對控制系統(tǒng)技術(shù)的重新思考
加入技術(shù)交流群
鎖定低效問題
在加工業(yè)中，低效問題相當普遍，并且可能出現(xiàn)于生產(chǎn)周期的每一階段。其中包括食品安全、材料損耗、能源浪費，甚至可能是由生產(chǎn)線嚴重失調(diào)所造成的。通常情況下，這些低效問題都未被發(fā)現(xiàn)或被忽略，而企業(yè)則要為此付出代價，其盈利能力及競爭能力都會受到明顯影響。盡管技術(shù)可能無法解決生產(chǎn)流程中的所有低效問題，但它對發(fā)現(xiàn)這些問題卻起到了至關(guān)重要的作用?？刂葡到y(tǒng)，像可編程邏輯控制器 (PLC) 和監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集 (SCADA) 系統(tǒng)等，能夠很容易地與現(xiàn)有生產(chǎn)線相集成，使生產(chǎn)線中效率最為低下的環(huán)節(jié)暴露無遺。它們還可用于定位技術(shù)來改善工作流程。一旦這些系統(tǒng)完成分析后，所得數(shù)據(jù)便可幫助工廠操作員確定最易發(fā)生低效問題的具體領(lǐng)域。
通過可追溯性確保食品安全
食品安全對所有制造商而言都至為重要，若想保證客戶的忠誠度，就必須確保極高的質(zhì)量標準。產(chǎn)品質(zhì)量問題在原材料和成品中都會出現(xiàn)，它通常是由控制系統(tǒng)的指定不當、過時或配置不佳所引起的。除了會造成巨額的成本，潛在客戶的投訴也將會對企業(yè)的聲譽構(gòu)成威脅。隨著FDA等監(jiān)管部門為確保產(chǎn)品質(zhì)量及安全推出更多“防范”機制，這類低效問題是很多生產(chǎn)基地需要迫切關(guān)注的問題之一。
通過提高整個生產(chǎn)鏈的可追溯性，操作員可重新掌控產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全。為了實現(xiàn)這一目的，應(yīng)從盡可能多的生產(chǎn)流程中收集詳細可靠的數(shù)據(jù)并進行全面評估，這一點至關(guān)重要。條形碼掃描和在線監(jiān)控系統(tǒng)可保證產(chǎn)品始終符合產(chǎn)品規(guī)格并遵循所有食品安全規(guī)范。使用高效追蹤系統(tǒng)監(jiān)控所有生產(chǎn)出的產(chǎn)品、控制現(xiàn)有庫存、更新產(chǎn)品保質(zhì)期，將有助于減少原料的浪費，準確計算庫存并自始至終保證產(chǎn)品質(zhì)量。
減少浪費
材料浪費不僅僅涉及原材料浪費。隨著生產(chǎn)線自動化程度的提高，產(chǎn)品的加工速度也空前提升，但這也同時增加了損壞或損耗的機會 。材料浪費通常由設(shè)備控制錯誤或流程嚴重失調(diào)引起，這對于所有工廠經(jīng)理而言都是個大問題，因為它會影響到整個生產(chǎn)周期。如果未能及時發(fā)覺，僅僅一處錯誤就能對大量產(chǎn)品造成損害，造成不必要的停工和過度浪費。
通過詳細的用戶需求標準 (URS)，控制系統(tǒng)供應(yīng)商可幫助特定生產(chǎn)流程確定其所需的關(guān)鍵績效指標 (KPI)。經(jīng)分析之后，URS 將被轉(zhuǎn)換為功能設(shè)計規(guī)范 (FDS)，用于加強流程管理。這樣，生產(chǎn)流程就會變得更加順暢、更加可靠，以便最大程度地減少浪費并避免生產(chǎn)停機。
毋庸置疑，控制系統(tǒng)對規(guī)范生產(chǎn)流程而言至關(guān)重要，但是它們不總是從一開始就能確保流程的高效性。它們通常需要進行精確的設(shè)置和嚴謹?shù)恼{(diào)整。但由于實際原因，控制系統(tǒng)很少能夠完成一套精密調(diào)整的完整控制環(huán)路。因此，這為很多可變因素提供了機會，導致頻繁出現(xiàn)停工的情況，不但會影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且還會降低生產(chǎn)線的效率。
因此，操作員需要再次訪問原始的PLC控制代碼，對比例積分微分 (PID) 環(huán)路進行精密調(diào)配。這一點可通過觀察環(huán)路參數(shù)、手工輸入新的比例、積分和微分值或者通過專用環(huán)路調(diào)整包以電子方式實現(xiàn)。但是，一些工廠可能需要進行更為復雜的環(huán)路調(diào)整，在這種情況下，操作員應(yīng)該考慮使用基于模型的控制器。該系統(tǒng)以PLC控制環(huán)路為基礎(chǔ)，使用其自身的基于PC的平臺，可在流程偏離設(shè)置點之前對其方向進行預(yù)測并采取糾正措施。
打造出高效的團隊
盡管目前的技術(shù)進步已經(jīng)使大多數(shù)制造流程實現(xiàn)了自動化，但是勞動力成本依然是所有工廠預(yù)算的最大部分，因此，工廠經(jīng)理迫切希望充分利用其員工隊伍，這一點是可以理解的。但是，如果普遍使用落后的程序，那么，同時執(zhí)行多項任務(wù)就不那么容易了。很多工廠都將正常的生產(chǎn)時間浪費在維護及修理工作上，而在另外一些工廠中，員工可能忙于重復性的操作，但這些工作本可以由機器完成地更加精確。這不但可以減少人為錯誤，還可為員工騰出時間，使他們專注于更具挑戰(zhàn)性的工作。
詳細審查流程中的每一部分可確定哪些工作最好由機器執(zhí)行或者由機器執(zhí)行更為精確，為員工騰出時間執(zhí)行重復率較低的工作。還可以通過將現(xiàn)有PLC系統(tǒng)與簡潔清晰的人機界面 (HMI) 結(jié)合運用來提高效率。這比肉眼能更快地檢測出故障，允許操作員對故障采取立即措施，最大程度地減少停機和浪費現(xiàn)象的發(fā)生。
控制能源成本
隨著自動化流程的廣泛使用，能源消耗也日益增加。盡管在2006 年至2010 年間美國制造部門的能源使用減少了近10%，但是陳舊或保養(yǎng)不善的機器每天依然消耗掉了大量的電力、天然氣和水資源。設(shè)備泄露、絕緣性能不良、過熱、不必要的照明及因配件陳舊而進一步加重了這一狀況，以上種種都增加了每月的能源成本。同時隨著能源價格的上漲，對所有運營商而言，都應(yīng)密切關(guān)注能源的消耗水平，以維持盈利能力。據(jù)碳信托 (Carbon Trust) 的消息稱，能源成本削減20% 意味著可獲得的效益等同于將銷售額提高 5%。
通過部署流量計、運動傳感器及電表等感應(yīng)設(shè)備，可檢測整個工廠范圍內(nèi)的能源消耗。一旦安裝控制系統(tǒng)后，它可為操作員提供詳細的能源報告，使他們有能力確保僅在需要的時間和地點使用能源。
最大程度地降低對環(huán)境造成的影響
保持較低的能源成本也是一種提升效率和實現(xiàn)生產(chǎn)流程可持續(xù)發(fā)展的方法。但是，隨著生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，向環(huán)境中排放的廢液和廢氣量也隨之增長。工業(yè)污染依然是業(yè)內(nèi)對環(huán)境造成真正威脅的一大重要問題。隨著全球各國政府對污染源頭的步步緊逼，缺乏有效的環(huán)境控制系統(tǒng)不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，并且在一些情況下還會導致工廠關(guān)閉。因此，迅速檢測出違規(guī)和泄露等問題對于維持生產(chǎn)流程的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
通過在選定地點安裝其它感應(yīng)設(shè)備，工廠操作員可在廢物排放之前對其進行監(jiān)測。感應(yīng)器獲得的數(shù)據(jù)可通過4-20mA 信號反饋至PLC系統(tǒng)，再與設(shè)置的可接受參數(shù)進行比較。根據(jù)這一數(shù)據(jù)，流程可能允許排放，或創(chuàng)建一個超出公差范圍的警報進一步激活阻止有害物質(zhì)排放到環(huán)境中的程序。記錄數(shù)據(jù)還將提供詳細的記錄，以便在需要時提交至外部監(jiān)控機構(gòu)，這可消除巨額罰款的風險，確保安全高效的運營。
結(jié)論
制造業(yè)中存在各種各樣的低效問題，每種問題都涉及到生產(chǎn)流程的不同方面。一些問題只是成本高昂，但有一些問題卻可對企業(yè)構(gòu)成真正的威脅。從盡可能多的生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)中收集詳細可靠的數(shù)據(jù)，這對控制產(chǎn)品流程及實現(xiàn)安全高效生產(chǎn)至關(guān)重要。
控制系統(tǒng)對于任何工廠而言都是一筆真正的資產(chǎn)，因為它們能夠檢測出需要注意的領(lǐng)域，幫助規(guī)范工作流程，使所有產(chǎn)品均能符合規(guī)格。為了實現(xiàn)最佳的流程效率，系統(tǒng)應(yīng)該設(shè)計良好、準確并能定期進行維護，這一點非常關(guān)鍵。
在任何情況下，憑借控制系統(tǒng)專家的幫助，從一開始就可提升流程的運作效率。它們不僅能幫助工廠經(jīng)理根據(jù)需求選擇合適的系統(tǒng)，還可確保其自身安裝正確并得到定期維護，為保持生產(chǎn)效率提供保證。(end)
評論