Wyniki badań przeprowadzonych przez BalticBerg Consulting (2017-2018 w ponad 100 zakładach przemysłowych) wskazują, że w ponad 90% przypadków potwierdzono istotne problemy w pracy układów regulacji. Najczęstsze to niewłaściwa stabilizacja parametrów procesu, niewłaściwa kompensacja zakłóceń, brak adaptacji do zmiennych warunków produkcji oraz nadmierne zużycie energii i materiałów. Przemysł farmaceutyczny i kosmetyczny jest szczególnie narażony na te problemy ze względu na dużą zmienność produkcji oraz wysokie wymagania co do jakości produktu końcowego.

W większości przypadków problemem jest nieoptymalne wykorzystanie dostępnych zasobów sprzętowych oraz możliwości elastycznego programowania tych systemów. Skuteczne eliminowanie powyższych problemów w układach regulacji wymaga usystematyzowanego podejścia. Inverse Control, jako polski start-up, jest pionierem w zastosowaniu filozofii odchudzania (Lean for Control Systems, L4CS) do poprawy działania układów regulacji procesowej tak, aby właściwie odchudzone oferowały „lepiej i więcej za mniej”. Fundamentem tej filozofii jest zdefiniowanie źródeł strat obniżających efektywność produkcji oraz wskazanie niewykorzystanych pokładów doskonalenia w obszarze układów regulacji. Przy takim podejściu doskonalenie jest zazwyczaj niskonakładowe, gdyż wykorzystuje już istniejące systemy automatyki.

Znaczenie działań podejmowanych przez zespół Inverse Control dla efektywności produkcji jest konkretne, wymierne i wprost zauważalne w wyniku biznesowym. Niektóre, najczęściej występujące niekorzystne efekty nieprawidłowego działania układu regulacji, mogą samodzielnie zaobserwować wykwalifikowane służby produkcji, utrzymania ruchu i technologii. Jednak wykrycie przyczyn opisanych wyżej nieprawidłowości, a także wskazanie i wdrożenie metod doskonalenia wymaga wiedzy eksperckiej i niezależnego podejścia. Większość firm wykonawczych poszukuje możliwości jednoczesnej sprzedaży dodatkowego sprzętu, jednak najczęściej ten już posiadany pozwala na znacznie więcej. Warto ten potencjał wykorzystać, prowadząc niskonakładowe działania podnoszące znacząco efektywność produkcji.

Optymalizacja procesów grzania i chłodzenia

Znakomitym przykładem jest tutaj optymalizacja nieefektywnych układów regulacji wsadowej procesami grzania i chłodzenia. Procesy te powszechnie występują w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym, a przy niewłaściwej regulacji nie tylko nadmiernie zużywają energię, ale także niepotrzebnie wydłużają czas produkcji, a często prowadzą do zniszczenia półproduktów na skutek przegrzania. Dla takich procesów zespół Inverse Control opracował innowacyjne rozwiązanie polegające na zastąpieniu prostego regulatora dwupołożeniowego adaptacyjnym regulatorem predykcyjnym. Skutecznie zapobiega on przegrzewaniu, a także nadmiernemu schładzaniu produktu podczas wsadowego trybu nagrzewania albo schładzania. Taka zmiana skutkuje znacznym zmniejszeniem strat energii, nawet do 50%. Jeśli w zakładzie przeprowadza się wiele procesów wsadowych równocześnie, to w skali roku można uzyskać bardzo duże oszczędności energii, a modyfikacja nie będzie wymagać żmudnych ani wysokokosztowych ingerencji w układy regulacji.

Optymalizacja procesów suszenia

Na uwagę zasługują także procesy suszenia, często wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym. Wymagają one wstępnego kondycjonowania powietrza procesowego używanego w procesie suszenia. Stacje kondycjonowania powietrza, nawet jeśli zapewniają wymagane parametry przygotowanego powietrza (odpowiednia temperatura i niska wilgotność), często pracują nieefektywnie, zużywając nadmiarowo nawet do 60% energii. Odpowiednie przeprogramowanie układów regulacji pozwala uzyskać wymagane parametry powietrza procesowego znacznie niższym kosztem. Działanie takie umożliwia więc utrzymanie wysokiej jakości produkcji przy znacząco obniżonych kosztach energii.

***

Bez względu na rodzaj eliminowanego problemu, podstawą wszelkich działań optymalizacyjnych powinna być profesjonalna analiza bazowa działania układów regulacji. Dodatkowo, po wdrożeniu, każda modyfikacja powinna być na bieżąco monitorowana. Zapewni to, że proces zawsze będzie prowadzony optymalnie, a jego efektywność nie ulegnie pogorszeniu na skutek nieprawidłowego działania układów regulacji.