- О компании
- Решения
- Отрасли
- Продукты
- Медиацентр
Программное обеспечение GE позволяет построить эффективную многоуровневую систему управления производством и решить следующие задачи:
Комплексная система на базе ПО GE предназначена для решения задач от уровня АСУ ТП (SCADA) до автоматизированных систем оперативного управления производством (АСОУП/MES). В то же время она может интегрироваться с продуктами других производителей, уже используемых на предприятии.
GE iFIX – HMI/SCADA-система, обеспечивающая сбор данных, визуализацию и управление технологическими процессами, оборудованием и ресурсами, является одним из компонентов реализации диспетчерских систем.
Webspace – универсальное клиентское веб-приложение для представления полной функциональности HMI/SCADA на ПК через современные браузеры, на iPhone/iPAD или аналогичных устройствах с Android.
GE Web HMI – подсистема мониторинга производственных процессов с помощью мобильных устройств:
GE Workflow – программный пакет для автоматизации производственных процессов, в ходе которых информация или задача переходит от одного участника к другому для выполнения действий в соответствии с определенным набором правил (регламентом).
Применения GE Workflow:
GE Plant Applications – подсистема для решения задач оперативного управления производством, которая обеспечивает интеграцию и обобщение данных, поступающих с производственных систем, позволяет выявлять существенные производственные события и проводить экспертный анализ. Подсистема имеет модульную архитектуру и решает следующие задачи:
GE Plant Applications позволяет отслеживать изменение ключевых показателей производства в режиме реального времени, помогает получить четкое понимание происходящих на производстве процессов и повысить эффективность управления.
GE Scheduler – приложение для календарного планирования производства преимущественно на краткосрочную перспективу (от суток до 3-4 мес.).
Инструментарий Scheduler позволяет:
GE Historian – база данных для систем промышленной автоматизации, обработка данных в которой происходит в реальном времени в виде временных рядов.
В комплексной системе на базе ПО GE ядром и платформой для построения информационной системы предприятия является GE Historian. GE Historian выполняет функции сбора, обработки, хранения и представления данных ключевым пользователям (через клиентские приложения, отчеты в Excel и т.д.) и информационным системам предприятия (ERP, ТОиР и т.д.). Такая централизация данных реального времени и исторических данных позволяет обеспечить всех клиентов информационного поля предприятия едиными согласованными и непротиворечивыми данными о ходе технологических и производственных процессов, а также решать аналитические задачи по их оптимизации.
GE CSense – подсистема анализа и оптимизации технологических процессов:
GE SmartSignal – решение по моделированию и прогнозной диагностике работы оборудования. Для выявления отклонений текущей работы оборудования от оптимального режима, предсказанного по модели, система использует статистические методы математического моделирования.
GE SmartSignal содержит большое количество готовых библиотек шаблонов работы оборудования, а также типовых причин неисправностей, что является серьезным преимуществом.
Таким образом, программные решения GE снабжают в оперативном режиме главных специалистов предприятия всей необходимой информацией о производстве, обеспечивают полную прозрачность производственных процессов и позволяют достигнуть следующие цели:
– в одной сети могут использоваться серверы и клиенты GE iFIX разных типов и версий;
– гибкая масштабируемая клиент-серверная архитектура без ограничения количества узлов в системе и без дублирования данных;
– автономные или сетевые серверы, лицензируемые по количеству только первичных тегов в БД РВ;
– разнообразные типы клиентских приложений: «толстые», терминальные, только для чтения, «тонкие» веб-клиенты.
– переход из режима редактирования в режим разработки проекта без компиляции и остановки управления по нажатию одной кнопки;
– высокопроизводительная и качественная объектно-ориентированная графика, возможность использования внешних объектов ActiveX и .NET;
– технология безопасного внедрения ActiveX элементов третьих фирм;
– интегрированная среда разработки и выполнения Workspace с дружественным интуитивно понятным интерфейсом пользователя и удобным доступом ко всем компонентам проекта через иерархическое дерево;
– мастера и эксперты для выполнения команд и анимаций, не требующие программирования, с интуитивно понятным графическим интерфейсом для быстрой разработки проекта;
– встроенная полнофункциональная среда разработки Microsoft Visual Basic for Applications;
– доступ и контроль свойств внутренних и внешних объектов, взаимодействие с методами и событиями внедряемых элементов через мастера анимации или напрямую в VBA;
– ActiveX компоненты для работы с реляционными БД;
– теговые группы для динамической перенастройки одной экранной формы для отображения типовых технологических объектов;
– библиотека готовых к применению анимированных объектов и мастер для их создания;
– возможность создавать и использовать глобальные переменные, глобальные таблицы цветов и значений, а также глобальные VBA-скрипты;
– встроенный и выполняемый в отдельном потоке «Планировщик», который решает задачи по времени или по событию;
– механизм кэширования мнемосхем в оперативной памяти компьютера для гарантированно высокой производительности отображения экранов;
– возможность копирования готовых решений из экранов встроенной демосистемы;
– импорт/экспорт базы данных GE iFIX в офисные приложения для выполнения массовых изменений;
– встроенные средства диагностики и отладки, интеграция с приложением для контроля изменений GE Change Management. Разработка приложений в режиме онлайн без остановки процесса управления и перезагрузки GE iFIX или компьютера.
Применение современных открытых технологий и промышленных стандартов, гарантирующих поддержку и интеграцию с другими системами, делает GE iFIX обоснованными долгосрочными инвестициями.
GE iFIX поставляется в нескольких конфигурациях с разным набором опций для серверов и клиентов.
SCADA-серверы GE iFIX обеспечивают функционирование базы данных процесса, куда с помощью драйверов ввода-вывода в режиме реального времени поступают данные с технологического оборудования.
Конфигурации серверных лицензий
Примечание: Dev – Development; Run – Runtime; SRVR – Server Only; Unlmt – Unlimited; Sm – small (500 тегов); Md – Medium (1500 тегов); Lr – Large (5000 тегов); Nwk – Networking.
iFIX Embedded – версия iFIX для работы на устройствах с операционными системами Microsoft Windows 7 Embedded и Windows XP Embedded, т.е. на встраиваемых компьютерах, которые часто используются на нижнем (машинном) уровне. SCADA-узлы iFIX Embedded могут быть как серверами, так и клиентами, причем возможно совместное использование узлов iFIX и iFIX Embedded в одном проекте. Разработка проектов для iFIX Embedded производится с помощью стандартных средств iFIX, что позволяет переносить проекты с обычной платформы на встраиваемую.
Существенным преимуществом GE iFIX является лицензирование серверных пакетов только по числу тегов ввода/вывода, а не общего числа тегов в базе данных GE iFIX. Так, например, GE iFIX на 900 тегов сравним по возможностям с пакетами других производителей на 3000 или 5000 тегов.
Серверы iFIX осуществляют непосредственное взаимодействие с интеллектуальными датчиками и контроллерным уровнем (ПЛК, РСУ и т.д.): собирают, обрабатывают и предоставляют данные реального времени и тревоги клиентским приложениям различного типа (с управлением или без, «толстым» или «тонким», веб и мобильным клиентам).
Клиентские узлы iFIX отвечают за отображение экранов, обработку тревог и сообщений, а также за диспетчерское управление процессом производства.
Возможности | Описание | iFIX Embedded | iFIX Standard | iFIX Plus |
---|---|---|---|---|
Standard Database Blocks | Включает в себя следующие блоки: AA, AI, AO, AR, BL, CA, DA, DC, DI, D, O, DR, ETR, EV, FN, MDI, PG, SS, TM, TR, TT, TX | × | × | × |
Control Database | Blocks Включает в себя следующие блоки: BB, DT, LL, PID, RB, RM | × | × | × |
SQL Database | Blocks Включает в себя следующие блоки: SQD, SQT | Доступно с опцией N/W | — | × |
SPC Database | Blocks Включает в себя следующие блоки: SC, SD, HS, PA | × | × | × |
Graphics* | Пользовательский интерфейс с динамо, объектами, Data Links, анимацией | × | × | × |
Classic History | Default iFIX Historical Package | × | × | × |
Historian for SCADA + SCADA Buffer | 2500 тегов SCADA Buffer с циклом перезаписи 200 дней | 1500/60 | × | × |
Basic Drivers | Количество драйверов, которые могут быть запущены на одиночном SCADA-узле | Только IGS | × | × |
Networking | iFIX сеть. Соединяет серверные и /или клиентские узлы iFIX | Опционально | — | × |
Recipe Builde | Данная функция позволяет пользователям создавать рецепты (таблица уставок для периодических загрузок и выгрузок) специально для применения в периодических процессах | × | × | × |
AB Productivity Pack | Данный Productivity pack состоит из предварительно сконфигурированных блоков базы данных, графических панелей отображения, динамо для PID, таймера и счетчика для AB PLCs | × | × | × |
Security Synchronizer | Позволяет синхронизировать iFIX безопасность с Microsoft Windows безопасностью | — | × | × |
High Availability | iFIX поддерживает работу на высоконадежных серверах Stratus | — | × | × |
Auto Alarm Manager | Позволяет создавать отчеты о тревогах с удаленного SCADA-узла в Alarm History на центральном SCADA-узле | — | — | × |
SCADA Synchronization | Опция для резервирования 2-х SCADA-серверов (синхронизирует базу данных тегов и тревоги) | — | — | Опционально |
Electronic Signatures | Соответствует стандарту 21 CFR Part 11. Позволяет пользователям отслеживать изменения и поддерживает Audit Trail | Опционально | Опционально | Опционально |
iPower | Приложение со специальным набором инструментария для построения систем мониторинга и управления в сфере энергетики | Опционально | Опционально | Опционально |
iFIX Toolkits | API интерфейс для создания пользовательских приложений в iFIX | — | Опционально | Опционально |
IGS Basic |
IGS драйвер OPC сервер поддерживает большинство основных протоколов |
× | Опционально | Опционально |
DNP3 | DNP3 driver | Опционально | Опционально | |
ROC | ROC RTU driver | Опционально | Опционально | |
61850 | IEC 61850 Driver | Опционально | Опционально | |
BacNET | BacNET Driver | Опционально | Опционально | |
LNS | Lonworks Driver | Опционально | Опционально |
iClient – универсальный «толстый» клиент GE iFIX, предназначенный для организации рабочего места оператора с доступом к удаленным или локальным базам данных серверов GE iFIX. Средствами iClient реализуются функции визуализации и диспетчерского управления, включая анимацию данных, построение трендов, генерацию тревог и отчеты в режиме реального времени. Кроме того, с клиентских мест можно в режиме онлайн выполнять разработку графики и добавлять теги к локальному или удаленному серверу GE iFIX.
Конфигурации клиентских лицензий
Developer обеспечивает разработку проектов, в том числе создание графики, функций SCADA и трендинга, а также возможность работы в режиме выполнения (Runtime).
Runtime – исполнительная версия iClient или iCIientTS включает функции чтения, записи и диспетчерского управления.
Read Only – клиентская версия узла, для которого отключена возможность управления, т.е. невозможна запись в БД SCADA или в ОРС-серверы.
iFIX клиенты GE Webspace предоставляют полную функциональность HMI/SCADA через интернет/интранет, но не поддерживают возможность разработки. Лицензируются только по количеству клиентских лицензий либо на SCADA-сервере, либо на выделенном веб-сервере. Клиенты могут подключаться к веб-серверу GE WebSpace, который работает на базе Microsoft Internet Information Server или Apache не только через браузеры (Internet Explorer, Mozilla Firefox или Google Chrome), но и с мобильных устройств под управлением iOS и Android.
Возможности | Описание |
iClient |
iClient-TS | WebSpace |
---|---|---|---|---|
Graphics | Пользовательский интерфейс с динамо, объектами, Data Links, анимацией | × | × | × |
Classic History | Доступ к Classic History | × | × | × |
Historian for SCADA + SCADA Buffer | Доступ к Historian for SCADA | × | — | × |
Networking | iFIx сеть. Соединяет серверные и /или клиентские узлы iFIX | × | × | × |
Recipe Builde | Данная функция позволяет пользователям создавать рецепты (таблица уставок для периодических загрузок и выгрузок) специально для применения в периодических процессах | × | × | × |
AB Productivity Pack | AB Productivity pack состоит из предварительно сконфигурированных блоков базы данных, графических панелей отображения, динамо для PID, таймера и счетчика для AB PLCs | × | × | × |
Electronic Signatures | Соответствует стандарту 21 CFR Part 11. Позволяет пользователям отслеживать изменения и поддерживает Audit Trail | Опционально | Опционально | Опционально |
iFIX имеет целый ряд специализированных вертикальных решений для энергетики (iPower), водоподготовки (WaterPack) и управления машинами и отдельными станками (ОМАС), что значительно ускоряет разработку проектов в этих отраслях.
Наиболее интересен из них iPower – специализированный пакет расширения возможностей GE iFIX для энергетики, созданный специально для оперативного персонала, работающего в системах электроснабжения. iPower соответствует всем отраслевым техническим требованиям.
Современным и мощным инструментом хранения оперативных и исторических данных для iFIX является специальная версия пакета GE Historian, применяемая только на SCADA-узлах iFIX – GE Historian for SCADA (PH4SCADA). PH4SCADA – подсистема архивирования для сбора, обработки и хранения данных на 100, 500 или 1000 параметров архива (без лимита по времени хранения данных). Также версия включает 2500 параметров архива для трендинга с циклом перезаписи в 200 дней.
Кроме этого, PH4SCADA обеспечивает возможность двух одновременных подключений из внешних приложений, например, для запроса данных из Excel для формирования отчетов через надстройку Excel Add-in. Поддерживает коллекторы iFIX, ОРС, Machine Edition и File, дистрибьютор Server-to-Server для передачи данных PH4SCADA в центральный сервер Historian, OLE DB провайдер Historian и SDK.
PH4SCADA сохраняет данные реального времени во временных рядах и существенно расширяет возможности iFIX по сбору, представлению и анализу исторических данных.
Количество тегов iFIX | SCADA-буфер (200 дней) | Линейный архив |
---|---|---|
75 | 2500 тегов | 100 тегов |
150 | 2500 тегов | 100 тегов |
300 | 2500 тегов | 100 тегов |
900 | 2500 тегов | 500 тегов |
Unlimited | 2500 тегов | 1000 тегов |
Механизм лицензирования основан на программной защите и предусматривает получение кодов активации ПО из сервера лицензий GE Digital. При этом существует вариант активации и без онлайн подключения целевого компьютера к сети Интернет. Также сохранена возможность аппаратной защиты ПО с помощью лицензионного ключа, использующего USB-порт компьютера.
Без лицензии (программной или аппаратной) iFIX будет работать в двухчасовом деморежиме без поддержки сети iFIX. Однако, во всем остальном – это полнофункциональная версия SCADA с обменом данными с драйверами ввода/вывода и сохранением проекта. Таким образом, можно считать, что демоверсия iFIX представляет собой несколько ограниченную бесплатную среду разработки.
Основные драйверы к контроллерам GE, Siemens, Allen-Bradley, EGD, Modbus RTU/TCP бесплатно входят в лицензию iFIX. Наиболее популярным из дополнительных драйверов является Industrial Gateway Server (IGS), который включает в себя более 100 распространенных интерфейсов и протоколов к устройствам промышленной автоматики. IGS поставляется в базовой версии или в Premium варианте на один протокол. Как и прочие драйверы, IGS должен приобретаться на каждый серверный узел iFIX, взаимодействующий с нижним уровнем АСУ ТП.
Среди поддерживаемого IGS оборудования: Allen-Bradley, Analog Devices, AutomationDirect, Contrex, Dataforth, GE, DeviceNet, Honeywell, Mettler, Mitsubishi, Modbus, Omron, Profibus, Siemens, SIXNET, SquareD, Telemecanique, Thermo Westronics, Toshiba, WAGO, Yaskawa, Yokogawa, Fisher ROC.
Драйверы iFIX | |
---|---|
S7A | Драйвер Siemens Communication Driver TCP/IP |
IGS Premium |
IGS:IES 60870 Suite IGS:SNMP Suite |
I87 | ОРС-сервер для IEC 60870-5-103 и 101(104) |
ROC Application Driver | Драйвер Fisher Remote Operations Controller |
GE Historian – это высокопроизводительное программное обеспечение для создания архивов производственных данных, выполняющее функции сбора, хранения и обработки больших объемов производственной информации из разных источников данных в реальном времени. Historian осуществляет гарантированную доставку данных с любых приложений HMI/SCADA, промышленных БД и цехового оборудования. GE Historian может являться ядром и платформой для построения информационной системы как отдельных установок, так и предприятия в целом. Централизация данных реального времени и исторических данных в Historian обеспечивает всех клиентов информационного поля едиными согласованными и непротиворечивыми данными о ходе технологических и производственных процессов, а также позволяет решать аналитические задачи по их оптимизации.
Функциональность GE Historian
Сбор данных от разных источников в Historian выполняется с помощью специализированных программных модулей – коллекторов, работающих в фоновом режиме, как правило, на одном ПК с источником данных. Перечень существующих коллекторов для сбора данных приведен на рисунке.
Коллекторы Historian обладают мощным механизмом «Store-and-Forward», который гарантирует сохранность данных во время потери связи с сервером. Т.е. коллекторы осуществляют буферизацию данных в моменты какого-либо сбоя и их гарантированную доставку в Historian при устранении неполадки. Объем буферизированных данных ограничен размером свободного дискового пространства ПК, на котором установлен коллектор. Буферизированные данные после устранения сбоя, ставшего причиной начала буферизации, передаются на сервер постепенно, не «заглушая» доставку текущих оперативных значений. Данная функция является автоматической, т.е. не нуждается в конфигурировании и администрировании.
Для обеспечения дополнительной надежности сбора данных коллекторы Historian могут быть резервированы, т.е. доступно использование двух и более коллекторов, собирающих данные из одного источника.
Для обеспечения надежности работы сервера Historian возможно применение нескольких подходов:
Технология сбора данных совместно с поддержкой различных подходов по обеспечению надежности хранения, представленных в Historian, гарантируют доступность технологических и производственных данных предприятия 24 часа в сутки 7 дней в неделю.
Historian имеет высокое быстродействие при сборе, архивировании и выборке всех типов производственных данных:
Большинство пользователей могут установить и полностью сконфигурировать GE Historian менее чем за час без специальных знаний в области баз данных в отличие от других систем, где на установку обычно требуется несколько дней или недель. Используя «браузинг» параметров, доступных коллекторам в источниках данных, можно за считанные секунды получить рабочую базу на тысячи тегов.
Historian Administrator – единое комплексное средство настройки и мониторинга работы архива. В удобной и информативной форме отображаются скорость записи, процент заполнения архива, количество подключенных клиентов, протокол ошибок и системных сообщений и многое другое. Существует также «тонкий» веб-клиент администратора Historian, который обеспечивает удаленное конфигурирование и управление приложением, используя только веб-браузер.
Администрирование сервера GE Historian производится в режиме он-лайн, то есть создание, редактирование, удаление тегов осуществляется без остановки работы сервера, а, значит, без потери информации. Программное обеспечение администрирования сервера позволяет производить удаленную конфигурацию сервера и коллекторов с помощью «тонкого» и «толстого» клиентов.
Полнофункциональный SDK
OLE DB
Прикладной интерфейс пользователя (API)
Web Browser Historian Administration
Детальная информация по узлу
Детальная информация по коллектору
GE Historian 6.0 конфигурации Enterprise позволяет создавать зеркалированные узлы с архивами.
– коллекторы и клиенты могут быть распределены между узлами;
– обращения к данным могут быть распределены между узлами для большего быстродействия и производительности (скорость чтения с двух зеркалированных узлов улучшена в полтора раза).
– OPC Collector;
– Simulation Collector;
– Windows Performance Monitor Collector;
– iFIX Collector;
– OSI PI Collector;
– Collector Toolkit;
– Custom Collectors.
Ограничения использования тега выражений:
– только однострочные выражения;
– сбор может осуществляться по опросу и по изменению;
– только скалярные входные типы данных (int, string, doubles);
– не поддерживается для типов данных BLOB и с несколькими полями;
– нет редактора выражений, теги Expression создаются в Excel add-in и File Collector;
– поддерживается только специфический список стандартных Python модулей/функций/классов.
GE Historian лицензируется по типу сервера, максимальному количеству тегов в архиве и числу клиентских лицензий доступа к архиву Historian. Варианты поставки GE Historian: Standard Edition Server и Enterprise Edition Server.
Historian Standard Edition содержит 5 клиентских лицензий доступа (КЛД), 5 Data Stores (отдельные хранилища данных), коллекторы iFIX, OPC, File, Simulation и Machine Edition View, а также OPC HDA сервер, Excel Add-in, OLE DB Provider, SDK, Server to Server дистрибьютор, модули обмена данными с PI System, опцию резервирования коллекторов и поддержку кластеров Microsoft (требует резервный ключ). Платные опции – OPC Alarm & Events и Электронные подписи. Размер сервера до 50 тысяч тегов.
Historian Enterprise Edition содержит 5 КЛД, 20 Data Stores, все опции Standard Edition плюс OPC Alarm & Events, коллекторы Calculation и Server-to-Server. Платная опция – электронные подписи.
Масштабируемость размера сервера Historian от 100 до 20 млн тегов.
GE Historian for SCADA – это версия GE Historian только для применения на SCADA-узлах iFIX 5.5 и старше. Лицензия GE Historian for SCADA добавляется к лицензиям SCADA iFIX и поддерживает коллекторы iFIX, OPC, Historian Client Tools, OLE DB провайдер Historian и Excel Add-In.
Historian for SCADA Edition содержит 2 КЛД и 1 Data Store. «Классическая» история по-прежнему поддерживается на 32 и 64 разрядных ОС Windows.
КЛД задают допустимое количество клиентов, одновременно соединенных с сервером Historian. Каждый ПК с уникальным IP-адресом считается одним клиентским соединением на время его связи с сервером Historian. Каждая КЛД разрешает использование Excel Add-in, диаграммы iFIX, инструментариев третьих фирм, SDK или Администратора GE Historian, которые могут применяться одновременно или отдельно. На одном ПК они используют одну клиентскую лицензию.
КЛД к продуктам GE Digital предоставляются бесплатно.
Механизм лицензирования основан на программной защите и предусматривает активацию кодов на сервере лицензий GE Digital. При этом существует вариант активации без онлайн подключения целевого компьютера к сети Интернет. Также сохранена возможность аппаратной защиты ПО с помощью лицензионного ключа, использующего USB порт компьютера. Без лицензии ПО Historian будет работать в деморежиме с ограничением (32 тега и 1 пользователь).
GE Web HMI позволяет отображать ключевую информацию об интересующих аспектах производства на iPhone, iPad или аналогичных устройствах на платформе Android.
Структурированная навигация и понимание контекста
Интеллектуальный мониторинг оборудования
Мониторинг ключевых показателей эффективности оборудования
Автоопределение местонахождения
Мобильные записи
GE Workflow – программное обеспечение для автоматизации процессов, в течении которых информация или задача переходят от одного участника к другому для действий в соответствии с определенным набором правил (регламентов, инструкций и т.д.). GE Workflow позволяет снизить количество ошибок в работе персонала, повысить согласованность действий подразделений, снизить время согласования операций, повысить эффективность действий персонала в выполнении производственных операций как каждодневных, так и редко возникающих (в том числе нештатных ситуаций).
Назначение продукта и его применение на разных уровнях автоматизации
ПО GE Workflow позволяет создавать системы помощи оперативному персоналу по выполнению операций в строгом соответствии с технологическим регламентом, инструкцией, рабочим заданием или другим нормативным документом.
На уровне пользователя
Выполнение той или иной операции для пользователя представляется в виде заданий с определенным набором шагов, согласующихся с технологическим регламентом или соответствующим нормативным документом. Каждый шаг задания сопровождается всей необходимой информацией для принятия конкретного действия в рамках данного шага.
Например, задание «повысить давление в системе до 5 атм»:
На экране пользователю (оператору диспетчерской) предлагается:
Шаг № 1.
Ознакомиться с соответствующими нормативными документами, касающимися данной операции.
Шаг № 2.
Внести вручную текущие значения параметров состояния насосов, которые не поступают в систему в автоматическом режиме («исправен» «не исправен», «в ремонте», «в резерве» и т.д.).
Шаг № 3.
Проанализировать текущие значения всех параметров (состояние насосов, давление, расход и т.д.) и принять решение: какой насос запустить для выполнения задания или аргументировать отсутствие возможности его выполнения.
По завершении данного шага решение пользователя передается на согласование вышестоящему руководству.
На уровне администратора/ разработчика
GE Workflow работает как приложение SOA (service-oriented architecture) в универсальном клиенте GE, включает в себя единую интегрированную систему со средой разработки и средой отображения экранных форм пользователя.
Разработка собственных экранных форм
Существуют следующие средства администрирования/разработки системы на базе ПО GE Workflow:
Инструментарий создания последовательности действий и подсказок
Инструментарий построения модели персонала
Инструментарий построения модели производства
Среда отображения экранных форм для пользователей может быть реализована:
GE Workflow как часть информационной среды предприятия
– коннектор GE Historian осуществляет связь с историческими данными;
– коннектор OPC осуществляет связь с данными реального времени;
– коннектор RDB осуществляет связь с реляционными базами данных.
Политика лицензирования
Построение моделей и виртуальных симуляторов технологических процессов – одно из ключевых направлений, которое предоставляет возможности для оперативного анализа и профилактики производственных проблем, а также решения задач по повышению эффективности работы промышленных объектов. Программный продукт GE CSense предлагает богатый инструментарий для построения эмпирических моделей по набору исторических производственных данных и последующего решения целого ряда задач, часто возникающих на предприятиях. Пакет GE CSense может использоваться для работы как с производствами непрерывного типа, так и с дискретными и порционными процессами.
GE CSense является интеллектуальной надстройкой над оперативными и историческими базами производственных данных. Его ключевое назначение – использование исторических данных для получения информации о протекании технологических процессов, а также для построения функциональных связей и генерации статистических моделей зависимости ключевых показателей эффективности (KPI) процессов от параметров технологического режима работы для того или иного объекта. На основе построенных моделей данный продукт позволяет проводить симуляции различных режимов работы объектов, не экспериментируя на реальном оборудовании. Помимо этого, предоставляется возможность решения широкого класса задач по усовершенствованию технологических процессов, среди которых:
В качестве результатов GE CSense позволяет формировать решения различных видов, начиная от офлайн синтеза управляющих воздействий с созданием активных правил и рекомендаций по коррекциям процесса и заканчивая онлайн решениями в режиме советчика и возможностью создания APC (Advanced Process Control). Таким образом, настоящий продукт представляет собой мощный аппарат для построения экспертных систем на производственных предприятиях.
Используемые методы и подходы GE CSense поддерживают интеграцию с широким набором источников данных:
Для обработки данных и подготовки статистики для моделирования в GE CSense проводится корреляционный анализ данных, использующийся как для выбора декоррелированных входных параметров модели и определения ключевых факторов, влияющих на KPI, так и для нахождения временных запаздываний KPI от входов модели. В программном продукте заложена также возможность проведения частотного анализа данных для определения цикличности различных показателей.
Построение моделей реализовано с помощью современных методов машинного обучения. GE CSense позволяет строить многомерные модели различной степени сложности: как линейные, так и сильно нелинейные. Для построения сложных нелинейных зависимостей используется аппарат искусственных нейронных сетей. Кроме этого, имеется возможность программировать свои модели или добавлять функции, реализованные в других приложениях. Для оптимизационных задач в пакет интегрирован солвер, позволяющий решать задачи с простыми линейными ограничениями интервального типа. Несмотря на сложный реализованный в продукте математический аппарат, работа с GE CSense характеризуется простотой и удобством использования.
Программный продукт GE CSense состоит из трех основных частей: Troubleshooter, Architect и модуля Action Object Manager совместно с Report Server.
Компоненты CSense
Компонент Troubleshooter предназначен, главным образом, для обработки исторических данных и создания моделей технологических процессов. Наличие информативного и удобного интерфейса для визуализации и анализа статистической информации является существенным положительным фактором при подготовке исторических данных для моделирования.
Работа в Troubleshooter состоит из ряда интуитивно понятных шагов:
– тренды;
– гистограммы;
– диаграммы рассеяния (scatter plot);
– статистические характеристики;
– выделение рабочих или ложных областей (brushing);
– корреляционный и частотный анализ, определение временных задержек.
Корреляционная матрица, спектральный анализ, статистика и определение задержек
– нелинейные модели;
– модели правил, четкой и нечеткой логики.
Окно анализа моделей и причин отклонений в GE CSense
Оптимизация удельного потребления природного газа в печи металлизации окатышей
Модуль Architect обеспечивает проведение симуляций и построение онлайн решений. Помимо этого, в нем содержится достаточно богатый инструментарий для многокомпонентного моделирования и оптимизации в режиме реального времени. Имеются возможности для программирования собственных моделей и объектов, а также интеграции объектов, созданных во внешней среде.
Пример проекта в Architect
Action Object Manager & Report Server – сервис размещения и запуска онлайн решений, разработанных в Troubleshooter и Architect. В паре с сервером отчетов (Report Server), который предоставляет сервис веб-отчетов и сервис наглядного представления различной аналитической информации, этот модуль формирует Runtime оболочку исходного продукта.
Существенный эффект от использования пакета GE CSense можно получить не только на тех производствах, где ведется глубокое и длительное архивирование исторических данных MES-уровня, но и там, где имеется только уровень АСУ ТП.
Если статистика показывает большую вариативность процессов, и остро стоит задача по стабилизации и оптимизации работы производственных объектов, а также имеется возможность активного управления этими объектами – использование GE CSense позволяет значительно повысить эффективность производства.
В качестве примера приведем установку по металлизации окатышей на одном из российских металлургических комбинатов, где предварительный пилотный проект показал возможность оптимизации удельного потребления природного газа в печи в среднем на 10-15 % без ухудшения качества выпускаемой продукции.
На примере другого промышленного объекта удалось не только снизить удельное потребление энергоресурса в среднем на 7-8 %, но и стабилизировать качество выходного продукта на желаемом уровне.
Информация для заказа
Версия «Troubleshooter» – 1 пользовательская лицензия |
«Толстый» клиент, позволяющий в офлайн (автономном) режиме проводить анализ исторических данных для непрерывных, дискретных и порционных технологических процессов |
Версия «Developer» – 1 пользовательская лицензия |
Включает в себя модули «Troubleshooter», «Architect» и «Runtime»-компоненты, которые предназначены только для разработки решений, проведения симуляций и тестирования |
Версия «Runtime». Необходима для запуска любых онлайн решений на производственном объекте. Количество «KPIs»: 1, 2, 5, 10, 25, 50, 100; контуров управления: 50, 100, 200, … 1000 |
Мониторинг через экспертные правила «Runtime» лицензия для мониторинга оборудования и производственных «KPI» через модели экспертных правил с целью обнаружения и диагностирования аномальных состояний и режимов работы объектов. 1 «KPI» |
Углубленный мониторинг «Runtime» лицензия для мониторинга оборудования и производственных «KPI» посредством аппарата углубленной аналитики (например, моделей правил, методов статистического управления технологическими процессами, физического моделирования и/ил машинного обучения) с целью обнаружения и диагностирования аномальных состояний и режимов работы объектов. 1 «KPI» |
Мониторинг эффективности контуров управления «Runtime» лицензия для мониторинга эффективности контуров управления объектов через инструментарий веб-отчетов (наличие версии «Developer» или «Troubleshooter» не требуется). 50 контуров управления |
Прогнозирование «Runtime» лицензия для прогнозирования «KPI» в реальном времени с целью построения виртуальных анализаторов (например, прогнозирование лабораторных измерений), используемых для онлайн управления и оптимизации «KPI» объекта. 1 «KPI» |
Оптимизация (в режиме «APC») «Runtime» лицензия для «Advanced Process Control» и поиска оптимальных уставок (включая «Model Predictive Control»), с помощью которых в режиме реального времени вычисляются оптимальные уставки по управляемым параметрам, дающим оптимальные показатели тех или иных «KPI» объекта (например, для повышения пропускной способности, КПД, качества и/или эффективности). 1 «KPI» |
Оптимизация (резервная копия) Дополнительный резервный сервер для запуска решений по оптимизации в режиме «Advanced Process Control» для целей избыточности (устанавливается на отдельный серверный узел с собственным номером «Runtime» версии). 1 «KPI» |
Сервер отчетов Сервер отчетов может быть установлен на «Runtime» сервере, использующемся для запуска онлайн решений, либо на отдельном сервере. На нем могут размещаться веб-отчеты какого-то отдельного или всех «Runtime» решений. Цена указана из расчета на один пользовательский доступ к веб-отчету. 1 пользовательская лицензия
|
Традиционные подходы требуют значительных временных затрат для подготовки данных, конфигурирования оборудования и анализа информации. Решениe GE SmartSignal успешно идентифицирует потенциальные проблемы с оборудованием до того, как они могут произойти (обычно за недели или месяцы до обнаружения этих же проблем прочими средствами). Значительный запас по времени позволяет предприятию перейти от реактивного обслуживания оборудования к проактивному реагированию с целью предотвращения неприятных «сюрпризов» с авариями на производстве.
SmartSignal использует статистические методы (эмпирическое непараметрическое моделирование) математического моделирования для выявления отклонений текущей работы оборудования от оптимального режима, предсказанного по модели. Преимуществом решения является большое количество готовых библиотек шаблонов работы оборудования, а также типовых причин неисправностей. Решение о выдаче предупредительного уведомления об отклонении генерируется в результате анализа корреляции между несколькими параметрами (например, вибрация, температура, давление, расход) и фиксации продолжительности отклонения по одному или нескольким параметрам в течение установленного интервала (до 10 мин.). Изначально для создания модели используется история (аналоговые параметры с дискретностью от 1 час. до 10 мин.) работы оборудования за период от 6 и более месяцев (оптимальный период от 12 мес.).
В реальном времени SmartSignal сравнивает актуальные показания датчика с предсказаниями модели, описывающей нормальное функционирование оборудования.
Технологичность SmartSignal позволяет определять и компенсировать информацию от «плохих» датчиков.
Кроме того, SmartSignal легко масштабируется для развития на крупных производствах и имеет широкие возможности по интеграции с производственными архивами.
Внедрение SmartSignal повышает ценность имеющейся информации и существующей инфраструктуры для обеспечения ранних и действенных предупреждений о потенциальных проблемах с оборудованием и процессами. Это позволяет специалистам сосредоточиться на устранении проблем, а не на их поиске.
Решения SmartSignal просты при внедрении и в использовании, они организуют потоки информации таким образом, чтобы максимально охватить весь парк оборудования, включая динамическое и статическое. SmartSignal позволяет выявить широкий диапазон проблем всевозможных типов оборудования с различными режимами нагрузки и отказов. Решения SmartSignal помогают увеличить доступность и надежность и в то же время преодолеть проблемы неопытности персонала, изнашивания оборудования, ограниченного бюджетирования и перегруженности информацией.
Применение SmartSignal дает широкие возможности для повышения эффективности эксплуатации оборудования и снижения технологических рисков за счет:
Решения SmartSignal в настоящий момент активно внедряются в соответствии с инициативами по повышению эффективности производства в передовых компаниях в электрогенерации и нефтегазовой отрасли. В настоящий момент осуществляется мониторинг 20000 единиц оборудования на 450 предприятиях: на комбинированных установках, угольных станциях, ветряных электростанциях, в нефтегазодобыче, транспорте газа, нефтепереработке в Америке, Европе, Азии и Африке.
Немаловажно, что, по статистике, проект по внедрению SmartSignal окупается в течение 6-12 месяцев и позволяет сохранить значительные средства за счет раннего обнаружения неисправностей с оборудованием.
GE Scheduler – приложение для календарного планирования производства преимущественно на краткосрочную перспективу (от суток до 3-4 мес.). Позволяет оптимизировать загрузку производственных мощностей за счет детального планирования их использования в темпе с производством, сводя к минимуму влияние незапланированных остановов оборудования.
Достоинства:
GE Scheduler является интерактивным графическим планировщиком, помогающим создавать и контролировать детальные планы производства на основе информации об имеющихся ресурсах. Он позволяет быстро и легко решать задачи планирования, корректировать выполнение имеющихся заказов при поступлении новых.
Приложение предоставляет пользователю возможность легко конфигурировать маршруты потоков материалов и ресурсов по автоматизированным правилам, оперативно вводить в план вновь поступившие заказы, корректируя порядок и сроки выполнения уже имеющихся, а также изменять количественные и скоростные показатели производства. GE Scheduler показывает комплексную картину наличия ресурсов на предприятии, что способствует быстрому принятию обоснованных решений, позволяющих уменьшить сроки выполнения заказов, повысить эффективность работы и сократить время на планирование.
GE Scheduler обеспечивает интерактивную визуализацию и автоматическое планирование по заданным правилам, применяя опыт наиболее подготовленных плановиков для быстрого составления и корректировки производственных расписаний.
Применение GE Scheduler позволяет:
GE Plant Applications – это программное решение для сбора разрозненных данных, поступающих с производственных объектов, и интерпретирующее их в единой модели «виртуального предприятия», которое позволяет в режиме реального времени получить четкое понимание происходящих на производстве процессов и значительно повысить их эффективность.
Анализ технологических процессов при использовании GE Plant Applications предполагает построение комплекса моделей производства и динамических связей между данными и событиями, которые, в свою очередь, собираются средствами АСУ ТП и единого хранилища значимых для производства данных.
В состав GE Plant Applications входят программные модули Quality (контроль качества), Efficiency (контроль брака, простоев и производительности), Production (контроль выполнения заказов и истории происхождения продукции) и Batch Analysis (контроль партий).
Функции визуализации и анализа данных для клиентов GE Plant Applications реализованы в виде подсистемы отчетов, в том числе и в веб-форме. Пакет представляет собой набор клиент серверных программных приложений. Базовый сервер функционирует на основе реляционной БД Microsoft SQL и через интерфейсы взаимодействует с серверами исторических данных. Это могут быть GE Historian (GE Digital), PI System (OSIsoft), IP.21 (Aspen Tech), PHD (Honeywell), InSQL (Wonderware), RSSQL (Rockwell) или любой SQL-совместимый сервер. Кроме этого, напрямую поддерживается обмен данными с серверами OPC-HDA.
Система рассчитана на отслеживание производственных событий, источниками которых могут служить автоматические либо ручные изменения соответствующих переменных. Расширяемая библиотека моделей позволяет автоматически интерпретировать события и обеспечивать принятие управленческих решений по оптимизации производства.
Модуль Quality используется для улучшения качества продукции и повышения стабильности протекания производственных процессов с помощью:
Модуль Quality позволяет собрать и обобщить производственные данные и данные по качеству в контексте событий производства. Получив эту информацию, модуль может генерировать предупреждения о любых отклонениях от спецификаций в момент их возникновения. Если партия или операция не соответствуют ожидаемым показателям, то Quality выделит именно те продукты, в которых были отклонения.
Если требуется повысить производительность предприятия без привлечения дополнительных ресурсов (оборудования, людей, материалов), то модуль Efficiency (управление эффективностью) пакета GE Plant Applications является идеальным решением и позволяет:
Модуль Efficiency позволяет выявить причины отклонений от нормы и, опираясь на эти данные, принимать обоснованные решения:
Для реализации всех этих функций предварительно конфигурируется модель распознавания событий простоев с указанием списка сигналов для автоматического определения простоев, возможных мест их возникновения, причин и действий.
События «потери» могут формироваться автоматически в соответствии с конфигурируемыми моделями, в том числе и по расчету материального баланса. При этом определяются длительность и место возникновения потерь, происходит увязка с возможными причинами и вычисляется объем потерь.
С помощью модуля Efficiency возможно управлять производственными процессами в режиме реального времени, используя разнообразные формы отчетности, позволяющие:
Оценка текущей загруженности производства позволяет в случае необходимости оптимально распределять нагрузку в рамках имеющихся производственных мощностей.
Модуль Production реализует функции оперативного диспетчерского управления по отслеживанию в режиме реального времени хода выполнения производственных заказов с возможностью внесения изменений в планирование производства для оптимального расходования материалов и использования других ресурсов. Все операции по оперативному планированию на технологических участках должны соответствовать параметрам бизнес-планов всего предприятия и синхронизироваться с ними. Модуль обеспечивает двунаправленную интеграцию с уровнем ERP, передавая данные о фактическом расходе ресурсов, объемах продукции, ключевых производственных показателях и др.
Использование модуля Production позволяет повысить эффективность производства благодаря возможности управления производственными операциями в режиме реального времени, а также за счет отслеживания продуктов и материалов на протяжении полного цикла производства, оперативного выпуска Сертификатов о проведении анализа (Certificate of Analysis, COA) и возможности быстрой реакции на рекламации заказчика.
Еще один важный аспект применения модуля – отслеживание текущего состояния производственных мощностей. Фактически, Production позволяет организовать пульт управления установками определенной линии производства. Предоставляется возможность быстрого детализированного просмотра информации по оборудованию, простоям, тревогам, браку, качеству, заказам и сменам. Кроме этого, модуль Production позволяет проводить анализ истории создания продукции на всех стадиях производства. Пользователь может найти любую партию продукции и просмотреть ее состояние.
Модуль Batch Analysis обеспечивает интерфейс для систем выполнения периодических процессов. Ведется контроль производства партии, отслеживается качество продукции и эффективность производства. Анализ партий предусматривает сравнение времени циклов и других характеристик и параметров, причем это сравнение производится как для уже выполненных, так и для текущих партий в режиме реального времени по отношению к «эталонной партии». Информация для анализа выводится в виде графиков и трендов.
Компонент Web Report Server – это современный подход к вопросам предоставления информации через Интернет. Функции веб-отчетности в масштабах целого предприятия позволяют принимать решения в реальном времени, мгновенно предоставляя информацию о состоянии производственных операций, а также дают возможность проводить причинный анализ проблем по отдельным производственным подсистемам. Благодаря набору встроенных и легко настраиваемых шаблонов отчетности Web Report Server экономит время и ресурсы, используя в полной мере функциональность каждого модуля GE Plant Applications. Входящая в состав системы надстройка Excel Add-In дает доступ к мощной функциональности Microsoft Excel для анализа и представления информации посредством генерации пользовательских отчетов.
Описание модулей Quality
Efficiency
Веб- или Excel отчеты