Podczas sesji otwierającej w 2007 r. konferencję użytkowników organizowaną co roku przez firmę OSIsoft jeden z uczestników stwierdził, że dzięki wysiłkom tej firmy może poświęcić czas na rozwiązywanie konkretnych problemów, a nie jak dotąd na tworzenie arkuszy kalkulacyjnych. Taką misję wyznaczyła sobie bowiem firma OSIsoft – dostawca oprogramowania PI System. Narzędzie to, określane mianem historiana (data historian), służy do gromadzenia danych z różnorodnych, niezależnych systemów, z dowolnych lokalizacji, a następnie tak je zestawia, aby ułatwiały pracownikom sprawne zarządzanie określonymi procesami.
Pakiet PI System firmy OSIsoft stosuje się wszędzie tam, gdzie pracownicy muszą robić użytek z dużej liczby danych napływających w czasie rzeczywistym
Rzeczywiście najczęściej stosowanym narzędziem wspomagającym podejmowanie decyzji w niemal wszystkich działach przedsiębiorstwa produkcyjnego jest wciąż arkusz kalkulacyjny Microsoft Excel. Dinozaur ten trzyma się dzielnie, mimo powszechnie znanych jego ograniczeń pod względem integracji czy możliwości współpracy wielu użytkowników.
Dzięki wysiłkom firm Microsoft i OSIsoft inżynierowie i menedżerowie mogą dalej pracować na swoich ulubionych arkuszach, ale za to w ramach precyzyjnie kontrolowanego środowiska wielu użytkowników oraz za pomocą narzędzi, które nie zawiodą nawet najbardziej dbałych o szczegóły użytkowników.
Skromne określenie historian nie oddaje znaczenia, jakie tego rodzaju systemy mają w dynamicznie rozwijających się branżach przemysłu, ani też roli, jaką będą odgrywały w rozmaitych dziedzinach zarządzania, począwszy od produkcji sterowanej popytem po zarządzanie zużyciem energii. Niektórzy specjaliści sugerują, by najbardziej wszechstronne systemy tego rodzaju określać mianem historianów korporacyjnych (enterprise historian).
Za pośrednictwem historiana PI System firma Microsoft kontroluje zużycie energii w swej gigantycznej sieci centrów danych udostępniających usługi internetowe milionom użytkowników na całym świecie. Z kolei Eastman Kodak za pomocą tego systemu z powodzeniem ogranicza zużycie energii w swoim kompleksie przemysłowym Kodak Park. I wreszcie PI System posłużył do znormalizowania procesów związanych z archiwizacją i analizą danych w sześciu zakładach produkcyjnych należących do firmy biotechnologicznej Amgen.
Cicha woda brzegi rwie
Już na początku 2005 r. analitycy Alison Smith oraz Colin Masson z firmy badawczej AMR Research zwracali uwagę na rosnącą rolę, jaka przypadnie historianom w epoce globalnych korporacji, których zakłady produkcyjne rozsiane są po całej kuli ziemskiej.
Jak twierdzą analitycy, historiany stanowiły początkowo specjalistyczne repozytoria danych w środowiskach pracy wymagających błyskawicznego gromadzenia i zapisywania ogromnych ilości generowanych na bieżąco informacji. Narzędzia te umożliwiają archiwizowanie oraz odczyt wieloletnich zapisów danych w czasie o wiele krótszym niż konwencjonalne relacyjne bazy danych.
Wykorzystując tę zaletę, dostawcy automatyki przemysłowej rozszerzyli swoją ofertę o systemy sterowania (m.in. DCS) wyposażone w historiany, a firmy software’owe zaoferowały je jako autonomiczne rozwiązania. Jednak zdaniem Ricka Bulloty, dyrektora ds. technologii w firmie Invensys Wonderware oferującej produkty automatyki przemysłowej, historiany w roli elementu systemów sterowania nie stanowią jeszcze przełomu.
Niektórzy twierdzą, że rynek dla zwycięskiego pochodu historianów korporacyjnych przygotowała firma OSIsoft, której roczne przychody po 25 latach istnienia przekraczają 100 mln USD, mimo że nie musiała w tym celu zdobywać inwestorów czy wchodzić na giełdę – na wyniki zapracowała własnymi siłami.
Określenie historian nie oddaje skali znaczenia i złożoności współczesnych systemów. Nie tylko dostarczają one dane w czasie rzeczywistym, ale także wykonują skomplikowane działania matematyczne, w wyniku czego odpowiednio zgrupowane i przekształcone „inteligentne” dane mogą służyć sprawnemu zarządzaniu określonym obszarem przedsiębiorstwa.
Zdaniem analityków AMR Research współczesny historian „stanowi pomost między światem danych procesowych czasu rzeczywistego a jeszcze bardziej abstrakcyjnym światem transakcyjnych systemów biznesowych i finansowych. Ponadto umożliwia grupowanie, sumowanie i przekształcanie danych z różnych systemów stosowanych na hali produkcyjnej”.
Tego rodzaju zadania wykonują m.in. historiany zawarte w pakietach oprogramowania do zarządzania produkcją i wydajnością opartych na architekturze zorientowanej na usługi (SOA).
OSIsoft ma w ofercie ponad 400 interfejsów ułatwiających komunikowanie się jej produktów z systemami DCS/PLC, laboratoryjnymi, OPC, SCADA oraz wszelkimi systemami informatycznymi z obszaru hali produkcyjnej i ERP. Oprogramowanie PI System gromadzi dane i prezentuje je w określonym kontekście, ułatwiając pracownikom z różnych części przedsiębiorstwa prawidłowe zarządzanie procesami
Dużo i szczegółowo
Pakiet PI System firmy OSIsoft stosowany jest tam, gdzie pracownicy muszą robić użytek z dużej liczby danych napływających w czasie rzeczywistym. W większości firm narzędzie to z czasem znajduje coraz szersze zastosowanie. Wspomniana firma Amgen z branży biotechnologicznej, produkująca w dziewięciu zakładach leki proteinowe, niedawno podpisała z OSIsoftem porozumienie dotyczące rozszerzenia zastosowania oraz normalizacji oprogramowania PI System w swojej sieci zakładów produkcyjnych.
– Pełne funkcjonowanie pakietu PI System utrudniał model wyceny oparty na znacznikach i zapisie na serwerze – wyjaśnia Rob Gamber, główny inżynier Amgenu. – Dzięki podpisanemu porozumieniu udało nam się uprościć procesy zaopatrzeniowe, a także uniknąć zbędnych rozliczeń kosztowych. Pracę pakietu PI System nadzorują konsultanci OSIsoftu, w przedsiębiorstwie wprowadzono odpowiedni ład organizacyjny, uruchomiono międzyzakładowy mechanizm wsparcia technicznego, a także znormalizowano architektury, konfiguracje i procesy – na ile to było możliwe.
Nieodłączną cechą produkcji w branży biotechnologicznej jest zmienność procesów, dlatego pakiet PI System wdrożono we wszystkich zakładach Amgenu już w 2001 r. – Dopiero niedawno doceniliśmy wartość integracji danych procesowych z informacjami innego rodzaju, np. przy tworzeniu raportów dotyczących wsadu czy szczegółowych analiz i optymalizacji procesów – zapewnia Gamber.
W 2006 r. okazało się też, że w każdym z sześciu zakładów objętych wdrożeniem pakietu PI System w 2001 r. funkcjonuje jego niezależna instancja, w dodatku poszczególne zakłady różnią się między sobą pod względem wiedzy użytkowników i stopnia zaawansowania wdrożenia. Jedynym wyjściem z tej sytuacji było podpisanie porozumienia z dostawcą pakietu.
Oczywiście w celu znormalizowania architektur, konfiguracji i procesów produkcyjnych należało rozwiązać wiele problemów. – Normalizacja jest o tyle dobrym rozwiązaniem, że istnieje wiele norm, z których można wybrać optymalną – wyjaśnia Gamber. W ramach normalizacji zdefiniowano wspólne znaczniki, klasy, modele maszyn i urządzeń, procedury i zasady bezpieczeństwa.
Historiany w centrach danych
Jednym z najciekawszych zastosowań pakietu PI System jest zarządzanie zużyciem energii w ogromnych centrach danych, w których zlokalizowane są m.in. usługi internetowe firm Google, Yahoo! oraz Microsoft.
Jeff O’Reilly z kierownictwa Microsoft Global Foundation Services wyjaśnia, że na rynku usług internetowych Microsoft pojawił się w 1997 r., wprowadzając usługi poczty internetowej o nazwie Hotmail. Obecnie korzysta z nich ok. 300 mln użytkowników, a co miesiąc do serwisu zagląda ok. 500 mln internautów. Każde uruchomienie nowej usługi i jej integracja z dotychczasowymi powoduje gwałtowny wzrost liczby odwiedzających.
Przejście z zarządzania kilkuset serwerami – zużywającymi energię liczoną w kilowatach – na sieć tysięcy serwerów, które do pracy potrzebują megawatów energii, to nie lada wyzwanie.
– Początkowo chodziło wyłącznie o to, aby serwery spełniały swoje zadanie, czyli oferowały pojemność wystarczającą do realizacji usług – wyjaśnia O’Reilly. – Do kwestii ekologicznych nie przykładano wówczas wagi. Obecnie monitorujemy wiele wzajemnie powiązanych czynników, takich jak pobór mocy, stopień wykorzystania i warunki pracy serwerów, parametry wentylacji i klimatyzacji, a także temperaturę i wilgotność. Zastosowany w centrum danych PI System może obsługiwać 400 tys. znaczników danych, a wartość ta prawdopodobnie szybko wzrośnie do ponad miliona znaczników.
Do grupy największych partnerów biznesowych OSIsoftu zaliczają tacy giganci, jak Microsoft, SAP, Rockwell Automation oraz Emerson Process Management
Miasto w mieście
Kompleks przemysłowy Kodak Park w Rochester w stanie Nowy Jork to swego rodzaju miasto w mieście. Na obszarze o powierzchni ponad pięciu kilometrów kwadratowych funkcjonują dwie elektrownie, dwa zakłady uzdatniania wody i oczyszczania ścieków oraz ponad 150 budynków, w których na co dzień pracuje 11 tys. osób.
Zlokalizowane w kompleksie elektrownie wytwarzają ogromne ilości energii: 900 ton pary wodnej na godzinę i 125 MW energii elektrycznej. Ponadto w całym kompleksie działa 600 mierników energii elektrycznej oraz 600 mierników innych mediów, a także znaczna liczba mierników na terenie samych elektrowni. Dotąd systemy zaopatrzenia w energię elektryczną były nadzorowane i monitorowane przez niezależne systemy automatyki i sterowania rozproszonego.
Jak tłumaczy Stephen O’Keefe, starszy analityk systemowy z działu Worldwide Information Systems, początkowo pakiet PI System zastosowano do obsługi niektórych systemów produkcyjnych. Dopiero w kolejnym etapie firma Eastman Kodak wykorzystała oprogramowanie, aby ograniczyć koszty zużycia energii, zoptymalizować wykorzystanie elektrowni oraz skonsolidować dane z wielu starych, niezależnych systemów sterowania w ramach wspólnego historiana obsługiwanego przez przeglądarkę internetową.
Oprócz PI System w kompleksie wdrożono także aplikację RtPM Business Package for SAP Enterprise Portal (RtPortal iViews) oraz inteligentne aplikacje klienta firmy OSIsoft. Oprogramowanie RtPortal iViews umożliwia jednoczesną pracę na danych z pakietu PI System i procesów produkcyjnych na poziomie firmowego portalu SAP NetWeaver Enterprise Portal.
– Korzyści z wdrożenia przerosły wszelkie oczekiwania – uważa O’Keefe. – Udoskonalony system zarządzania pomiarami dostarcza dane, które ułatwiają diagnozowanie anomalii w zużyciu energii, np. gwałtownego wzrostu poboru energii w chwili, gdy pracownicy włączają jednocześnie wiele wentylatorów, pomp lub innych urządzeń.
– Udostępniając w jednym portalu wszelkie dane związane z poborem energii, znacznie łatwiej kontrolujemy i przewidujemy zużycie energii – zapewnia O’Keefe. – Możemy np. stwierdzić, w jakim stopniu pracownicy przestrzegają zaleceń dotyczących oszczędzania energii, a następnie zgłaszać zastrzeżenia do konkretnych osób.
Dzięki zaletom nowego rozwiązania Eastman Kodak zdecydował się wyłączyć jedną z dwóch elektrowni, oszczędzając miliony dolarów, a koszt rozwiązania zwrócił się po zaledwie 24 miesiącach.
Według O’Keefe’a zastosowanie pakietu PI System rozciągnie się na kolejne dziedziny, w których wykorzysta się jego funkcje automatyzacyjno-analityczne, m.in. przy rozliczeniach z dostawcami energii elektrycznej i wody. – PI System to ciekawa aplikacja: wykorzystuje dane czasu rzeczywistego w zupełnie innym kontekście niż tradycyjne systemy korporacyjne – podsumowuje O’Keefe.
Firma OSIsoft może spodziewać się dalszych sukcesów swojego produktu w dziedzinie zarządzania wydajnością i zużyciem energii w czasie rzeczywistym. Do grupy największych partnerów biznesowych OSIsoftu zaliczają się tacy giganci z pogranicza produkcji i informatyki, jak Microsoft, SAP, Rockwell Automation oraz Emerson Process Management, którzy najwyraźniej doceniają wartość jego rozwiązania. Teraz pozostaje tylko przekonać rynek o wartości tej rozwojowej techniki.
|
Aplikacje Microsoftu w pakiecie PI System firmy OSIsoft
– Czy ktoś nie potrafiobsługiwać Excela? – spytał retorycznie Chris Colyer, dyrektor strategiczny ds. rozwiązań przemysłowych Microsoftu podczas ostatniej konferencji firmy OSIsoft. – Ogromnym udogodnieniem dla użytkowników produktów Microsoft Office Server System oraz Office Business Applications jest fakt, że umieszczono w nich ten powszechnie znany arkusz kalkulacyjny. Dzięki temu żaden pracownik nie musi przełączać się do pakietu MS Office, żeby skorzystać ze swojego ulubionego Excela.
Podczas konferencji firma OSIsoft pochwaliła się także nowymi wersjami aplikacji RtWebParts oraz PI DataLink for Excel Services, stanowiącymi obecnie narzędzia platformy OBA. Przy opracowywaniu oprogramowania RtWebParts specjaliści OSIsoftu zastosowali technologię Microsoft Silverlight [umożliwiającą wyświetlanie treści multimedialnych za pomocą przeglądarki – przyp. tłum.], zapewniającą użytkownikom zaawansowane funkcje wizualizacyjne.
Z kolei moduły PI Visuals oraz PI Analytics, zintegrowane z pakietem MS Office 2007, umożliwiają pracę z danymi procesowymi pobieranymi z różnych źródeł za pomocą łatwych w obsłudze kokpitów menedżerskich dostępnych w wielu formatach i funkcjonujących w czasie rzeczywistym. Oprócz wielu inteligentnych funkcji produkty te gwarantują możliwość jednoczesnej pracy wielu użytkowników.
Natomiast moduł PI DataLink for Excel Services umożliwia zastosowanie funkcji analitycznych czasu rzeczywistego pakietu PI System w programie MS Excel 2007, udostępniając je w środowisku RtWebParts. Dzięki temu użytkownicy mogą przeprowadzać analizy i synchronizować dane przechowywane bezpośrednio na serwerze.
– Firma OSIsoft szybko dostrzegła zalety środowiska Office Business Applications – stwierdził Colyer. – Jej produkty umożliwiają pracę z ogromnymi ilościami danych z aplikacji przemysłowych w powszechnie znanym środowisku MS Office.
Pakiet Office Business Applications stanowi zatem pomost, dzięki któremu pracownicy mogą korzystać ze specjalistycznych systemów ERP czy CRM za pomocą doskonale sobie znanych narzędzi MS Office. |
Autor: Kevin Parker, MBT USA