Lean for Control Systems

Lean Manufacturing to filozofia doskonalenia oraz spójne działania, które mają na celu zwiększanie efektywności procesów (produkcji, wydobycia, transportu itp.). Dzieje się to m.in. poprzez eliminowanie niekontrolowanych przestojów produkcyjnych oraz skracanie cyklu produkcji przy jednoczesnym obniżaniu jej kosztów. Jednym z filarów jest koncepcja oznaczająca ciągłe doskonalenie tak, aby osiągać znaczące i stabilne w czasie oszczędności wynikające z odchudzania procesu produkcyjnego. Wiele problemów i nieefektywności procesów przemysłowych ma charakter organizacyjny i technologiczny. Jednak niemalże drugie tyle można zidentyfikować w obszarze systemów sterowania (patrz Rys. 1).

Rys. 1 Wyniki badań przeprowadzonych w ponad 100 zakładach przemysłowych przez Firmę BalticBerg Consulting (obecnie SEAM Group Europe) w latach 2017-2018.

Inverse Control jest pionierem w zastosowaniu filozofii odchudzania do poprawy efektywności działania układów regulacji procesowej tak, aby właściwie odchudzony układ regulacji oferował „lepiej i więcej za mniej”. Niewłaściwe działanie tych układów jest źródłem wielu strat procesowych, czego dowodzą wyniki badań przeprowadzonych przez Firmę BalticBerg Consulting (obecnie SEAM Group Europe) w ponad 100 zakładach przemysłowych w latach 2017-2018. Usunięcie tych problemów najczęściej nie wymaga dużych nakładów finansowych, a pozwala osiągnąć znaczące oszczędności wynikające:

  • ze zmniejszenia zużycia energii,
  • z poprawy jakości produktu,
  • ze zmniejszenia strat materiałowych,
  • ze zmniejszenia liczby odpadów poprodukcyjnych,
  • ze zmniejszenia emisji zanieczyszczeń.

Żeby usystematyzować i usprawnić działania mające na celu poprawę efektywności układów regulacji procesowej, Inverse Control opracowała nową koncepcję metodyczną – Lean for Control Systems (L4CS). Fundamentem tego skutecznego zestawu narzędzi jest definicja źródeł strat (rys. 2) wynikających z nieefektywnego działania układów regulacji procesowej (Muda w układach regulacji), wskazujących na niewykorzystane pokłady doskonalenia:

(Muda 1) związana z oczekiwaniem – nadmiernie wydłużony czas regulacji.

(Muda 2) związana z propagowaniem szkodliwej interakcji pomiędzy układami regulacji.

(Muda 3) związana z przerostem infrastruktury sprzętowej i informatycznej w układzie regulacji procesowej.

(Muda 4) związana z nadmiernym obciążeniem uwagi operatora na skutek niewłaściwego działania regulatora.

(Muda 5) związana z nadmierną eksploatacją urządzenia wykonawczego.

(Muda 6) związana z brakiem lub z ograniczoną adaptacją systemu regulacji procesowej do zmiennych warunków produkcji i zmiennych zakłóceń.

(Muda 7) związana ze stratami energii i materiału (niski poziom zwrotu z inwestycji) – zbyt duże wydatek energii i materiałów w stosunku do oczekiwanego celu.

Lean for Control Systems 1
Lean for Control Systems 2

Filozofia Lean for Control Systems bazuje na pięciu filarach zdefiniowanych na podstawie usystematyzowania dotychczasowych doświadczeń Inverse Control w zakresie optymalizacji działania układów regulacji procesowej. Filary te przedstawiono na rys. 3, wykorzystując je do zdefiniowania tzw. domu L4CS.
Fundamentem jest świadomość nieefektywnego działania układu regulacji, a poprawa tej efektywności możliwa jest jedynie poprzez działania prowadzone w ramach 5 filarów:

1. szczupły (nieprzewymiarowany) projekt układu regulacji,
2. optymalne wykorzystanie dostępnej infrastruktury sprzętowo-informatycznej, z możliwie najniższym poziomem inwestycji w nowy sprzęt,
3. zapewnienie najlepszych możliwych wartości wskaźników TPI (Technological Performance Indicators),
4. skuteczna adaptacja układu regulacji do bieżących warunków prowadzenia procesu,
5. ciągłe doskonalenie układu regulacji tak, aby zapewniał najwyższą efektywność procesu.

Działania te należy na bieżąco monitorować w celu oceny aktualnego efektu biznesowego, a ich skalowanie pozwala na bezpośrednie przeniesienie efektów wdrożenia pilotażowego na efektywność działania całego układu regulacji procesowej.
Realizacja działań zdefiniowanych w ramach poszczególnych filarów także wymaga systematycznego podejścia tak, aby zminimalizować koszty i zmaksymalizować efekt biznesowy. W ramach L4CS, Inverse Control zaproponowała cztery fazy działań mających na celu optymalizację procesu wdrażania zmian.

(Faza mierzenia) jest pierwszą fazą realizowaną w ramach audytu układów regulacji procesowej, ma ona na celu zebranie danych pomiarowych podczas normalnej pracy układu regulacji w trybie produkcji. Dane te stanowić będą podstawę dalszych prac.

(Faza analizy) następuje po fazie mierzenia i ma na celu analizę zebranych danych pomiarowych pod kątem efektywności działania istniejącego układu regulacji procesowej. Podczas tej fazy następuje identyfikacja źródła strat oraz analiza opłacalności wdrożenia modyfikacji mającej na celu poprawę efektywności działania układu regulacji procesowej.

(Faza poprawiania) bazuje na wynikach opracowanych w ramach fazy analizy i obejmuje opracowanie koncepcji zmian w układzie regulacji procesowej oraz ich wdrożenie. Fazę poprawiania realizuje się przy zachowaniu dwóch istotnych ograniczeń: minimalizacji nakładów finansowych na rozbudowę istniejącej infrastruktury sprzętowej układu regulacji oraz minimalizacji liczby przestojów koniecznych na etapie wdrożenia zmian. Dąży się do tego, aby poprawianie nie wymagało nakładów finansowych na rozbudowę istniejącej infrastruktury sprzętowej układu regulacji oraz aby wdrożenie zmian realizowano podczas planowych przestojów w produkcji.

(Faza weryfikacji) pozwala na ocenę zmniejszenia strat produkcyjnych uzyskanego poprzez poprawienie efektywności działania układu regulacji procesowej. Faza ta ostatecznie weryfikuje założony efekt biznesowy.

Skontaktuj się z Inverse Control i zaplanuj wdrożenie pilotażowe Lean for Control Systems w swojej organizacji. To szybko spłacająca się inwestycja – QUICK WIN!