sponsorowaneCyfryzacja w budowie instalacji Inteligentna fabryka zaczyna się od inżynierii

Dlaczego spójność cyfrowa, wspólne modele danych i zintegrowane projektowanie już we wczesnych fazach projektu mają decydujący wpływ na późniejsze funkcjonowanie instalacji.

Obecnie przemysł farmaceutyczny i biotechnologiczny inwestuje w instalacje, które często zostaną uruchomione dopiero za kilka lat, a następnie będą eksploatowane przez dziesięciolecia. Jednocześnie jasne jest, że w przyszłości instalacje te będą w większym stopniu zdigitalizowane, oparte na danych i coraz bardziej zautomatyzowane. Mimo to wiele projektów nadal powstaje w oparciu o klasyczne dokumenty, izolowane zasoby danych i oddzielne systemy planowania. Właśnie w tym miejscu zaczyna się dyskusja na temat cyfrowej spójności.

Martin Mayer, dyrektor ds. rozwiązań cyfrowych w firmie ZETA, oraz Matthias Goriupp, dyrektor ds. systemów dostosowanych do indywidualnych potrzeb, są przekonani: technologie umożliwiające kompleksową cyfryzację są dostępne już od dawna. Kluczowe znaczenie ma raczej uwzględnienie wymagań cyfrowych na wystarczająco wczesnym etapie projektu. „Jeśli dziś projektujemy instalacje, które zostaną uruchomione dopiero w 2031 roku lub później, już teraz musimy określić, jakie dane będą później wykorzystywane” – mówi Mayer. „Inteligentna fabryka nie zaczyna się na etapie eksploatacji, ale już na etapie projektowania”.

Wspólna baza danych zamiast odizolowanych rozwiązań cyfrowych

Współczesny skid można dziś zaprojektować, zasymulować i przetestować cyfrowo. Jednak rzeczywista korzyść pojawia się dopiero wtedy, gdy system ten da się płynnie zintegrować z całą instalacją. „Sam inteligentny skid nie wystarczy, by stworzyć inteligentną instalację” – podkreśla Mayer. Wartość dodana pojawia się dopiero wtedy, gdy wszystkie systemy współpracują w oparciu o spójną bazę danych.

Również Goriupp postrzega to jako kluczowe wyzwanie: wielu dostawców mogłoby dziś udostępniać informacje cyfrowe, jednak bez wspólnej struktury korzyści dla operatorów pozostają ograniczone. Jeśli bioreaktor, system filtracji, wirówka i kolejne etapy procesu wykorzystują różne struktury danych, nie powstaje spójny cyfrowy system. Jego zdaniem branża potrzebuje zatem standardów dotyczących danych i informacji – podobnych do Bluetooth – aby systemy „mówiły tym samym językiem”.

W przypadku zintegrowanego projektowania instalacji oznacza to, że wymagania dotyczące rozwiązań cyfrowych należy określić już w ogłoszeniu o przetargu. Jeśli dopiero po zawarciu umowy zostanie ustalone, w jakim środowisku inżynieryjnym będą prowadzone prace lub jaki model danych ma być stosowany, realizacja projektu stanie się znacznie bardziej pracochłonna i kosztowna.

Korzyści ekonomiczne w całym cyklu życia

Konsekwencje braku ciągłości danych są szczególnie widoczne w trakcie eksploatacji. Dane z różnych list dostawców często trzeba ręcznie łączyć, przenosić do systemów takich jak SAP, a w razie późniejszych zmian ponownie aktualizować. Każde wielokrotne wprowadzanie danych wiąże się z nakładem pracy, opóźnieniami i ryzykiem błędów. Cyfrowa spójność ma zatem prosty cel: utworzyć informacje tylko raz, a następnie wykorzystywać je na wszystkich etapach – od projektowania, przez budowę, kwalifikację i konserwację, aż po eksploatację.

W zintegrowanym środowisku zmiany wprowadzone np. w module R&I są automatycznie odzwierciedlane w schematach elektrycznych, wykazach części zamiennych lub modelach 3D. Dzięki temu poprawia się nie tylko jakość dokumentacji, ale także zarządzanie częściami zamiennymi, planowanie konserwacji oraz podstawy dla przyszłych aplikacji cyfrowych.

Modułowość zamiast maksymalnej cyfryzacji

Pomimo swojej jasnej wizji cyfryzacji Mayer i Goriupp nie opowiadają się za maksymalną cyfryzacją za wszelką cenę. Nie każdy projekt wymaga takiego samego stopnia cyfryzacji. Zwłaszcza w przypadku prostych lub silnie uzależnionych od ceny zastosowań w pełni cyfrowe rozwiązanie może być trudne do uzasadnienia z ekonomicznego punktu widzenia.

Zamiast ogólnych, uniwersalnych rozwiązań potrzebne są cyfrowe elementy składowe, które można dobierać indywidualnie do konkretnego projektu. Kluczowe znaczenie ma wczesne ustalenie, jakie informacje będą potrzebne w przyszłości i jakie cyfrowe podstawy należy w tym celu stworzyć już dzisiaj.

 
 

Cyfrowe moduły firmy ZETA

• FrameWORKS: zintegrowana platforma danych i inżynierii zapewniająca spójne modele informacyjne w całym cyklu życia instalacji.
• INOSIM Insight & INOSIM Foresight: Symulacja wydajności procesów, wąskich gardeł i scenariuszy inwestycyjnych przed rozpoczęciem budowy oraz proaktywne wsparcie decyzyjne podczas eksploatacji.
• AutoMATE: Rozwiązania automatyzacyjne służące do łączenia instalacji procesowych, struktur danych i procesów operacyjnych.
• VeriTIZE: cyfrowe wsparcie w zakresie kwalifikacji, walidacji i dokumentacji zgodnej z GMP.
• MainMATE: cyfrowe wsparcie w zakresie konserwacji, zarządzania aktywami i długoterminowej eksploatacji urządzeń.

Koncepcja „inteligentnej fabryki” zaczyna się na długo przed uruchomieniem

Główny wniosek płynący z dyskusji: o cyfryzacji przyszłości nie decyduje się dopiero w trakcie eksploatacji. Powstaje ona już we wczesnych fazach projektowania. Instalacje można co prawda cyfryzować również później, jednak bez znormalizowanych danych i spójnych modeli informacyjnych dochodzi do rozbieżności między formatami, ręcznego przenoszenia danych i dodatkowych źródeł błędów.

Każdy, kto w przyszłości chce eksploatować autonomiczne lub wysoce połączone sieciowo zakłady produkcyjne, musi już dziś zgromadzić niezbędne do tego dane. „Inteligentna fabryka” nie zaczyna się zatem od cyfrowego bliźniaka ani od pojedynczego rozwiązania programowego, lecz od decyzji podejmowanych na długo przed uruchomieniem zakładu.