Print

Vliv automatizačních technologií na dodržování předpisů

-- 20.03.11

Automatizované řídicí a softwarové systémy pomáhají závodům dodržovat předpisy, ať už jde o dohledatelnost, elektronické vedení záznamů nebo monitorování emisí, a zajišťují tak řídícím technikům klidný spánek. Předpisy se mohou týkat monitorování a správy procesních emisí, dohledatelnosti a sledování výroby potravin nebo farmaceutických produktů, ale i dalších operací či procesů. Jejich ignorování může vést k výpadkům výroby, vyřazení produktů, vysokým pokutám nebo i horším následkům.


Každý řídící technik, který působí na své pozici po jakoukoli dobu, se bezpochyby setkal se zákonnými předpisy. Ať už se tyto předpisy týkají monitorování a správy procesních emisí, dohledatelnosti a sledování výroby potravin nebo farmaceutických produktů nebo jiných operací či procesů, jejich nedodržení a následné výpadky výroby, vyřazení produktů, vysoké pokuty nebo horší následky nedají mnoha řídícím technikům spát, nebo je přinejmenším zneklidňují. Průmysl je zaplaven předpisy, od požadavků na monitorování a vedení záznamů americké agentury EPA (Environmental Protection Agency) a FDA (Food and Drug Administration) až po požadavky na vykazování udržitelnosti organizace GRI (Global Reporting Initiative).

Naštěstí je k dispozici celá řada automatizačních technologií a softwarových systémů, které pomáhají s jejich dodržováním. Dokonce i s automatizací není dodržování předpisů tak jednoduché, jak by se mohlo zdát. Vezměte si tuto situaci: Před několika lety unikla z rafinerie do blízké řeky znečišťující látka. Když regulační úřady událost vyšetřovaly, zjistily, že byl odpojen senzor na nádrži, který v ní měl držet kapalinu až do doby její řádné likvidace. Údaje ze senzoru, navázané na datový archiv, vykazovaly příznak „špatná kvalita“ a rafinerie měla zavedeny postupy pro reagování a řešení těchto situací, včetně informace, kdo by měl být upozorněn, a vydání pracovních příkazů k řešení situace. Bohužel nic z toho se nestalo.

V důsledku toho organizace EPA usilovala – neúspěšně – o uvalení trestního stíhání na nejvyšší vedení rafinerie. Avšak přístrojový technik dostal výpověď a řídící technici měli problémy. Proto nemají řídící technici klidný spánek. Tato událost je zvláště znepokojující, protože technologie, když jsou svědomitě a správně uplatněny, mohou pomoci těmto incidentům předcházet. Moderní zařízení, od vyspělých řídicích prvků až po inteligentní senzory a vedení záznamů, usnadňují dodržování předpisů v rámci celé výroby. Existuje celá řada možností, jak systémy udržovat v chodu a v souladu s předpisy, a to v odvětvích sahajících od výroby potravin, nápojů a léků až po rafinerie a chemické závody. Podívejme se na některé z nich.

Automatizace pro dohledatelnost a sledování

Pokud jde o přírodovědná odvětví („life sciences“), nedávné změny v přístupu organizace FDA k souladu s předpisy mění způsob, jak jsou instalovány a aplikovány systémy pro dodržování předpisů ve výrobě potravin a nápojů, farmaceutickém průmyslu a dalších biotechnologických dvětvích. „Organizace FDA tradičně požadovala přístup typu instalace, testování a zdokumentování,“ vysvětluje Frank Offenbacher, marketingový manažer pro life science společnosti Honeywell. Nyní vybízí průmysl, aby byl založen více na vědeckém přístupu, a žádá firmy, aby dosahovaly kvality produktů zaměřením na proces návrhu a pomocí nástrojů, jako je statistické řízení procesů (Statistical Process Control – SPC), určily, které proměnné přispívají ke kvalitě, a monitorovaly zejména tyto proměnné s využitím statistických metod.

„Pokud se výroba dokáže zaměřit na to, které části provozu mají dopad na kvalitu produktu z hlediska rizika, nemusí ztrácet čas, energii a peníze validací oblastí, které kvalitu neovlivňují,“ tvrdí Offenbacher . „Tato změna perspektivy pomáhá firmám lépe chápat jejich procesy a dosahovat kvality na základě návrhu.“ Offenbacher se domnívá, že tento vědecký přístup přispěje k širší aplikaci nových senzorových  technologií, většímu rozšíření sběru a analýzy dat či statistického řízení procesů a k vyspělejšímu řízení. „Tradičně docházelo k tomu, že na jednou zdokumentované a zavedené systémy se následně zapomínalo,“ pokračuje Offenbacher.

„Jakmile firma dokázala vyrábět a validovat produkty, nechtěla na tom nic měnit. Tento přístup potlačuje inovaci. Nemůžete zvýšit efektivitu, pokud nemáte zájem na jakýchkoli změnách. Tento nový směr by měl takové postoje změnit.“ Offenbacher připouští, že řídícím technikům dělají starosti právě náklady na dodržování předpisů a že automatizace může při snižování těchto nákladů výrazně pomoci. „Ve farmaceutickém průmyslu nepříznivě ovlivňuje ziskovost mnoha velkých výrobců léčiv exspirace patentů. Firmy se proto snaží utahovat si opasek tak, že zvyšují produktivitu a mění způsob, jak zajišťovat dodržování zákonů a předpisů, a vyrábějí stejný nebo lepší produkt za nižší náklady. V dosahování těchto cílů pomáhá softwarové monitorování a řídicí aplikace. Škálovatelné webové systémy, jako jsou systémy pro operativní řízení výroby (Manufacturing Execution Systems – MES), pomáhají zajistit, že produkty jsou vyráběny pokaždé správně – a to díky kontrole a sledování všech aspektů výroby, včetně kvality a zajištění důsledné evidence dodržování předpisů.“

„Automatizované systémy usnadňující dodržování předpisů také zvyšují svižnost a flexibilitu výroby,“ připomíná Offenbacher. „V oboru biotechnologií bývalo běžné, že firma postavila jeden obrovský závod na výrobu jednoho léku,“ dodává. „Dnes, kdy již pominula doba několika velmi populárních léků, musí být závody navrženy tak, aby vyráběly mnoho produktů. Tato situace s sebou nese mnohem složitější legislativní prostředí. Automatizační nástroje a technologie pomáhají tato prostředí zvládat. Nemusí to nutně být díky větší důslednosti dodržování, ale díky zjednodušení způsobu, jak tohoto dodržování dosahovat.“

Systémy, které zjednodušují změnový management řídicího systému, pomáhají udržovat revizní záznamy o úpravách a konfiguracích. Jiné pomáhají závodům ve snadnější souběžné výrobě produktů nebo v jejich častější změně. „Změna konfigurace systému na výrobu jiných léků při současném zachování dodržování předpisů je složitá a náročná,“ pokračuje Offenbacher. „Mobilitu usnadňují například bezdrátové technologie. Mobilní zařízení lze snadněji přestavět a přizpůsobit rychlejším změnám vyráběných produktů. Řídicí sítě zahrnující bezdrátové operátorské konzole a bezdrátové vysílače poskytují výraznou flexibilitu, zejména pokud jde o pohyb operátora nebo při změnách konfigurace
výrobní linky obecně.“

Automatizace pro monitorování emisí

Automatizační a řídicí systémy hrají významnou roli také při dodržování emisních předpisů, zejména v dnešní náročné ekonomické situaci. Stan DeVries, ředitel pro řešení energetického managementu společnosti Invensys Operations Management, poukazuje na případ, kdy změny výrobního procesu přinutily velký petrochemický závod přejít z provozu na trvalé maximum na poptávkový poměr 2,5:1. „Mnoho rafinerií nyní běží na mnohem nižší kapacitu,“ vysvětluje DeVries, „a proto je pro ně obtížné zachovávat provozní efektivitu. Na první pohled to vůbec nesouvisí s emisními předpisy. Avšak pokaždé, když se energeticky intenzivní provoz zastaví, může při bezpečnostním uvolnění tlaku dojít k vypuštění nejrůznějších emisí do ovzduší.

Při obnovení provozu se navíc spotřebuje ohromné množství energie a může dojít k vytváření následných emisí. Taková spouštění a zastavování, neplánovaná zastavení a výpadky výrazně  přispívají k nutnosti omezovat – a řídit – spotřebu energie a vypouštění emisí.“ Existují metody pro automatické a manuální řízení těchto emisí. Nabízeny jsou škálovatelné a konfigurovatelné produkty MES pro automatický sběr dat z dohledávacích a sledovacích aktivit v rámci celého podniku. „Pokud jde o automaticky shromažďovaná data, automatizujeme správu kvality dat,“ říká DeVries. „To znamená, že monitorujeme, zda někdo nemění konfiguraci systému, a to od softwaru, který sbírá informace od řídicího systému, až po software, který provádí vlastní protokolování. Pokud jde o manuální sběr dat, mobilní řešení mohou sbírat a monitorovat data pro sledování výroby a aplikaci dodržování předpisů u zařízení, které není vybaveno přístrojovou technikou.

Pak existují záznamy o tom, kdy byl uživatel informován o výskytu určitého jevu, takže jsou zaznamenány také údaje o aktivitě manuálního zadávání dat.“ Systémy průběžného softwarového monitorování emisí (Continuous Emissions Monitoring Systems – CEM) jsou dalším příkladem toho, jak pokrok v oblasti softwaru pomáhá při dodržování emisních předpisů. „Pro každou aplikaci se nehodí,“ upozorňuje Richard A. Hovan, manažer pro ekologická řešení společnosti Rockwell Automation. „Ale pokud je palivo stabilní a lze určit jeho parametry, fungují dobře. Nabízejí způsob, jak v reálném čase ukazovat, co se děje, pokud jde o údržbu a dodržování předepsaných parametrů. A přínosy v podobě úspor mohou být značné. Například u kotle nebo turbíny je možno dosáhnout úspory 50 % počáteční investice a až 60–70 % úspor na údržbě za období 10 let.“

Tato automatizační technologie pomocí předřazených senzorů v kotli nebo v jiném spalovacím systému měří všechny běžně monitorované parametry a zadává je do řídicího systému závodu, který vyhodnocuje chování systému. „Můžeme vytvořit model pro předvídání úrovní emisí NOx na základě údajů z předřazených senzorů a poté monitorovat a validovat odečty těchto senzorů každou minutu, takže v reálném čase víme, zda ukazují správně – a zda a kdy u nich došlo k závadě,“ vysvětluje Hovan. „Dostane-li se senzor mimo specifikované parametry, spustí se alarm a automaticky je upozorněn personál údržby. Protože je tento systém na webové bázi, technik může kdykoli a odkudkoli přejít na příslušnou webovou stránku, zobrazit si, co se právě děje, a určit, jaké kroky je nutno podniknout. Jde o údržbový nástroj pracující v reálném čase a sloužící k posuzování funkční stability a udržitelnosti všech procesních parametrů týkajících se emisí.“

„Pokud jde o zpětnovazební řízení dodržování předpisů,“ říká Hovan, „závod musí v reálném čase vědět, že problém existuje a co jej způsobuje. V případě hardwarového systému CEM, pokud senzor nesplní podmínky kalibrace a kontroluje se jednou za 24 hodin, jsou všechna data až k předchozí kalibraci neplatná, stejně jako vše v budoucnu, dokud nebude senzor validován a systém poběží opět správně. A to je nákladné. Se softwarovým systémem, který monitoruje v reálném čase a validuje se každou minutu, jsou ztracena jen data za minutu provozu.“

Software a systémy nejsou vše

Ačkoli automatizační technologie a software pomohly závodům učinit výrazné kroky směrem k dodržování předpisů, systémy, software a zařízení nemohou tento úkol zvládat samy. Jsou s nimi spojena kulturní a osobní hlediska, která je nutno vzít v úvahu také. Otázky, které mohou být pro chování systému stejně kritické jako konfigurace zařízení. Automatizace obvykle stále vyžaduje lidský zásah. „Vše nelze řídit počítačem,“ připomíná Hovan. „Automatizované systémy doporučují zásah, zejména pokud jde o dodržování předpisů, a poté buď spustí automatickou reakci, nebo vyzvou k akci pracovníka.“ „Otázky životního prostředí a energetického managementu zahrnují více než jen aplikaci automatizace,“ dodává DeVries. Ve výše zmíněném petrochemickém závodě se vedení společnosti rozhodlo sejít se se svými operátory a řídícími techniky, aby jim řekli, že důvěřují jejich rozhodnutím a jejich zásahům.

„To byla velká kulturní změna,“ domnívá se DeVries. „Poprvé dostali k dispozici řešení správy energie, emisí a výrobní kapacity pracující téměř v reálném čase, takže mohli sledovat skutečné chování systému. Během dvou měsíců se způsob jejich provozování systému změnil natolik, že firma hlásila 6% úspory nákladů na energii a rozvodné sítě, 4% u účinnosti interní konverze a až 10% zvýšení celkové energetické účinnosti. Zlepšení bylo v plném rozsahu důsledkem změny chování operátorů ve spojení s aplikací stávajících řídicích prvků lepším způsobem.“ Výrobní závody musejí mít realistická očekávání, pokud jde o to, jak může automatizace přispět k dodržování předpisů nebo ke generování úspor, a musejí si uvědomit, že lidský faktor má obrovský význam.

„Byl jsem svědkem až 17% zlepšení,“ podotýká DeVries, „ale museli dělat naprosto vše správně, pokud jde o technologii a firemní kulturu.V jednom případě vedení firmy plánovalo dosáhnout optimálních přínosů, ale pak jeden člen týmu prohlásil: ‚Vím, co potřebujete a proč to potřebujete, ale vím také, že naše kultura to nedokáže.‘“ Tyto kulturní aspekty mají zásadní význam. „Domnívám se, že v budoucnu si bude muset vedení firmy uvědomit, že část každého automatizačního systému musí přímo souviset s vykazováním dodržování předpisů. Vždy se to dá udělat, ať už automaticky, nebo manuálně – určit, zda měření je v souladu s předpisy, či nikoli.“ Přeji klidnou noc!

Jeanine Katzelová je přispěvatelka časopisu Control Engineering. Můžete ji kontaktovat na adrese jkatzel@sbcglobal.net.

 

 

Autor: Jeanine Katzelová pro Control Engineering


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

EWWH, s. r. o.
EWWH, s. r. o.
Hornoměcholupská 68
102 00 Praha 10
tel. 734 823 339

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI