Aktuální vydání

celé číslo

08

2021

Digitální transformace a konvergence provozních, informačních a inženýrských systémů

Výzkum, vývoj a vzdělávání v automatizaci

celé číslo

Zvládání rizik migrace díky systému APROL

Při výměně systému řízení procesní výroby (DCS – Distributed Control System) je důležité uplatnit pečlivě naplánovanou strategii migrace, a minimalizovat tak dopady na nepřetržitou výrobu. Platí to především v situaci, kdy tento systém řídí technologii, která dodává následujícím výrobním linkám suroviny nebo základní či doplňkové materiály. V takovém případě může i krátký výpadek v důsledku znamenat vážné přerušení výroby. Společnost Sanofi-Aventis Germany zaváděla v závodě Frankfurt-Hoechst pilotní instalaci systému řízení technologie vyrábějící vodu na injekce (WFI –Water For Injection; obr. 1). Prokázalo se přitom, že dokonce i systém, jehož struktura za předchozí roky nabrala na složitosti, lze za pomoci dobře navržené strategie bezpečně a efektivně převést na nový DCS, jímž byl v tomto případě APROL od firmy B&R. Po úspěšném dokončení pilotního projektu začala společnost Sanofi-Aventis – jedna z deseti největších farmaceutických společností na světě – převádět na DCS APROL od B&R mnoho dalších výrobních závodů. 

Zvládání rizik migrace

S tím, jak technologie a jejich řídicí systémy stárnou, mohou ztrácet spolehlivost, dodavatelé mohou přestat dodávat některé díly a nakonec je nutné systémy vyměnit. Když takováto situace nastane, je prioritou co nejrychlejší návrat k plnému provozu a zajištění spolehlivosti na příští roky. V ideálním případě takovou změnu doprovázejí vylepšení dosavadního systému. Nelze však podceňovat celkovou dobu a náklady potřebné na přechod k modernějšímu DCS ani riziko neočekávaného výpadku výroby. To je velmi důležité především v případech, kdy na materiálu ze závodu, jehož DCS se modernizuje, závisí provoz dalších technologií. Rizika lze minimalizovat strategií migrace přizpůsobenou konkrétnímu případu.

„Něco jako univerzální strategie migrace prostě neexistuje. Strategii silně ovlivňuje to, jak zainteresované osoby vnímají situaci a hodnotí rizika,“ vysvětluje Christian Sturm, odpovědný vedoucí projektu ve společnosti Sanofi-Aventis. „Stejně jako většina farmaceutických společností, i my preferujeme postupnou migraci. Minimalizujeme tak rizika migrace a usnadňujeme procesy kvalifikace a validace systému, které jsou nutné při každé změně.“ Při postupné migraci nahrazuje nový DCS ten zastaralý, ale nižší úroveň řízení provozu je relativně nedotčena. „Vyšší bezpečnost postupné migrace však samozřejmě něco stojí,“ zdůrazňuje Christian Sturm. Současně s oživováním nového DCS je nutné udržovat v chodu i dosavadní systém, a to až do ukončení migrace. To vyžaduje značný prostor a je to náročné na organizační práci a vedení dokumentace. Hlavní otázkou je, kdy a jak lze uvést do provozu nový systém a znovu validovat řízené technologické procesy. Jestliže je možné současně provozovat oba systémy, lze nový systém technicky uvést do provozu ještě před propojením s technologickými zařízeními. Nový DCS lze tedy kvalifikovat a validovat už v době, kdy výrobu ještě řídí starý DCS.

Takový postup migrace však všechny DCS neumožňují. Důležitým kritériem pro výběr DCS je proto míra podpory strategie postupné migrace.  

Struktura softwaru ovlivňuje životní cyklus

Christian Sturm považuje za důležitou také složitost a použitelnost softwaru DCS: „Když výrobní závod přeroste určitou velikost, je lepší uvolnit se ze závislosti na externích službách a udržovat potřebné know--how především na vlastní půdě.“ To je možné pouze tehdy, když lze software používat bez toho, aniž je při každém kroku zapotřebí expert na informatiku. „Softwarový nástroj také musí mít dostatečně propracovanou strukturu. Musí představovat samostatný systém pracující nezávisle na operačních systémech a softwarových rozhraních. To nakonec prodlouží životnost DCS,“ dodává Christian Sturm.

U mnoha nástrojů pro migraci je uvedeno, že zvládají složité situace a zjednodušují inženýrské práce. „Podle našich zkušeností však bohužel některé nástroje svým závazkům nedostojí,“ říká Patrick Heiber, vedoucí údržby EMR ve společnosti Sanofi-Aventis. Jedním z častých problémů je skutečnost, že se v systémech za roky provozu hromadí „mrtvý kód“ a nástroje pro migraci tento nepotřebný software automaticky a bez kontroly přebírají do nového systému. Místo zjednodušení je potom software ještě složitější. „Nástroje pro migraci jsou však také velmi užitečné při zmenšování objemu programátorských prací,“ přiznává Patrick Heiber, „a to přesto, že jsem zatím nepoznal nástroj, který by zajistil stoprocentní migraci bez lidského zásahu nebo kontroly, zvláště u dynamických objektů.“

Nejlepší podporu migrace nabízejí specia­lizované nástroje. Důkazem je importér proměnných – Tag Importer systému APROL. Po ověření dokáže načíst programy z různých řídicích jednotek a vytvořit celý projekt systému APROL jediným stisknutím tlačítka, téměř bez zásahu uživatele. Významně usnadňuje validaci procesů podle CFR 21, část 11, nebo Dodatku 11 evropské směrnice Eudralex. Nástroj Tag Importer není užitečný jen při migraci, ale také při úpravách během doby života systému. 

Proč právě APROL

Když společnost Sanofi-Aventis zahájila projekt migrace patnácti systémů ovládajících technologii výroby vody na injekce, které po dlouhá léta rostly a nabíraly na složitosti, pomohla úzká integrace nástroje Tag Importer s původními řídicími jednotkami k tomu, aby systém B&R APROL při podrobném hodnocení vynikl nad čtyřmi konkurenčními DCS.

Systém B&R APROL nabízí paralelní přístup k dosavadní provozní vrstvě řízení při zachování nenarušeného provozu současného DCS. Proto mohla společnost Sanofi-Aventis využít výhody postupné migrace včetně validace procesů.

„Zvláště jsme spokojeni se strukturou softwaru, kterou jsme testovali velmi podrobně,“ říká Christian Sturm. „Systém APROL vychází z Linuxu, a proto je bez pevných vazeb na rychle se měnící svět kancelářského softwaru.“ Christian Sturm uvádí jako faktor přispívající k rozhodnutí pro B&R také inteligentní mechanismy systému APROL pro zotavení po haváriích. „B&R navíc nabízí řídicí počítač, jehož obsluha nevyžaduje univerzitní titul v oboru počítačových věd,“ dodává Christian Sturm, „a dokonce i údržbu systému bez problému zvládnou naši interní pracovníci.“ 

Pilotní instalace se systémem APROL a řídicími jednotkami ABB Freelance

Společnost Sanofi-Aventis již využívá mnoho prvků od společnosti B&R, zatím však nikdy neimplementovala celofiremní projekt se systémem APROL. „Jsme farmaceutická společnost, a proto jsme velmi konzervativní. Migraci jsme tedy zahájili na jediné pilotní instalaci, abychom snížili rizika změny dodavatele,“ vysvětluje Christian Sturm. Pilotní instalace je vybavena DCS APROL, ale na provozní úrovni jsou použity řídicí moduly od ABB. „Naše vysoká očekávání byla zcela naplněna. Výsledky potvrzují, že systém APROL od B&R byl správnou volbou,“ shrnuje Christian Sturm. „Již jsme zahájili dvouletý proces převádění zbývajících systémů řízení technologie výroby WFI na nový řídicí systém.“ 

(B&R)

Obr. 1. Tanky na vodu na injekce (WFI)

Obr. 2. Voda na injekce je důležitou surovinou pro navazující výrobu léků pro parentální aplikaci, např. inzulínu