Cómo sacar el máximo provecho
Contexto:
Muchas compañías se ven en la necesidad de realizar actualizaciones tecnológicas debido a la obsolescencia de sus equipos, altos costos de los repuestos, estandarización de sus procesos o sistemas, dificultad para interconectar la operación con sistemas más modernos, entre muchas otras razones. Sin embargo, una migración solamente de tecnología sin un análisis del contexto, no permite aprovechar todo el desarrollo tecnológico existente para solucionarlo.
El siguiente caso de éxito muestra cómo a partir de una actualización tecnológica se puede llegar a transformar la operación de una planta de producción y extraer el máximo provecho de los pilares de la transformación digital, incluso con las restricciones que trae consigo la actual pandemia.
Nuestro cliente:
Para nuestro cliente, una empresa dedicada a la elaboración de productos químicos a nivel mundial es muy importante poder entender lo que está sucediendo en las plantas y tomar decisiones basadas en información veraz y confiable, por lo que decidieron hacer una inversión en actualización tecnológica que les permitiera mejorar su productividad de manera sostenida en una de sus plantas en México.
El problema:
- La planta fue adquirida con un sistema de control desarrollado por etapas sin un estándar de programación definido y con una filosofía de operación manual.
- Recientemente hubo un accidente debido al bypass de algunos interbloqueos y la mala manipulación de los elementos de control.
- Los operadores no confiaban en el sistema de control ni en su sistema de alarmas por lo que constantemente realizaban chequeos físicos que llevaba a tener una baja productividad.
- El cambio de recetas de producción normalmente tomaba un tiempo considerable lo que generaba una baja eficiencia y un exceso de producto no conforme.
- Constantemente se presentaban paradas de planta y no existía información confiable para determinar las causas.
- La planta tenía dependencia de una firma local para prestar soporte ante incidentes ya que el sistema de control se encontraba completamente aislado de internet impidiendo el acceso remoto.
- La actualización tecnológica debía realizarse en el año 2020, lo que aumentó el grado de dificultad del proyecto debido a las restricciones ocasionadas por la pandemia.
La solución:
El primer paso fundamental fue definir claramente el objetivo final de la actualización tecnológica: “tener una planta altamente productiva, capaz de adaptarse rápidamente a los constantes cambios del mercado, centrada en la generación de información relevante para la toma de decisiones y confiable en términos de seguridad para el ambiente y las personas”.
El segundo paso fue entender los lineamientos definidos por nuestro cliente; estándar de programación, pilares de la transformación digital requeridos (ciberseguridad, simulación, integración vertical/horizontal, IIoT, Analítica) y gestión de alarmas (ISA 18.2).
Entendiendo el problema que estaba enfrentando la planta, los lineamientos definidos, el contexto en el que debía realizarse el proyecto y el objetivo general, propusimos un desarrollo virtualizado, remoto y ágil de las etapas de levantamiento de información, diseño e implementación, con entregables funcionales pequeños que pudieran ser validados por los clientes finales desde sus computadores personales, con el propósito de generar aceptación y apropiación, y evitar el contacto físico sin que esto ocasionara retrabajo en las etapas críticas a llevar a cabo en la planta, como el comisionamiento y la puesta en marcha.
El diseño de la arquitectura de control se basó en la aproximación de seguridad denominada Defense in Depth (DiD), en la cual se implementan diferentes mecanismos de seguridad y control para proteger la confidencialidad y garantizar la integridad y disponibilidad de los datos.
Parte fundamental del proceso de desarrollo, fue implementar un sistema virtualizado idéntico al que se instalaría en la planta meses más tarde, acompañado de un gemelo digital básico del proceso. Esto permitió al cliente interactuar en etapas tempranas con un proceso productivo similar al real. Esta aproximación nos permitió hacer valoración de la operabilidad del sistema, entender los elementos críticos durante la producción, adaptar los reportes y realizar etapas de entrenamiento para su personal de operación y mantenimiento.
Una vez finalizada la etapa de desarrollo (remota), procedimos a realizar un análisis minucioso de los elementos a intervenir durante la parada y comisionamiento. A estos elementos se les asignó un nivel de criticidad y un responsable, quien debía gestionar todos los involucrados en dicho cambio. El seguimiento al avance de cada elemento se realizó todos los días durante el cambio de turno en una lista de seguimiento creada dentro de los reportes de arranque generados por el sistema de control, la cual era visible por todos los actores del proyecto. Cada vez que se lograba cerrar una actividad, por ejemplo, la configuración de la red de control o la instalación de los clientes de operación, se celebraba el logro para mantener la moral del equipo alta durante toda la parada.
Dentro del producto final propuesto, se desarrollaron las siguientes soluciones:
- Desarrollo del sistema de control basado en el standard desarrollado por el cliente.
- Implementación de un sistema de supervisión de alto desempeño basado en ISA101.
- Automatización del 80% de los procesos operativos a través de Unidades y Fases basados en ISA86 para procesos continuos.
- Racionalización y priorización de alarmas para mejorar el tiempo de respuesta por parte de los operadores ante condiciones anormales con base en la ISA 18.2.
- Implementación de un sistema de supervisión de interbloqueos con identificación del First-Out e integración con las razones probables del suceso.
- Creación de reportes de producción, mantenimiento, alarmas, interbloqueos y condiciones de elementos críticos para hacer seguimiento al proceso productivo y buscar mejoras continuas.
- Implementación de tecnologías móviles para el manejo de la recepción de materias primas y despacho de producto terminado.
- Configuración de acceso remoto al sistema de supervisión y las tendencias históricas en modo lectura que permite a los ingenieros de proceso y supervisores apoyar la operación en todo momento para la toma de decisiones.
- Documentación detallada de la operación del sistema de monitoreo y control dentro del sistema de supervisión, para que los operadores puedan tener una información práctica, detallada e interactiva que le permita aclarar dudas con respecto a su sistema.
- Implementación de un portal de acceso remoto bajo los estándares de ciberseguridad para la prestación de servicios de soporte o implementaciones futuras desde cualquier lugar del mundo.
Para concluir, sabemos que el 2020 fue un año difícil para la implementación de diferentes mejoras tecnológicas en el mundo, sin embargo, nuestra propuesta ágil, el manejo detallado del plan de trabajo y nuestra cultura de cambio basadas en relaciones cercanas y de largo plazo le permitió al cliente tener confianza en nuestro trabajo y ayudarnos a desarrollar un proyecto satisfactorio para todos del cual nos sentimos muy orgullosos.
Los beneficios son:
- Confianza de los operadores en su sistema de control y supervisión.
- Estandarización del sistema de control y supervisión.
- Mejoras en los tiempos de puesta en línea ante cambios en las recetas.
- Reducción en la generación de producto no conforme de la planta.
- Visibilidad de la operación en todos los niveles de la planta para el apoyo en la toma de decisiones.
- Eficiencia en el despacho de producto terminado y recepción de materias primas.
- Eficiencia en la identificación de problemas a través del sistema de alarmas.
- Soporte remoto para la implementación de mejoras continuas.
- Visualización de reportes históricos para mejoramiento continuo.
- Facilidad de adaptación del sistema ante nuevos requerimientos del mercado.
Principales tecnologías utilizadas:
- VMware ESXi 7.0
- System Platform 2017 Update 3 SP1 – Aveva
- Access Anywhere – Aveva
- Dream Reports – Ocean Data System
- Studio 5000 – Rockwell Automation
- Ethernet/IP
- Wifi 5
- Dell
- Microsoft Window Server 2019 / Windows 10