對控制系統技術(shù)的重新思考
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鎖定低效問(wèn)題
在加工業(yè)中，低效問(wèn)題相當普遍，并且可能出現于生產(chǎn)周期的每一階段。其中包括食品安全、材料損耗、能源浪費，甚至可能是由生產(chǎn)線(xiàn)嚴重失調所造成的。通常情況下，這些低效問(wèn)題都未被發(fā)現或被忽略，而企業(yè)則要為此付出代價(jià)，其盈利能力及競爭能力都會(huì )受到明顯影響。盡管技術(shù)可能無(wú)法解決生產(chǎn)流程中的所有低效問(wèn)題，但它對發(fā)現這些問(wèn)題卻起到了至關(guān)重要的作用?？刂葡到y，像可編程邏輯控制器 (PLC) 和監控與數據采集 (SCADA) 系統等，能夠很容易地與現有生產(chǎn)線(xiàn)相集成，使生產(chǎn)線(xiàn)中效率最為低下的環(huán)節暴露無(wú)遺。它們還可用于定位技術(shù)來(lái)改善工作流程。一旦這些系統完成分析后，所得數據便可幫助工廠(chǎng)操作員確定最易發(fā)生低效問(wèn)題的具體領(lǐng)域。
通過(guò)可追溯性確保食品安全
食品安全對所有制造商而言都至為重要，若想保證客戶(hù)的忠誠度，就必須確保極高的質(zhì)量標準。產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題在原材料和成品中都會(huì )出現，它通常是由控制系統的指定不當、過(guò)時(shí)或配置不佳所引起的。除了會(huì )造成巨額的成本，潛在客戶(hù)的投訴也將會(huì )對企業(yè)的聲譽(yù)構成威脅。隨著(zhù)FDA等監管部門(mén)為確保產(chǎn)品質(zhì)量及安全推出更多“防范”機制，這類(lèi)低效問(wèn)題是很多生產(chǎn)基地需要迫切關(guān)注的問(wèn)題之一。
通過(guò)提高整個(gè)生產(chǎn)鏈的可追溯性，操作員可重新掌控產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全。為了實(shí)現這一目的，應從盡可能多的生產(chǎn)流程中收集詳細可靠的數據并進(jìn)行全面評估，這一點(diǎn)至關(guān)重要。條形碼掃描和在線(xiàn)監控系統可保證產(chǎn)品始終符合產(chǎn)品規格并遵循所有食品安全規范。使用高效追蹤系統監控所有生產(chǎn)出的產(chǎn)品、控制現有庫存、更新產(chǎn)品保質(zhì)期，將有助于減少原料的浪費，準確計算庫存并自始至終保證產(chǎn)品質(zhì)量。
減少浪費
材料浪費不僅僅涉及原材料浪費。隨著(zhù)生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)化程度的提高，產(chǎn)品的加工速度也空前提升，但這也同時(shí)增加了損壞或損耗的機會(huì ) 。材料浪費通常由設備控制錯誤或流程嚴重失調引起，這對于所有工廠(chǎng)經(jīng)理而言都是個(gè)大問(wèn)題，因為它會(huì )影響到整個(gè)生產(chǎn)周期。如果未能及時(shí)發(fā)覺(jué)，僅僅一處錯誤就能對大量產(chǎn)品造成損害，造成不必要的停工和過(guò)度浪費。
通過(guò)詳細的用戶(hù)需求標準 (URS)，控制系統供應商可幫助特定生產(chǎn)流程確定其所需的關(guān)鍵績(jì)效指標 (KPI)。經(jīng)分析之后，URS 將被轉換為功能設計規范 (FDS)，用于加強流程管理。這樣，生產(chǎn)流程就會(huì )變得更加順暢、更加可靠，以便最大程度地減少浪費并避免生產(chǎn)停機。
毋庸置疑，控制系統對規范生產(chǎn)流程而言至關(guān)重要，但是它們不總是從一開(kāi)始就能確保流程的高效性。它們通常需要進(jìn)行精確的設置和嚴謹的調整。但由于實(shí)際原因，控制系統很少能夠完成一套精密調整的完整控制環(huán)路。因此，這為很多可變因素提供了機會(huì )，導致頻繁出現停工的情況，不但會(huì )影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且還會(huì )降低生產(chǎn)線(xiàn)的效率。
因此，操作員需要再次訪(fǎng)問(wèn)原始的PLC控制代碼，對比例積分微分 (PID) 環(huán)路進(jìn)行精密調配。這一點(diǎn)可通過(guò)觀(guān)察環(huán)路參數、手工輸入新的比例、積分和微分值或者通過(guò)專(zhuān)用環(huán)路調整包以電子方式實(shí)現。但是，一些工廠(chǎng)可能需要進(jìn)行更為復雜的環(huán)路調整，在這種情況下，操作員應該考慮使用基于模型的控制器。該系統以PLC控制環(huán)路為基礎，使用其自身的基于PC的平臺，可在流程偏離設置點(diǎn)之前對其方向進(jìn)行預測并采取糾正措施。
打造出高效的團隊
盡管目前的技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)使大多數制造流程實(shí)現了自動(dòng)化，但是勞動(dòng)力成本依然是所有工廠(chǎng)預算的最大部分，因此，工廠(chǎng)經(jīng)理迫切希望充分利用其員工隊伍，這一點(diǎn)是可以理解的。但是，如果普遍使用落后的程序，那么，同時(shí)執行多項任務(wù)就不那么容易了。很多工廠(chǎng)都將正常的生產(chǎn)時(shí)間浪費在維護及修理工作上，而在另外一些工廠(chǎng)中，員工可能忙于重復性的操作，但這些工作本可以由機器完成地更加精確。這不但可以減少人為錯誤，還可為員工騰出時(shí)間，使他們專(zhuān)注于更具挑戰性的工作。
詳細審查流程中的每一部分可確定哪些工作最好由機器執行或者由機器執行更為精確，為員工騰出時(shí)間執行重復率較低的工作。還可以通過(guò)將現有PLC系統與簡(jiǎn)潔清晰的人機界面 (HMI) 結合運用來(lái)提高效率。這比肉眼能更快地檢測出故障，允許操作員對故障采取立即措施，最大程度地減少停機和浪費現象的發(fā)生。
控制能源成本
隨著(zhù)自動(dòng)化流程的廣泛使用，能源消耗也日益增加。盡管在2006 年至2010 年間美國制造部門(mén)的能源使用減少了近10%，但是陳舊或保養不善的機器每天依然消耗掉了大量的電力、天然氣和水資源。設備泄露、絕緣性能不良、過(guò)熱、不必要的照明及因配件陳舊而進(jìn)一步加重了這一狀況，以上種種都增加了每月的能源成本。同時(shí)隨著(zhù)能源價(jià)格的上漲，對所有運營(yíng)商而言，都應密切關(guān)注能源的消耗水平，以維持盈利能力。據碳信托 (Carbon Trust) 的消息稱(chēng)，能源成本削減20% 意味著(zhù)可獲得的效益等同于將銷(xiāo)售額提高 5%。
通過(guò)部署流量計、運動(dòng)傳感器及電表等感應設備，可檢測整個(gè)工廠(chǎng)范圍內的能源消耗。一旦安裝控制系統后，它可為操作員提供詳細的能源報告，使他們有能力確保僅在需要的時(shí)間和地點(diǎn)使用能源。
最大程度地降低對環(huán)境造成的影響
保持較低的能源成本也是一種提升效率和實(shí)現生產(chǎn)流程可持續發(fā)展的方法。但是，隨著(zhù)生產(chǎn)產(chǎn)量的提高，向環(huán)境中排放的廢液和廢氣量也隨之增長(cháng)。工業(yè)污染依然是業(yè)內對環(huán)境造成真正威脅的一大重要問(wèn)題。隨著(zhù)全球各國政府對污染源頭的步步緊逼，缺乏有效的環(huán)境控制系統不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，并且在一些情況下還會(huì )導致工廠(chǎng)關(guān)閉。因此，迅速檢測出違規和泄露等問(wèn)題對于維持生產(chǎn)流程的可持續發(fā)展至關(guān)重要。
通過(guò)在選定地點(diǎn)安裝其它感應設備，工廠(chǎng)操作員可在廢物排放之前對其進(jìn)行監測。感應器獲得的數據可通過(guò)4-20mA 信號反饋至PLC系統，再與設置的可接受參數進(jìn)行比較。根據這一數據，流程可能允許排放，或創(chuàng )建一個(gè)超出公差范圍的警報進(jìn)一步激活阻止有害物質(zhì)排放到環(huán)境中的程序。記錄數據還將提供詳細的記錄，以便在需要時(shí)提交至外部監控機構，這可消除巨額罰款的風(fēng)險，確保安全高效的運營(yíng)。
結論
制造業(yè)中存在各種各樣的低效問(wèn)題，每種問(wèn)題都涉及到生產(chǎn)流程的不同方面。一些問(wèn)題只是成本高昂，但有一些問(wèn)題卻可對企業(yè)構成真正的威脅。從盡可能多的生產(chǎn)流程環(huán)節中收集詳細可靠的數據，這對控制產(chǎn)品流程及實(shí)現安全高效生產(chǎn)至關(guān)重要。
控制系統對于任何工廠(chǎng)而言都是一筆真正的資產(chǎn)，因為它們能夠檢測出需要注意的領(lǐng)域，幫助規范工作流程，使所有產(chǎn)品均能符合規格。為了實(shí)現最佳的流程效率，系統應該設計良好、準確并能定期進(jìn)行維護，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。
在任何情況下，憑借控制系統專(zhuān)家的幫助，從一開(kāi)始就可提升流程的運作效率。它們不僅能幫助工廠(chǎng)經(jīng)理根據需求選擇合適的系統，還可確保其自身安裝正確并得到定期維護，為保持生產(chǎn)效率提供保證。(end)
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