«Азия Цемент»: «Мы проверили гипотезу и разработали собственное ПО, которое заменило программно-аппаратный комплекс»

Евгений Березин, директор по информационным технологиям «Азия Цемент» и спикер Шестой конференции «ИТ в промышленности: курс на импортозамещение и инновации», поделился с CFO Russia опытом разработки интуитивной системы управления качеством шихты (смесь исходных материалов, иногда – плюс топливо, подлежащая переработке в металлургических, химических и других агрегатах – прим. ред.) и рассказал про ее особенности и преимущества. Читайте, как компания разработала собственное ПО, которое заменяет дорогостоящий импортный гамма-нейтронный анализатор, и подтвердила гипотезу каменщика XIX века.

Что собой представляет интуитивная система управления качеством шихты?

Это программное обеспечение собственной разработки. Система представляет собой воплощение древней технологии, которую применял изобретатель портландцемента Джозеф Аспдин в 1824 году, и которая использовалась еще раньше в цивилизации ацтеков. Подробнее об этом я расскажу на предстоящей конференции. Отсюда и название системы – АЦТЕК. Вторая расшифровка названия АЦТЕК происходит от аббревиатуры «Азия Цемент – ТЕхнологии Качества».

Что стало предпосылками для ее внедрения в вашей компании?

Детальный анализ исторических данных, производственных процессов и задача повышения стабильности качественных показателей продукции, которая обусловлена не столько требованиями ГОСТ, сколько потребностями рынка и руководством компании.

Дорогостоящее готовое решение импортного производства (конвейерный гамма-нейтронный анализатор, PGNAA), результаты анализа данных и процессов на производстве и одностраничный патент каменщика XIX века навели на мысль – проверить гипотезу шихтовки и разработать собственное программное обеспечение, которое заменит программно-аппаратный комплекс (PGNAA).

В какие этапы проходила автоматизация производства с помощью интуитивной системы управления качеством шихты?

Первым этапом разработки системы АЦТЕК стал цифровой помощник оператора сырьевого отделения. С позиции пользователя система представляла собой интерфейс, где оператор каждые 15 минут получал новые рекомендации по шихтовке сырьевых материалов (пропорцию дозировки для 4-х компонентной смеси), которую он видел на экране монитора и вручную вводил в систему АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом). Таким образом происходило управление дозаторами сырьевых материалов на двух линиях производства. С позиции разработки система многокомпонентна и интегрирована с двумя рентгенофлуоресцентными спектрометрами (XRF-анализаторы), которые расположены в заводской лаборатории, и АСУТП Siemens на предприятии. Так в системе АЦТЕК происходит сбор данных и их обработка в режиме онлайн. К сервисным функциям системы относятся аналитические отчеты и графики, автоматическая рассылка по email рапорта качества за истекшие сутки.

Вторым этапом разработки стал полностью автоматический режим управления качеством шихты, когда новые рекомендации устанавливаются в АСУТП без участия оператора в режиме 24/7. Сейчас автоматическая работа системы АЦТЕК – это основной режим, а задача оператора – более тщательный контроль и анализ работы технологического оборудования на производственных линиях для своевременного предупреждения нештатных ситуаций.

Какой из этапов стал самым сложным?

Оба этапа оказались одинаково непростыми. Сложность первого этапа заключалась в том, что с минимальными производственными потерями нужно было проверить фактическую работу разных алгоритмов. Всего нам удалось проверить 5 алгоритмов с разными сценариями работы. Тестирование происходило на скорости 380 тонн в час, именно такая производительность двух линий на заводе. Для оценки результатов работы каждого алгоритма требовалось минимум 3-4 часа непрерывной работы системы АЦТЕК. Иногда полученную сырьевую смесь приходилось браковать полностью. А это потери, в том числе финансовые.

Сложность второго этапа – автоматический режим управления дозаторами сырьевых материалов через АСУТП требовал предусмотреть различные сценарии получения и обработки данных, включая возможные отказы и потерю связи с лабораторными анализаторами или АСУТП. Сейчас система АЦТЕК это понимает.

Общая и самая большая сложность – у нас нет актуальных входных данных в системе АЦТЕК. Ближайшие актуальные данные нам известны через 1,5 часа, когда уже сырьевые материалы прошли по линии производства и превратились в сырьевую муку, которая попала в один из трех силосов предварительной гомогенизации. Поэтому АЦТЕК – это интуитивная система. В ней без актуальных входных данных с помощью тактов, оценки факта прошлых часов, паттернов и настройки реакции происходит управление шихтовкой сырьевых материалов на линии производства.

Как вы оцениваете эффективность от автоматизации производства с помощью данной системы?

Положительно. Мы подтвердили гипотезу шихтовки, основанную на древней технологии. А также достигли намеченной первоначальной цели по автоматизации системы управления качеством шихты на предприятии.

Эффективность системы АЦТЕК подтвердили директор по качеству, директор по производству, директор завода «Азия Цемент» и фактические данные заводской лаборатории о качественных показателях сырьевой муки и клинкера. Если в первой половине 2022 года система проходила опытные испытания и работала выборочными периодами эксплуатации, то с июня система АЦТЕК работает непрерывно в режиме 24/7.

Функционал системы АЦТЕК постоянно улучшается, алгоритмы становятся еще более точными, что положительно влияет на качество сырьевой муки, клинкера и цемента.

Побочным положительным эффектом от внедрения системы АЦТЕК стало изменение производственных процессов и действующих регламентов. Выявленные аномалии позволили найти причины возникновения проблем, которые раньше явно не проявлялись, и устранялись только последствия их возникновения на производстве.

Задать свои вопросы Евгению и узнать больше об опыте «Азия Цемент» вы сможете на Шестой конференции «ИТ в промышленности: курс на импортозамещение и инновации», которая состоится 14 сентября 2022 года.