Благодаря приложению Process Analytical Technology (PAT), принятому управлением по продовольствию и лекарствам (Food & Drug Administration), Вы можете разрабатывать, анализировать, оптимизировать и контролировать процесс разработки продукта и производства, на основе современных средств измерения качества и характеристик исходного материала, материалов, находящихся в производстве и технологического процесса, чтобы абсолютно точно гарантировать качество конечного продукта.
Применение PAT предоставляет Вам следующие возможности:
Отслеживание в реальном времени параметров, относящихся к качеству продукта, помогает Вам не только лучше понимать и управлять процессом, но также уменьшить или полностью устранить финальный контроль. Также это позволяет отказаться от подготовки контрольных образцов и последующих проверок, что зачастую отнимает очень много времени.
Результаты, полученные с помощью PAT, в процессе разработки продукта в лаборатории, могут быть легко перенесены на реальные режимы производства. Производительность может быть легко и быстро приспособлена к изменяющимся требованиям рынка с сохранением качества.
Все эти функции приводят к быстрой разработке продукта и времени запуска со значительным сокращением стоимости.
SIMATIC SIPAT от Siemens является соответствующей программной платформой для интеграции PAT в перерабатывающую промышленность. PAT может быть интегрирована в новую или уже существующую инфраструктуру. Это может быть SCADA/Система управления технологическим процессом (опционально с batch процессами), системы управления производством (MES), планирование и управление ресурсами предприятия (ERP), лабораторная информационная система(LIMS), порталы данных, базы знаний, и т.д.. Соединение с системой управления процессом SIMATIC PCS7 через OPC.
Важные функции SIMATIC SIPAT:
Прим: Текущая версия SIMATIC SIPAT V3.0 может быть использована вместе с SIMATIC PCS7 V7.1.
Применение Process Analytical Technology (PAT) с SIMATIC SIPAT позволяет Вам значительно увеличить эффективность и рентабельность лаборатории и в процессе производства. Важные преимущества уже определены целями PAT:
Другие важные преимущества могут быть представлены следующим образом:
SIMATIC SIPAT V3.0 рекомендуется для применения в следующих индустриях:
Пример распределенной архитектуры SIMATIC SIPAT
Программное обеспечение, поставляемое на DVD с SIMATIC SIPAT V3.0, представлено следующим образом:
SIMATIC SIPAT Central Database
Центральная реляционная база данных, содержащая конфигурацию и рабочие данные.
SIMATIC SIPAT Station Service
Сервисы Windows для сбора данных, вычислений и т.д..
SIMATIC SIPAT Productivity Pack
Единый интерфейс для интеграции анализов в SIMATIC SIPAT. В комбинации с разработанными поставщиками оборудования программным обеспечением, позволяет параметризировать, калибровать и контролировать эти устройства в дополнение к сбору данных.
SIMATIC SIPAT Watchdog Service
Windows сервис для мониторинга доступности конкретных SIMATIC SIPAT станций.
SIMATIC SIPAT Data Logger Service
Windows сервис для хранения рантайм данных (запись в центральную базу SIMATIC SIPAT, буферизирование событий о перебоях питания)
SIMATIC SIPAT Workflow Service
Windows сервис для выполнения онлайн параметризации/калибрования анализаторов и подготовки SIMATIC SIPAT методов.
SIMATIC SIPAT Umetrics Server
Windows сервис для выполнения онлайн моделей следующих программных продуктов Umetrics:
SIMATIC SIPAT CAMO Server
Windows сервис для выполнения онлайн моделей следующих программных продуктов CAMO:
SIMATIC SIPAT Matlab Server
Windows сервис для выполнения онлайн моделей Matlab:
SIMATIC SIPAT Client
SIMATIC SIPAT пользовательский интерфейс для доступа к базе данных SIMATIC SIPAT. С ним Вы можете:
SIMATIC SIPAT OPC Services (Automation Service, Writer Service, Alarm Service)
Windows сервис для обмена данными между OPC и SCADA/Системами управления технологическим процессом (DCS), например SIMATIC PCS7
SIMATIC SIPAT Archiver Service
Windows сервис для долговременного архивирования SIPAT рантайм данных в XML файл. Архивные данные могут быть перемещены из рантайм базы данных (SIMATIC SIPAT Central Database).
SIMATIC SIPAT Report Manager Server
Web сервер с бизнес объектами XI для отчетов, базирующихся на данных SIMATIC SIPAT.
Струра распределенного программного обеспечения может быть гибко распределена по различным PC совместимым конфигурациям аппаратного обеспечения (например, SIMATIC Industrial PC), в зависимости от размеров процесса и требований заказчика.
Все программные компоненты могут исполняться на SIMATIC Industrial PC (IPC). Для обеспечения высокой производительности системы, используется распределенная IPC архитектура SIMATIC SIPAT V3.0 (см. пример распределенной SIMATIC SIPAT архитектуры). В таблице показано назначение ролей аппаратному обеспечению, в зависимости от установленного на нем программного обеспечения, в соответствии с архитектурой SIMATIC SIPAT V3:
Аппаратные компоненты(IPC) ‑ функциональное имя | SIMATIC SIPAT программные компоненты | Комментарии |
---|---|---|
SIMATIC SIPAT Database Server | SIMATIC SIPAT Central Database | Поддерживается MS SQL и Oracle; Oracle должен работать на сервере Windows. |
SIMATIC SIPAT Base Station | SIMATIC SIPAT Station Service | Обычно - четыре метода |
SIMATIC SIPAT Productivity Pack |
| |
SIMATIC SIPAT Watchdog Service |
| |
SIMATIC SIPAT Data Logger Service |
| |
SIMATIC SIPAT Workflow Service |
| |
SIMATIC SIPAT Umetrics Server | Может быть проинсталлирован на отдельный хемометрический сервер, предпочтителен один сервер SIMATIC SIPAT Umetrics/Camo/Matlab на одну базовую операцию. | |
SIMATIC SIPAT CAMO Server | ||
SIMATIC SIPAT Matlab Server | ||
SIMATIC SIPAT Collector Station | SIMATIC SIPAT Productivity Pack |
|
SIMATIC SIPAT Watchdog Service |
| |
SIMATIC SIPAT Workflow Service |
| |
SIMATIC SIPAT Client Station | SIMATIC SIPAT Client |
|
SIMATIC SIPAT OPC Server | SIMATIC SIPAT OPC Services | Можно обойтись без DCOM, если SIMATIC SIPAT OPC сервисы проинсталлированы на OPC сервере, они могут быть проинсталлированы на уже существующий OPC сервер. |
SIMATIC SIPAT Archive Server | SIMATIC SIPAT Archiver Service | Может быть также проинсталлирован на существующий архивный сервер. |
SIMATIC SIPAT Web Server | SIMATIC SIPAT Report Manager Server | Может быть проинсталлирован на существующий Web сервер. |
SIMATIC SIPAT Chemometrics Server | SIMATIC SIPAT Umetrics Server, SIMATIC SIPAT CAMO Server, or SIMATIC SIPAT Matlab Server | Альтернативный вариант. |
Другие возможности для гибкой адаптации к технологическому процессу, следуют из лицензионной модели, зафиксированной в номенклатуре SIMATIC SIPAT V3.0. Это определено сделующим образом:
SIMATIC SIPAT Base Station
(полная лицезия: четыре одновременно выполняемых метода)
SIMATIC SIPAT Base Station это PAT приложение для производственной установки. Оно использует данные от одного или нескольких анализаторов вместе с данными от существующих систем (DCS, SCADA, MES, ERP, LIMS, or Historian) для определения "Качественного процесса снятия характерных признаков (Qualitative Process Fingerprints)", предопределяемых "Критичными показателями для качества (Critical-to-Quality)" параметрами. С этой целью, она собирает рантайм данные с различных источников, использую конфигурируемые методы, сопоставляет их друг с другом и выполняет сложные вычисления.
Все записанные технологические данные, конфигурация и контрольный журнал сохраняются, вместе с пользовательской информацией в SIMATIC SIPAT центральной базе данных. Эти данные используются для более глубокого понимания процесса и его оптимизации.
SIMATIC SIPAT Model Builder
SIMATIC SIPAT Model Builder как правило используюется для анализа оффлайн исторических данных и последующей их передачи в хемометрическое программное обеспечение. SIMATIC SIPAT Model Builder также присваивает версию и администрирует жизненный цикл модели MVDA, определенной для модели хемометрического программного обеспечения. Это также позволяет контролировать и оптимизировать эти модели.
SIMATIC SIPAT Basic Package
SIMATIC SIPAT Basic Package - комплект SIMATIC SIPAT Base Station license и SIMATIC SIPAT Model Builder license. В отличие от полного пакета лицезий (четыре одновременно выполняемых метода), лицензия SIMATIC SIPAT Base Station в SIMATIC SIPAT Basic Package ограничена одним одновременно выполняемым методом.
SIMATIC SIPAT Basic Package Trial Version
Лицензия SIMATIC SIPAT Basic Package Trial Version ограничена длительностью использования SIMATIC SIPAT Basic Package в 90 дней. Она не может быть расширена SIMATIC SIPAT Basic Package PowerPack.
SIMATIC SIPAT Basic Package PowerPack
SIMATIC SIPAT Basic Package PowerPack license расширяет SIMATIC SIPAT Base Station представленной в SIMATIC SIPAT Basic Package до полной лицензии (до четырех одновременно выполняемых метода).
SIMATIC SIPAT Productivity Pack (Analyser Type/Analyser)
SIMATIC SIPAT Productivity Pack объединяет анализаторы в единый интерфейс, именуемый набором инструментов, в SIMATIC SIPAT. Набор инструментов используется для двустороннего обмена данными с анализаторами. Они используют программное обеспечение устройств и интерфейсы производителей устройств (требуется лицензия на программное обеспечение производителя).
Каждый набор инструментов отдельного типа служит драйвером для соответствующих инструментов данного типа. В настоящее время доступен набор инструментов для следующих устройств:
SIMATIC SIPAT Report Manager Server
SIMATIC SIPAT Report Manager Server лицензия позволяет использовать данные SIMATIC SIPAT для отчетов с Business Objects XI.
SIMATIC SIPAT Report Manager Universe Customizer
SIMATIC SIPAT Report Manager Universe Customizer лицензия позволяет пользовательскую адаптацию отчетов с Business Objects.
SIMATIC SIPAT Productivity Pack Reporting
Вместе с SIMATIC IT Report Manager Server или полной лицензией Business Object, лицензия Productivity Pack Reporting расширяет функционал отчетов SIMATIC SIPAT.
SIMATIC SIPAT Report Manager Client
SIMATIC SIPAT Report Manager Client лицензия используется для представления отчетов SIMATIC SIPAT reports в Internet Explorer. Лицензия позволяет в следующих двух версиях клиентов иметь одновременный доступ к SIMATIC SIPAT Report Manager Server:
SIMATIC SIPAT Lab/Line License
SIMATIC SIPAT Lab/Line License объединяет все лицензии SIMATIC SIPAT, требующиеся для лаборатории или участка завода(участок процесса в соответствии с ISA-88), за исключением следующих лицензий для отчетов:
SIMATIC SIPAT Site License
SIMATIC SIPAT Site License объединяет все лицензии SIMATIC SIPAT, требующиеся для предприятия (в соответствии с ISA-88) за исключением следующих лицензий для отчета:
Важные функции SIMATIC SIPAT V3.0:
Запись данных анализа процесса
SIMATIC SIPAT может использоваться вместе с различными анализаторами для записи данных технологического процесса и данных о продукте. В зависимости от функций, специфичных для конкретного устройства и программного обеспечения производителя, SIMATIC SIPAT может использоваться не только для сбора данных, но и также для конфигурации анализаторов, включая калибровку и проверку режимов работы.
Получение/чтение данных и их распределение
SIMATIC SIPAT использует открытые технологии, базирующиеся на индустриальных стандартах для обмена данными с внешними системами, например с системой управления технологическими процессами SIMATIC PCS7. SIMATIC SIPAT может считывать данные, например, температуру, давление, величину pH для приложения в PAT через OPC интерфейс. OPC коммуникация может быть также использована для передачи в SIMATIC SIPAT информации о начале и конце batch, процедурах и фазах.
В дополнении к онлайн данным анализаторов и системы SIMATIC PCS 7, SIMATIC SIPAT может также использовать качественные параметры от ERP систем, LIMS систем, таких, как SIMATIC IT Unilab, или MES систем, таких как SIMATIC IT Production Suite, таких, как например, результаты анализов исходного материала.
Калибровка устройств и проверка режимов работы
Характеристики анализаторов обычно проверяются перед их использованием. SIMATIC SIPAT учитывает течение технологического процесса и вызывает процесс калибровки или тестирование режимов работы, базирующихся на внешних или внутренних стандартах. Для отслеживания данных, SIMATIC SIPAT сохраняет как результаты, так и другие данные с привязкой к соответствующему устройству.
Model Builder используется для предварительной обработки данных процесса и продукта, записанных SIMATIC SIPAT. Это может быть использовано для вычисления данных и разработки корректной модели.
SIMATIC SIPAT записывает данные онлайн, предварительно их обрабатывает и может использовать модель в "качестве фона", для осуществления предсказаний. Результаты могуть быть визуализированы и/или сгруппированы SIMATIC SIPAT. SIMATIC SIPAT может работать совместно с различными MVDA пакетами анализа данных. Хемометрические функции из Umetrics уже интегрированы как стандарт в SIMATIC SIPAT.
Модели сохраняются с данными по версии и статусными данными в SIMATIC SIPAT архиве. Нет необходимости комбинировать все предсказания для конкретных PAT процедуры в одной простой модели. Процедура может включать несколько меделей, которые могут быть организованы параллельно или в виде иерархии. Требуемые для этого данные могут быть использованы повторно.
В противоположность другим PAT системам, которые обычно ограничены одной анализируемой моделью или возможно дополнительной моделью простой процедуры, в SIMATIC SIPAT может быть разработана общая процессная модель, позволяющая предсказать характеристики продукта на выходе.
Типы моделей
Интеграция c batch
Модель простой процедуры процесса используется как база для разработки модели для управления процесса (прямая и обратная связи управление/коррекция).
SIMATIC SIPAT отвечает за качество процесса и предоставляет соответствующую информацию для SCADA/Системе управления технологическим процессом. SCADA/Система управления технологическим процессом осуществляет управление измерениями для гарантии качества. Для выполнение прямого/обратного управления системы соединяются через OPC интерфейс.
Тесная интеграция с batch процессами позволяет синхронизировать рецептные процедуры с SIMATIC SIPAT. SIMATIC SIPAT может, например, определить конечные условия процедуры или фазы.
Визуализация данных
Графический пользовательский интерфейс (GUI) SIMATIC SIPAT позволяет Вам записывать данные в интерактивном режиме, создавать PAT процедуры, просматривать дополнительную информацию текущих и исторических batch процессов. Все критические параметры могут быть просмотрены в онлайн.
Процесс может быть просмотрен сравнением реальных параметров с эталонными batch параметрами. Визуализация может быть выполнена либо с применением SCADA/PCS7, либо с помощью графического пользовательского интерфейса SIMATIC SIPAT.
Обратная связь со SCADA/PCS7
SIMATIC SIPAT может быть сконфигурирован так, чтобы критические для качества параметры были возвращены в SCADA/PCS7. Они могут быть использованы SCADA/PCS7 для контроля, используя трандиционный или продвинутый (APC) PID контроллер.
SIMATIC SIPAT может отправлять критические значения или компоненты онлайн в SCADA/PCS7 и в любые OPC сервера. Могут быть также интегрированы ERP и MES системы . Типичный пример приложения - передача критически важных для качества параметров в MES или ERP систему для подтверждения одиночной процедуры.
SIMATIC SIPAT сохраняет все измеренные и вычисленные в процессе работы значения PAT процедур вместе с доступной batch информацией в базу данных. Эти данные доступны для оценки, используя инструменты журнала регистрации.
SIMATIC SIPAT поддерживает протоколирование с:
Протоколы, представленные в CSV формате могут быть импортированы в статистические программы или в приложения Microsoft Office.
SIMATIC SIPAT предоставляет полный функционал аудита, который гарантирует выполнение последовательностей в соответствии с рекомендациями GMP (Good Manufacturing Practice) в фармацевтике и пищевой индустрии. Эти рекомендации соответствуют принятым директивам FDA (Food and Drug Administration ) в части 21 CFR часть 11. Наиболее важные функции аудита, включают:
Стандартный функционал, предоставляемый SIMATIC SIPAT для проектирования, анализа, оптимизации и управления производством продукта, на основе актуальных измерений параметров качества и характеристик исходного сырья, является очень широким и универсальным. Он может легко конфигурироваться пользователемя через графический пользовательский интерфейс (GUI) SIMATIC SIPAT.
Последовательности, которые могут быть выполнены с помощью стандартных функций SIMATIC SIPAT могут быть адаптированы и дополнены с помощью пользовательских функций и технологических процессов.
Siemens AGIndustry SectorIndustry Automation DivisionIndustrial Automation SystemsKarlsruhe
E-mail: info.sipat@siemens.com
You can find more information on the Internet at:
http://www.siemens.com/sipat