АСУ не в лесу

С какими проблемами часто может столкнуться любое предприятие? Тут и внеплановые ремонты, и запоздавшая поставка сырья или оборудования и, соответственно, простои, и остановки по вине оператора, выход станков из строя и порча продукта, и ошибки при составлении отчёта. Ни одно производство не застраховано от человеческих ошибок. Чтобы их минимизировать, на предприятия внедряют автоматические системы управления.

Ещё в старой стратегии развития лесопромышленного комплекса к 2020 году отмечалось, что предприятия лесной промышленности необходимо модернизировать. Это продолжают делать, и с каждым годом возможности АСУ становятся всё больше.

Тернистый путь

Несмотря на то, что сегодня технологии захватывают промышленность, остаются люди, предпочитающие работать с большим количеством сотрудников и чуть менее технологичным старым оборудованием, чем с одной очень умной машиной. И, конечно, несмотря на ряд преимуществ, которые дают АСУ, есть и ряд проблем, которые связаны с их внедрением на производство.
Часто АСУ не внедряются по причине консервативности руководства и уже установленной структуры предприятия. Руководители с большим опытом могут полагаться на него и интуицию и не решаться принимать новшества. Тем более что внедрение систем потребует масштабной реорганизации структуры: там, где было нужно более 10 человек, при внедрении АСУ может потребоваться гораздо меньше. И часто приходится нанимать новых сотрудников с другой квалификацией. Это требует времени и затрат. Это может и параллельно привести к недовольству персонала. Повторимся, что сейчас на большинстве предприятий уже внедрены новые системы, но где-то ещё продолжают работать на более старом оборудовании. Люди тоже могут отчасти мешать модернизации по ряду простых причин: из-за страха потерять работу или потерять в зарплате и из-за нежелания пробовать новое. Например, на многих предприятиях автоматизирована даже система отчётности. А на более консервативном производстве люди, которые долгие годы работали в одной конкретном режиме, с одной конкретной программой, могут просто не захотеть переучиваться. И тогда снова перед ними может стоять угроза увольнения. Или же, наоборот, нагрузка сотрудников на предприятии может возрасти. Потому как при появлении нового оборудования и ПО они должны будут не только выполнять свою стандартную работу, но осваивать новые знания и технологии. Зарплату в этом случае повышать никто не захочет.

Поэтому перед внедрением АСУ стоит продумать реорганизацию и подготовить сотрудников к изменениям. Стоит объяснить, какие плюсы последуют после внедрения АСУ на производстве и замотивировать работников на освоение новых технологий.
Однако внедрение АСУ всё же требует или пополнения, или смены персонала. Перед руководителем будет стоять задача выбрать максимально комфортное для предприятия решение. Для сопровождения и обслуживания АСУ необходимо или нанимать нового квалифицированного сотрудника, или переучивать персонал, или прибегать к аутсорсингу. Чаще всего два первых варианта обойдятся дешевле.
Перечисленные проблемы на самом деле стали встречаться гораздо реже, ведь мы живём в технологичном веке. Поэтому, последнее время, если производители не внедряют на своё предприятие АСУ, то, вероятно, им сложно потянуть их стоимость.
«Мы работаем с АСУ для лесной промышленности с 1988 года. Компанию основали специалисты научно-исследовательского сектора Воронежского лесотехнического института и ряда оборонных НИИ города Воронежа. То есть было знание проблем и специфики лесной отрасли и желание разобраться с этими проблемами. Мы начали с разработки систем управления сортировкой и систем управления сушкой. Мы хорошо освоили производство именно этих систем, по сути, это наша основная специализация. И могу сказать, что мы даже в 1980-е и 1990-е не сталкивались с консервативным начальством или какими-то особенными техническими трудностями. Процесс автоматизации ряда производств проходил достаточно гладко. Мы снабжали нашими системами Лесосибирский ЛДК–1, Усть-Илимский ЛДЗ, Новоенисенйский ЛХК, Российско-Японское предприятие «Игирма-Тайрику», поставляли системы на несколько белорусских предприятий. Это те предприятия, что первыми что пришли на ум, перечислять на самом деле можно долго. Суть в том, что автоматизированные системы активно используются в лесопромышленной отрасли.

Немного удивительно, что сейчас заказчиков не очень много. Я не могу чётко сказать, с чем это может быть связано, но очень многие производства не хотят производить замену или модернизацию АСУ, больше работают на старом оборудовании. Возможно, это из-за нехватки средств, некоторые системы достаточно дорогие», — прокомментировал ситуацию главный инженер компании «Воронежпромавтоматика» Сергей Маринин.
Автоматизированные системы управления стоят недёшево, часто даже не в российских рублях. Например, согласно сайту «ЕвроТехно», б/у-шная итальянская автоматизированная линия сортировки круглого леса будет стоить 180 000 евро или примерно 12 500 000 рублей. Тем более, что как писалось выше, после их внедрения могут потребоваться некоторые изменения на предприятии, которые так же могут вылиться в неплохие деньги.
Однако, многие производители уверены: АСУ настолько улучшит производство и сам итоговый продукт, что стоимость оборудования окупится достаточно быстро.
«Мы начали внедрять АСУ на производство в конце 1980-х. Если быть точнее, то в 1987 году мы установили и запустили в работу лущильный станок 3VKKT RAUTE, в 2011 году модернизировали его с учётом современных технологий и средств автоматизации. А в 1999 году установили VE800 RAUTE. В то время возникал ряд трудностей при внедрении. В 1987 году это недостаточная подготовка персонала, как технологического, так и технического. Сегодня у нас активно проводится обучение персонала в разных технических областях, что значительно облегчает работу с современным высокотехнологическим оборудованием.
Касательно стоимости, не можем предоставить столь конфиденциальную информацию, но можем сказать, что данная система в среднем стоит 45-65% от общей стоимости оборудования. Но добавим, что от внедрения данных систем нет отрицательного эффекта, только положительные, такие как рациональное использование энергоресурсов, экономия сырья, увеличение производительности и качества выпускаемой продукций, снижение трудозатрат. Плюс внедрение АСУ ТП сказалось на кадровой политике в плане повышения потребности в высоких квалификациях специалистов, работающих и обслуживающих системы АСУ ТП. Чтобы удовлетворить потребность, необходимо вкладывать средства и время в обучение. Затраты на обучение специалистов являются экономически эффективным вложением», — рассказал начальник отдела промышленной автоматики комбината «СВЕЗА Верхняя Синячиха» Андрей Попов.

Особенности автоматики

Напомним, что автоматизированные системы управляют производством по ряду заданных критериев. Они создаются специально для того, чтобы предприятие повышало качество своего продукта и снижало количество брака. Эти моменты могут увеличить окупаемость, уменьшить себестоимость продукции, поднять рентабельность и конкурентоспособность предприятия.
Компании, занимающиеся созданием АСУ, предлагают большой ассортимент такой продукции для предприятий лесопромышленного комплекса.
Некоторые из современных систем могут объединять в себе несколько модулей и включать в себя несколько устройств обработки информации. Например, некоторые АСУ ТП могут иметь в составе несколько компьютеров или регулирующих микроконтроллеров, которые будут установлены на различных участках агрегата или вдоль технологической линии. При этом функции управления производством будут реализовывать одновременно несколько из них. Все компьютеры могут быть объединены в сеть, и поддерживать распределение основных задач будут специальные сетевые ОС. Чаще всего такими свойствами обладают АСУ ТП верхнего уровня и многоканальные.

Автоматические системы управления техпроцесом нижнего уровня представляют собой именно технологические агрегаты и охватывают лишь определённые участки производства, в то время как два вышеперечисленных варианта представляют собой группы установок.
АСУ, управляющие именно процессом производства, отличаются по ряду характеристик.
Например, автоматизированные системы управления классифицируются по характеру протекания управляемого технологического процесса во времени. АСУ с непрерывным технологическим процессом могут длительно поддерживать режим и практически безостановочно, например, подавать сырьё, производить распил или выравнивание.
АСУ с непрерывно-дискретным технологическим процессом может в определённые установленные моменты прерывать работу отдельного технологического агрегата на различных стадиях работы. Такие системы используются в том случае, когда, например, партии сырья поступают непостоянно. Условно, когда на сортировку поступила одна партия древесины, а следующая должна поступить позже. Это, в том числе, позволяет экономить энергию и беречь оборудование, которое часто выходит из строя по причине того, что в работе применяются неправильные режимы.
АСУ дискретным технологическим (производственным) процессом осуществляет прерывистый, с несущественной для управления длительностью технологических операций.
Есть варианты, когда исполнение процесса отслеживает оператор. Система автоматически выполняет лишь информационные функции, а решения по управлению принимает и реализует именно сотрудник предприятия. Такой характер протекания называется информационным. Оператор задействован и при локально-автоматическом характере.
Есть АСУ с советующим режимом, когда система автоматически подбирает и обрабатывает информацию, а потом предоставляет оператору рекомендуемые значения управляющих воздействий, которые обеспечивают оптимизацию режима работы ТОУ в соответствии с выбранным критерием.
И обычно самый дорогостоящий вариант АСУ — автоматический, когда все функции выполняются только автоматически. Но в случае сбоя такой системы, всё производство может просто-напросто остановиться.

И многие специалисты отмечают, что для того, чтобы производство всегда работало эффективно, необходимо обновлять АСУ, когда они устаревают. Содержание и поддержание устаревших систем может стоить гораздо дороже, чем их модернизация.
«В связи с тенденцией развития, разработки и внедрения эффективных средств АСУ ТП, чтобы быть лидером в сфере производства, необходимо активно проводить модернизацию и замену автоматизированных систем управления как локально, так и глобально. Это позволит снизить издержки, так как у старых систем часто возникают дополнительные расходы. Старые версии АСУ, как правило, имеют большие накладные расходы, а их функциональность с возрастом снижается. Тем более, что на рынке появляется всё больше вариантов. Актуальны АСУ, которые могут предложить эффективные и современные методы решения. Российский рынок автоматизации растёт, автоматизированные системы совершенствуются, расширяются сферы применения АСУ ТП. Сегодня автоматизируется все большее число технологических и производственных процессов», — прокомментировал Андрей Попов.

Знакомство с ассортиментом

Важно понимать задачу, которую вы ставите перед АСУ, и уже в этом случае подбирать систему. На различных производствах используют целый ряд отдельных АСУ. В принципе, можно найти как импортные системы, так и отечественные. Созданием подобного продукта и автоматизацией ЛПК занимаются отечественные компании «Автоматика-Вектор», «Воронежпромавтоматика», «Неосистемы Северо-Запад ЛТД», «Электроавтоматика», «СПБЭК», фирма «1С».
Если говорить об импортном продукте, то и тут достаточно большой спектр качественных предложений.
«У нас на площадке внедрены различные системы АСУ ТП от различных ведущих мировых производителей с учётом требований к современному оборудованию. Таких, как RAUTE, Hashimoto denki, Uroko, Homag, GreCon и т. д. использующие комплектующие и технические решения мировых производителей Siemens, Mitsubishi, Phoenix Contact», — отметил Андрей Попов.
Измеритель диаметров и длин брёвен позволяет делать замеры геометрических параметров прямо на продольном конвейере. Результаты измерений обрабатывает компьютер или специализированный контроллер в соответствии с программой. Это позволяет рассчитать вершинный, комлевой, средний и максимальный диаметры, определить кривизну, сбежистость и прочие необходимые геометрические свойства. Есть приборы, которые производят замеры инфракрасным излучением. На измерительных линейках имеется множество инфракрасных излучателей и приёмников. Как только прибор обнаруживает объект, он переходит в режим измерения. Одно бревно может быть измерено более чем в тысячи точках. Его реальный диаметр выбирается из множества полученных значений по специальному алгоритму, который отсеивает мешающие факторы. Результат — все геометрические параметры бревна.
Автоматизированная система управления линией сортировки брёвен (АСУ ЛСБ) используется для комплексного управления сортировочным транспортёром с автоматическим обмером брёвен и распределением их по накопителям. Весь процесс происходит в соответствии с заданной таблицей сортировки. АСУ ЛСБ может быть установлена на различных транспортёрах как отечественного, так и импортного производства. Эта система также включает измеритель брёвен, о принципе работы которого мы говорили ранее. Каждое бревно, которое попало на сортировочный транспортёр, проходит через измеритель. Система определяет его диаметр, длину и ориентацию комли. Если необходимо, оператор вводит породу или сорт. АСУ сравнивает полученные параметры с таблицей сортировки и после назначает каждое бревно в соответствующий накопитель и отслеживает его путь. В конце включается механизм сброски, и бревно попадает в назначенный карман. Система управления производит поштучный и объёмный учёт отсортированной древесины в целом по лесотранспортёру и по видам сортиментов (по лесонакопителям).
Подобные АСУ ещё могут называть лесотранспортёр сортировочный с односторонней или двухсторонней сброской. Чаще всего используется на нижних складах сырья и лесоперерабатывающих предприятиях в технологических потоках как с продольной, так и с поперечной подачей древесины. Сброс брёвен производится в определённую сторону, что обеспечивается при монтаже оборудования.

Автоматизированные системы управления сушильными камерами также часто встречаются на лесопромышленных предприятиях. Шкаф управления поддерживает в сушильной камере необходимый температурно-влажностный режим. В шкафу управления установлены промышленный контроллер и устройство ввода-вывода. В чём ещё преимущество такой системы перед модульными автоматическими регуляторами, так это в том, что они смогут некоторое время проработать в случае исчезновения питания. Также они более стойкие к колебаниям напряжения и способны на круглосуточную работу.
Оптимизаторы лесопиления проводят распиловку на основе 3D-моделирования. При таком подходе программа подбирает режим распиловки индивидуально для каждого бревна. Система позволяет смоделировать все этапы обработки бревна, перебрав при этом тысячи вариантов, просчитывая результат по выходу и стоимости, учитывая и допуски на обзол, и технологические ограничения оборудования. Автоматизированная система справляется даже с самыми кривыми брёвнами. Можно наблюдать повышение полезного выхода на 20-25%.
Автоматизированная система управления линией сортировки досок работает примерно по той же схеме, что и сортировка брёвен. Осуществляется обмер геометрических размеров доски (а именно толщина-ширина), и оператор может внести данные о сорте и торцовке. В соответствии с заданными таблицами и полученными данными программа направляет доску в определённый карман и составляет мини-отчёт по совершению задачи.
Также на рынке представлены различные автоматизированные системы учёта лесопильного цеха, автоматизированные системы учёта досок в лесопильном цехе, модульные системы управления лесозаготовительными машинами, сканеры для определения дефектов сухого шпона.
Перечислять можно очень долго, тем более, что с каждым годом создаются всё новые системы для выполнения самых различных задач на производстве.
Кроме отечественных производителей, западные специалисты разрабатывают системы по разным лесопромышленным направлениям. Целый ряд интересных систем были разработаны за последнее время в США. Например, система Opti4G устанавливается на лесозаготовительный комбайн, превращая его таким образом в многофункциональную автоматизированную машину. Система позволит автоматизировать процесс валки леса и сбор информации о распределении рабочего времени, выходе продукции, об эксплуатации машины и расходе топлива.
Есть программное решение TimberLink, которое используется для повышения топливной экономичности в различных условиях эксплуатации лесозаготовительной техники.

Не совсем АСУ

Внедрение автоматизированных систем управления технологическим и производственным процессами увеличивает скорость и объёмы производства. А значит, по стандартным программам людям будет сложнее отследить все этапы производства. Поэтому для крупных предприятий также удобно использовать единые комплексные информационные системы управления всеми ресурсами предприятия: и материальными, и финансовыми, и трудовыми. Они не относятся к АСУ технологическим, которые управляют производством, но достаточно плотно с ними связаны. АСУ, управляющие процессом производства постоянно подают операторам массу различных данных и человеку будет достаточно затруднительно переработать такой объём информации. Для составления грамотной отчётности и используются информационные системы. Одна из самых популярных автоматизированных информационных систем управления (АИСУ) «1С: Лесозавод». Подходит как для лесозаводов, так и для фанерных комбинатов, лесозаготовителей, ЦБК, холдингов и многих других лесных предприятий. Обеспечивает более лёгкое управление лесосечным фондом, закупками, производством, складом (запасами), продажами и отгрузкой готовой продукцией и составление бухгалтерского и налогового учёта.
Для небольших предприятий такой вариант не подходит. В их случае лучше использовать более простые информационные системы, которые позволяют организовать оперативный учёт и управление основными производственными процессами.

Также может использоваться схожий и сложный вид информационного АСУ. Таковым является корпоративная информационная система (КИС). КИС — автоматически собирает и структурирует информацию по сбыту продукции, и управлению запасами. Осуществляется это путём создания и внедрения программных модулей управления. Эти модули представляют собой набор программных компонентов (алгоритмов, моделей, программ обработки данных и т. д.), каждый из которых может входить в состав любого другого модуля.
Также существует понятие система управления производством (ERP-система). Здесь стоит объяснить, что такой вид программ также не относится к АСУ, которые отвечают за технологические и промышленные процессы. Это набор интегрированных приложений, позволяющих создать единую среду для автоматизации планирования, учёта, контроля и анализа всех основных бизнес-операций предприятия. По сути, эти программы позволяют легче интегрировать таким подсистемам предприятия, как производство, отдел снабжения и сбыта, отдел хранения, техобслуживание оборудования и произведённой продукции и отдел финансов.
Нельзя не отметить такой используемых тип технологий, как автоматизированные геоинформационные системы. Чаще всего они используются в лесных хозяйствах. Такие информационные системы позволяют решать ряд важных задач. Например, осуществлять планирование управления. Можно создавать графики лесозаготовок и будущие участки, которые потом легко перестроить в карты. Также программа даёт возможность учесть экономические и естественно-природные особенности. Кроме того, есть возможность произвести планирование подходов к лесу и дорог, оценку первичных ресурсов лесов, создать план освоения и работать с специализированными табличными базами данных.

Текст: Мария Бобова