Aktuální vydání

celé číslo

03

2021

Digitální transformace, chytrá výroba, digitální dvojčata

Komunikační sítě, IIoT, kybernetická bezpečnost

celé číslo

Vývoj a výroba agrochemikálií pod jednou střechou

číslo 2/2003

Vývoj a výroba agrochemikálií pod jednou střechou

Nový multifunkční provoz

Firma Bayer vybudovala ve svém závodě v Dormagenu nový multifunkční provoz na výrobu agrochemikálií (obr. 1). Náklady na tuto investici dosáhly 110 milionů eur. Provoz byl spuštěn 26. června 2002 a novinářům byl představen na společné tiskové konferenci firem Siemens a Bayer 14. listopadu 2002. „Pod jednou střechou“ tohoto provozu se vyvíjejí nové prostředky pro ochranu zemědělských plodin – provoz slouží jako mezinárodní vědecké a vývojové centrum těchto substancí, ale zároveň je zde možné zkoušet nové výrobní postupy a vyrábět vzorky a ověřovací šarže nových výrobků. Vedení firmy si od tohoto provozu slibuje zkrácení doby vývoje chemických prostředků pro zemědělství a rychlejší a účinnější optimalizaci jejich výrobních procesů.

Obr. 1.

Na nový provoz jsou kladeny vysoké požadavky. Především musí umožňovat časté změny výroby, a to bez velkých nákladů, aby v něm bylo možné vyrábět široké spektrum různých aktivních látek, popř. jejich polotovarů.

Provoz je rozdělen do čtyř částí. Jsou to:

  • laboratorní část, zahrnující dvanáct vývojových a analytických laboratoří,
  • část výrobních a technických služeb, pod niž spadá řídicí centrum a vysoce automatizované výrobní linky, zahrnující 240 výrobních sekcí, 850 zařízení, přibližně 4 400 snímačů a akčních členů a 45 km produktovodů,
  • logistika,
  • pomocné provozy.

Kapacita výroby je přibližně 10 tisíc tun konečných produktů ročně. Provoz musí splňovat nejen vysoké technické požadavky, ale i přísná bezpečnostní a ekologická kritéria zaváděná v Evropské unii.

Řízení výroby

Kompletní systém řízení výroby pro tento provoz dodala firma Siemens. Zahrnuje řízení výrobních procesů, komunikační sběrnice, řízení výroby prostřednictvím MES (Manufacturing Executive System) a předávání výrobních dat do ekonomického systému SAP.

Na procesní úrovni byl použit řídicí systém PCS 7. Jednotky spolu komunikují prostřednictvím sběrnice Profibus DP, komunikace se snímači a akčními členy je částečně realizována i protokolem HART. Na úrovni MES byl použit Simatic IT.

Význam a přínosy MES

Zastavme se u toho, proč je vlastně v tomto provozu instalován systém MES. Firma Bayer byla jedním z průkopníků MES, především v oblasti farmaceutické výroby. Dobré zkušenosti s aplikacemi MES mají řídící pracovníci firmy Bayer z výrobního závodu na Aspirin®, Talcid® a Alka-Seltzer® v Biterfeldu. Multifunkční provoz v Dormagenu si není možné bez systému MES vůbec představit: mezi řídicím systémem PCS 7 a ekonomickým systémem SAP se měsíčně vymění přibližně 50 tisíc souborů s výrobními daty. Předávat takové množství údajů prostřednictvím papírových formulářů nebo ručně vyplňovaných kolonek v počítači by bylo velmi nákladné a zdlouhavé.

Připomeňme, že ani firma Siemens není v oblasti MES žádným nováčkem. Vývoj začal již v sedmdesátých letech. Velkým přínosem pro další rozvoj produktů MES byly akvizice firem Moore, Orsi Group, Tau, Chemtech, Dickinson a Compex. Od 1. října 2002 funguje v rámci Siemens A&D nová subdivize Automation Systems – MES, součást divize Siemens Industrial Automation Systems.

Obr. 2.

Simatic IT

Co nabízí systém Simatic IT, který byl v Dormagenu použit? Simatic IT, softwarový systém pro podporu MES od firmy Siemens, se skládá z modulu Simatic IT Framework a samostatných komponent (obr. 2). Framework zahrnuje nástroje pro práci se základními informačními modely podniku podle ISA S95 (hierarchické datové modely, objektové modely) a nástroje, které zajišťují služby jako uživatelskou správu, integraci dat apod. Je nezávislý na oblasti, v níž je systém MES aplikován. Samostatné komponenty jsou většinou specifické pro dané průmyslové odvětví a druh výroby. Základní komponenty jsou zahrnuty v knihovně Simatic IT Suite Libraries – to jsou především komponenty, které usnadňují implementaci systému –, a další jsou součástí Industry Suite Libraries. Z nich si může uživatel vybrat komponenty specifické pro jeho průmyslové odvětví a společně se systémovým integrátorem do nich zanést své výrobní znalosti a začlenit je do systému MES. Výrobní know-how může být do MES vneseno buď konfigurací a úpravami standardních komponent nebo začleněním specializovaných komponent třetích stran.

Funkci systému Simatic IT je nejlépe předvést na příkladu. Na přednášce v rámci tiskové konference v Dormagenu uváděl Giorgio Cuttica, vedoucí subdivize Automation Systems – MES, typickou aplikaci z oblasti potravinářského průmyslu. Jako první vstupuje do hry plánovací modul: Detailed Production Scheduler nebo Production Order Manager (podle složitosti výrobního procesu). Ten požádá systém pro správu specifikací produktů (Interspec) o potřebné údaje o objednaném produktu. Jakmile je specifikace produktu k dispozici, do hry vstupuje Material Manager, modul pro správu zásobování a logistiku. Systém pro výrobu dávky (šarže) si přečte specifikaci produktu a zahájí dávkování vstupních substancí do výrobního zařízení (modul XBatch). Protože se však v potravinářství pracuje s přírodními produkty, nemusejí být jejich vlastnosti pokaždé stejné. Je tedy třeba ověřit vlastnosti meziproduktu a podle zjištěných údajů pozměnit další recepturu. K tomu je možné využít např. modul LIMS (Laboratory Information Management System). Upravená receptura je zavedena do XBatch a dokončí se výrobní proces produktu. Po vyrobení celé dávky je produkt zkontrolován (např. s využitím modulu Unilab) a výrobní údaje jsou předány systému MES, kde jsou uloženy do výrobního deníku (Historian) a mohou být použity pro analýzu výroby (např. pomocí modulu Plant Performance Analyzer), její optimalizaci (Production Operation Recorder) a současně předány systému ERP pro finanční plánování (např. prostřednictvím modulu SAP Adapter).

Perspektivy MES (nejen) u firmy Bayer

Firma Bayer hodlá systémy MES rozšířit i do dalších provozů při postupném nahrazování DCS, instalovaných v osmdesátých letech minulého století, novými řídicími systémy. Důvodem nejsou jen rostoucí nároky ekonomických systémů ERP na aktuální výrobní data, ale především snaha optimalizovat výrobní procesy tak, aby bylo dosaženo maximální efektivity, jakosti a bezpečnosti výroby.

(Bk)

Inzerce zpět