59.01 € 69.40

e-F@ctory – концепция «умного предприятия» от Mitsubishi Electric, как основа долгосрочной стратегии «Общество 5.0»

e-F@ctory – концепция «умного предприятия» от Mitsubishi Electric, как основа долгосрочной стратегии «Общество 5.0»

Технический прогресс невозможно остановить, как невозможно запретить людям думать. Он, бесспорно, оказывает влияние на все сферы жизни человечества, со временем меняя некоторые из них до неузнаваемости. Например, такие недавно казавшиеся фантастическими вещи, как автомобили с автопилотом, уже проходят тестирования и обкатку, готовясь к применению на дорогах. Стремительное развитие информационных и телекоммуникационных технологий привело к постепенной интеграции физического и киберпространств и в других областях. Не стали исключением и производственные процессы, а в особенности, управление ими. С 2003 года компания Mitsubishi Electric развивает свой концепт объединённой системы управления предприятием e-F@ctory или «интеллектуальное производство» (подробнее о компании и платформе e-F@ctory по ссылке).

E-F@ctory подразумевает сочетание решений для промышленной автоматизации, информационных и сетевых технологий. Это даёт возможность использовать результаты обработки больших массивов данных (Big Data) и их анализа. За счёт бесперебойной работы современных сетей связи в промышленном оборудовании эта платформа позволяет оптимизировать процессы, повысить продуктивность предприятий, предоставить их руководству оперативный более наглядный доступ к информации, обеспечить постоянный контроль над процессами и сократить издержки, уменьшая совокупную стоимость владения.

Мицубиси.jpg

Рисунок 1

Основная идея концепции упрощённо отображена на рис.1. Как мы видим, АСУ (автоматизированная система управления) может быть условно разделена на уровни. Все уровни от полевого до верхнего объединены между собой с помощью современных сетевых технологий, основанных, как правило, на оптических/медных Ethernet технологиях и различных скоростных последовательных интерфейсах. В этих промышленных сетях могут применятся как фирменные протоколы Mitsubishi Electric (CC-Link IE), так и другие распространённые в мире протоколы связи. На нижнем -  «полевом» - уровне структуры находятся элементы, которые устанавливаются непосредственно на «объект управления» (датчики, приводы, исполнительные механизмы). Чуть выше, на «контроллерном уровне», располагаются ПЛК (программируемые логические контроллеры), оперативно управляющие технологическим процессом. Их основные отличительные черты - это надёжность и гарантированное время цикла скана программы, что позволяет управлять технологическим процессом в реальном времени и своевременно реагировать на события или внештатные ситуации. На верхнем «IT уровне» находится система управления, реализованная, как правило, на базе группы промышленных компьютеров. Это может быть, например, резервированный сервер с подключёнными к нему операторскими станциями и АРМ (автоматизированные рабочие места) эксплуатирующих служб. На сервере и станциях устанавливается SCADA система MAPS и СУБД (система управления базами данных). Если предприятие крупное, то ещё выше находятся серверы АСУ управления предприятием с MES (система управления производством) и/или ERP (система управления предприятием). На предприятиях, входящих в крупную корпорацию или группу компаний, система управления имеет связь с единым диспетчерским центром или с облачным сервисом управления всем бизнесом. В таких случаях связь реализуется с помощью выделенных кабельных каналов либо через зашифрованные интернет-каналы.

Важным преимуществом платформы e-F@ctory являются периферийные вычисления или распределенная обработка данных (Edge Computing). Это значит, что в концепции e-Factrory расчёты математических моделей технологических процессов и первичная обработка «сырых данных» (raw data) осуществляются прямо на объекте. Они реализуются с помощью специализированных Си-Контроллеров (C-Controller), которые устанавливаются в виде дополнительного модуля к общепромышленному ПЛК. Их плюс в том, что они не требуют дополнительного пространства для размещения, в отличие от сервера, но при этом Си-Контроллер уже способен произвести серьёзные расчёты по программе, написанной на языке программирования Си, находясь вблизи объекта управления. Это позволяет разгрузить каналы связи между уровнями АСУ, передавая наверх результаты первичных вычислений и обработки данных. Это также существенно разгружает сервер «верхнего уровня», снимая с него вычислительную нагрузку, что особенно актуально при расчётах сложных технологически процессов по их математическим моделям.

Для обработки данных важным дополнением служит MES Interface модуль. Он, как и Си-Контроллер, устанавливается в виде модуля расширения рядом с ПЛК и после настройки позволяет из всего массива информации контроллера вычленять только данные, необходимые для MES системы. Далее, по отдельному Ethernet каналу, MES Interface модуль записывает эту информацию напрямую в базу данных MES сервера с метками времени. На случай потери связи у модуля есть объёмный буфер памяти, в котором сохраняется массив последних данных. Они автоматически помещаются в базу данных MES сервера сразу после восстановления канала связи. Применение таких модулей очень удобно в тех случаях, когда MES система организована на отдельном сервере. Тогда путь информации от объекта до MES сервера существенно сокращается.

На самой вершине иерархии управления может находиться, например, владелец бизнеса, который на своём компьютере или гаджете видит основные параметры функционирования всей системы. Разумеется, ему не интересны такие подробные данные оперативного управления, как, к примеру, срабатывания конкретных датчиков и механизмов, но он видит общие графики объёма выпущенной продукции, выручку, запланированные расходы на основные средства, изменения фонда оплаты труда, налоговых отчислений и пр.

Таким образом, в результате согласованной работы различных уровней предприятия и бесперебойной передачи актуальных данных между ними, мы видим целостную и информационно объединённую систему управления от самого нижнего полевого уровня до самого верхнего уровня управления предприятием и бизнесом. Потоки информации циркулируют между уровнями и элементами АСУ, повышая наблюдаемость и управляемость системы, сокращая издержки предприятия и увеличивая рентабельность бизнеса.

Для решения актуальных производственных задач E-F@ctory применяется на всех предприятиях корпорации Mitsubishi Electric. Один из примеров – завод по производству программируемых логических контроллеров Mitsubishi Electric в Японии в г. Нагоя, где после внедрения E-F@ctory на 30% повысилась производительность, на 30% снизились затраты электроэнергии, ещё на 50% сократились потери качества.  

Решая конкретные задачи производственных предприятий, E-F@ctory становится  инструментом повышения  глобальной конкурентоспособности промышленности в целом на базе цифровых решений. Именно поэтому E-F@ctory стала ключевым элементом принятой правительством Японии в 2016 году национальной стратегии «Общество 5.0» или «Супер интеллектуальное общество». Реализация стратегии «Общество 5.0» подразумевает широкое применение цифровых технологий во всех сферах жизни общества для преодоления глобальных вызовов, ограничивающих устойчивый рост японской, да и глобальной экономики: сокращение численности работоспособного населения и его старение, снижение глобальной конкурентоспособности промышленности, требующая обновления инфраструктура, стихийные бедствия и терроризм, экологические проблемы и нехватка природных ресурсов.  «Общество 5.0» призвано стать новым этапом в развитии экономики и общества, позволяющим устранить сложность объединения информационных платформ и промышленных производителей, присущую эпохе четвертой промышленной революции -, а также обеспечить дальнейшее развитие науки и технологий.

Задачи и вызовы, обозначенные в японской стратегии «Общество 5.0» актуальны и для России. На данный момент залогом устойчивого экономического и социального развития нашей страны является развитие реального производства и социальной инфраструктуры, позволяющих создать глобально конкурентоспособную продукцию и технологии. Применение элементов стратегии «Общество 5.0», таких как E-F@ctory, позволит полностью раскрыть потенциал экономического роста и социального развития России.

Шаги по внедрению японского «интеллектуального производства» в России предпринимаются уже сейчас.  Проекты автоматизации в рамках концепции E-F@ctory в России и СНГ уже реализуются в станкостроении, пищевой, бумажной, автомобильной, металлургической, горнодобывающей, нефтяной и газовой промышленности, энергетике и водоснабжении.

В заключение, стоит отметить, что часто технические и научные прорывы совершаются на стыках наук и различных сфер их применения. Таким образом, совмещение в системах управления производством, бизнесом и объектами инфраструктуры различных типов решений из областей информационных технологий, технологий анализа больших данных, интернета вещей, методов нечёткой логики, машинного обучения позволяет достичь качественно новых результатов и показателей работы. Платформа e-F@ctory способна перевести управление предприятиями и  бизнесом на новый уровень, обеспечивая постепенный переход к «цифровой экономике», что, в рамках нынешнего курса российского правительства, является одним из ключевых условий дальнейшего устойчивого развития.                                                         

Автор: Сурнин Степан Алексеевич 

Руководитель технического департамента

Подразделение промышленной автоматизации                     

Контакты:

ООО «Мицубиси Электрик (РУС)»

Россия, 115114, Москва, ул. Летниковская д. 2 стр. 1

Тел.: +7 (495) 721-20-70

Web: ru3a.mitsubishielectric.com

E-mail: automation@mer.mee.com

  e-F_ctory_logo_blue.jpeg   

На правах рекламы

Подписаться на новости

Назад

Комментарии

Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений