Transcript Разработка и внедрение системы в ТЭСК ТБД MES- ОАО «ВМЗ»

Разработка и внедрение
MES-системы в ТЭСК ТБД
ОАО «ВМЗ»
Докладчик: Козлов Алексей Михайлович
начальник управления АСУТП дирекции по ИТ ОАО «ВМЗ»
1
Кратко о ОАО «ВМЗ»
ОАО «Выксунский
металлургический
завод» - один из
старейших центров
металлургической
промышленности
России - основан в
1757 году.
ОАО «ВМЗ» входит
в состав
«Объединенной
металлургической
компании».
2
История проекта
Разработка
концепции
построения
системы
Формирование
требований
к системе
Разработка
технического
задания
Выбор
подрядчика
3
Цели и задачи проекта
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Оперативное управление и контроль над производством,
обеспечение прозрачности производственной деятельности
Повышение коэффициента использования производственных
мощностей
Оптимальное распределение производственных заданий
Снижение простоев (увеличение ФРВ) на 10%
Объединение функции разрозненных систем и людских ресурсов
в единую информационную систему
Представление актуальной информации руководителям служб
ТЭСК ТБД, ВМЗ, ОМК
Сбор, обработка, хранение производственной и технологической
информации
Модернизация локальных АСУ ТП в условия действующего
производства
Объединение локальных АСУ ТП в единую АСУ ТЭСК ТБД
Разработка и запуск системы оперативного управления
производством
Связь АСУ с MES
Связь MES и APS с ERP Oracle e-Business Suite
Соответствие выпускаемой продукции стандартам API Spec 5L,
API Spec 5CT, DIN EN, ISO, ASTM.
4
Назначение системы
Объединение функций разрозненных систем
в единую информационную систему
Представление актуальной
информации руководителям
служб ТЭСК ТБД, ВМЗ, ОМК
Оперативное управление
производством
ИАСОУП
Сбор, обработка, хранение
производственной и технологической
информации
5
Состав работ
 Модернизация систем базовой автоматизации агрегатов
 Объединение локальных систем базовой автоматизации в
единую АСУ ТЭСК ТБД
 Разработка системы оперативного управления производством
MES
•Оперативное планирование
•Мониторинг
•Диспетчеризация
•Оптимизация
 Связь MES с ERP Oracle e-Business Suite
 Связь АСУ ТП с MES
ERP
MES
АСУ ТП
6
Связи между подсистемами
АСУ ТП
Производственные
задания
Портфель
заказов, приоритеты
Оптимизированный
график производства
Графики поставки
материалов
Маршрутные
карты
Наличие материалов
на складе
Режимы работы
оборудования
Производство
продукции
MES
Отгрузка готовой
продукции
ERP
Использование
материалов
Движение
продукции
Сдача продукции на
склад
Данные по качеству
продукции
Размещение труб на
складе
7
Функции MES системы
MES – система диспетчеризации, мониторинга и анализа
производства, выполняет следующие функции
8
Платформа ИАСОУП
Реализация MES системы на базе решений компании
Broner Metals Solutions
• Система диспетчеризации, мониторинга и анализа
производственной деятельности - AspenTech
InfoPlus 21, AspenTech Batch.21
• Система оперативного планирования производства Broner Production Scheduler
Реализация SCADA системы на базе решения SIMATIC
WinCC компании Siemens
9
Структура ПО ИАСОУП
ERP – система
Broner
Production
Scheduler
Планирование
производства
Web.21
Веб доступ к
данным
Aspen Batch.21
Управление
партиями
SQL Plus
Генератор
запросов
Process
МExplorer
н дж р
Интерфейс
п о зв ства
пользователя
Aspen Calc
Система
вычислений
РВ
(Oracle е-Business Suite)
Подсистема архивирования технологических данных
(Aspen InfoPlus.21 Historian)
База данных реального времени (Aspen InfoPlus.21)
Интерфейсы передачи данных CIM-I/O
SCADA система
(WinCC)
ПЛК
10
Структурная схема ИАСОУП
Структурная схема ИАСОУП ТЭСК ТБД
Сервер IP.21. (БДРВ),
Batch.21, AOM
Клиент MES
TCP/IP
Клиент
CIM-IO
Клиент MES
Клиент MES,
Планировщик
AOM II
Клиент MES,
Планировщик
Резервированный сервер
SCADA
Oracle E-business Suite
TCP/IP
Сервер реляционной БД,
модель производственного
планирования
Инженерная станция
TCP/IP
TCP/IP
3Com
Catalyst 2950 *
TCP/IP
TCP/IP
TCP/IP
Сервер
Cim-IO
TCP/IP
Сервер SCADA
Сервер SCADA
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
Сервер SCADA
Сервер SCADA
Сервер SCADA
Сервер
Cim-IO
Сервер
Cim-IO
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
Сервер
Cim-IO
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
TCP/IP
Клиент ACУ ТП
Клиент MES
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
Сервер
Cim-IO
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
Клиент АСУ ТП
Клиент MES
TCP/IP
TCP/IP
3Com
3Com
Catalyst 2950 *
3Com
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
3Com
3Com
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
3Com
3Com
3Com
1020
3Com
3Com
SIMATIC OP17
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
SIMATIC OP17
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
F1
K15
F2
F3
F4
F5
F6
F7
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
liebig mischbar
F8
F1
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F2
F3
F4
F5
F6
F7
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
K1
HELP
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
K2
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
F2
F3
F4
F5
F6
F7
5
2
9
E
B
6
3
K9
ESC
0
F
SIMATIC OP17
K10
K15
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
liebig mischbar
F3
F4
F5
F6
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
F7
F8
K7
K8
K10
K15
F1
F2
K1
HELP
F3
K2
F4
F5
F6
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
F7
F2
K10
K15
K8
K9
K9
K10
K15
F4
F5
F6
F7
SIMATIC OP17
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
liebig mischbar
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
liebig mischbar
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
F8
F1
K2
K10
K15
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F8
K1
HELP
K1
HELP
K2
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
K2
K3
K4
K5
K6
K11
K12
K13
K14
K7
K8
K16
K9
K10
K15
HELP
HELP
SHIFT
SHIFT
SHIFT
SHIFT
K9
K16
K16
F3
F8
K7
SHIFT
SHIFT
K9
K9
liebig mischbar
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
F1
F2
K2
HELP
SHIFT
K16
SIMATIC OP17
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
liebig mischbar
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
F8
K1
HELP
HELP
SHIFT
A
SIMATIC OP17
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
F1
F1
K1
K2
SHIFT
8
D
Change
20Яminutes
Z e ibrake
c h etaps
n ginr ц
en be
Reduce speed at 25%
Call Pete at x 3456
liebig mischbar
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
F8
F8
K16
K1
1
SIMATIC OP17
SIMATIC OP17
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
liebig mischbar
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
HELP
SHIFT
K10
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
liebig mischbar
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
K2
K9
SIMATIC OP17
SIMATIC OP17
SIM AT
IC O
Conveyor
Belt:
25P 1 7
4 x 82failure
0 Z e iin
ce nhStep
en 6
Material
x 40 Zeich
liebig mischbar
6 / 1 1 m m S c h rEXIT
ifthцhe
F1
K1
7
4
K10
K15
K16
K9
K16
K9
K10
K15
K10
K15
K16
K16
K16
ACK
.
C
SHIFT
INS
DEL
7
HELP
ENTER
4
1
8
D
A
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
7
ACK
.
4
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
ENTER
TP 170/270
TP 170/270
1
8
D
A
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
7
ACK
.
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
4
1
ENTER
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
7
ACK
.
4
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
ENTER
1
8
D
A
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
7
ACK
.
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
4
1
ENTER
A
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
ACK
.
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
ENTER
TP 170/270
TP 170/270
Catalyst 2950 *
3Com
8
D
7
4
1
8
D
A
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
7
ACK
.
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
4
1
ENTER
A
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
7
ACK
.
4
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
ENTER
TP 170/270
TP 170/270
Catalyst 2950 *
3Com
8
D
1
8
D
A
5
2
9
E
B
6
3
ESC
0
F
7
ACK
.
C
SHIFT
INS
DEL
HELP
4
1
ENTER
8
D
A
5
2
9
E
B
6
3
ACK
.
SHIFT
INS
DEL
HELP
ENTER
TP 170/270
TP 170/270
Catalyst 2950 *
3Com
ESC
0
F
C
3Com
1420
3Com
A
TP 170/270
TP 170/270
Catalyst 2950 *
Catalyst 2950 *
8
D
11
Структурная схема ИАСОУП
12
Модернизация систем
базовой автоматизации
ТЭСК ТБД
13
АСУТП
Организация работ по модернизации систем базовой автоматизации.
- выбор подрядчика, заключение договора на проектные, шеф-монтажные и
пуско-наладочные работы (ООО «Тяжпромэлектропроект»)
- двухстадийное проектирование с утверждаемой частью : техническое
задание по каждому участку, технорабочий проект
- заказные спецификации на комплектующие и задание заводу изготовителю
на шкафы и пульты управления и их заказ
- комплектация, изготовление шкафов и пультов управления, их поставка
- рабочий проект прикладного программного обеспечения ПЛК и SCADAсистемы
- рабочий проект расширения сети передачи данных Ethernet
- выбор подрядчика, заключение договора на строительно-монтажные работы
(ЗАО «Электромонтаж»)
- строительно-монтажные работы
- шеф-монтажные и пуско-наладочные работы на действующем объекте и
последовательный ввод , начиная с участка формовки , в работу всех систем
базовой автоматизации
- конфигурирование OPC-тегов OPC–WinCC сервера для передачи данных в
MES
13
АСУТП
 Доработка систем базовой
автоматизации агрегатов линии труб
1420 мм
 разработка технорабочего проекта
 закупка оборудования
 установка коммуникационных
процессоров для связи с сетью
Ethernet
 доработка контроллерного ПО для
формирования и передачи данных
в SCADA-систему
 расширение сети передачи данных
Ethernet и подключение в сеть всех
контроллеров
15
АСУТП
 Модернизация систем базовой
автоматизации агрегатов линии труб
1020 мм
 согласована модернизация 55
систем базовой автоматизации
агрегатов (55 шкафов управления,
125 пультов управления, 16 станций
удаленного ввода-вывода)
 разработка технорабочего проекта
 закупка оборудования
 СМР без остановки производства
 завершение СМР и ПНР с
минимальной остановкой
оборудования
 расширение сети передачи данных
Ethernet и подключение в сеть всех
контроллеров
16
АСУТП
Пользовательские экраны
SCADA-системы
17
Система
диспетчеризации,
мониторинга и анализа
производства
18
Функции системы ДМАП
19
Управление историческими
данными (на основе ПО AspenOne)
Протоколирование
оповещений и событий
Графическое изображение
проекции событий или
оповещений на рабочие
данные
Создание оповещений
и мониторинг
отклонений с
использованием
многовариантного
моделирования и
анализа процессов
20
Управление историческими
данными (продолжение)
Графический
вывод данных по
различным
переменным для
отдельного листа
или трубы
Вывод графика
процесса для
партии
ocess data in a batch context.
Сравнение переменных
технологических данных для
нескольких труб или трубных
заготовок с эталоном
21
Управление качеством
(на основе ПО AspenOne)
Отслеживание профиля
На двумерной цветной карте рулонов показаны дефекты поверхности,
выявленные и классифицированные АСОУП.
22
Управление складом
(на основе ПО AspenOne)
23
Анализ производительности
(на основе ПО AspenOne)
24
Система оперативного
планирования
производства
25
Что такое
Broner Production Scheduler?
ЗАКАЗЧИК
ТОЧНЫЙ ОБЪЕМ
ПРОИЗВОДСТВА
ЗАКАЗ
НАЛИЧИЕ МАТЕРИАЛОВ
СОГЛАСОВАНИЕ ЗАКАЗА
СРОКИ ПОСТАВКИ ПРОДУКЦИИ
ПОТРЕБНОСТИ
В СЫРЬЕ
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ
ПЛАНИРОВАНИЕ
СРОКИ СВАРОЧНЫХ РАБОТ
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИСТА
МАТЕРИАЛЬНОЕ
ПЛАНИРОВАНИЕ
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДЛЯ АГРЕГАТА
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ
МАТЕРИАЛОВ
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ РАСПИСАНИЕ
ОПП
РАСПИСАНИЕ РАБОТЫ АГРЕГАТОВ
СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ И
НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЯ
26
Внутренняя
последовательность шагов
События:
• Движение вперед по цепочке, реагирование на события
• Время изменения дискретного импульса
• Встроенные часы
Обработать все
события с
момента
последнего
обновления
часов
Часы: обновить
к следующему
событию по
графику
Ресурсы:
обновить
состояние и
доступность
ресурсов,
относящихся к
событию
Попытаться
составить
рабочий график
для каждого
ресурса из
списка
Составить
список
доступных
основных
ресурсов
27
Потоки данных в системе PS
Исходные данные
Рассматриваемые
параметры
Доступность
Продукты
Ресурсы
Время перехода
между агрегатами
Циклы
Правила
Производственные
задания
Заказы на отгрузку
Созданный график
Задержки
Компании
План
Ограничения
График
Нарушение
ограничений
Scheduled
Round
Sequence
Production
Scheduler
28
Редактирование/согласование
графиков
• Редактирование графиков
по принципу “drag and drop”
• Перемещение операций или
циклов внутри графика
агрегата
• Нарушения графика в
режиме реального времени
• Выделение цветом
расположения запасов
• Контроль создания и
изменение графиков
выпущенных для цеха
29
Резюме
•
•
•
На текущий момент в рамках проекта завершена доработка систем
базовой автоматизации линии по производству труб диаметром до
1420 мм. Идут работы по модернизации систем базовой
автоматизации линии по производству труб диаметром до 1020 мм.
Завершается разработка программных моделей MES-системы.
В перспективе планируется распространить данное решение на
остальные цеха ОАО «ВМЗ». Сроки будут зависеть от результатов
завершения проекта в ТЭСК ТБД.
Внедрение MES-системы в ТЭСК ТБД позволит четко планировать
производство трубной продукции по заказам, вести мониторинг в
реальном времени за исполнением каждого заказа и технологией его
изготовления,
формировать
электронные
сертификаты
и
исторические архивы по каждой трубе.
30
Спасибо за внимание!
31