Автоматизация в металлургии: какой ей быть?

О том, внедрять или нет автоматизированные системы на заводы в металлургической промышленности, речи уже нет. Предприятия давно осознали необходимость и выгоду подобных решений.

Особенностью всех автоматизированных систем, внедряемых на заводы черной и цветной металлургии, можно считать системный подход ко всем происходящим процессам в рамках предприятия. К ним относят теплотехнические, экологические, металлургические и управленческие процессы. Важно построить не только управление тепловыми процессами, но и наладить их бесперебойное протекание. Это существенно повышает качество выпускаемого продукта, экономит расходы и увеличивает производительность. Так, автоматизация режима функционирования нагревательных устройств уменьшает реальный расход энергетического топлива примерно на 10%. В металлургической промышленности оправдано введение комплексной автоматизации, которая позволяет подчинить единому управленческому центру все сферы деятельности предприятия. Это касается отдела поставки сырья, системы загрузки компонентами доменной печи, выпускных линий, учетной сферы, технического контроля и т.д.

Вопрос эффективности работы металлургического предприятия напрямую связан с обеспечением экологической безопасности для окружающей среды. Никакие выгоды не могут быть оправданы возможными негативными последствиями, поэтому автоматизированная система должна не только повышать эффективность работы предприятия, но и не допускать вредных выбросов, в число которых входят оксиды азота, технологическая пыль, оксиды углерода и т.д.

Задачи автоматизированной системы управления в металлургической промышленности:

1.Установка и настройка рациональных режимов работы предприятия и каждого его отдельного технологического процесса.

2.Поддержание исправной работы заданного режима деятельности предприятия.

3.Повышение качества выпускаемого продукта за счет снижения затрат, аварийных ситуаций, простоев и др.

Курс на успех

Значимыми мировыми тенденциями в металлургии являются консолидация предприятий в глобальном масштабе, нарастающая конкуренция, рост цен на сырье и высокие прибыли. Но оснащенность предприятий не так высока: даже в США примерно 60% фирм этой отрасли находятся на уровне частичной автоматизации. У нас дела обстоят не лучше, но процесс, как говорится, пошел. Так, на контрактную поставку систем Oracle на Магнитогорский металлургический комбинат (ММК) для создания системы автоматизации верхнего уровня (ERP) предприятие потратило $20 млн. Но при этом надо понимать, что установка системы должна пройти успешно. Дмитрий Каплан, директор по ИТ ММК, полагает, что успешное внедрение КИС (корпоративных информационных систем) на его предприятии не в последнюю очередь объясняется применением опыта проектирования передовых металлургических компаний мира — южнокорейской Posco и американской Alcoa, а также использованием опробованных в мировой практике программных продуктов Oracle. Сейчас ERP-система комбината включает 36 модулей OEBS (Oracle e-Business Suite), обеспечивающих управление и мониторинг по 11 функциональным направлениям (финансы, бухгалтерия, сбыт, производство и т.п.), и поддерживает 400 бизнес-процессов, более 5000 проектных документов, 215 складских организаций, 18 цехов основного производства, 7 цехов энергетики, 40 цехов вспомогательного производства и т. д.

За последние годы многие предприятия отрасли внедрили ERP-системы на том или ином уровне. Но чтобы получить эффект от их применения, надо добиться оперативного получения объективных данных непосредственно с производства: это возможно лишь при его автоматизации с помощью MES-системы (Manufacturing Execution System – Систем Управления Производством). Сейчас это направление – одно из приоритетных для многих комбинатов и заводов. Обычно MES система охватывает следующие задачи:

• распределение и контроль статуса ресурсов (построение модели производства, централизованное хранение, быстрый и удобный поиск данных по спецификациям сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и упаковки, адресов поставщиков, норм качества, законодательных документов и т.д.);
• диспетчеризация производственных процессов (управление заказами на производство, управление сырьем и полуфабрикатами, контроль выполнения плана, контроль остатков);
• сбор данных, управление качеством (сбор данных от систем АСУТП, проверка качества и достоверности данных, сбор и архивирование, долговременное хранение, управление лабораторными данными);
• управление техническим обслуживанием;
• анализ производительности (статистический и математический анализ, контроль производительности процесса, расчет ТЭП, учет времени работы и простоя оборудования, создание отчетов);
• составление производственных расписаний;
• контроль документов (электронный документооборот);
• управление трудовыми ресурсами (управление персоналом);
• координация технологических процессов и отслеживание готовой продукции.

На Ижорском трубном заводе («Северсталь») одновременно с монтажом заводского оборудования началось внедрение ИС двух уровней — среднего (производственного — MES) и верхнего (ERP). Стоимость всей системы составила около 1% от стоимости всего завода, а затраты на ее эксплуатацию — менее 1% от оборота.

Как продавать?

Останавливать и даже прерывать производство металлургические гиганты не могут, и зачастую на их складах скапливаются тонны продукции. Поскольку плановых поставок сейчас нет, комбинаты должны сами искать заказчиков и продавать свою продукцию. А значит, приобщаться к отработанным в мире виртуальным технологиям. CRM-проекты, естественным продолжением которых является создание электронных площадок и интернет-магазинов, ведутся на многих предприятиях. Компания «Малахит» завершила первый этап проекта по внедрению CRM-системы в ТД «УралТрубоСталь», являющийся единой площадкой для реализации продукции трубного дивизиона Группы ЧТПЗ. В рамках первого этапа обеспечено внедрение базовой функциональности модуля, методик анализа, прогнозирования и предупреждения о критических ситуациях. Второй этап проекта предусматривает создание call-центра торгового дома, применение анализа информации при подготовке месячных бюджетных планов и разработку системы планирования рабочего времени менеджерского состава «УралТрубоСтали».

Что есть, то есть

Конечно, о повсеместном внедрении современных технологий на металлургических предприятиях у нас пока говорить не приходится. Сейчас в основной массе компании пользуются Автоматизированными системами управления технологическим процессом (АСУ ТП) – это комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях. Может иметь связь с более глобальной автоматизированной системой управления предприятием (АСУ П). Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Например, система автоматизации руднотермических печей позволяет автоматически управлять печью с поддержанием заданных технологических параметров, дозировать и подавать шихту, охлаждать воду, учитывать и хранить все технологические параметры (температуры, данные системы дозирования компонентов, загрузок печи, системы охлаждения печи, данные анализов лаборатории, данные по выпускам из печи). При этом повышается качество выпускаемой продукции, снижаются затраты электроэнергии, уменьшается вероятность аварий и возникновение нештатных ситуаций.

Автоматизация вакуумнодуговых печей позволит проводить плавки в полностью автоматическом режиме, включая все этапы (зажигание дуги, разогрев электрода, переправление, вывод усадочной раковины, подъем электрододержателя, окончание плавки, формирование отчета). За счет автоматического ведения плавки кристаллизующийся слиток формируется однородным. При плавке с применением легирующих элементов их скорость подачи регулируется в соответствии с реальной скоростью переплавления. В результате повышается качество переплавленного металла и уменьшается процент брака, предотвращаются аварийные ситуации (при использовании некачественного сырья), такие как, например, пробой на кристаллизатор.

Таким образом, автоматизировать можно любые отдельные участки производства, но будущее – за созданием целостных систем.