Les Byggeindustrien digitaltHva er det som hjelper oss til å gjennomføre ting uten å tenke på dem? En av de viktigste faktorene er automatisering. Dette gjelder både i den private sfære (tenk på oppvaskmaskinen) og i industrien.
Whiteheads poeng er selvsagt ikke at sivilisasjonen øker ved at vi automatiserer, og deretter slutter å tenke. Men når antall oppgaver som gjør seg selv uten at vi trenger å tenke på dem øker, får vi tid til å tenke på nye ting å løse nye problemer. Dette resulterer blant annet i nye automatiserte operasjoner som vi ikke lenger trenger å bruke tankevirksomhet på. I tillegg vil automatisering som regel føre til at oppgaver blir utført raskere, mer presist og med bedre kvalitet.
Automatisering er en av bærebjelkene i utviklingen av det moderne samfunn. For å automatisere trenger vi å forstå sammenhenger. Vi må vite hvorfor ting skjer, og hva vi må gjøre for å få ting til å skje riktig. Dessuten må vi realisere en maskin eller et system som utfører oppgaven basert på denne innsikten på best mulig måte.
Automatisert middagslaging
La oss si at jeg skal lage en fiskemiddag hjemme på kjøkkenet. Vanligvis er dette en oppgave som er ganske manuell, og som jeg liker å gjøre på gamlemåten. Nå spør kanskje leseren hva automatisering og produksjonsstøtte har med mine fiskemiddager å gjøre? Jo, jeg skal forsøke å illustrere en tenkt bruk av disse teknologiene hjemme på mitt eget kjøkken for produksjon av fiskemiddager.
Først må jeg automatisere noen av basisprosessene. Jeg instrumenterer stekeovnen, noen kjeler og stekepannen, slik at jeg kan måle koke- og steketemperaturer. Så kobler jeg opp en datamaskin i kjøkkenskapet som leser inn temperaturene automatisk. Via tilkoblet elektronikk styrer den temp¬eraturforløp ut ifra oppskriftene som er programmert i datamaskinen. Fra en data¬skjerm kan jeg starte koke- og stekeprosessene. Dermed er basisautomatiser¬ingen klar. Jeg kan nå lese avisen mens kokingen pågår, og jeg slipper å følge med på tider og kokeinnstilling¬er.
Effektiviserer måltidsproduksjonen
Så vil jeg lage et MES-system for kjøkkenet. MES er en forkortelse for Manufacturing Execution System. Dette er et databasert system som støtter en effektiv drift av produksjonen og optimalisering av denne fra produksjonsstart til ferdig produkt (middagen). Funksjoner i et MES-system kan blant annet være disse:
* Tidsplanlegging og ressursallokering: For fiskemiddagen betyr det å beregne når jeg bør starte de ulike prosessene. Jeg vet når middagen skal serveres. Når starter jeg med å rense fisken? Når skreller jeg potetene? Når starter jeg kokingen av poteter, grønn-saker og fisk? MES-systemet lager en optimal plan for meg og forteller også hvilke kjeler og plater skal jeg bruke for å minimalisere tids- og energiforbruk.
* Igangsetting og eksekvering: Når tiden for oppstart av en operasjon er kommet, gir systemet meg beskjed om dette - eller systemet starter delprosessen av seg selv. Jeg blir bedt om å starte koking av fisken, så jeg trykker på knappen. Resten av kokeprosessen skjer automatisk.
* Resepthåndtering: MES-systemet lagrer resepter (oppskrifter) for ulike fiskemiddager og benytter disse for automatisk styring av kokeprosessene. De gir meg også informasjon om mengder for utveiing, tilsettinger osv.
* Sporing av produkter og råvarer: Råvarer registreres når de ankommer kjøkkenet med pris, mengde, leverandør, type, dato, lagringsplass osv. Råvarene merkes med strekkodeetikett ved ankomst for senere identifikasjon ved flytting/bruk. Så registreres mengde og tid når varene tas i bruk. Sporingen vil følge råvarene gjennom prosessene ved at forflytning mellom prosesstrinnene registreres. Tider for start og stopp av delprosessene registreres også. Hvis jeg lager fiskekraft som jeg fryser ned og merker for senere bruk, må denne også spores ved at forflytning til/fra fryser registreres.
* Datainnsamling: Under koking og tilberedning samles data om temperaturer, tider, tilsetninger osv. som tidsserier eller som hendelsesdata.
* Kvalitetsoppfølging og styring: Kvalitet måles der det er nyttig og mulig, slik som konsistens, farge og smak. Disse målingene lagres relatert til de enkelte mellom- og ferdigprodukt¬ene, slik at MES-systemet etterpå kan sette sammen alle data tilhørende et gitt delprodukt, slik som ferdig prosessert fisk, poteter, saus, grønnsaker osv. I tillegg kan temperaturer og råvareorienterte data sammenstilles med kvalitetsdataene.
* Rapportering og analyse: Etterpå kan MES-systemet sammenstille data for de enkelte fiskemiddagene og rapportere samledata for disse fra råvarer til ferdig produkt, for inventarlister (hva har jeg i kjøleskapet), for råvareforbruk fordelt på oppskrifter etc.
Stadige forbedringer
MES er altså en infrastruktur hvor innsamlet kunnskap kan benyttes som tilbakemeldinger for stadig å forbedre prosessdriften og produktene så snart ting har skjedd eller er målt.
Beregnede statistiske sammenhenger mellom resulterende kvalitet og råvarer, resepter og behandlings¬metoder kan brukes til stadig å forbedre oppskriftene, og dermed gjøre fiskemiddagene bedre. Analyse av ventetider kan avdekke flaskehalser og resultere i effektiviserende innkjøp av utstyr (for eksempel potet¬skrellemaskin, komfyr med flere plater), valg av andre kjeler, osv.
Jeg skal innrømme at jeg antagelig aldri kommer til å innføre MES på mitt kjøkken. Men de fleste sidene ved et moderne MES-system vises egentlig i MES-metodikken som er beskrevet for denne allment kjente kjøkkenprosessen. Mange fabrikker er komplekse, med et stort produktspekter og mange prosessomstillinger. Flere prosesser løper mange steder samtidig og i parallell. Endringer i ressurstilgang og råstoffer krever stadig oppmerksomhet.
Lukker de store sløyfene
MES er neste påbygning til dagens automatiseringssystemer. Tradisjonell automatisering sørger for at en prosessenhet styrer seg selv ved hjelp at distribuerte kontrollsystemer (DCS), programmerbare logiske styringer (PLS) og regulering. Komplekse samspill, hvor en tar hensyn til sammenhenger langs hele prosesskjeden, vil etter hvert automatiseres. De store ytre sløyfene, fra kvalitet og effektivitet i produksjonen tilbake til resepter, settpunkter, prosessutforming og råvarer, vil lukkes. Det er dette som er MES-systemenes fremste oppgave.
MES er for mange i dag et utydelig begrep. Min spådom er at spesialiserte og bransjerettede MES-systemer og leverandører vil vokse fram og bli tydelige og viktige. Mer og mer i dette store bildet vil bli automatisert og delegert til maskiner, slik at menneskene kan tenke på og løse problemstillinger knyttet til stadig mer overordnede og spesialiserte forhold.
Om skribenten:
Artikkelforfatteren Steinar Sælid er æresmedlem i Norsk Forening for Automatisering.Sælid har vært sentral i norske automatiseringsmiljøer siden syttitallet, da han jobbet ved SINTEF. På åttitallet deltok han i utviklingen av Kongsberg Maritimes styresystem AIM. Deretter jobbet han i Hydro, hvor han bygget opp en gruppe for regulering og modellbasert styring ved selskapets forskningssenter. I 1995 var han med å starte firmaet Prediktor AS, hvor han nå er administrerende direktør.
NFA er 50 år!
Norsk Forening for Automatisering (NFA) ble formelt stiftet 10. oktober 1958. I forbindelse med jubileet har personer fra industrien og forsknings- og undervisningsmiljø fått i oppdrag å skrive flere artikler. Artiklene tar opp viktige saker og problemstillinger som industrien og samfunnet for øvrig er opptatt av, og gir historiske tilbakeblikk som viser den veldige utvikling som landet har vært gjennom i disse 50 årene.