Aktuální vydání

celé číslo

07

2019

Řízení dopravy a budov

celé číslo

Novinky v softwaru firmy Wonderware

Novinky v softwaru firmy Wonderware

Na přelomu let 2006 a 2007 uvedla firma Wonderware na světový trh mnoho nových i inovovaných softwarových a hardwarových produktů pro vyspělé průmyslové řídicí a informační aplikace. Softwarový systém Wonderware Application Server založený na architektuře ArchestrA [1], [2] byl rozšířen o dva moduly: Equipment Operations Module pro zajištění správných výrobních parametrů a podrobného záznamu všech událostí při výrobě a Equipment Performance Module pro sledování a analýzu prostojů a celkové efektivity využití všech výrobních zařízení. Inovována také byla sada výkonných klientských analytických a reportních aplikací Wonderware ActiveFactory, určená pro analýzy technologických dat uložených v procesní historizační databázi Wonderware Industrial SQL Server. Dále je k dispozici nová verze softwaru Wonderware QI Analyst pro sledování a řízení kvality výrobních procesů (SPC). V oblasti hardwaru, kterou se bude zabývat příspěvek v dubnovém vydání časopisu Automa, uvádí firma Wonderware zcela nové počítače Wonderware Box PC a Wonderware Thin Client, modernizované průmyslové počítače s dotykovými ovládacími panely LCD (Wonderware Touch Panel PC) a přenosné tablety (Wonderware Tablet PC).

Equipment Operations Module 2.0

Základní charakteristika
Programový systém Equipment Operations Module (dále jen modul EOM) je rozšiřující funkční modul softwarového systému Wonderware Industrial Application Server. Navazuje na předchozí modul Production Events Module [2], ale má některé vylepšené i zcela nové funkce a možnosti. Modul EOM umožňuje konzistentně nastavovat a provozovat stroje a výrobní linky a detailně zaznamenává všechny důležité výrobní události, které mohou být dostupné až na úroveň jednotlivého výrobku.

Každou výrobní objednávku je možné přiřadit určenému výrobnímu zdroji nebo zařízení (např. výrobní jednotce nebo lince). Automaticky se zvolí potřebné parametry výrobních vzorců a výrobnímu zařízení jsou přiřazovány předepsané hodnoty (setpoint).

Během výroby jsou zaznamenávány podrobné informace o materiálech spotřebovaných při výrobě konkrétních výrobků, o používaných strojích a jejich obsluze a další související informace, které lze třídit podle výrobních lotů, dávek nebo i sériových čísel jednotlivých výrobků. Vzniknou tím tzv. rodokmeny výrobků, umožňující zpětně vysledovat výrobní historii výrobku od vstupních surovin až po finální výrobek.

Protože modul využívá model výrobní technologie definovaný v projektu Industrial Application Server, jsou informace vztaženy k příslušnému fyzickému zařízení zobrazenému v modelu výrobního závodu.

Správa výrobních vzorců
Equipment Operations Module obsahuje subsystém pro správu výrobních vzorců, který zajišťuje:

  • centrální ukládací místo pro řízení a správu informací o parametrech ve výrobních vzorcích pro dané výrobky,
  • konzistentní uplatnění a prosazení provozních směrnic a procedur pro přesnější nastavení zařízení podle zadaných parametrů výrobku,
  • automatické zavedení příslušných žádaných parametrů (setpoint) do řídicích systémů (PLC aj.),
  • možnost změny nastavení prováděných obsluhou v mezích jejích oprávnění,
  • uložení přesných záznamů o nastavených údajích.

Záznam výrobních událostí
Aby mohli výrobci zpětně vysledovat skutečné výrobní události, popř. rychle reagovat na nepředvídatelné události, jako je např. nutnost stažení výrobku z oběhu, vykonává modul EOM tyto činnosti:

  • v reálném čase automaticky zaznamenává a ukládá do databáze všechny definované výrobní události,
  • okamžitě zjišťuje odchylky od hodnot předepsaných pro spotřebu surovin, dále výrobu meziproduktových a dokončených sérií nebo dávek, přenos materiálů během operací, parametry výrobního zařízení během zpracování, přítomnost odpovědné obsluhy aj.,
  • s využitím struktury dat podle normy ISA-95 zpětně mapuje, kterými výrobními procesy a oblastmi výrobek prošel (rodokmen výrobku),
  • vytváří knihovnu opětovně použitelných šablon, které lze konfigurovat a replikovat pro rychlé použití v dalších aplikacích,
  • propojuje zaznamenané výrobní informace s obchodními procesy.

Hlavní přínosy
Programový systém Wonderware Equipment Operation Module pomáhá výrobcům nejen zajišťovat správné výrobní parametry, a tím i kvalitu a stejnorodost výroby, ale i splnit množství požadavků, které jsou dány novými nařízeními či směrnicemi pro ochranu veřejného zdraví a bezpečnosti (v potravinářském, farmaceutickém, chemickém a automobilovém průmyslu). Úplné záznamy o tom, jak byl výrobek skutečně vyroben, jsou uloženy v databázi a prostřednictvím přehledného reportního systému jsou v případě potřeby ihned k dispozici (obr. 1).

Obr. 1.

Obr. 1. Equipment Operations Module – různé možnosti reportních sestav pro analýzy skutečné výrobní historie všech výrobků (výrobní rodokmeny)

Aby se snížily náklady na integraci současného podnikového informačního systému do systému řízení výroby a podpořily se standardizační procesy, je pro strukturu výrobní databáze použita konvence označování názvů objektů a modelových struktur podle normy ISA-95 (Enterprise-Control System Integration).

Equipment Performance Module 1.0

Základní charakteristika
Programový systém Equipment Performance Module (dále jen modul EPM) je další rozšiřující funkční modul softwarového systému Wonderware Industrial Application Server. Při vývoji modulu EPM se vycházelo z funkcí předchozího produktu Wonderware DT Analyst [3], určeného rovněž pro sledování a analýzu prostojů a celkové efektivity výrobních zařízení (OEE).

Softwarová platforma ArchestrA, na kterou byl nyní Wonderware DT Analyst převeden, sjednocuje datový model, zrychluje konfiguraci systému a zefektivňuje jeho údržbu. K dispozici jsou nové typy vizualizačních objektů a reportních sestav pro rychlé a komfortní analýzy využívání výrobních zařízení, které poskytují možnost okamžitě reagovat na případné problémy, a zvýšit tak produktivitu výrobních technologií.

Minimalizace prostojů a dalších ztrát
Modul EPM umožňuje podrobně zaznamenávat a systematicky analyzovat veškeré prostoje, snížený výkon nebo kvalitu výroby na sledovaných výrobních strojích nebo linkách. Modul poskytuje přesné a včasné informace o chování výrobních zařízení – aniž je nutné upravovat programování řídicích systémů strojů (PLC aj.).

Obr. 2.

Obr. 2. Equipment Performance Module – ukázka názorného zobrazení aktuálních i historických hodnot o efektivitě využití konkrétních výrobních zařízení (OEE)

Grafická zobrazení a ovládací prvky pro správu a rozbor kritických událostí (pareto grafy) a ostatní diagramy a reportní sestavy dávají jasný přehled o tom, jaké jsou nejčastější typy prostojů nebo sníženého výkonu a kvality na jednotlivých výrobních zařízeních (obr. 2).

Vzhledem k převážně automatizovanému sběru dat přímo z řídicích systémů lze podchytit i relativně krátké prostoje nebo snížení výkonu, které se běžně neevidují. Díky informacím, které jsou poskytovány vizualizačními systémy v reálném čase, mohou operátoři ihned reagovat na nepříznivé události v provozu výrobních zařízení, popř. mohou i sami zadávat vlastní komentáře ke vzniklým problémům pro usnadnění pozdější analýzy. To umožňuje řídícím pracovníkům vytvářet účinné strategie pro zlepšení výrobního procesu.

Měření celkové účinnosti zařízení (OEE)
Celková účinnost zařízení (OEE – Overall Equipment Effectivenes) je všeobecně uznávaná metodika měření pro porovnávání účinnosti zařízení, výrobních linek nebo celých výrobních závodů. OEE kombinuje informace o dostupnosti zařízení, jeho výkonu a o kvalitě výrobku do jediné, srozumitelné metodiky měření. Modul EPM automaticky v reálném čase zjišťuje a ukládá do databáze parametry podle metodiky měření OEE prostřednictvím nových, snadno konfigurovatelných objektů.

Údaje poskytované modulem EPM lze prostřednictvím objektů Wonderware SmartSymbol názorně zobrazovat ve vizualizačním systému Wonderware InTouch pro rychlou informovanost výrobních operátorů. K dispozici je dále široká škála různých grafů a reportů podle metodiky OEE, které jsou ve webovém rozhraní snadno přístupné pro analýzy řídícím pracovníkům výrobního závodu.

Hlavní přínosy
Programový systém na bázi modulu Equipment Performance Module umožňuje průkazně identifikovat a kvantifikovat přesné příčiny výrobních ztrát. Jejich odstraněním se zvýší kapacita současných výrobních zařízení a šetří se náklady na pořizování nových. Omezením zmetkovitosti se šetří vícenáklady na suroviny a na lidské zdroje.

Systém EPM rovněž dovoluje zavést zásady efektivnější údržby, které jsou označovány termínem Total Productive Maintenance (TPM). Poskytování přesných údajů o prostojích výrobních zařízení a jejich příčinách může přispět ke zpřesnění cyklů pravidelné údržby. To vede k větší účinnosti výroby a produktivity celého výrobního závodu.

ActiveFactory 9.2

Základní charakteristika
Wonderware ActiveFactory je sada výkonných klientských analytických a reportních aplikací určených pro komfortní analýzy technologických dat uložených v procesní historizační databázi Wonderware Industrial SQL Server [4].

Neupravené údaje získané z výrobních procesů jsou pomocí ActiveFactory transformovány na srozumitelné informace, nezbytné pro správné zhodnocení situace ve výrobním procesu. Analyzovaná data mohou být prezentována v podobě časových grafů (trendů) nebo v podobě reportů v prostředí kancelářských aplikací ze skupiny Microsoft Office (MS Excel nebo Word). Samozřejmostí jsou i analytické sestavy v prostředí webového rozhraní s možností jejich sdílení s dalšími uživateli v sítích Internet a Intranet. Novinky verze ActiveFactory 9.2 jsou uvedeny v následujících odstavcích.

Novinky verze ActiveFactory 9.2

Podpora MS Windows Vista a MS Office 2007
Použitím nejnovějších softwarových technik a vývojových nástrojů firmy Microsoft byl aktualizován softwarový kód produktu, který nyní podporuje i nový operační systém Microsoft Vista a nejnovější skupinu kancelářských aplikací Microsoft Office 2007.

Podpora nových režimů načítání dat
Historizační databáze Industrial SQL Server 9.0 disponuje mnoha režimy umožňujícími různé načítání uložených dat a jejich transformaci do užitečných informací. Za nejdůležitější novinku ActiveFactory 9.2 lze označit podporu všech dostupných režimů načítání dat jednotlivými produkty ze sady ActiveFactory. Nové agregační analýzy a analýzy time-instate jsou dostupné jak v prostředí grafických prvků ActiveFactory, tak v reportních nástrojích nebo internetovém prohlížeči.

Obr. 3.

Obr. 3. ActiveFactory 9.2 – graf x-y s příkladem definice pracovní oblasti

Graf vzájemné závislosti (graf xy)
Zejména uživatelé z energetických, teplárenských nebo chemických firem uvítají nový grafický objekt, který umožňuje vykreslení průběhu závislosti mezi dvěma technologickými proměnnými (např. vlivu teploty na tlak v procesu). Grafický prvek je uzpůsoben pro současné zobrazení vztahů mezi číselnými hodnotami v několika datových řadách, a to jak v režimu statického zobrazení, tak v režimu přehrávání dat. Pro snazší vizuální posouzení průběhu závislosti lze ke každé datové řadě definovat charakteristickou „obálku“, vymezující přípustnou pracovní oblast dané závislosti (obr. 3).

Přehrávání historických dat
Novinkou je, že při přehrávání uložených historických dat (playback) lze nyní snížit nebo zvýšit rychlost přehrávání typických nebo kritických průběhů procesních veličin. Tato užitečná vlastnost byla vyžadována mnohými uživateli.

QI Analyst 8.0

Základní charakteristika
Wonderware QI Analyst je software pro sledování a řízení kvality výrobních procesů. Údaje získávané z výrobních procesů v reálném čase je možné využívat pro sledování těchto procesů, jejich statistické vyhodnocení i pro předvídání případných budoucích problémů. QI Analyst je také schopen zpracovávat historická data z různých externích zdrojů.

Díky své schopnosti zpracovávat data v reálném čase představuje QI Analyst komplexní řešení kategorie SPC (Statistical Process Control) pro statistické řízení procesů, které se uplatní především při řízení jakosti. Implementací systému QI Analyst lze ve výrobních procesech předcházet výrobě zmetků a dosahovat vysoké kvality výroby.

Obr. 4.

Obr. 4. Objekt ChartService Viewer pro rychlý přehled o plnění sledovaných parametrů výroby na základě průběžného vyhodnocování regulačních diagramů systému QI Analyst 8.0 v reálném čase

Program QI Analyst má snadné ovládání a je vybaven výkonnými analytickými nástroji. Pomocí rozsáhlé nabídky regulačních diagramů SPC a výkonného statistického zpracování dat umožňuje QI Analyst okamžitě zjistit a označit jakoukoliv odchylku od předepsaných parametrů. Konfigurovatelná výstražná hlášení upozorní na nepřirozenou odchylku v údajích nejen pomocí grafického zobrazení, ale také např. posláním zprávy elektronickou poštou (e-mail) nebo na vyhledávací zařízení (pager). Nové možnosti verze QI Analyst 8.0 jsou popsány v dalším textu.

Novinky verze QI Analyst 8.0

Služba ChartService a objekt ChartService Viewer
Nejdůležitější novinkou produktu QI Analyst verze 8.0 je služba pro operační systém Windows s názvem ChartService, která umožňuje nepřetržité vyhodnocování požadovaných nových údajů, aktualizaci regulačních diagramů SPC a v případě nesplnění testů vymezitelných příčin i generování výstražných stavů (alarmů), aniž by musela na určitém PC běžet aplikace QI Analyst typu Workstation nebo Controller. Služba běží nepřetržitě na pozadí a generovaná data lze následně prohlížet v objektu ActiveX ChartService Viewer, který lze vložit do jakéhokoliv kontejneru ActiveX – např. do aplikací Wonderware InTouch, Microsoft Internet Explorer nebo Visual Basic. Objekt ChartService Viewer zobrazuje v jednoduché grafické podobě (zelená/červená barva) přehled výstražných stavů v jednotlivých vyhodnocovaných regulačních diagramech (obr. 4), umožňuje zobrazit regulační diagramy, zadat vymezitelné příčiny, nápravná opatření atd. Pracovníci tedy prostřednictvím tohoto objektu na první pohled vidí stav většího počtu regulačních diagramů SPC, aniž by museli každý diagram otevírat.

Rozšířené výpočty při zpracování dat
Byly rozšířeny možnosti pro tzv. počítané sloupečky, v nichž lze hodnotu proměnné vypočítávat na základě hodnot jiných proměnných z jakékoliv procesní datové tabulky. Ve vzorečku je nyní také možné využívat komplexní uživatelský výpočet vytvořený v systému Visual Basic.

Usnadnění manuálního sběru dat
Při ručním zadávání dat do systému je možné vytvořit pro vybrané parametry předpřipravenou množinu hodnot, aby mohla být data zadávána snadno výběrem ze seznamu hodnot; to znemožňuje zadat hodnotu nemající pro daný parametr žádný význam.

Rozšíření zabezpečení
Zabezpečení produktu bylo rozšířeno o možnost využívat účty operačního systému, což v kombinaci s interním bezpečnostním systémem produktu QI Analyst poskytuje vyšší úroveň ochrany při přihlašování do aplikace a práci s daty. Zapnout lze také automatický elektronický záznam jakýchkoliv změn dat pro zajištění přísných zákonných požadavků nebo různých regulačních nařízení a směrnic, jako je např. FDA 21 CFR Part 11.

Literatura:
[1] TAUCHMAN, M.: Wonderware Industrial Application Server 2.0. Automa, 2005, č. 3, s. 74–76.
[2] ČERVENKA, Z.: Nové možnosti pro výrobní inteligenci II. Automa, 2005, č. 10, s. 18–19.
[3] SVĚTLÍK, V.: Wonderware DT-Analyst sleduje chod výrobních zařízení. Automa, 2002, č. 3, s. 47–49.
[4] NIKL, J.: Historizační procesní databáze IndustrialSQL Server 9.0. Automa, 2006, č. 3, s. 80–83.
[5] JARKA, J.: Wonderware QI Analyst. Automa, 2001, č. 7-8, s. 25–26.

Zbyněk Červenka, Pantek (CS) s. r. o.