Efektywny operator

-- sobota, 10 grudzień 2011 14:55

Narzędzia i metody tworzenia bezpiecznego środowiska pracy dyspozytorów, spełniające obecne i przyszłe wymagania.

Globalne straty przemysłu procesów ciągłych wynikające z zakłóceń produkcji sięgają 20 miliardów USD, co stanowi 5% wartości produkcji. Badania pokazują, że 80% tych strat można było zapobiec, z czego 40% było spowodowane przez błędy operatorów. Oznacza to, że całkowity potencjał poprawy – jeśli można znaleźć sposób poprawy – wynosi 6,4 miliarda dolarów. Efektywność operatorów jest fundamentalnym elementem utrzymania wartości ekonomicznej procesów zarządzania i sterowania. Jednym z pierwszych miejsc, od którego należy rozpocząć poprawę, jest wzmocnienie możliwości decyzyjnych operatorów poprzez zwiększenie świadomości zdarzeń zachodzących w czasie procesu produkcyjnego i ułatwienie obsługi nieprawidłowych sytuacji. Operatorzy mogą podejmować lepsze decyzje i przez to zwiększyć bezpieczeństwo i nieprzerwany czas pracy.

Zwiększanie efektywności operatorów oznacza stawienie czoła wielu znaczącym wyzwaniom, zarówno technologicznym, jak i zarządczym. Na przykład zarządzanie i monitorowanie procesów przemysłowych charakteryzuje się nieuniknionymi zmianami technologicznymi i wciąż wzrastającą złożonością operacyjną. Te czynniki mogą prowadzić do ogromnego wzrostu kosztów, jeśli efektywność operatorów nie jest rygorystycznie sprawdzana.

Projektowanie systemów automatyki należy oprzeć na czterech głównych założeniach. Są to:

• zintegrowanie operacji,
• zaprojektowanie wysokiej wydajności,
• zwrócenie uwagi na czynnik ludzki,
• kompetencje operatorów.

Zintegrowanie operacji

Efektywny system sterowania powinien dostarczać użytkownikom możliwości niezauważalnego zbierania i sortowania danych z różnych źródeł. System powinien umożliwiać współpracę różnych programów i systemów komputerowych, dostarczając operatorom wszelkich niezbędnych informacji z wielu dostępnych źródeł. Operator powinien mieć intuicyjny dostęp do informacji wymuszających działanie i mogących zarządzać dynamicznie wszystkimi operacjami. Te cechy pozwalają na skrócenie czasu niezbędnego do zidentyfikowania koniecznych działań.

Współcześnie działające fabryki mogą być wyposażone w rozmaite platformy sterujące, jak na przykład PLC (Programmable Logic Controllers – programowalne sterowniki logiczne), DCS (Distributed Control System – rozporoszone systemy sterowania), systemy bezpieczeństwa, FAS (Facilities Automation System – systemy automatyki urządzeń/obiektu), ECS (Electrical Control System – system sterowania elektrycznością), a to tylko kilka z przykładów. Dodatkowo systemy informatyczne fabryki, takie jak CMMS (Computerized Maintenance Management System – komputerowy system zarządzania utrzymaniem ruchu), ERP (Enterprice Resource Planning – system zarządzania zasobami przedsiębiorstwa), systemy monitoringu wideo oraz systemy archiwizacji są także dostępne i zawierają wartościowe informacje, które wspierają operatorów w podejmowaniu decyzji.

Planowanie wysokiej wydajności

Wiele organizacji zajmujących się standardami oraz instytutów badawczych stworzyło i stale pracuje nad filozofią HMI (Human Machine Interface – interfejs człowiek-maszyna). Wiedza ta wpłynęła na wytyczne projektowania interfejsów, ergonomii, oceny sytuacji i zarządzania alarmami. Opierając się na tych wytycznych oraz własnych doświadczeniach, ABB z innymi projektantami systemów wspiera tworzenie dobrych standardów poprzez swoją aktywność w wielu komitetach technicznych, grupach roboczych i organizacjach rozwijających standardy.

Jednym z kluczowych obszarów wpływających na rozwój HMI jest obsługa nieprawidłowych sytuacji. Nieprawidłowe sytuacje są to zakłócenia lub incydenty, z którymi system sterowania nie jest zdolny poradzić sobie samodzielnie, wobec czego wymaga interwencji operatora. Realizując projekt wdrożenia systemu sterowania, krytycznym staje się dopasowanie układu stanowisk/miejsca pracy do przyjętych przez użytkownika zasad operacyjnych oraz umożliwienie wdrożenia strategii wysokiej wydajności zarządzania alarmami z funkcjami, takimi jak szufladkowanie alarmów (tłumienie alarmów kierowanych przez operatora), ukrywanie alarmów (tłumienie alarmów w oparciu o zdefiniowane warunki). Te cechy zmniejszają liczbę uciążliwych i niekrytycznych alarmów, dlatego użytkownicy mogą działać zgodnie lub lepiej niż jest to opisane w standardach.

Ian Nimmo, ekspert od zarządzania sytuacjami nieprawidłowymi i autor „High performance HMI Handbook” (Podręcznik HMI wysokiej wydajności), wierzy, że najważniejszym czynnikiem w projektowaniu wysoko wydajnych HMI jest świadomość sytuacyjna. – Dobra świadomość sytuacji oznacza, że operator właściwie postrzega aktualny stan procesów i urządzeń i dokładnie rozumie znaczenie rozmaitych działań jednostki – mówi Ian Nimmo.

Część z kluczowych koncepcji dotyczących świadomości sytuacyjnej rozważa znaczenie kolorów i maksymalną widzialność nieprawidłowych sytuacji. Koncepcja świadomości sytuacyjnej nie jest nowa. Jednakże nadal jest tematem dyskusji pomiędzy różnymi organizacjami. Jednym z dyskutowanych zagadnień jest wykorzystywanie skali odcieni szarości lub graficzne schematy procesów chłodzenia. Dodatkowo dyskutuje się na temat metod nawigacji, definicji poziomu grafiki dla szybkiej reakcji podczas nieprawidłowych sytuacji oraz prezentacji informacji, które są używane do przewidywania i całkowitego zapobiegania nieprawidłowym sytuacjom. Świadomość sytuacyjna może mieć ogromny wpływ poprzez: zwiększenie ilości przypadków pomyślnego obsłużenia nieprawidłowej sytuacji i powrotu do normalnego stanu operacyjnego; ograniczenia czasu, jakiego potrzebują operatorzy fabryki do wykonania zadań podczas nieprawidłowej sytuacji oraz zwiększenia częstotliwości wykrywania przez operatorów nieprawidłowych sytuacji przed pojawieniem się alarmów.

Uwaga na czynnik ludzki

Projektanci systemów muszą bezpośrednio zwrócić uwagę na czynnik ludzki. Głównym powodem jest to, że zdolny projektant wie, iż ergonomicznie zorganizowane środowisko pracy może zredukować stres operatorów, co w efekcie znacząco zwiększa wydajność i efektywność pracy operatorów przy obsłudze nieprawidłowych sytuacji, jak też zredukować problemy zdrowotne i lepiej wykorzystać zasoby.

Stanowisko pracy skutecznego dyspozytora jest wyposażone w zaawansowane klawiatury, posiadające przyciski skrótów umożliwiające pracę wielu użytkowników, natomiast system biurkowy jest wyposażony w mechanicznie, dopasowujące się pulpity i zmieniające położenie monitory. Dodatkowo stanowiska mają kierunkowy system dźwiękowy i zintegrowany oraz przyciemniany system oświetlenia. Użycie takiej koncepcji projektowej przy tworzeniu pomieszczeń sterowni ma kluczowe znaczenie dla wydajności zespołu operatorskiego. Wszystkie te czynniki składają się na poprawę środowiska operatorskiego i stopnia czujności zespołu.

Procedury sterowni są bardzo ważne dla zapewnienia spójności operacyjnej. Mogą także wspierać dyspozytora w trakcie wykonywania sporadycznych czynności. Na przykład listy kontrolne prowadzące operatorów poprzez procedurę w specyficznych okolicznościach.

Jasne definicje pełnionych ról i odpowiedzialności to kolejny ważny element charakteryzujący pomyślne operacje. Oznacza to, że wszystkie zadania, które musi wykonać operator, powinny być rozpoznane i udokumentowane, włączając w to zadania poza normalnym trybem pracy.

ABB i System 800xA razem z CGM, producentem mebli do pomieszczeń sterowni, wspólnie podjęły wysiłki w definiowaniu nowych standardów dla pomieszczeń sterowniczych, czy raczej inteligentnych centrów sterowania, w celu stworzenia wzorcowego projektu, przedstawiającego optymalny układ sterowni, skoncentrowany na czynniku ludzkim i ergonomii. Centrum Operacyjne Przyszłości w szwedzkim Borås jest miejscem, które trzeba odwiedzić, aby uzyskać najświeższe informacje o tym, jak budować optymalne centra sterowania. Centrum zajmuje się między innymi zagadnieniami związanymi z dźwiękiem, absorpcją hałasu, materiałami podłogowymi, sterowaniem światłem i kolorystyką stanów procesów.

Kompetencje operatorów

Gdy operatorzy oddziałują na procesy, ich praca często ma ogromny wpływ na cały biznes, zwłaszcza gdy zaistnieje wyjątkowa sytuacja, operator musi rozumieć i zarządzać złożonymi operacjami, aby przywrócić stan normalny. Nowe technologie wykorzystujące symulatory do zaawansowanego szkolenia dyspozytorów mogą odtwarzać środowisko pracy operatora włącznie z grafiką i logiką sterowania. Symulator umożliwia bezpieczne i realistyczne środowisko, w którym operatorzy procesów i obsługa techniczna urządzeń mogą uczyć się, jak opanować zaistniałe zjawiska i zwiększać pewność swoich działań.

Projektowanie zorientowane na użytkownika

Projektowanie efektywnego HMI wymaga skoncentrowania się na przepływie pracy i zadań na stanowisku operatora. Projektant i operator powinni wspólnie przeanalizować zadania operatora. Metody analizy potrzeb użytkownika to wywiady, obserwacje i badania terenowe. Pytania mogą zostać przesłane do operatorów wcześniej, aby zapewnić, że użytkownicy mają prawidłowy profil i wiedzę i że są dobrze przygotowani do współpracy. Pytania w kwestionariuszu mogą, być strukturalne lub niestrukturalne zarówno jeśli chodzi o sposób ich zadawania, jak i udzielania odpowiedzi.

Wówczas zebrane dane mogą być zsyntetyzowane. W skład syntezy danych wchodzi identyfikacja głównych pomysłów, badań, analiza relacji i wpływu na poprawę sprawności operatorów. Inną sposobem do większej koncentracji na użytkowniku jest referencyjna grupa zrzeszająca użytkowników z różnych obszarów (CRG – Customer Reference Group). Grupa ta ma potrójny cel:

• dostarcza użytkownikom informacji z pierwszej ręki na temat prowadzonych i planowanych projektów rozwojowych;
• pozwala użytkownikom aktywnie wpływać na tworzone przez dostawcę interfejsy;
• ustanawia forum dla wymiany i testowania pomysłów dotyczących potrzeb użytkowników, trendów i przyszłych przedsięwzięć zwiększających produktywność i zyski klientów.

Patrząc w przyszłość

Zarządzanie operacjami jest zadaniem zespołowym, a pracownicy kolejnych zmian muszą się komunikować i współpracować ze sobą. Aby wesprzeć operatorów w tych zadaniach, powstała tablica współpracy, umożliwiająca operatorom pozostawianie wiadomości dotyczących wskazań procesów czasu rzeczywistego lub pozwalająca na umieszczanie szkiców pomysłów. Takie funkcje, związane ze współpracą, uwzględniają różne role, włączając kierownictwo wytwórni, kierowników systemów, menedżerów, pracowników utrzymania ruchu oraz pracowników operacyjnych.

Wielu operatorów, których się obecnie zatrudnia, rosło w otoczeniu komputerów i jest to dla nich naturalne środowisko. Dla tego pokolenia uczenie się przez obrazy jest idealną metodą nauczania. Badania, jak tacy ludzie sterują procesami, pokazują, że mają więcej otwartych ekranów niż starsi członkowie zespołu. Żądają także większego dostosowania własnych ekranów. Młodsi operatorzy mają tendencję do graficznego wizualizowania zachowania zakładu i procesów w nim zachodzących, podczas gdy starsi starają się zrozumieć instalację produkcyjną w sposób sekwencyjny.

Sekret efektywności operatora

Efektywność operatorów jest obszarem pełnym wyzwań. Każda firma mająca nadzieję na osiągnięcie wyżyn w tym obszarze, musi przejąć główną rolę w ustanawianiu podstaw efektywności operatorów poprzez:

• wykorzystanie automatycznych platform, które w naturalny sposób wspierają i dostarczają poziomu integracji i centralizacji wymaganej do tworzenia środowiska współpracy.
• wspomaganie uzyskiwania standardów i koncepcji projektowych wspierających świadomość sytuacyjną oraz obsługę sytuacji nieprawidłowych, jak też wykorzystanie automatycznych systemów, których elastyczność umożliwia spełnienie specyficznych wymagań klienta.
• integrację czynnika ludzkiego i najlepszych sposobów postępowania, aby uzyskać najlepszą efektywność operatorów.
• zapewnianie nie tylko szkolenia operatora, lecz także środowiska, które wykorzystuje najbardziej wartościowe zasoby i istniejące wartości intelektualne, aby zbudować kompetencje i doświadczenie operatorów.

Firma zajmująca się produkcją procesową, która chce rozwijać efektywnych operatorów, powinna tworzyć środowisko, które umożliwia skuteczne działanie operatorów, prowadzić ciągłe działania rozwoju środowiska zorientowanego na użytkownika, obserwować przyszłe rozwiązania technologiczne, a także dotyczące aplikacji wpływających na efektywność operatorów. Pozwala to na zmniejszenie ilości błędów poprzez bardziej skuteczne wykorzystanie doświadczenia technologicznego operatorów, szybki dostęp do istotnych danych, dotyczących wszystkich obszarów operacyjnych oraz wspomaganie procesu podejmowania decyzji. Wszystkie te czynniki wpływają na wartość ekonomiczną.

ABB uzyskało znaczące osiągnięcia w zwiększaniu doskonałości operacyjnej zarówno poprzez zorientowanie na operatorów, jak i przez dostarczanie interfejsów sterowania procesami, które umożliwiają lepsze podejmowanie decyzji w każdych warunkach pracy. ABB jest zdecydowane pozostać w awangardzie rozwoju dzięki ciągłym badaniom i rozwojowi i pomagać klientom uzyskiwać doskonałość operacyjną.

CE