Информационные системы и технологии. АРS-системы. SCADA-системы

ADVANCED PLANNING AND SCHEDULING (APS) - Система синхронного планирования производства
APS - Система синхронного планирования производства, ориентированная на интеграцию планирования звеньев цепи поставок, с учетом всех особенностей и ограничений производства.
Идеей и целью системы APS является обеспечение пользователя инструментом, с помощью которого он сможет контролировать и оптимизировать бизнес-процессы.
Стратегии критической обработки могут быть распознаны и целенаправленно оптимизированы.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ APS-СИСТЕМ
Интеграция проектировки производства в среду планирования цепи поставок.
Ориентирование плана производства в первую очередь на потребности конечных потребителей (прогнозы, заказы) и их возможное привлечение к процессу создания плана, учету возможностей производства и времени поставки материалов и комплектующих поставщиками.
Имеется в виду синхронизация планов регионально разделенных производственных площадок и дистрибьюторских центров.

APS- ПРЕДПРИЯТИЕ. АРХИТЕКТУРА

ПРЕИМУЩЕСТВА APS-СИСТЕМ
Большая часть APS-систем поддерживает web-ориентированные технологии, которые гарантируют возможность удаленной работы с планами — визуализация плана, введение заказов клиентов, просмотр отчетов и т. д.
Возможно ограничение функций и прав пользователей на удаленную работу.
Одно из главных преимуществ — это наличие мощного инструмента визуализации и генератора отчетов. Системы APS дают пользователям удобные средства анализа плановой информации — различные графики, диаграммы (например, интерактивная диаграмма Ганта, графики загрузки машин и ресурсов, складских запасов, объема незавершенного производства и т. п.), широкий набор встроенных отчетов, а также возможность создавать пользовательские отчеты.
APS-системы способны работать как отдельно, так и совместно с существующей информационной средой предприятия (например, ERP-APS-MES).

БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ APS
Согласование планов потребностей в материалах и производственных мощностях одновременно. Такой подход имеет название синхронного планирования, поскольку алгоритмы работы APS осуществляют расчет необходимых к закупке и производству изделий с учетом существующих (ограниченных) мощностей, то есть синхронно.
Детализация и точность модели производства и цепочек поставок. Создание реализуемого плана является главной задачей процесса планирования, то есть это должен быть план, который можно выполнить. Точность плана зависит в основном от того, насколько аккуратно были смоделированы ограничения производства и цепочки поставок в целом. Модель данных APS-системы предполагает возможность учета при планировании детальных характеристик конкретных единиц оборудования, штата, транспортных средств, технологических маршрутов и т. д.

БАЗОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ APS (ПРОДОЛЖЕНИЕ)
Создание планов с большой скоростью. Одна из главных характеристик APS-системы-это скорость, которая достигается благодаря тому, что вся модель данных сохраняется в оперативной памяти сервера. Предоставляется возможность оперативности перепланирования и, следовательно, возможность быстрого реагирования на различные изменения в цепи поставок.
Использование коллективной работы внешних и внутренних участников в единой многопользовательской среде. Поскольку APS приложения web-ориентированы обеспечивается возможность сотрудничества пользователей системы и согласования планов между различными подразделениями внутри предприятия и с другими участниками процесса за его пределами.

ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ APS
Возможность применения к различным средам планирования. Системы, которые базируются на стандарте MRP II, ориентируются в большинстве случаев на дискретное производство с типом «сборка на заказ», «производство на склад». APS-системы способны также учитывать и специфику «производства под заказ», планировать непрерывное производство.
Синхронное планирование. Это и есть главное отличие от стандарта MRP II. Планирование закупок и производства производится одновременно с учетом ограничений по мощностям и ресурсам (машины, инструменты, люди), в то время как в системах MRP II процессы планирования необходимых материалов и необходимых ресурсов (мощностей) разделены и выполняются итерационно для получения реального плана. В результате, это оказывает влияние на скорость процедуры планирования.

ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ APS (ПРОДОЛЖЕНИЕ)
Оптимизационное планирование. Оптимизация в системах APS основывается на эвристиках и на сложных математических образцах, создаваемых для конкретной отрасли (например, металлургия, прокат — оптимизация изменений размера листов), конкретного предприятия. При этом тонкая настройка алгоритмов оптимизации может осуществляться непосредственно самими пользователями.
Высокая скорость создания планов, достигаемая за счет того, что данные сохраняются в оперативной памяти.
Незамедлительное реагирование на изменение среды. Непредвиденные изменения во внешней среде (например, отмена заказов), в среде производства (отказ оборудования), которые могут сделать созданный план неисполнимым, оперативная перепланировка, учет ограничений (и состояния) цепочки поставок обеспечивают возможность в короткий срок получить новый план, скорректированный исходя из новых реалий.
Распределенное планирование. Отдельные APS-системы поддерживают распределенное планирование, при помощи которого несколько человек могут планировать синхронно, но каждый из них несет ответственность за какую-то определенную зону планирования (или это отдельные машины, или это определенный горизонт планирования).

ЧТО ТАКОЕ SCADA
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)– это особая диспетчетская система, которая занимается сбором информационных данных о текущей деятельности предприятия, а также их управлением. Иначе говоря –это автоматизация на аппаратном уровне (управление счетчиками, датчиками и прочими приборами и оборудованием)
Достоинство SCADA главным образом в том, что она может предоставить необходимую информацию через показатели, которые собраны абсолютно с разных точек предприятия в реальном времени. Только в таком режиме можно оптимизировано управлять предприятием, делая его работу непрерывной, без простоев, сбоев и возможных аварийных ситуаций.
Предшественниками SCADA когда-то были всем известные сигнализации и телеметрии.

СТРУКТУРА SCADA-СИСТЕМЫ
SCADA-система состоит из трех компонентов:
Удаленный терминал (Remote Terminal Unit (RTU). Через него идет полная обработка информационных данных в реальном режиме времени. Данный терминал может быть по-разному создан. Например, его могут представлять самые примитивные датчики, которые снимают информацию с процесса с заданной периодичностью. Иногда в качестве удаленного терминала работают многопроцессорные отказоустойчивые вычислительные приборы. Они обрабатывают информацию уже в режиме жесткого реального времени.
Главный, центральный, терминал или диспетчерский пункт (Master Terminal Unit (MTU), Master Station (MS). На нем ведется обработка данных и их управление на самом высоком уровне. Тут используется режим мягкого реального времени. Главная задача этого структурного компонента SCADA-системы – это создание человеческо-машинного интерфейса, обеспечивающего эргономическую работу оператора с АСУ ТП. В зависимости от поставленных задач для создания HMI используется, как одиночный компьютер, на который стекается вся информацию с разных точек хозяйствующего объекта, так и целая вычислительная система, объединяющая в единое целое все локальные пульты управления. Именно при создании центрального пульта управления решаются задачи обеспечения информационной безопасности работы предприятия.
Каналы связи или интегрированная коммуникационная система (Communication System (CS). Ее назначение заключается в создание связующих элементов между удаленными объектами и центральным пультом управления.

HMI/SCADA
HMI/SCADA – это единая, удобная, интегрированная и эффективная среда, помогающая централизованно разрабатывать, администрировать, обновлять, масштабировать и обслуживать все системы управления автоматизацией, обработки данных и визуализации. ВОЗМОЖНОСТИ:
Графические элементы обеспечивают контекстуализацию данных, ускоряющую анализ и повышающую эффективность работы операторов.
Стандартизация, согласованность, ситуационная осведомленность и эффективное устранение аварийных ситуаций в рамках целой группы производств.
Поддержка технологий виртуализации для сокращения простоев и оптимизации управления.
Для регулируемых и контролируемых сфер деятельности обеспечивает соответствие самым строгим требованиям безопасности, в том числе FDA 21 CFR Part 11.
Стандартизованная предварительно протестированная графика и автоматическая «привязка» тегов позволяют быстро и безопасно вносить изменения в приложения.
Повторное использование стандартных элементов повышает эффективность разработки, сокращает продолжительность обучения и минимизирует трудоемкость будущих изменений.
Поддержка служб удаленного рабочего стола Microsoft и технологий виртуализации Hyper-V сокращает затраты на оборудование, повышает готовность системы и ее защищенность от аварий.
Поддержка предшествующих версий программного обеспечения гарантирует возможность использования InTouch совместно с приложениями, созданными десятилетия назад.

ПРЕИМУЩЕСТВА ВНЕДРЕНИЯ SCADA-СИСТЕМЫ
Внедрение дает предприятию следующие преимущества:
Устанавливается непрерывная система обмена данными в реальном времени через специальные драйверы.
Вся поступающая информация обрабатывается в реальном времени.
Получение удобного в работе человеко-машинного интерфейса.
Наличие базы с данными о ходе всех технологических операций предприятия.
Отлично работающая аварийная система.
Постоянное составление и генерация отчетов хода технологических процессов предприятия.
Осуществление связи между внутренней автоматизированной системой управления и внешними приложениями, в число которых входят СУБД, текстовые программы, таблицы и т.п.