Добавлено описание АСУТП на предприятии "Савушкин продукт"

chapter_3.tex

@@ -4,6 +4,98 @@ \section{Общее описание}
 
 Важную роль играют все участники процесса: пользователи - люди (операторы, мастера, начальники цеха и т.п.); устройства - датчики и исполнительные механизмы (температурные датчики, насосы, клапана и т.п.); механизированные системы - конвейерные системы, агрегаты; роботизированные системы - шарнирные роботы, дельта-роботы, манипуляторы; так и программные системы - SCADA, MES, ERP. Их взаимодействие обеспечивает достижение поставленной цели, устранение и предотвращение внештатных ситуаций. Причем важное влияние имеют как количественные показатели (количество операторов, устройств, агрегатов, панелей управления и т.п.), так и качество (качество устройств, квалификация операторов, качество программных систем и т.п.). В системах управления также важным является такой параметр, как скорость принятия решений - оперативное внесение изменений для выполнения поставленных планов. Онтологическое описание позволяет получить общее описание, понятное всем данным участникам процесса.
 
+\section{Анализ развития средств автоматизации производства предприятия ОАО
+«Савушкин продукт»}
+
+В конце 90-х на предприятии было принято решение разрабатывать своими силами
+платформу системы, которая в дальнейшем позволяла бы реализовать не только
+промышленные проекты автоматизированных систем управления технологическими
+процессами (АСУТП), но и решать бухгалтерские, складские и т.п. задачи. В
+разрабатываемой SCADA-системе (Supervisory Control And Data Acquisition —
+диспетчерское управление и сбор данных), названной \textbf{EasyServer}, первым
+был реализован проект по контролю температур в технологических ёмкостях (танках)
+аппаратного цеха. После его успешного запуска и получения подтверждения
+эффективности принятых решений, были реализованы проекты по автоматизации
+моечной станции, цеха приёмки молока, цеха сгущения.
+
+В ходе развития системы уровень автоматизации постоянно повышался. На начальном
+этапе охватывался только сбор и протоколирование данных с датчиков (температура,
+давление и т.д.). На последующем этапе появился уровень управления
+технологическими операциями и техническими устройствами. В настоящее время
+реализуется уровень рецептурного (партионного) производства.
+
+Для разработки проектов используется также кроме \textbf{EasyServer} среда
+разработки \textbf{CODESYS} от компании 3S-Smart Software Solutions для
+контроллеров \textbf{WAGO}. Она бесплатна, позволяет использовать инженерные
+языки для программируемых логических контроллеров (IEC 61131-3) – IL, LD, FBD,
+SFC, ST. Такой подход используется для разработки относительно простых
+автономных проектов (например, посты приёмки молока) инженером по автоматизации
+без привлечения инженера-программиста. Реализованные проекты интегрируются в
+систему за счёт использования открытого протокола обмена MODBUS TCP. Для
+эффективной организации работы цеха требуется решение задач организации
+взаимодействия между отдельными проектами. Однако нет универсального подхода – в
+одних проектах используется MODBUS TCP, в других – дополнительный контроллер в
+качестве коммуникационного шлюза. Кроме того, используются физические соединения
+для обмена сигналами. Всё это дополнительно усложняет систему.
+
+Использование собственной разработки (как проектов, так и системы в целом)
+обладает следующими достоинствами:
+\begin{itemize}
+    \item Высокая скорость разработки новых проектов. Вся накопленная при
+    разработке функциональность становится частью системы. В настоящее время
+    типовой проект можно разработать силами буквально одного инженера по
+    автоматизации в течение нескольких часов, что позволило реализовать уже
+    более 200 проектов;
+    \item Относительная дешевизна разработанной SCADA-системы
+    \textbf{EasyServer}. Несмотря на содержание штата квалифицированных
+    разработчиков, затраты на неё оказались гораздо ниже, чем при использовании
+    сторонних решений;
+    \item Обширный функционал собственной системы. Возможности системы
+    сопоставимы с коммерческими аналогами (Simatic Step 7 + Simatic WinCC) за
+    счёт тесной связи с реальным производством.
+\end{itemize}
+
+Существуют следующие недостатки текущего варианта системы автоматизации
+производства:
+\begin{itemize}
+    \item Представление данных реализовано в форме простых отчётов. На этапе
+    запуска первых проектов отчёты были реализованы в виде отдельных приложений
+    на Delphi, данные из таблиц через BDE от сервера проекта экспортировались в
+    MS Excel. На текущий момент принято решение организовать обработку данных (и
+    формирование отчётов в том числе) на более высоком уровне, а на уровне АСУТП
+    оставить только базовые отчёты о работе проектов. Поэтому открыт вопрос о
+    платформе верхнего уровня (уровень предприятия в целом – ERP) для решения
+    отчётных задач;
+    \item Так как приоритетом является скорость разработки и модификации, имеет
+    место низкий уровень документации как системы в целом, так и отдельных
+    проектов. В связи с этим требуются решения, в которых документация
+    становится частью проектируемой системы. В настоящее время описание
+    функциональной схемы автоматизации, электрической части и спецификации
+    проекта реализовано в CAD Eplan. Описание технологической части также
+    выполняется с помощью CAD Eplan, но хранится отдельно в виде сценариев на
+    языке \textbf{Lua}. Описание отдельных устройств (частотные преобразователи,
+    клапаны) хранится в формате PDF и поступает от их производителей;
+    \item Ограниченное время на тестирование и отладку. Поэтому востребованы
+    модули диагностики и самодиагностики для проектов;
+    \item Для успешного освоения рынка необходимо привести организацию
+    производства на предприятии «Савушкин продукт» в соответствие с
+    международными стандартами (в частности, со стандартом \textbf{ISA-88}).
+    Однако стандарты могут являться и сдерживающим фактором – они громоздки,
+    есть сложности с их толкованием, их внедрение может требовать неоправданно
+    больших затрат. Поэтому для реализации процесса приведения предприятия в
+    соответствие с международными стандартами необходимо использовать более
+    гибкую организацию самого производства с учётом эволюции самого стандарта.
+\end{itemize}
+
+Растёт охват предприятия автоматизацией. Теперь это уже не только отдельные
+цехи, но и всё предприятие в целом. Поэтому востребованы системы управления не
+на уровне «оператор» – «мнемокарта техпроцесса» – «отдельный техпроцесс», а
+«диспетчер производственной логистики» – «интеллектуальный веб-интерфейс» –
+«завод в целом». Роботизация производства – необходимый элемент развития
+современного предприятия. Поэтому нужны решения, позволяющие интегрировать и
+реализовывать новые проекты роботизации производственных процессов и переходу к
+безлюдному производству.
+
 \section{Формализация стандарта ISA-88}
 
 В системах управления знаниями с целью решения задач в проблемной области в соответствии с онтологическим подходом строится концептуальная модель этой проблемной области – предметная область [Голенков, 2013]. Для работы с ней строятся её спецификации – онтологии различного вида [Давыденко и др., 2016; Ивашенко, 2011], которые могут рассматриваться в качестве многократно используемых компонентов [Ивашенко, 2011; Голенков, 2013]. Онтологии, которые являются результатом согласования нескольких участников их разработки в рамках предприятия, могут быть отнесены к стандартам систем управления знаниями этого предприятия.