каждой страницы. Чтобы сделать это, система должна знать, сколько цветов может быть использовано при печати на каждой станице и, где  какие взаимозависимости нужны ,чтобы продумать расположение станиц одна относительно другой. Собрав эту информацию, система PLANPAG связывается с печатной машиной через PlanLink. Сведения передаются по двум направлениям. Первое направление, то что производится ежедневно, т.е. передача сведений в систему PECOM, а именно: информация о количестве страниц, секциях, цветовых настройках и какие-либо заметки. От оператора в PECOM Production Manager требуется всего только указание пути,при этом его поддерживают описанные функции. В этом направлении передаются базовые технические характеристики. После этого система страничного планирования узнает, возможно ли реализовать печать.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. АРХИТЕКТУРА ОТРАСЛЕВОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИЧТЕМЫ HIFLEX. АДМИНИСТРАТИВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

 

HIFLEX является системой для типографий с распределенной структурой производства. Сбор информации осуществляется посредством формата JDF. HIFLEX  позволяет управлять работами в пределах крупной типографии. Структурная схема работы системы HIFLEXMIS представлена на рис.3.

Рис. 3. Структурная схема работы системы HIFLEXMIS

 

Система состоит из следующих модулей:

• калькуляции заказа;
• управления отношениями с клиентами;
• обработки заказа;
• расчета стоимостей (рассчитанная себестоимость, прямая себестоимость, статистика затрат);
• материального управления;
• финансов и заработной платы;
• управления документооборотом;
• производственного планирования;
• электронного технологического рабочего листа.

Модуль калькуляции заказа позволяет производить автоматический расчет конечной стоимости и себестоимости различных работ на допечатной, печатной и после печатной стадиях. Система включает изменяемые шаблоны типовых изделий и рекомендации по их производству. Имеется возможность учета комбинаций различных видов печати и после печатной обработки. Система автоматически создает схему потока производства с учетом технологических правил. Также модуль калькуляции включает логически построенные подсказки для пользователя с алгоритмами проверки возможностей технологического процесса. Обеспечивается доступ к прейскурантам и информации по изделиям от поставщиков бумаги и расходных материалов. Единый генератор документов автоматически передает данные в калькуляции заказа в MS Word или другую систему для работы с текстами.

Модуль управления отношениями с клиентами состоит из базы данных клиентов. Неограниченный объем дополнительных данных может быть сформирован для каждого контактного лица. Финансовая информация относительно каждого клиента содержит сроки оплаты, информацию по скидкам и другие специальные условия, информацию по кредиту или оценку возможного кредита. Кроме того, база данных содержит замечания по закупке оборудования, информацию для рекламного отдела, данные по конкурентам, историю заказов клиента с характеристиками наиболее часто заказываемых изделий. Автоматически формируемые отчеты дают точный обзор всех рыночных действий, связанных с этим клиентом. Система отчетов обеспечивает поддержку службы маркетинга и проводимых рыночных исследований.

В HIFLEX предусмотрена возможность  интеграции фактически любого стандартного программного обеспечения. Все существующие данные, касающиеся клиента или посредника, описания изделия, данные счета или состава изделия передаются в Word и затем автоматически форматируются согласно потребностям пользователя. Кроме того, рабочий лист или любые статистические данные или отчеты могут быть переданы в Excel. HIFLEX объединяет информацию, собирая ее из различных источников и сохраняя данные в центральном хранилище. Администрирование созданных документов выполняется в централизованном модуле документооборота.

Модуль производственного планирования служит для оптимизации загрузки оборудования и планирования сроков изготовления заказов. Модуль выполняет функции планировщика: получая данные от модуля калькуляции заказа, он выстраивает очередь выполнения заказов в соответствии с их параметрами (крайними сроком выполнения и приоритетами) и возможностям оборудования. Система основана на базе данных SQL, написана на языках программирования С+ и С++ и совместима с платформами Windows и Macintosh.

HIFKEXMIS (Management Information System — информационная система управления) — это высокотехнологичная, быстродействующая система, которая моделирует и поддерживает все бизнес-процессы, существующие в полиграфии. Это единственная в мире система, которая, кроме поддержки JDF-стандарта, сертифицирована по стандарту JDF организацией CIP4. Сегодня HIFLEX, пожалуй, самая функционально полная система управления, разработанная специально для полиграфической отрасли. Успех ее на Западе обусловлен тем, что этот программный продукт имеет гибкое ядро, позволяющее без доработок и переделок системы провести ее внедрение на любом предприятии независимо от его величины и спектра выпускаемой продукции. А это сокращает издержки на внедрение как времени, так и людских ресурсов. К тому же компания HIFLEX — лидер в области JDF-технологий. Производители полиграфического оборудования активно сотрудничают с этой компанией, создавая совместные проекты для реализации связи управленческой системы и оборудования.

Основная задача системы HIFLEX  - обеспечивать стабильную работу и взаимосвязь всех подразделений полиграфической компании внутри и взаимодействие с клиентами и поставщиками снаружи.

Система HIFLEX охватывает весь производственный цикл полиграфического предприятия: расчет калькуляции, подтверждение и учет заказов, резервирование и закупка материалов, работа с поставщиками и клиентами, планирование производства, учет хранения и доставки готовой продукции, хранение архива документооборота, складской учет и модуль электронного бизнеса: прием заказов при помощи Интернета и возможность отслеживания для клиентов стадий готовности продукции. Кроме того, в системе есть интерфейс ручного и автоматизированного сбора информации, полученной от полиграфического оборудования, и система статистической отчетности, которая позволяет анализировать деятельность предприятия.

Главная задача, решаемая в системах управления, — точный расчет плановой себестоимости, данные которого будут максимально приближены к фактическим затратам. И с этой задачей HIFLEX прекрасно справляется. Секрет прост: в HIFLEX используется экспертная система знаний и контроля технологических параметров оборудования и техпроцессов производства, позволяющая безошибочно и точно рассчитывать плановую себестоимость производимой продукции, для чего применяются механизмы контроля и поддержки принятия решения. Перенос экспертных знаний от людей-экспертов в индустриальную систему помогает ускорить процесс принятия решения и сократить количество ошибок.

При описании продукции в калькуляции  система HIFLEX использует исходную информацию, а именно вид изделия, указание варианта части продукции (полуфабриката), формат, красочность, вид и плотность бумаги. Далее система по этим данным выдает спуск полос с учетом специфики производства, тиража и оптимального варианта технологической цепочки .То есть уже на этапе описания продукции в рассмотрении участвуют все данные по технологии: технологические припуски, наличие или отсутствие шлейфов, размеры подрезки по корешку, если они присутствуют, схема фальцовки, если количество полос и вид изделия подразумевают фальцовку. Вся информация по спускам подбирается системой в зависимости от технических возможностей оборудования, установленного в типографии, и цепочка технологических процессов строится согласно этим данным. Таким образом, в системе исключаются возможные ошибки, связанные с технологическим процессом. После расчетов пользователь получает полный пооперационный перечень затрат на работы с разбивкой на приладки и на тираж, а также список необходимых для производства материалов.

Функции, предоставляемые пользователям  «калькулятором» системы HIFLEX, являются в своем роде уникальными: лишь немногие системы используют данные технологических возможностей оборудования в своих расчетах и это единственная автоматизированная система управления, представленная сегодня на рынке, с возможностью формирования спуска полос с учетом требований применяемых технологий. Данные по производственному процессу, включая все индивидуальные задачи, рассчитанные в модуле калькуляции, автоматически передаются модулю планирования, в котором рассчитываются сроки производства и возможные конфликты.

В процессе производства HIFLEX может принимать JMF-сообщения (обратная связь) непосредственно от машин. Они отображаются в режиме реального времени на производственном мониторе для всех машин, задействованных в сети, что обеспечивает персоналу, занимающемуся планированием, максимальный контроль над процессом производства заказов.

Для каждого производственного  этапа определяется самый ранний начальный и самый поздний конечный срок выполнения работы. В указанном диапазоне времени программа планирования распределяет работы с минутной точностью, благодаря чему достигается полная оптимизация печатного процесса. Фиксированные сроки могут указываться дополнительно. 

В качестве дополнительного, но весьма востребованного сервиса в систему включен модуль «Электронный бизнес» (eBusiness). Он представляет собой эффективный инструмент взаимодействия предприятия с клиентами и поставщиками при помощи Интернета. Благодаря eBusiness полиграфические компании могут оказывать широкий ряд услуг удаленно. eBusiness позволяет моделировать повторяющиеся функции — от обработки данных до обработки заказа или создания в онлайне PDF-файлов, контроля склада готовой продукции, данных о цветопробах и состояния производства. Помимо возможности заказывать дополнительные тиражи уже существующей продукции, система предлагает различные функции для размещения заказов на листовки, визитные карточки и т.п. в едином корпоративном дизайне с индивидуальной информацией и с контролем посредством просмотра итоговых PDF-файлов.

Предприятия, использующие систему HIFLEX, есть во всех областях полиграфического производства — коммерческая и периодическая печать, газеты, этикетки и упаковка. Пользователями системы HIFLEX могут быть и большой полиграфический комплекс, в котором число единиц оборудования превышает 100, и небольшая типография с одной-двумя печатными машинами и скромным набором отделочного оборудования

Помимо основной системы компания HIFLEX предлагает также дополнительные сервисы: HIFLEX Webshop и HIFLEX PrintSupport, позволяющие владельцам компаний осуществлять полный цикл производства заказа без прямого общения с заказчиком. Клиенты самостоятельно описывают свою продукцию, отправляют PDF-файлы, производят оплату доступными электронными средствами, например при помощи платежных систем VISA или MasterСard, и указывают адрес доставки. Все остальные организационные действия по размещению заказа в производстве и контролю необходимых факторов система выполняет автоматически. Таким образом, можно приобрести систему начального уровня, выполняющую только основные задачи, а можно и расширенный вариант, который фактически выведет предприятие на новый уровень бизнеса. Разумеется, вкладывая деньги в систему управления, любой руководитель задумывается, а принесут ли данные инвестиции результат. Не будут ли они напрасными? Или, может, выгоднее приобрести еще одну или даже несколько единиц оборудования? Рынок диктует нам свои условия. И если раньше наличие высокотехнологичного оборудования гарантировало успех, то сейчас рынок насыщен качественным и высокопродуктивным оборудованием. И успеха добивается тот, кто быстрее и точнее в своих оценках и способен заглянуть в будущее. Экономическая стоимость разного рода ошибок, возникающих в производстве из-за неучтенных технологических особенностей или неграмотного планирования и, как следствие, приводящих к браку, переделкам и срыву сроков, может выражаться серьезными цифрами. Система HIFLEX позволяет свести такие потери к минимуму. Таким образом, сэкономленные денежные средства будут оставаться в прибыли предприятия благодаря использованию системы автоматизации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.  Щербина Ю.В. Технические средства автоматизации: учеб. пособие. -М.: МГУП, 2008.

2. Коваленко А.Н. Управление рабочими потоками: учеб.пособие. - М.: МГУП, 2004.

3. Конспект лекций.

4. http:// www.hiflex.com

5. http://www.istragrafika.hr/preuzimanja/files/Pecom-commercial_ManRoland.pdf

5. http://www.manroland.com/com/pdf_en/com_en/expr_t_8_e.pdf