SMART Manufacturing. Alcoa, Produits primaires mondiaux. Séminaire régional OSIsoft Montréal : 16 Septembre 2014

Transcription

1 SMART Manufacturing Alcoa, Produits primaires mondiaux Séminaire régional OSIsoft Montréal : 16 Septembre

2 Survol du projet - SMART Manufacturing Bruno Longchamps, ing. Leader, Projet SMART Manufacturing Séminaire régional OSIsoft Montréal : 16 Septembre

3 Agenda de la présentation 1. Survol du projet SMART Manufacturing 2. Quelques outils développés à l interne : SMART Dashboard SMART Excel Add-In SMART Create All Tags 3. Traçabilité des anodes 3

4 Alcoa inc. Entreprise mondiale de premier plan dans l industrie de l aluminium Producteur mondial d'aluminium primaire, d'aluminium fabriqué et d'alumine Fondée en 1888 Alcoa célébrait en 2013 ses 125 ans Revenus de 23 milliards $ US employés dans 30 pays 4

5 Procédé de fabrication de l aluminium c o k e b r a i Électrodes production des anodes Électrolyse production de l aluminium liquide Centre de coulée production de l aluminium solide 5

6 Quelques images de nos installations 6

7 Qu est-ce que SMART Manufacturing? (version originale) The integration of data with process expertise to enable proactive and intelligent manufacturing decisions in dynamic environments (traduction maison) SMART Manufacturing représente l intégration des données de production avec l'expertise de nos gens afin de rendre possible la prise de décisions proactive et intelligente dans un environnement manufacturier dynamique 7

8 Pourquoi SMART Manufacturing chez Alcoa? La production d aluminium requiert de très grandes installations Avec le temps, les systèmes sont devenus très hétéroclites (technologie et vendeurs différents) Avant le PI System, chaque système était un îlot de données plus ou moins isolé avec peu ou pas d historique Difficile d implanter des bonnes pratiques à l opération ou de déployer des nouvelles technologies (capacité limitée de copier-coller d une usine à l autre) 8

9 SMART Manufacturing Principaux axes d amélioration Modèle de maturité des données : Après : Avant : 9

10 SMART Manufacturing Historique du projet Définition du projet (soutien OSIsoft dans le cadre du Enterprise Agreement - EA) 2010 (Q4) Approbation $ pour une usine pilote 2011 Exécution du pilote à Deschambault, QC 2011 (Q4) Approbation $ pour OSIsoft EA (Q1) Déploiement intensif (13 usines) 2012 (Q3) Début de la réalisation de bénéfices par usine 10

11 SMART Manufacturing Calendrier de déploiement Site Deschambault Massena West Baie Comeau Mosjoen Fjardaal Lake Charles Warrick Portland ABI Reybec Sao Luis Lista Q Q Q Jan Feb 2012 Mar Apr 2012 May Jun 2012 Jul Aug 2012 Sep Oct 2012 Nov Dec 2012 Jan Feb 2013 Mar Apr 2013 May June 2013 Jul Aug 2013 Sep Oct 2013 Nov Dec 2013 Jan Feb 2014 Mar Apr 2014 May June 2014 July Aug 2014 Sep Oct 2014 Nov Dec 2014 Found Request Completed Project Startup & Focus Infrastructure Deployment SMART Deployment Value Realization Project On Schedule Project Schedule at Risk Project Behind Schedule Project On Hold Project Closed Ma'aden Support constant des ressources d OSIsoft (EPM, CoE, ingénieur de services et soutien technique) Démarrage d un nouveau déploiement environ tous les 2 mois Chaque déploiement a demandé entre 6 et 9 mois Déploiement d une instance globale effectuée en

12 SMART Manufacturing Déploiement géographique All Data is random, fictional data to show functionality only 12

13 SMART Manufacturing Diagramme fonctionnel Collecte de données et analyses Serveur MS SQL Outils BI PI Data Archive ERP (Oracle) Systèmes MES/LIMS Équipements de production Modèle de données PI AF, PI EF, MS SQL BI Visualisation des données PI WebParts Microsoft Sharepoint MS SP Web Parts Outils OSIsoft PI ProcessBook, PI Coresight,... SSRS/Power View Report Outils Microsoft Excel, Power Pivot, Outils BI... 13

14 SMART Manufacturing Schéma d implantation (serveurs) Office / Business LAN (Business Domain) PI Clients PI ProcessBook PI Datalink IE (WebParts & Coresight) Node mpi SMART NODE (VM Guest) xxx-smt-nod-01 CMI DFS Server CMI DFS Mapped drive M:\ DFS Files Share xxx-apm-dfs Site Analysis Tools & Displays of Manufacturing Related Data CMI Prod Domain - DMZ CMI FireWall P S P S xxx-smt-sql-01 xxx-smt-sql-02 xxx-smt-pi-01 xxx-smt-pi-02 xxx-smt-af-01 xxx-smt-af-02 xxx-smt-svc-01 xxx-smt-web-01 xxx-smt-wss-01 xxx-smt-ts-4a xxx-smt-ts-4b xxx-smt-mgm-01 MS-SQL SMART mpi SQL Server 2012 Enterprise High availibilty Clustered SSAS / SSIS / SSRS PI Server mpi PI Server [HA] PI AF [HA] PI AF Services mpi Pi Notification [HA] PI ACE [HA] PI AF Analytics (AF-01) SMART Services mpi SMART Calc engine Site coded calculation PI-Agent proxy for PCS LAN PI-Nodes SMART WEB mpi IIS SMART App. Web Service Pi Web Services PI Coresight SMART SharePoint Entreprise Server mpi PI WebParts PI Datalink Server PI OLEDB Enterprise Client Tools TS mpi Excel PI ProcessBook PI Datalink PI AF Client PI-SMT SMART Management mpi Excel PI-SMT PI Datalink PI OLEDB Ent AF, EF, SharePoint DB Plant MI Datawarehouse Historian Server Plant assets and hierarchy Calculation Engine Notifications Real-Time Calculations PI-Agent proxy for PCS LAN SMART Dashboard And WEB apps. Real-Time & Historical Plant Floor Data SMART & MES Bomgar Station (support) Admin & Maintenance Apps xxx-smt-sql-cl1 (Windows Cluster) xxx-smt-pi (PI Collective) xxx-smt-af (NLB) xxx-smt-web (DNS Alias) xxx-smart (DNS alias) xxx-smt-dmz-ts (NLB) CMI - Plant Manufacturing LAN QLC L&K APMSDG Domain P S xxx-qlc3-ldr-a xxx-qlc3-ldr-b P S CMI - Control System LAN (one or more) LEGEND mpi = OSIsoft Enterprise Agreement (EA) P = Primary Machine S = Secondary (Redundancy) HA = High Availability TITLE SMART Manufacturing System Architecture March 12th, 2014 mpi Proxy: xxx-smt-svc-01 xxx-smt-ts-3a xxx-smt-ts-3b Terminal Server PI-SMT PI-Datalink SMART & MES Apps xxx-smt-pcn-ts (NLB) xxx-smt-mes-01 xxx-smt-mes-02 MS-SQL MES Server SQL Server 2012 Std MES High Apps availibiity and Services xxx-mes-sql-cl1 Windows Cluster Print Server Active Directory Trusting Domain 14

15 Outils internes - SMART Manufacturing François Aubin SMART Manufacturing Spécialiste système global Séminaire régional OSIsoft Montréal : 16 Septembre

16 SMART Manufacturing Modules SMART globaux 16

17 SMART Dashboard Indicateurs clés de performance (KPI) Basé sur PI Asset Framework (PI AF) Selon les standards du système «Alcoa Business Systems» All Data is random, fictional data to show functionality only 17

18 SMART Dashboard Vision d entreprise All data is random, fictional data to show functionality only 18

22 SMART Dashboard Vision usine All data is random, fictional data to show functionality only 22

26 SMART Excel Add-In Problématique : Données présentes dans une multitude de feuilles Microsoft Excel Localisées sur le réseau, souvent dans des répertoires sécurisés Quelques fois, les feuilles sont interreliées Difficilement, voir même inexploitables pour un système d information All data is random, fictional data to show functionality only 26

27 SMART Excel Add-In Solution : Intégration des valeurs dans des PI Tags sans pour autant modifier le format de la saisie Aucun besoin d installer les outils PI System sur les postes de travail de type «business» Rendre les super-utilisateurs autonomes Description : Voyez ce module comme la fonction inverse de PI DataLink! All data is random, fictional data to show functionality only 27

28 SMART Create All Tags Problématique : L utilisation de PI Notifications est limitée aux attributs des éléments de la hiérarchie PI AF Plusieurs PI Tags ne sont pas encore assignés à un attribut d élément PI AF Solution : Un processus quotidien maintient une hiérarchie «All Tags» Ce processus est personnalisé selon la nomenclature de PI Tags utilisée à l usine All data is random, fictional data to show functionality only 28

29 Traçabilité des anodes Pierre Boutin, ing., MGP Leader, Livraison des solutions manufacturières globales Séminaire régional OSIsoft Montréal : 16 Septembre

30 Découpage du projet Traçabilité des anodes Élément #1 Suivi physique Élément #2 Traitement des données Cuisson Base de données Scellement Élément #3 Optimisation du procédé Tour à pâte PI System Électrolyse Collecte de données Organisation des données Base de données Modélisation Plan de réaction Actions préventives / proactives Prédictions Optimisation du procédé Dév. de meilleures pratiques 30

31 Données Procédé en continu Tour à pâte 31

32 Données Procédé discret Numéros de tiges Ponts Numéros d anode Pesage anodes cuites Numéros d anode Scellement Nouvelles anodes scellées Numéros de tiges Position dans les cuves Électrolyse Lectures automatisées Numéros de tiges Ponts Mégots Traitement des mégots Numéros de tiges 32

33 Défis 33

34 Traitement des données Données brutes PI Data Archive PI Asset Framework : hiérarchie des équipements PI Event Frames : structurer les données dans le temps Automatisation Lab, MES, autres sources Microsoft Excel 34

35 Extraction / exploitation des données Lors de l utilisation du cube SSAS, le panneau suivant apparaît à la droite de la page Microsoft Excel All data is random, fictional data to show functionality only 35

36 Rendu final Données échantillonnées à différents moments sont toutes reliées à la même anode All data is random, fictional data to show functionality only 36

37 Projet SMART Manufacturing SMART Manufacturing représente l intégration des données de production avec l'expertise de nos gens afin de rendre possible la prise de décisions proactive et intelligente dans un environnement manufacturier dynamique. Défis Le marché de l aluminium est difficile depuis quelques années Compétition mondiale accrue Hauts taux de départs à la retraite dans plusieurs usines Solution Opter pour un Entreprise Agreement (EA) avec OSIsoft Copier-coller une infrastructure commune, solide et flexible dans les usines clés S assurer l engagement des talents à tous les niveaux de l organisation Résultats et bénéfices Données de production regroupées, conservées et organisées afin d améliorer le suivi de tous les aspects des opérations Économies significatives réalisées et mesurées dans chaque usine 37

38 Personnes-ressources Bruno Longchamps, ing. Leader, Projet SMART Manufacturing Alcoa Produits primaires mondiaux Pierre Boutin, ing., MGP Leader, Livraison des solutions manufacturières globales Alcoa Produits primaires mondiaux François Aubin Spécialiste système global, SMART Manufacturing Alcoa Produits primaires mondiaux 38

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