Lehti 6-1997 (Automaation hallinta elinkaaren eri tilanteissa)

Pääteemana automaation hallinta elinkaaren eri tilanteissa

Automaation kunnossapito on tärkeää palvelutoimintaa
 Miksi teollisuuslaitos tarvitsee kunnossapitoa? Tietysti siksi, että tuotantolaitteiden täytyy pysyä kunnossa. Tuotantoprosessissa automaatio on talteensaannin, maksimituotannon ja päästöjen kannalta oleellinen osa tuotantolaitteita. Näitä laitteita on hoidettava huolella.

 Muut pakolliset toiminnat, jotka eivät välittömästi vaikuta voidaan kriittisyysvertailuissa jättää vähemmälle, mutta mitään rakennettua ei pidä jättää heitteille.

 Automaatiolaitteiden luotettavuus on kasvanut kummasti. Jos nykyisien laitteiden käyttövarmuus olisi samanlaista kuin 60-luvun pneumatiikalla, tarvittaisiin teollisuudessa kunnossapitäjiä monikertainen määrä eikä senkään jälkeen prosessien ohjauksissa päästäisi lähellekään nykytarkkuuksia. Laitteiden kehittyessä on kunnossapitäjien ammattitaitovaatimukset kasvaneet. Kunnossapitotehtäviin hakeutuvilla tulee olla vähintään ammattikoulu käytynä eikä teknikon ja insinöörin koulutuskaan kunnossapidon toteuttajana ole enää poikkeuksellista.

 Yleinen puheenaihe laitoksissa on oman kunnossapidon tuottavuus. Omin voimin tehtyä kunnossapitoa verrataan tuottavuudessa ulkopuoliseen palvelujen tarjoajaan. Silloin lasketaan esimerkiksi, että oma asentaja tekee päivässä vain kolme tuntia töitä. Tämä ei ole oikeudenmukaista laitoksen oman väen töiden arvostelua. Ulkopuolinen urakoitsija palkataan tekemään jokin tarkkaan rajattu työ, joka on etukäteen suunniteltu ja esivalmisteltu. Totta kai tällaisessa työssä tuottavuus saadaan suureksi. Omaa väkeä käytetään vianetsintöihin ja pitkäaikaisiin virityksiin. Lisäksi heitä siirrellään kesken työn uusiin pikatöihin eri puolille tuotantolaitosta.

 Edellisessä vertailussa työtehtävään menoa ei ole laskettu tuottavaan aikaan, mutta vian korjaaja joutuu menemään viallisen laitteen viereen ennen mekaanista korjausta, ohjelmistot ovat toinen asia. Turhia eri suuntiin tapahtuvia kulkemisia tulee tietysti karsia suunnitelmallisuudella. Tarvikkeet, varaosat ja dokumentit tulee olla lähellä toteutuspisteitä, oikeassa muodossa. Kymmenen metrin kaapelihausta keskusvarastolta kahden asentajan voimin tulee päästä eroon. Eli tuottavuutta on nostettava rehellisellä vertailulla.

 Kaikkia töitä ei kannata tehdä itse, eikä kaikkea osaamista kannata edes yrittää saada itselle, koska määrätyn taidon ylläpito edellyttää jatkuvaa harjaannusta, eikä tehtäviä välttämättä riitä koko ajaksi. Mikäli harvoin eteen tulevat viat ovat kriittisiä tuotannolle kannattaa toimittajan kanssa tehdä asiasta   huoltosopimus. Monet viisaat järjestelmät voidaan kytkeä kaukoseurantaan, jolloin asiantuntija voi muuttaa etätyönä parametrejä tai voi kauko-ohjauksella neuvoa mitä komponentteja tulee vaihtaa.

Kunnossapitoa on eriytetty yleisesti tulosyksiköksi, omaksi tuotantolaitoksen yhtiöksi tai jopa aivan ulkopuolisen palveluyhtiön toiminnoksi. Näillä toimenpiteillä yritetään nostaa kunnossapidon tuottavuutta ja samalla yritetään saada tuotantolaitos tekemään tulosta sellaisella alalla minkä se todella osaa, tuotannon tekeminen. Eriytetyssä kunnossapidossa joudutaan tietenkin varmistamaan tuottavuuden korkealla pysyminen, jolloin kunnossapitokin voi muuttua businekseksi.

Tällainen kehityssuunta on varmaan vääjäämätön,. Ei kannata asettaa keinotekoisia esteitä sellaiselle kehitykselle. Tehokkuutta tulee saada lisää, sillä paikallaan pysyen jää jatkuvasti jälkeen kilpailussa. Henkilökunnan asema ei näissä järjestellyissä huonone, töitä tehdään uuden yhteisön nimissä tuloksellisesti henkilökunnan hyvinvointi huomioiden. Palvelualtis yhteisö ei voi toimia "kyräilyilmapiirissä", joten henkilökunnan hyvinvointiin ja talouteen tulee panostaa.

Jokainen palveluyhteisön jäsen on samalla myyjä asiakasyhteisölle.

Pertti Sihvonen
Outokumpu Harjavalta Metals Oy
Sähköautomaatiokunnossapito

Miten automaatio toimii hyvin koko elinkaaren ajan?

 Uudet prosessiteollisuuden investoinnit automatisoidaan tarkoituksen mukaisesti mahdillisimman pitkälle, esimerkiksi seuraavista syistä:

    * prosessi hallitaan mahdollisimman laaja-alaisesti
    * osastoryhmät voidaan käynnistää automaattisesti
    * lajinvaihto saadaan nopeasti
    * putkisto- ja säiliökustannukset minimoidaan
    * rakennus- ja tilakustannukset minimoidaan
    * investointi- ja käyttökustannukset optimoidaan
    * sähkö-automaatiokustannukset ovat noin 10 prosenttia kokonaisinvestoinnista
    * prosessia ajettaessa automaation vaikutus ajon onnistumiseen on noin 90 %
    * yms.

Korkea automaatioaste asettaa uudet haasteet käyttöhenkilökunnan ammatillisella laaja-alaiselle osaamiselle (monitaitoisuus). Käyttöhenkilökunnasta käytetään yleisesti nimitystä käynnissäpitäjät. Edellä mainittu ammatillinen termi edellyttää henkilöltä monipuolista ammatillista osaamista. Eräs henkilöstön valintamalli on se, että valitaan käynnissäpitohenkilöt niin, että puolet henkilöstöstä on peruskoulutukseltaan sähkö- ja automaatiokoulutuksen saaneita ja loput mekanisteja sekä prosessikoulutuksen saaneita.

Tämä Metsä-Rauman sellutehtaalla sovellettu toimintamalli varmistaa paremmin automaatiolaitteiden toimivuuden kaikkina vuorokauden aikoina, sillä korjaustöihin ryhdytään välittömästi eikä odoteta aamua tai peräti maanantaiaamua hankalien vikojen kuntoon saattamiseksi.

Erikoisosaamista vaativat yöt tehdään korjaamon asiantuntijoiden toimesta tai kutsutaan paikalle laitevalmistajan huoltojoukot. Työvuoron aikana on mahdollista hienoviilata säätimien parametrien hienoviritykset eri ajotilanteita vastaavaksi, koska prosessituntemus ja automaatiolaitteistot ovat käynnissäpitäjillä hyvin hallinnassa.

Automaatiolaitteiden tekniset tiedot on tallennettu ATK-pohjaiseen rekisteröintilaitteistoon. Käynnissäpitohenkilökunta voi seurata toimipisteissään minkä tahansa laitteen historiakannan kehittymistä ja ottaa esille laitteen tai laitteiston korvaamista uudella toimivammalla laitteella käytettävyyden varmistamiseksi. Laitteiston käytettävyysarviointi tullaan tekemään kertyneen tietokannan ohjaamana. Ennakoivan huollon avulla hoidetaan kaikki rutiinihuoltojen mukaiset tarkastukset ennen laitteiston mahdollista vikaantumista.

Esimerkkinä voidaan mainita elektroniikkalaitteiden jäähdytyspuhaltimet ja muistinvarmistusparistojen säännöllinen vaihtaminen huolto-ohjeiden mukaisesti. Mikäli ennakkohuollon yhteydessä havaitaan poikkeuksellisen paljon häiriöitä jossakin laitteessa, harkitaan laitteen vaihtamista tai mittauspaikan uudelleen sijoittamista prosessiin. Mittauslaitteiston uudelleen sijoittamista prosessiin suunnitellaan yhdessä suunnittelun ja käynnissäpitohenkilökunnan kanssa.

Automaatiojärjestelmälle on erillinen koulutustila, jossa on mahdollista opetella säätöjärjestelmän ohjausta ja näyttöjen käyttöä vapaasti ilman pelkoa prosessi häirinnästä. Koulutusjärjestelmään on ohjelmoitu yksikertaisia koulutusprosesseja joiden toimitaan on mahdollista tehdä mitä tahansa muutoksia ja testata ohjelmien toimivuus.

Koulutusjärjestelmässä on mahdollista kytkeytyä kiinni mihin tahansa viidestä järjestelmästä ja tarkkailla näyttöjä prosessin käydessä. Minkä tahansa osaston trendien skaalaukseen voidaan koulutusjärjestelmän operoinnilla muuttaa. Koulutusjärjestelmällä on toinenkin tärkeä tehtävä, kaikki varakortit vanhennetaan koulutusjärjestelmässä ja varmistutaan mahdollisesta version vastaavuudesta ennen osastolle viemistä. Järjestelmän varaosat kiertävät aina koulutusjärjestelmän kautta. Automaatiojärjestelmän toimivuus ja käytettävyys varmistetaan edellä mainittujen toimenpiteiden avulla.

Prosessiteollisuuden automaatiotilat on varustettava erillisillä ilmastointilaitteilla, joissa on huomioitu korroosiosuotimet ja riittävän hyvä jäähdytys. Hyvin hoidetut ja valvotut ilmastointilaitteistot takaavat automaatiojärjestelmien moitteettoman toiminnan koko laitteiston elinkaaren ajan. Tilojen ilmastoinnin säätölaitteiden tulee olla vähintäin samaa tasoa kuin prosessiautomaation laitteistot. Säädöt ja valvonnat on toteutettava samassa järjestelmässä prosessilaitteiden ohjauslaitteiden kanssa.

Nykyiset automaation kenttälaitteet antavat hyvän mahdollisuuden ennakoivaan huoltoon ja laitteen toiminnallisen tarkastuksen esimerkiksi HART-huoltoliitännän avulla laitteiden ollessa mittaustoiminnassa. Säännöllisten tarkastusten ja historiakirjauksen avulla saadaan arvokasta tietoa harvojen vuosiseisokkien laitevaihto-ohjelmaksi. Periaatteena on, että laite on voitava vaihtaa prosessista ennen prosessihäiriön ilmaantumista. Säännölliset suunnitellut mittausjärjestelmien ennakoivat tarkastukset tulee tehdä ja kirjata ennakoivan huollon historiatietoihin. Varsin usein vähäpätöiset asiat jäävät tarkastamatta, kaikkihan hakevat ja tekevät vain hienoja – vaativia ennakoivia töitä.

Kaikki turvallisuuteen liittyvät toiminnat on testattava säännöllisin välein ja kirjattava toiminnoissa mahdollisesti tehtävät korjaukset.

Automaatiolaitteiston turvallinen toiminta koko elinkaaren aikana varmistetaan riittävän kattavalla vikaseurannalla ja korjauksella, sekä säännöllisellä henkilökunnan koulutusohjelmalla.

Kari Stenback
Oy Metsä-Rauma Ab, Automaatio
SMSY/PUNTARI, puh.johtaja

Seppo Turunen, IntecroSoft Oy, Martti Laisi, Kotka Automaation Oy:
Nykyaikaisten autmaation suunnittelu- ja hallintajärjestelmä
Tietokoneavusteisen suunnittelujärjestelmän käyttöönotto on työteliäs ja vaativa projekti, jossa suunnitellaan dokumenttituotannon lisäksi hallittavien tietojen määrä ja oikea-aikaisuus automaatioprojektin sisäisiin ja ulkoisiin tarpeisiin. Merkittävää osaa näyttelee myös suunnittelu- ja hallintajärjestelmään liitettävien ulkopuolisten järjestelmien väliset tiedonsiirrot, molempiin suuntiin.

Jouni Ollila, Honeywell Oy:
Automaatiojärjestelmien elinkaari ja kunnossapito
Automaatiojärjestelmien elinikänä pidetään yleisesti 10-15 vuotta. Nykyisillä komponenteilla sekä uudenaikaisilla suunnittelu- ja valmistusmenetelmillä valmistettujen elektroniikkayksiköiden elinikä voi olla käytännössä huomattavasti pitempikin. Tänä päivänä toteutettavissa järjestelmissä on poikkeuksetta mukana myös kolmannen osapuolen valmistamaa laitteistoa ja ohjelmistoa, esimerkiksi PC-laitteita ja kaupallisia ohjelmistoja. Niiden taloudellinen käyttöikä on selvästi lyhyempi kuin automaatiojärjestelmän muiden perusosien taloudellinen käyttöikä.

Matti Ronkainen ja Jukka Seppänen, Neste Oy Porvoon jalostamo:
Automaation uusintaprosessi
Laajan prosessiteollisuuskompleksin vanhenevan automaation uusintaprojektin sisältö- ja ajoituskysymysten käsittely on varsin haastava tehtävä. Yksittäisten projektien on tuettava yrityksen strategiaa, tehtaan tavoitteita ja automaatiovision toteutumista, sekä samalla sopeuduttava resurssien ja kannattavuuden sanelemiin reunaehtoihin. Porvoon jalostamolla ratkaisua on haettu toistuvasta toimintoprosessista, jossa informaatiota tuotetaan ja käsitellään vaihtoehtovertailujen, päätöksenteon ja lopulta toteutusprojektin tarpeisiin ennen kuin "henki" muuttuu "lihaksi".

Kari Komulainen, Esko K. Juuso ja Kauko Leiviskä, Oulun yliopisto, Säätötekniikan laboratorio ja Johanna Kantola, Nokia Telecommunications Oy, Fixed Access Systems Operations:
Vikatietojen hyödyntäminen toiminnallisessa testauksessa

Pistoyksikön valmistus ja toiminnan testaus on jo pitkälle automatisoitua, mutta mahdollisen viallisen juotoksen tai komponentin löytäminen testausraportin perusteella vaatii korjaajalta aikaisempaa kokemusta. Tämän projektin tarkoituksena on ensinnäkin kerätä tuo kokemus myös muiden saataville ja virittää sitä edelleen mittaustiedon avulla.

Raimo Sillanpää, ABB Industry Oy
Teollisuuden sähköverkon hallinta
Ostetun ja tuotantolaitoksella tuotetun sähköenergian optimaalinen käyttö automaation avulla on tällä hetkellä kansallisesti ja kansainvälisesti keskeisiä teollisuuspuheenaiheita.

Pentti Uuspää, VTT Energia ja Ilkka Karaila, Valmet Automation Oy
Automaation visiot ja kehitystrendit
Automaation kehitys on ollut nopeaa samalla tavoin kuin muidenkin tietotekniikkaan perustuvien toimialojen. Eräät sellaiset kehittyneet menetelmät ja työvälineet, joita on odotettu vuosikausia, ovat äskettäin tulleet mahdollisiksi ja kehitys jatkuu. Seuraavassa pohditaan mitä on näkyvissä vuoteen 2005/2010 mennessä.