Продление жизни активов автоматизации: проверенные стратегии долговечности и производительности

Если оставить их самим себе, активы материального потока будут медленно деградировать и в конечном итоге выйдут из строя, часто в самый неподходящий момент. Но с небольшим планированием можно не только продлить их полезную жизнь, но и оптимизировать производительность.

Активы автоматизации обычно эволюционируют через четыре четких этапа: проектирование, исполнение, поддержка и оптимизация. Во слишком многих случаях, однако, фаза оптимизации хаотична или полностью игнорируется. Производительность достигает пика, а затем начинает спадать. Это происходит по многим причинам: люди, внедрявшие системы, могли уйти, а преемники не чувствуют причастности к системе; может не быть механизмов мониторинга производительности; или бизнес идет так хорошо, что мало стимулов искать улучшения.

Какова бы ни была причина неоптимизации, сегодняшняя глобальная экономика требует от складов и распределительных центров извлекать максимальную ценность из инвестиций в автоматизацию. Это должно начаться с тщательного аудита как рисков бездействия, так и полного потенциала продления полезной жизни активов автоматизации.

Оценка риска

Аудит начинается с анализа текущих активов с целью продления их полезной жизни. Создайте профиль каждого ключевого актива на вашем объекте, включая ПО, системы управления, периферийные электрические устройства и механическое оборудование. Если у вас нет инвентаризации, поставщики каждого актива должны иметь возможность предоставить ее. Отсюда можно создать главный инвентарь, категоризируя потенциальную устарелость каждой единицы и ее стратегическое значение, а затем создавая план смягчения этих рисков. Каждый слой должен быть категоризирован по его стратегическому значению для вашего бизнеса:

Критический риск: Активы, способные повлиять на всю систему. Требуют плана восстановления для смягчения проблем в краткосрочной перспективе и в долгосрочной — бюджетной стратегии для покрытия полной замены, если потребуется, с фазировкой затрат на замену по нескольким бюджетным циклам.

Высокий риск: Компоненты, которые могут привести к частичному отказу системы. Также могут привести к длительному простоя и требуют плана восстановления и некоторого долгосрочного бюджетного планирования, возможно баланса между капекс и MRO расходами.

Средний или низкий риск: Обычно включает компоненты, отказ которых не приведет к частичному или полному отказу системы. Простой минимален, затраты на замену обычно покрываются из MRO-бюджетов. Хорошая стратегия запасных частей, направленная на наличие адекватных заменяющих компонентов под рукой, может держать риск под контролем.

С пониманием вашего риска и хорошим планированием можно существенно продлить жизнь системы, минимизировать непредвиденный простой и эксплуатировать механические, контрольные, программные и электрические устройства до их полного потенциала.

Продление жизни механических систем

Использование конвейеров, сортеров, автоматизированных систем хранения и извлечения и другого основного капитального оборудования, скорее всего, представляет наибольший риск и самые высокие капитальные затраты на складе или распределительном объекте. Все системы подвержены износу и деградации производительности со временем. Эффективное время работы может снизиться, или другие проблемы — например, трение из изношенного компонента, создающее шум, выталкивающее систему за допустимые уровни OSHA — могут требовать внимания. Чем больше вы можете сделать для продления полезного рабочего срока систем, тем больше влияние на прибыльность.

Хотя полная замена обычно — крупные капитальные затраты, жизнь системы часто можно продлить улучшениями на уровне компонентов. Обувной сортер у конца жизни, например, часто можно восстановить. Замена изношенного компонента может держать сортер в хорошем состоянии и поддерживать аптайм. Или, если есть проблема шума, более новый продукт, спроектированный для более тихой работы, может быть решением. И если перестройка или замена компонента — вариант, это часто можно сделать на выходных перед пиковым сезоном.

Еще один ценный способ управления жизненным циклом механического оборудования — стратегия запасных частей, соответствующая критичности и прогнозируемому жизненному циклу ключевых компонентов. Хотя она могла быть разработана при закупке системы, стратегии запасных частей должны регулярно пересматриваться по мере старения системы.

Управление электрическими устройствами

Оптимальная работа склада также зависит от надежности множества электрических устройств: сканеров, I/O-модулей, актуаторов и сервоприводов. У них переменные степени риска, поэтому важно анализировать риск эксплуатации каждого устройства по мере старения. Хотя некоторые поставщики обозначают ожидаемый срок службы каждого устройства, другие нет, оставляя вам делать лучшую догадку.

Эффективный анализ риска может дать компаниям варианты. Например, в анализе риска сервоприводов планировщики автоматизации идентифицировали восемь сервоприводов Baldor, движущихся к устареванию, основываясь на их возрасте. Отказ любого из них мог привести к неделям простоя до нахождения замены. Лицом возможно $80 000 затрат на замену, компании предложили варианты, кроме немедленной полной замены.

Если некоторые запчасти доступны, компания может купить их и поэтапно вводить замену. Может, например, сразу заменить четыре старейших сервопривода и сохранить снятые для использования как бэкапы. Это продлит эксплуатационную жизнь, давая больше гибкости для распределения затрат между капекс и MRO.

Модернизация контроллеров

Большинство систем материального потока зависят от ПЛК-управления. Из-за простоты операции ПЛК служат долго, и большинство вендоров заранее анонсируют ожидаемый конец жизни. Rockwell/Allen Bradley, например, больше не поддерживает TI 45 PLC, но, как анонсировано, продолжит поддержку последнего ControlLogix PLC.

Чем ближе ваш ПЛК к концу жизни, тем больше вероятность отказа, и если он упадет, будет простой. В зависимости от того, что на кону, обновление до более современного ПЛК не только гарантирует операцию, но может быть способом глубже раскрыть ценность других активов.

Помимо большей надежности и устойчивости, более новые ПЛК могут иметь достаточно полосы пропускания для поддержки аналитических инструментов, помогающих идентифицировать тренды, что может продлить жизнь контролируемых систем. Кроме того, наличие Ethernet может помочь интеграцию системы управления складом (WCS) с другими системами автоматизации.

Некоторые мелкие операции используют ПК для управления заводами. ПК устаревают менее чем за два года и обычно экономичнее заменить, чем обновлять.

Управление ПО системы управления складом

Устаревание программной платформы, поддерживающей WCS — неизбежная реальность. Когда WCS падает, склад вниз на то, что может быть многие дни — или даже недели — конфигурации и тестирования.

Многие WCS все еще работают на Windows 2003, которую Microsoft больше не поддерживает. Ваша система продолжит работать на Windows 2003, но вы будете на своих, если возникнут технические проблемы, и может быть рискованно подключать легаси или сторонние приложения к вашему WCS. Если вы на Windows 2007 и 2008, вы будете в той же ситуации в 2020, когда Microsoft отключит их поддержку. Хорошая новость: Microsoft, как большинство софтовых компаний, дает уведомление о том, как долго они будут поддерживать свои продукты.

Но это может дать возможность. Обновление до последней поддерживаемой версии ПО может быть доступной затратой, максимизирующей производительность и снижающей риск поддержки других активов. С более новой версией, например, thin client решения становятся возможными, позволяя консолидацию IT-архитектуры в виртуальном, а не физическом сервере. За инвестиции $250 000 в виртуализированные контролы вы не только получите ОС, поддерживаемую годами, но также преимущества в обслуживании ПО, аварийном восстановлении и других областях, не в последнюю очередь — устранение необходимости в физических серверах.

Поддержание улучшения

Хотя мы сфокусировались на часто упускаемой фазе оптимизации жизненного цикла автоматизации, все операционные фазы критичны для непрерывного улучшения. Внимание к продлению жизненного цикла на фазе проектирования может проявиться в дизайне с открытыми технологиями или повторно используемыми инженерными объектами, чтобы системы могли включать лучшие решения без отказа от всей инвестиции.

На фазе исполнения управление активами может быть усилено системами исполнения склада, координирующими операции так, что человеческие ресурсы и оборудование эффективно работают и используются. И это фаза поддержки, где управление запасными частями, мониторинг состояния, превентивное обслуживание и другие стратегии реализуются для поддержания любых мер оптимизации, которые нужно принять.

Wynright Corp. (Элк-Гроув, штат Иллинойс), полностью تابعة дочерняя компания Daifuku North America, является провайдером интеллектуальных систем материального потока.