Фото: Ростовская АЭС, 2014 год.
В настоящее время как в атомной отрасли России, так и в мире сложилось понимание, что тренд развития в области автоматизации производственных и технологических процессов – создание интеллектуальных экспертных систем. Более 350 тысяч параметров отслеживает современная АСУ ТП в процессе работы энергоблока, формируя в реальном масштабе времени огромные пласты информации. Если понимать, как эффективно анализировать данные, появляется возможность оптимизировать процессы управления, обслуживания, ремонта. Данные АСУ ТП могут быть интерпретированы в целях безопасности, для оптимизации затрат, для поддержки принятия решений и т.п.Задача будущего – обеспечить интегрированное решение по сквозной автоматизации энергоблоков российского дизайна.
В целом, экспертные функции могут быть реализованы на четырех уровнях. Первый – это АСУ ТП; второй – MES-системы (АСУ производственных процессов на уровне цеха, подразделения); третий – ERP-системы, отражающие процессы управления ресурсами предприятия; и четвертый, наивысший – BI, бизнес-аналитика.
АСУ ТП и MES – прочный фундамент…
АО «Русатом Автоматизированные системы управления» – дочерняя компания Госкорпорации РОСАТОМ, предлагающая клиентам комплексные решения по проектированию, разработке, вводу в действие, сервисному обслуживанию и модернизации АСУ ТП как на объектах атомной энергетики, так и на промышленных предприятиях различных отраслей. Среди ключевых задач нового бизнес-подразделения – создание АСУ ТП, как комплексного продукта для различных заказчиков, в рамках атомной отрасли и вне её, не ограничивая себя географическими и и продуктовыми границами. При этом, «РАСУ» на всех этапах жизненного цикла отвечает за качество, сроки и технологичность предлагаемых решений. В мае «РАСУ» получило полномочия не только комплектного поставщика, но и главного конструктора, закрепленные Приказом С.В.Кириенко, который возложил на «РАСУ» ответственность за формирование научно-технической политики в области разработки решений по автоматизации производственных процессов. Сегодня «РАСУ» координирует работу 9 предприятий, производящих отдельные подсистемы и компоненты АСУ ТП – ВНИИА, НИИИС, ПСЗ, ПО «Старт», ВНИИЭФ, УМЗ, НИКИЭТ, СНИИП.
Для нужд управления производственными процессами (MES-систем), в настоящее время РАСУ реализован или осуществляется ряд разработок. Один из программных комплексов предназначен для расчета технико-экономических параметров энергоблока (ТЭП); это программы, анализирующие расчетные параметры процесса и определяющие КПД работы, эффективность технологического процесса.
Также реализована «Система представления параметров безопасности», СППБ, которая позволяет оператору в емком виде получить информацию о системе не из таблиц или графиков, а в виде интуитивно понятного представления, с выделением проблемных зон.
Завершается разработка сложного программного комплекса «Система инженерной поддержки оператора», СИПО: она позволяет контролировать фактическое состояние оборудования и сравнивать его с плановым (соответствующим инструкции). В системе заложено эталонное состояние энергоблока, соответствующее требованиям регламента; автоматика контролирует реальное состояние, и все расхождения подсвечиваются на мониторе оператора, с подсказками, какие действия возвратят блок в регламентное состояние. Окончание работ по СИПО предполагается в этом году; развертывание отдельных элементов мы предполагаем начать в 2016-м г. на новом энергоблоке Нововоронежской АЭС, а в полном объёме система может быть готова к 2017-му.
ERP и сквозная автоматизация
АСУП, система управления предприятием – это уровень ERP-систем. В настоящее время они реализуются с использованием лидирующих в мире платформ SAP, IBM; российское решение реализовано компанией 1С. На уровне ERP-систем могут быть объединены все информационные потоки предприятия – технология, управление конкретными процессами в цехах, поставки, кадры, финансы – весь управленческий и производственный учет. Следует отметить, что основными разработчиками ERP-систем сегодня несомненно выбран путь «сквозной автоматизации». И SAP, и IBM, обеспечив позиции в поставке ERP-систем верхнего уровня, идут в автоматизацию производственных процессов, вплоть до разработки SCADA-систем. Так, один из продуктов, который предлагается на рынке – это SAP HANA, на котором можно строить систему управления технологическим процессом реального времени.
В настоящее время «Русатом – Автоматизированные системы управления» обладает всей технологией и программным продуктом по управлению технологическим процессом в режиме реального времени. Также мы разрабатываем некоторые из приложений MES систем, и можем опираться на обширный фонд алгоритмов и программ, разработанных как ВНИИАЭС, так и силами коллективов АЭС для собственных нужд. Нам не нужна реализация собственной платформы ERP – это задача уже решена ведущими компаниями в мире, наработан огромный опыт эксплуатации; для отрасли актуальна лишь задача грамотного внедрения предлагаемых продуктов – реализация интерфейса, обеспечение правильного агрегирования информации в системе.
Опираясь на имеющуюся платформу ERP, а также наши АСУ ТП и значительную часть реализованного функционала MES-уровня, мы имеем возможность выстроить консолидированную систему программных средств на всех уровнях, обеспечить сквозную автоматизацию. На одном энергоблоке может функционировать до ста единиц программных продуктов. Задача будущего – обеспечить интегрированное решение по сквозной автоматизации энергоблоков российского дизайна. Интеграция АСУ ТП и MES-систем с ERP-уровнем позволит производить «тонкую настройку» каждого производственного процесса. Например, мы сможем оптимизировать складские запасы, перейдя к методологии «точно вовремя» для нужных операций; останется в прошлом затоваривание складов (по оценке первого заместителя генерального директора ГК «Росатом» Николая Соломона, в запасах Госкорпорации «заморожены» 250 млрд. руб. – эти ресурсы также могут быть высвобождены при сквозной автоматизации). Существенно ускоряется прохождение информации в системе управления; мы уходим от элементов бумажной технологии, от человеческого фактора. Сокращается объем трудозатрат на обработку информации, и так далее.
Безусловно, интеграция АСУ ТП, наработок mes-уровня (в том числе программ, разработанных по инициативе АЭС, вне единой архитектуры) и ERP – задача нетривиальная. Главный вопрос сопряжения – это стандарт информационного обмена. Какие-то программные комплексы можно интегрировать, прописав дополнительный интерфейс; другие, где код можно считать «архаичным», должны быть переработаны. В целом, правильным решением видится создание единой политики (стандарта) информационной совместимости приложений MES с принятой в качестве основной ERP-системы разработки SAP, а также с другими возможными ERP-платформами, включая российскую 1С (важно, чтобы в лицензионных соглашениях предусматривалась возможность информационной «стыковки» внешних приложений с программным обеспечением поставщика). Принятие такого стандарта позволит разработчикам адаптировать своё программное обеспечение к использованию с ERP-системами; филиалы смогут предоставлять возможность обмениваться качественными разработками. Целесообразно собрать информацию о best practices на станциях, – и определить, что входит в наш стандартный базовый набор приложений mes-уровня.
BI. Задача верхнего уровня
Наконец, верхний уровень – business intelligent, BI, бизнес-аналитика: это аналитические программы, которые по заданному алгоритму анализируют информацию, собранную на уровне ERP, и позволяют обеспечить обратную связь на уровни процессов (элементы такой аналитики, отдельные функции, реализуются в форме «информационных панелей» в рамках самой ERP). В идеальной системе, получив аналитику по эффективности работы различных процессов в филиалах, руководители предприятия могут инициировать корректирующие мероприятия на уровне управления энергоблоком, или на уровне цеховых процессов: спланировать ремонты по фактическому состоянию; оптимизировать процессы закупок, получив например от АСУ ТП параметры состояния того или иного агрегата; уточнив от уровня техобслуживания (mes-подсистемы) – что конкретный насос ожидает ремонта, и что с наибольшей вероятностью проблема в таком-то его узле… Расчеты и зарубежный опыт показывают, что сквозная автоматизация вместе с реализацией функций бизнес-аналитики позволяет повышать эффективность предприятия до 30%.
Безусловно, создание системы, охватывающей все проблемы энергоблока – мероприятие непростое, но она снизит ремонтные периоды, время простоев, вероятность незапланированных остановов, повысит безопасность, и в перспективе суммарный экономический эффект существенно превысит затраты на внедрении всех систем.
Однако следует понимать, что реализация обобщающей бизнес-аналитики, нацеленной на специфику энергоблоков российского дизайна – задача не столько для разработчиков программного обеспечения, сколько для отраслевого экспертного сообщества, в первую очередь представителей топ-менеджмента. Лишь целостное понимание отрасли позволяет сформулировать качественную постановку задачи на разработку ПО. На уровне эксплуатирующей организации безусловно есть отдельные компетенции на уровне экономической, финансовой, сбытовой политики – соответственно, основные аналитические функции могут быть переложены в программные алгоритмы. Но чтобы увидеть систему и её экономические уязвимости во взаимосвязи, и сформулировать техническое задание на аналитику обобщающего уровня, необходимы кросс-функциональные компетенции, которые найти намного сложней.
Но этим безусловно нужно заниматься, потому что в ближайшие годы вопросы эффективности будут становиться лишь острее: сегодня с нами конкурирует углеводородная энергетика, а завтра прямую конкуренцию нашей отрасли могут составить и возобновляемые источники энергии.
Алексей Комольцев для журнала РЭА
