Разработка и внедрение mes -системы в ТЭСК ТБД ОАО...

Разработка и внедрение Разработка и внедрение MESMES-системы в ТЭСК ТБД -системы в ТЭСК ТБД

ОАО «ВМЗ»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

Разработка концепции построения

системыФормиро-

вание требований к системе

Формиро-вание

требований к системе

Разработка техничес-

кого задания

Разработка техничес-

кого задания

Выбор подрядчика

Выбор подрядчика

3

4

Цели и задачи проекта

• Оперативное управление и контроль над производствомОперативное управление и контроль над производством, , обеспечение прозрачности производственной деятельностиобеспечение прозрачности производственной деятельности• Повышение коэффициента использования производственныхПовышение коэффициента использования производственных мощностей мощностей • Оптимальное распределение производственных заданийОптимальное распределение производственных заданий• Снижение простоев (увеличение ФРВ) на 10%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.

Назначение системы

Объединение функций разрозненных систем

в единую информационную систему

Оперативное управление производством

Представление актуальной информации руководителям служб ТЭСК ТБД, ВМЗ, ОМК

Сбор, обработка, хранение производственной и технологической

информации

ИАСОУПИАСОУП

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

MESMES

ERPERP

Связь АСУ ТП с MES

АСУ ТПАСУ ТП

6

Связи между подсистемами

АСУ ТПАСУ ТП MESMES ERPERPОтгрузка готовой

продукции

Использование

материалов

Сдача продукции на

склад

Размещение труб на

складе

Портфель

заказов, приоритеты

Графики поставки

материалов

Наличие материалов

на складе

Производственные

задания

Оптимизированный

график производства

Маршрутные

карты

Производство

продукции

Данные по качеству

продукции

Движение

продукции

Режимы работы

оборудования

7

Функции MES системы

MES – система диспетчеризации, мониторинга и анализа производства, выполняет следующие функции

Управление эффектив-

ностью

Управление продукцией

Управление качеством

Управление производ-

ствомАнализ партий

Связь с бизнес-

системой (ERP)

MES

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

SCADA система

(WinCC)

ПЛК

ERP – система (Oracle е-Business Suite)

Мн

дж

р

по

звств

а

As

pe

n C

alc

Си

сте

ма

в

ыч

ис

ле

ни

й

РВ

Подсистема архивирования технологических данных(Aspen InfoPlus.21 Historian)

База данных реального времени (Aspen InfoPlus.21)

Интерфейсы передачи данных CIM-I/O

Pro

ces

s

Ex

plo

rer

Ин

тер

фе

йс

п

ол

ьзо

ва

тел

я

SQ

L P

lus

Ге

не

ра

тор

за

пр

ос

ов

As

pe

n B

atc

h.2

1У

пр

ав

ле

ни

е

пар

тия

ми

We

b.2

1В

еб

до

сту

п к

д

ан

ны

м

Bro

ne

r P

rod

uc

tio

n

Sc

he

du

ler

Пл

ан

ир

ов

ан

ие

п

ро

изв

од

ств

а

10

Com3

Резервированный сервер SCADA

Com3

Сервер SCADA

Клиент АСУ ТПКлиент MES

Клиент АСУ ТПКлиент MES

TCP/IP

Com3

Сервер SCADA

Клиент АСУ ТПКлиент MES

Клиент АСУ ТПКлиент MES

TCP/IP

Catalyst 2950 * Catalyst 2950 *

Com3

Сервер SCADA

Клиент ACУ ТПКлиент MES

Клиент АСУ ТПКлиент MES

Catalyst 2950 *

Com3

Сервер SCADA

Клиент АСУ ТПКлиент MES

Клиент АСУ ТПКлиент MES

Catalyst 2950 *

Com3

Сервер SCADA

Клиент АСУ ТПКлиент MES

Клиент АСУ ТПКлиент MES

TCP/IP

Catalyst 2950 *

Catalyst 2950 *

Инженерная станция

TCP/IP

Catalyst 2950 * Catalyst 2950 * Catalyst 2950 *Com3

Catalyst 2950 * Catalyst 2950 *

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

7 8 9

4 5 6

1 2 3

0

.D E F

A B C INSDE L

SH IF T H E LP

E SC

E NT ER

AC K

S I M A T I C O P 1 7

S H IFT

H ELPK1 K 5 K 6 K 7 K 8K 2 K 3 K 4

K9 K10 K 11 K 12 K13 K14 K 15 K1 6

F1 F 5 F 6 F 7 F 8F 2 F 3 F 4

S I M A T I C O P 1 74 x 2 0 Z e i c h e n

6 / 1 1 m m S c h r i f t h ц h e

8 x 4 0 Z e i c h e nZ e i c h e n g r ц Я e n b e l i e b i g m i s c h b a r

Conveyor Belt: 25Material failure in Step 6Change brake taps in 20 minutesReduce speed at 25%

Call Pete at x 3456 EXIT

TP 170/270

Catalyst 2950 * Catalyst 2950 * Catalyst 2950 *Com3

Catalyst 2950 * Catalyst 2950 *

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Com3

SIMATICS7-300 SIMATICS7-300

Структурная схема ИАСОУП ТЭСК ТБД

10

20

14

20

TCP/IP

TCP/IP

Сервер IP.21. (БДРВ), Batch.21, AOM

TCP/IP TCP/IP

Клиент MES

Клиент MES,Планировщик

Клиент MES,Планировщик

Сервер реляционной БД, модель производственного

планирования

TCP/IP

Oracle E-business Suite

AOM II

Сервер Cim-IO

СерверCim-IO

СерверCim-IO

СерверCim-IO

СерверCim-IO

КлиентCIM-IO

Клиент MES

TCP/IP

TCP/IP

Структурная схема ИАСОУП

11

Структурная схема ИАСОУП

12

Модернизация систем базовой автоматизации

ТЭСК ТБД

13

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 SCADA-системы- 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

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 экраныSCADA-системы

17

Система диспетчеризации,

мониторинга и анализа производства

18

Функции системы ДМАП

6. Управление складом

1. Оперативное управление

производством

2. Контроль выполнения

производственных графиков

5. Мониторинг материалов

4. Управление качеством

3. Управление историческими

данными

ДМАП

7. Анализ производитель-

ности

19

Управление историческими данными (на основе ПО AspenOne)

Графическое изображение проекции событий или оповещений на рабочие данные

Создание оповещений и мониторинг отклонений с

использованием многовариантного моделирования и

анализа процессов

Протоколирование оповещений и событий

20

Управление историческими данными (продолжение)

Batch plots show process data in a batch context.

Графический вывод данных по различным переменным для отдельного листа или трубы

Сравнение переменных технологических данных для нескольких труб или трубных заготовок с эталоном

Вывод графика процесса для

партии

21

Управление качеством (на основе ПО AspenOne)

На двумерной цветной карте рулонов показаны дефекты поверхности, выявленные и классифицированные АСОУП.

Отслеживание профиля

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?

СОГЛАСОВАНИЕ ЗАКАЗА

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

МАТЕРИАЛЬНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ РАСПИСАНИЕ

ПОТРЕБНОСТИ В СЫРЬЕ

ЗАКАЗЧИК

ТОЧНЫЙ ОБЪЕМ ПРОИЗВОДСТВА

НАЛИЧИЕ МАТЕРИАЛОВ

СРОКИ ПОСТАВКИ ПРОДУКЦИИ

СРОКИ СВАРОЧНЫХ РАБОТРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛИСТА

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДЛЯ АГРЕГАТА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ

РАСПИСАНИЕ РАБОТЫ АГРЕГАТОВ

СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ И НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЯ

ЗАКАЗ

ОПП

26

Внутренняя последовательность шагов

Обработать все события с момента

последнего обновления

часов

Ресурсы: обновить

состояние и доступность

ресурсов, относящихся к

событию

Составить список

доступных основных ресурсов

Попытаться составить

рабочий график для каждого ресурса из

списка

Часы: обновить к следующему

событию по графику

События:• Движение вперед по цепочке, реагирование на события

• Время изменения дискретного импульса• Встроенные часы

27

Потоки данных в системе PS

Исходные данныеРассматриваемые

параметрыДоступность

ПродуктыРесурсы

Время перехода между агрегатами

ЦиклыПравила

Производственные задания

Заказы на отгрузкуСозданный график

ЗадержкиКомпании

ПланОграничения

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

• 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.

Резюме

30

Спасибо за внимание!

31