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2018/8/8 18:57:18

[转帖]SCADA系统软件在制造企业中应用问题总结(一)

Q1、 SCADA系统 软件是什么?

SCADA系统软件是Supervisory Control And Data Acquisition的英文缩写,即数据采集与监视控制系统。SCADA系统软件应用广 泛,石油化工、电力、钢铁、生产制造等,许多领域都能发现它的身影。身处制药行业,大家或多或少都听说过这一名字,下面 试着以问答的形式来谈一下我们对制药行业SCADA系统软件的认识,希望能对各位有所帮助。

SCADA系统应用

Q2、SCADA系统软件在企业IT架构中处于何种位置?

典型的企业IT架构如下图所示,ERP位于最上层,负责进销存、财务、人力、生产计划等宏观层面的管理控制,其下是MES系统, 定位于车间层级,实现对生产工艺流程、质量等的把控,最下面是生产控制系统,通常称为PLC、DCS等系统,直接监控生产设备 的启停、开关等,实现产品制造过程。SCADA系统软件即处于MES层与生产控制系统层之间,承上启下,实现信息流有效的上传下 达。MES和ERP属于信息系统范畴,而PLC等生产控制系统属于工业自动化范畴,两者因为面向的领域不同,因此数据结构等存在 极大差异,属于异构系统,不能直接进行数据交互,这种情况下,只能借助SCADA系统软件来弥合两者差异,实现数据互通。我 们经常听到信息化工业化两化融合、IT与OT融合等概念,这些概念的付诸实施同样也需要SCADA系统软件作为必不可少的中介。

Q3、SCADA系统软件有什么作用?

SCADA系统软件最基础的功能是数据采集显示。对于制造企业,车间范围内涉及大量的生产设备,这些设备分布在不同的位置, 由不同的供应商提供,采用不同的组态软件,或在现场触摸屏上或在独立的PC机上显示生产运行画面,站在岗位操作人员的角度 ,这种状况无可厚非,可是站在车间管理人员或是公司领导层的角度,如果要了解设备生产情况,是不可能到现场各个岗位都走 一遍的。而当我们把视野放大,扩展到整个工厂范围,或者是整个集团公司范围,每一台生产设备都是独立存在,都是一座座信 息孤岛,而SCADA系统软件就是为了解决这一问题出现的。它采集所有相关设备的运行信息,并在统一的界面进行展示,我们所 关注范围内的所有设备运行状态可以一览无余,管理人员坐在办公室就可以对生产运行状况做到胸有成竹。

SCADA系统软件衍生的功能是远程监控。比如石油化工行业中有远在千里之外的无人工作站,没有SCADA系统软件的存在,这些就 彻底沦为盲区,而有了SCADA系统软件的协助,我们就仿佛有了千里眼顺风耳,距离就不再成为问题。再如制药行业都会涉及公 用工程,这些设备和系统往往分布在不同的楼层不同的区域,运行维护人员不可能做到全天候的巡检,而借助SCADA系统软件, 就免除了东奔西走之苦,遇到异常情况可以迅速做出响应。

SCADA系统软件较为完善的功能涉及对设备的控制和信息交互。此时,MES、SCADA系统软件、生产控制系统作为密不可分的整体 ,经由SCADA系统软件,MES系统可以直接为设备下达批次信息、产量信息、工艺参数设定值以及配方信息等,甚至直接控制设备 的启停运转,并在生产过程中,设备运转参数信息根据需要及时传递给MES系统进行记录存储,生产结束时,设备的生产运行时 间、生产产量信息等都可以传递给MES系统处理,信息流在上下层之间顺畅流通。

作为现代企业,精益生产以及对效率的追求都向我们提出了新的需求,能源消耗管理和设备利用率(OEE)管理等获得了越来越 多的关注,此类问题的实现也要有赖于SCADA系统软件的帮助。近些年,德国大力提倡的工业4.0,我国提出的智能制造2025等制 造业升级改造计划,SCADA系统软件作为数据交互的基础,也是无法缺席的。

Q4、如何正确的定义企业SCADA系统软件要达到的目标?

在企业整体的IT架构中,SCADA系统软件是相对来说最简单的系统了,但是,SCADA系统软件还是有着不同的内涵和外延的。制造 企业想用SCADA系统软件来解决什么问题,决定了SCADA系统软件的实施范围和钻取深度。

作为最基础的数据显示,展示方式和应用方式也是多种多样。最简单的是只在控制室布置一台计算机,运行维护人员需要到控制 室查看设备运行情况。如果不想每次都到控制室,要在办公室也能看到画面,那么可以在办公室配置远程客户端。如果想要在企 业局域网内的任何一台联网计算机上都能看到画面,就需要采用B/S架构的SCADA系统软件,终端计算机只要在浏览器里输入网址 就可以看到生产画面。如果企业管理人员需要在家或在差旅途中也能实时查看设备运行情况,则需要在公司内部配备VPN系统, 外部互联网经由VPN直接登陆到企业局域网,实现网络访问。另外,若有企业形象宣传、接受外部参观或生产集中调度之需,也 会在控制室配备大屏幕拼接屏系统,SCADA系统软件画面就可以在其上显示。近些年,智能手机、平板电脑大为普及,已有越来 越多的SCADA系统软件可以支持在这些智能终端显示数据,SCADA系统软件也可以变得简单便携。

在多数制造型企业,SCADA系统软件是和MES系统一起出现的,MES通过SCADA系统软件与生产设备交互。 MES与生产设备的交互分 几个层面。第一层是MES只读取设备工艺数据,然后将得到的信息汇总到电子批记录,代替人工填写。第二层是MES向设备传递简 单的非控制信息,比如生产批号、产品信息、配方设定信息等,实现简单的交互。第三层是MES深度介入设备的运行控制,接管 设备的启停控制,根据需要随时向设备下达设定值、工作元件的动作指令等。要达成目标,需要SCADA系统软件集成商、设备供 应商以及设备使用方三方密切合作,这是最复杂的控制方式,但也是最灵活的方式,可以实现效益的最大化,业界成功实践的数 字化工厂,都是采用了这种形式。

作为SCADA系统软件的使用者,制造企业必须在调研初期就明确真实需求,根据企业的发展阶段,既不能遗漏功能需求,也不能 单纯追求高大上而好高骛远。正确的定位是SCADA系统软件项目实施成功的基础。

Q5、制药行业SCADA系统软件有哪些特点?

与汽车、电子等离散制造行业不同,制药行业虽属于流程行业,也与石油、化工等流程行业不同,行业特点决定了它的特殊性。 制药行业关乎大众生命健康,各方面都要求遵循质量规范,SCADA系统软件作为其中一员同样要满足国内GMP、欧盟GMP、美国FDA 等验证体系的要求。SCADA系统软件集成商要对制药行业有足够的认识,具备多年行业经验的积累。

药品生产批记录是质量控制重要一环,无论是以纸质记录还是以电子记录的形式展现,数据的准确性和完整性都是极为重要的。 SCADA系统软件要保证对生产关键工艺参数的采集是准确的,并有明确的验证文件支持。同时,也要从各个方面来保证数据的完 整性,为防止意外需要配备UPS,并具备灾难恢复机制,遇到突发状况能够迅速还原,最大程度减少数据损失。

Q6、制药行业SCADA系统软件的范畴是什么?

制药行业有多个细分领域,SCADA系统软件都能满足需求。常见的固体制剂生产中涵盖的各阶段:称量、粉碎过筛、制粒、总混 、压片、胶囊填充、包衣、铝塑包装、瓶装、清洗等,无菌制剂涵盖的生产阶段:配液、洗瓶、烘箱、灌装、轧盖、冻干、灯检 、灭菌清洗等,各工序的生产设备基本都能支持SCADA系统软件数据采集。生物制药中涉及的细胞培养、纯化、层析、离心等工 艺过程,中药生产中的前处理、提取、浓缩、包装等工艺阶段也大都已具备 SCADA系统软件 数据采集条件。

 

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