Задачи, стоящие

Перед разработчиком

Функциональной

Схемы на основании

Принципиальной

Технологической

Схемы

По заданной принципиальной технологиче­ской схеме можно разработать целый ряд раз­личных функциональных схем. Первоначаль­но это относилось только к различным аль­тернативным вариантам жесткой обвязки трубопроводами и автоматизации, причем це­левые ориентиры степени автоматизации и инвестиционных затрат следует сформулиро­вать до начала разработки функциональной схемы. Разбивка 5-го этапа проектирования на три шага, а именно составление плана про­изводства, диаграммы занятости и функцио­нальной схемы (схемы трубопроводов, прибо­ров и средств управления) имеет решающее значение для успеха проекта в особенности для оборудования бродильно-лагерного отде­ления. Эту работу инженер по интеграции производственных процессов может выпол­нить в тесном сотрудничестве с пивоваром.

11.4.1.1. Шаг проектирования 5.1: определение производительности оборудования и гибкости процесса при составлении плана производства

В принципиальной технологической схеме указана производительность отдельных еди­ниц оборудования данной производственной

линии, а также объемы и количество техно­логических емкостей. В рамках отдельных технологических процессов (варочного цеха, охлаждения сусла или фильтрования пива) определяется количество, размеры и распо­ложение путей транспортировки продукта. Они зависят от производительности, прин­ципа работы и конструкции отдельных аппа­ратов, которые поставщик устанавливает со­гласно требованиям заказчика.

Совершенно иная ситуация складывается в бродильном и дрожжевом отделениях цехе, отделении дображивания и форфасном отде­лении. Здесь компоновка путей транспорти­ровки, а тем самым и функциональная схема, а также функциональный план определяются не параметрами работы аппаратов поставщи­ка, а зависят от производственных представ­лений заказчика.

Организационным средством для решения связанных с этим вопросов является состав­ление производственного плана и, основан­ной на нем, «диаграммы занятости» путей транспортировки.

Если инженер по интеграции процессов обратится к пивовару с просьбой сформули­ровать производственные планы на будущее, то как правило получит ответ: «я могу опи­сать существующие на сегодняшний день условия: продолжительность процессов бро­жения, скорость охлаждения, момент снятия дрожжей, план варок, и т. п., но установить условия на обозримое будущее я не в состоя­нии».

Однако инженер по интеграции техноло­гических процессов ни в коем случае не мо­жет удовлетвориться таким понятным и даже оправданным ответом пивовара, так как он должен исходить из необходимости обеспе­чить запас производственных возможностей оборудования будущее, иначе говоря, обеспе­чить его адаптационную способность к воз­можным новым технологическим разработ­кам и требованиям относительно производ­ственной мощности. Более того, он должен попытаться преодолеть эту «мертвую точку», постаравшись вместе с пивоваром выяснить, исходя из фактического состояния, все воз­можные будущие тенденции и их потенциаль­ное влияние на разрабатываемое оборудова­ние, задокументировав свои соображенния в виде альтернативных производственных планов.

Опыт свидетельствует, что:

1. При последовательной, целеустремлен­
ной и партнерской реализации этого за­
мысла довольно четко можно отличить
технически и экономически целесообраз­
ные и потому обязательно учитываемые
при проектировании функциональной
схемы конструктивные решения от тоже
вполне допустимых, но нецелесообраз­
ных альтернативных решений.

2. При взаимном старании можно найти та­
кие концепции систем трубопроводов,
которые позволят добиться если не полной,
то значительной гибкости, если согласо­
вать обязательные базовые правила эксп­
луатации отделения ЦКТ, которые очень
похожи на расписание движения железно­
дорожного транспорта. При любой оптими­
зации загрузки железнодорожного транс­
порта необходимо предусмотреть «окна»
для решения незапланированных событий,
таких как задержка, проводка специальных
поездов, ненастная погода и т. д. Хорошо
скомпонованная система трубопроводов
должна также обладать резервами для не­
желательных, но предсказуемых сбоев, на­
пример, вялого брожения, плохого осажде­
ния дрожжей, проблем в стадии фильтро­
вания и т. д. Однако эти резервы должны
подразумевать экономически приемлемые
действия, а не преодоление теоретической
«наихудшей ситуации». В случая сомне­
ний экономичнее организовать в порядке
исключения дополнительную смену в вы­
ходные (например, для ликвидации задерж­
ки или компенсации пониженной произво­
дительности фильтров), чем создавать до­
рогостоящие резервные мощности.

3. Лучше четко определить границы произ­
водительности планируемой системы и
уже на этой стадии выявить целесообраз­
ные возможности ее расширения, которые,
исходя из планируемой концепции про­
кладки трубопроводов, можно представить
совершенно по-разному.

4. Упорное нежелание отказаться от требо­
вания полной гибкости:

♦ либо ведет к удорожанию, громоздко­сти и такому усложнению системы обвязки трубопроводами, которая из-за чрезмерного числа отдельных уча­стков теряет наглядность, удорожает их мойку и обслуживание;

_______________________________ 855 ©

♦ либо при наличии ограниченного ин­вестиционного бюджета вместо фун­кциональной и относительно недоро­гой системы полной автоматизации с допустимыми ограничениями по гибкости приводит к разработке прак­тически такой же дорогой, а с учетом повышенных затрат на персонал и более низкого технологического и ги­гиенического уровня исполнения — к менее ценной частично автоматизи­рованной или управляемой вручную системе обвязки трубопроводами. 5. Автоматизация «при помощи лома», то есть в условиях пренебрежения законны­ми требованиями гибкости в работе пиво­вара, приводит к тому же результату, что и в пункте 4, а именно — к созданию уста­новки, которая превращается в «узкое мес­то» пивоваренного предприятия и негатив­но сказывается на репутации систем авто­матизации пивоваренного производства в целом. Установки такого рода могут быть результатом «проектирования на зеленом сукне», когда за советами к пивовару вооб­ще не обращаются.

11.4.1.2. Подэтап проектирования 5.2: составление диаграммы занятости

В диаграмме занятости инженер по интегра­ции технологических процессов сводит ре­зультаты производственного плана со време­нем, необходимым для протекания процессов мойки. Это касается:

♦ всех участков технологических линий,
начинающихся в одном резервуаре и за­
канчивающихся в другом (например, про­
цесс охлаждения сусла, начинающийся с
опорожнения вирпула, включая дозирова­
ние дрожжей и заканчивающийся запол­
нением бродильного танка, или процесс
перекачки молодого пива на дображива-
ние, начинающийся с опорожнения бро­
дильного танка, с последующим глубоким
охлаждением пива и заканчивающийся за­
полнением лагерного танка, или процесс
фильтрования, начинающийся с опорож­
нения лагерного танка и заканчивающий­
ся заполнением форфаса и т. д.);

♦ всех маршрутов продукта (например, про­
цесс съема дрожжей из бродильного танка

© 856___________________________________

в дрожжевой танк, отбор сусла из линии охлаждения сусла и подача его в установ­ку разведения чистой культуры дрожжей, сбора лагерных осадков в дрожжевой танк для последующей реализации, и т. д.); ♦ всех маршрутов мойки линий, трубопро­водов и емкостей, включая задействован­ную при этом мощность станции CIP.

При этом в качестве упрощенного правила можно принять ежедневный нормальный пе­риод занятости маршрутов и отдельных уста­новок, не превышающий 16 часов, обеспечи­вающий необходимый резерв гибкости. Так как при этом впервые в данном процессе про­ектирования последовательно учитывается занятость оборудования процессами безраз­борной мойки (CIP), то это может привести к необходимости корректировки запланирован­ной мощности технологических линий и мар­шрутов. Кроме того, благодаря учету фактора одновременности более четко устанавливает­ся необходимое число маршрутов циклов CIP, работающих независимо друг от друга. Парал­лельно этому, частично в виде взаимозависи­мого процесса (см.раздел 11.3.1.1.2) происхо­дит следующий подэтап.

11.4.1.3. Подэтап проектирования
5.3: составление
функциональной схемы

К техническим требованиям, упомянутым в разделе 11.2.2.5, добавляется задача разработ­ки схемы обвязки оборудования трубопрово­дами, представляющей собой оптимальный компромисс между требованиями к макси­мальной гибкости при минимальных инвес­тиционных затратах.

11.4.1.4. Методы интеграции
стандартизированных
производственных
линий в проекте
автоматизации
пивоваренного
предприятия

Важную задачу интегрирования приобретае­мого оборудования в общую концепцию мож­но решать по-разному. Конечно, целью долж­но быть оснащение всей производственной цепочки едиными компонентами, отвечающи­ми концепции сквозной интеграции (клапа­нами, измерительными датчиками, армату-

рой, насосами), независимо от того, что обо­рудование (отдельные аппараты или линии) вероятно было закуплено в силу необходимо­сти у разных поставщиков. При этом необхо­димо обратить особое внимание на возмож­ность их последующего обслуживания и на­личие резерва запасных частей.

Эту цель можно реализовать согласно двум кардинально различным организацион­ным принципам.

11.4.1.4.1. Вся производственная
линия от единого
поставщика

Основной подрядчик вместе с отобранны­ми им субподрядчиками оснащает всю установку.

Подрядчик (поставщик) выполняет проек­тные и конструкторские работы по всей техно­логической линии (включая купленные им или предоставленные заказчиком машины) и ап­параты и оснащает их унифицированными со­единительными компонентами. Как правило, данный организационный принцип предлага­ют крупные поставщики, располагающие дос­таточным капиталом и которые сами произво­дят большую часть используемой техники.

В такой ситуации не подвергается сомне­нию единообразие блоков и универсальность концепции автоматизации установки. Правда, у единого поставщика существует стремление оснастить линию по возможности исключи­тельно компонентами собственного производ­ства, сведя таким образом использование име­ющихся у заказчика отдельных установок и уже закупленных им изделий к минимуму, так как они усложняют выполнение заказа и сни­жают собственный оборот подрядчика. Если дополнительные закупки комплексных техно­логических линий у третьих фирм ограничи­ваются лишь важнейшими компонентами, то возникает опасность, что специализирован­ный технико-технологический опыт субпод­рядчика останется не востребованным и не бу­дет оптимально использован в производствен­ной линии заказчика.

11.4.1.4.2. Вся производственная
линия «в одних руках»

Поставщик интегрированного производствен­ного оборудования гарантирует функцио­нальность всей производственной линии благо-

даря тому, что он оснащает соединительной арматурой и автоматизирует имеющиеся блоки, предоставленные заказчиком, и координи­рует работу субподрядчиков, выбранных непосредственно заказчиком.

Не являясь конкурентом субпоставщиков производственных линий, машин и аппара­тов, поставщик интегрированного производ­ственного оборудования стремится получить от партнеров комплексные производствен­ные линии, включая технико-технологические ноу-хау, по возможности учитывая в процессе планирования их опыт.

В этом случае на унификацию оборудова­ния и концепцию автоматизации можно по­влиять с двух сторон.

1. Инженер по интеграции технологических
процессов на основании технологической
схемы и предоставленного субподрядчика­
ми технического описания разрабатывает
новые, специфические для данной произ­
водственной линии функциональные схе­
мы, закупленных у субпоставщиков про­
изводственных линий в соответствии со
стандартом автоматизации и оборудова­
ния, определенным для производственной
линии заказчика. Если заменять придется
только компоненты других поставщиков,
имеющие однако ту же конструкцию и
функции, то при этом в значительной сте­
пени можно заимствовать функциональ­
ные схемы и функциональный план суб­
подрядчика.

2. Инженер по интеграции технологических
процессов задает субподрядчикам согла­
сованный с заказчиком стандарт автома­
тизации и соединительных компонентов,
а также точки сопряжения пограничных
зон производственной линии, и лишь ком­
понует их в составе соответственно осна­
щенных комплексных производственных
линий.

Систему управления производственными линиями поставщик интегрированного обору­дования либо заново разрабатывает, исходя из предоставленных субподрядчиками функци­ональных планов и схем, либо пытается ин­тегрировать в общую систему управления оригинальный вариант субподрядчика в виде «модуля». Если второй, в принципе менее зат­ратный, путь увенчается успехом, то при раз­работке концепции своей системы управления изготовитель производственных линий дол-

_______________________________ 857 ©

жен обладать большим даром предвидения в вопросах точек сопряжения. И в том, и в дру­гом случае инженер по интеграции техноло­гических процессов разрабатывает вопросы, связанные с интеграцией систем CIP в преде­лах производственных линий и общие меры по организации монтажных и пуско-наладоч-ных работ. Необходимость присутствия ин­женера по интеграции технологических про­цессов на строительной площадке при осуще­ствлении двух последних упомянутых этапов работ зависит от конкретной ситуации, слож­ности отдельных частей установки, качества составленной на них документации и имею­щихся договоренностей.

Обязательным условием во всех описан­ных выше случаях является то, что лицо, от­вечающее за данную производственную ли­нию, и инженер по интеграции технологиче­ских процессов обмениваются информацией и оказывают содействие друг другу. Эта схема работает тем лучше, чем выше их доверие друг к другу (в том смысле, что переданное ноу-хау не будет использовано конкурентами).

Поэтому фирмы, специализирующиеся ис­ключительно на интеграции производствен­ных процессов и не вступающие в конкурен­цию ни с одним из поставщиков оборудования, просто созданы для реализации принципа «вся установка "под одним хозяином"». Пивоварен­ные предприятия, для которых важно самим участвовать в создании установок «под себя», которые самостоятельно принимают решение о подборе специалиста по технологическим линиям и все-таки хотят заказывать комплек­сную установку «под ключ», найдут своего партнера в поставщике интегрированного обо­рудования производственного процесса.

11.4.2. Системы и компонен­ты трубопроводов, обеспечивающие несмешиваемость сред и отвечающие требованиям безраз­борной мойки CIP

В функциональной схеме инженер по интегра­ции технологических процессов определяет подбор соединительных компонентов. Боль­шинство из этих деталей используется в про-

© 858______________________________

изводственной линии сотни и даже тысячи раз. Поэтому их конструктивные недостатки, ухуд­шающие работу или возможности системы CIP или требующие частого технического об­служивания, могут иметь очень серьезные по­следствия. Здесь требуется тщательность и бескомпромиссность выбора, и ложная эконо­мия в этом звене особенно неоправданна.

Конечно, хотелось бы подробно предста­вить весь широкий спектр подобных компо­нентов, иногда существенно отличающихся по качеству, однако из-за недостатка места ниже остановимся лишь на некоторых прин­ципиальных моментах.

Дата добавления: 2015-07-10