
图1 WinCC flexible的标准功能和Audit选项功能,使得企业能够准确地了解和掌握生产加工机床生产过程的数据和信息
无论机床设备有无SCADA系统的支持和帮助,产品生产都希望有可追溯性。例如知道生产过程的情况如何、知道生产工具的效率如何、知道生产过程中有哪些环节可以改进优化——这一切都可以利用可视化系统来实现。
当产品的质量或者产品生产过程中某道工序的质量不能满足要求时,若能够简单地进行产品生产过程追溯、分析,则对企业是非常有益的。其中,重要的是要知道:生产过程的情况如何?在生产过程的何时、为什么、出了什么事情?谁、在何时、为什么对机床设备进行了调整或者改动?只有知道了这些原因,才可能界定问题的所在,有目的地采取相应的措施,对生产过程进行优化并彻底解决问题。而正确的措施往往可以立竿见影,或者在下一道工序中立即看到效果。若一台生产加工机床没有Scada系统,则查找原因就像大海捞针一样。
谁要想对现有机床设备进行技术更新,谁就应该从现在起创造下列前提条件:
有效地使用管理和系统登录监控;
连续无遗漏使用操作、过程评判和报警提示等记录的分类和管理,以及控制机构的安全保护。
简单地实现可追溯
这些基础工作中的一部分可以利用像西门子公司研发生产的、具有标准功能的Simatic WinCC flexible这样的工程和可视化系统来完成。尤其是在操作过程的记录和分类中,就有Audit选项可供使用。WinCC flexible的标准功能和Audit选项功能,使得企业能够准确地了解和掌握生产加工机床生产过程的数据和信息(图1)。就像基础系统一样,软件的这一功能选项也保障了使用简单的工具就能够实现很好的可追溯性,无需长时间的技术培训,无需特殊的编程操作。在大多数情况下,在立项和参数赋值时往往会受到事先规定的列表条目以及不多的选择框、输入对话框的限制。
为了能够实现HMI人机交互仪器设备操作过程的可追溯性,应通过操作者输入自己的姓名和密码来进入操作系统,进行登录保护。另外,还要有不同的操作权限:允许承担不同责任的操作者完成不同等级、不同组别的操作,这样的可视化管理系统带有操作仪器本地操作管理的基础功能。

图2 在WinCC flexible的操作跟踪功能中,自动地对每一次进入机床设备操作系统的活动生成一条记录。在操作跟踪视窗中的绿色表示本次系统登录没有对原始状态数据进行修改
在有着多个操作仪器的系统中,在网络中的Windows系统计算机中安装的Simatic Logon(作为一种操作选项)进行集中的用户管理和维护是非常有益的。为了实现操作活动的可追溯性,生产操作的监控、故障原因和过程优化等都以关系重大的数据采集和分类管理为基本前提。
WinCC flexible提供的可能性有:
操作跟踪:用于如登录申请和退出、过程数据的修改等操作活动;
过程参数分类:用于如温度、压力、转速等过程参数的管理;
报警提示分类:用于工作状况提示、故障报警、系统报警和提示以及故障诊断的提示等。
自动显示操作跟踪数据
操作跟踪由系统自动生成,同步地分类保存有关操作活动的证明数据。它显示所有的操作处理过程,其中一个重要跟踪功能就是在操作跟踪窗口中自动显示操作者对过程数据的修改情况。只需简单地激活GMP的变量特性,就可以实现这种操作跟踪的功能。在选择了这一特性之后,修改前的数值、新的数值和进入操作跟踪系统的操作者都将被记录下来。除此之外,生产工程的改动也可以用说明文字明确表示出来,或者通过“电子签名”(操作者的姓名和密码)详尽、清楚地记录下来,而且这些数据信息也将保存在操作跟踪之中。
周期性的利用时间戳采集和分类的生产过程数据反映了生产过程的真实状态,可以在事后方便地相互比较,从而能够快速地发现生产过程中存在的差异,以便有目的地进行控制。一般来讲,可通过对工作、故障、系统数据的分析和操作仪器设备报警提示的故障诊断内容,使得这一系统的应用更加圆满。

图3 机床生产厂可通过WinCC flexible以极少的代价获得有价值的生产过程的数据和信息,有着很好的可追溯性
常规格式的变量分类可以保存在操作仪器本地的存储卡上,或者利用网络保存在工作站中,以及校验并防止在连续的分类过程中被覆盖(可选功能)。
不仅是操作跟踪的数据,包括生产过程分类数据和提示报警分类数据都可通过选项得到的校验并加以保护,避免被后续的记录信息所覆盖。这些数据都可以简单地输出,利用Audit Viewer工具查看。在Audit Viewer窗口内的绿色标记表示校验是正确的,本次系统登录没有对原始状态数据进行修改(图2)。
在医药产品生产领域的长期生产实践中,使用的技术目前也越来越多地出现在食品生产企业中,也越来越多地对传统的机床设备生产厂提出了这样的要求:产品生产数据的保存期限也要达到数年之久。
机床生产厂可通过WinCC flexible以极少的代价获得有价值的生产过程的数据和信息,有着很好的可追溯性(图3)。对此,西门子的软件也提供了多种可能性。可以利用多种不同的方式方法长期保存生产过程的数据:利用传统的打印方法把存储的数据打印到常规媒体介质中,或者集中到中央分类管理数据库中,直至集中到上一级的SCADA系统之中,例如Simatic WinCC或者微软的Excel办公软件中。除此以外还有其他更多的展示、注释和可追溯的可能性。
西门子公司强调:利用互联网上的“白皮书”可以简单方便地满足美国FDA(食品药品管理局)提出的要求,其中就包括利用WinCC flexible满足FDA 21 CFR Part 11可视化展示的要求。
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