Teemu Kumpulainen, Ossi Herrala ja Mikko Kenttälä

Sata lasissa hävikkiä vastaan

Meijeriprosessin ohjausjärjestelmän vaihtaminen onnistui yli odotusten Valion Joensuun tehtaalla. 
Älä jää paitsi teollisuuden kiinnostavimmista sisällöistä

Tilaa uutiskirje

Raaka-aineen ohjaaminen viemäriin on jokaisen meijeristin harmaiden hiusten lähde.

 

”Viemärin puolella maito ei tuota mitään, vaan aiheuttaa vain lisäkuluja. Haluamme pitää maidon putkessa ja ajaa sen kohteisiin. Tämä on ollut olennainen osa tekemistämme aina, mutta nyt meillä on uutta teknologiaa käytettävissämme. Tähtäämme hävikin pienentämiseen dataa hyödyntämällä sata lasissa”, kertoo projektivastaava Jukka Haaksluoto Valion Joensuun tehtaalta.

 

Tiedolla johtamisessa valiolaisia auttaa tehtaan uusi prosessinohjausjärjestelmä, Simatic PCS 7, joka tuottaa meijeriprosessista paljon entistä järjestelmää enemmän dataa.

 

”Meillä on ollut jo vuodesta 2008 asti visio siitä, että haluaisimme yhden ohjausjärjestelmän ohjaavan kaikkia tehtaan nesteprosesseja. Kun vanhaan prosessinohjausjärjestelmään ei saanut enää varaosia, halusimme jotain uutta ja parempaa tilalle. Kokemukset Siemensistä puhuivat puolestaan. Olemme tyytyväisiä tuotteiden toimivuuteen ja saamaamme palveluun.”

Meillä on ollut jo vuodesta 2008 asti visio siitä, että haluaisimme yhden ohjausjärjestelmän ohjaavan kaikkia tehtaan nesteprosesseja. Kun vanhaan prosessinohjausjärjestelmään ei saanut enää varaosia, halusimme jotain uutta ja parempaa tilalle.
Jukka Haaksluoto

Virhekustannukset minimiin

Valio valitsi projektin kokonaistoimittajaksi Insta Automationin, jonka Simatic PCS 7 -osaaminen on sertifioitu Siemensin kansainvälisessä Solution Partner -ohjelmassa.

 

”Insta tunsi entuudestaan prosessimme, sillä he olivat uudistaneet juustolan prosessiautomaation vuonna 2010. Instan kokemuksella on meille iso merkitys kiperissä tilanteissa, jotta ongelmat saadaan ratkaistua mahdollisimman nopeasti. Hankintahinta ei ole aina se, millä mennään, vaan kokonaisuus ratkaisee”, Haaksluoto kertoo.

 

Uudella järjestelmällä haluttiin nostaa prosessin automaatioastetta ja siten lisätä toistettavuutta ja laatua.

 

”Pyrimme tietoisesti siihen, ettei operaattorin tarvitsisi enää tehdä paljon päätöksiä prosessissa, sillä manuaalisesta työstä tuli kamalan paljon aikahävikkiä sekä virhekustannuksia – jotain olennaista saattoi unohtuakin ja maitoa päätyi hävikkiin. Siitä on tultu automatisoinnin myötä huomattava askel positiiviseen suuntaan.”

 

Prosessinohjausjärjestelmän vaihdon myötä prosessissa olevat virheet ja laiterikot havaitaan entistä nopeammin.

 

”PCS 7 on aiempaa järjestelmää helpompi käyttää ja ylläpitää. Viat löytyvät tehokkaasti, ja kun koko tehdas pärjää yhden järjestelmän varaosilla, saamme kevennyttyä kulurakennetta.”

Tuotanto käyntiin vuorokaudessa

Prosessinohjausjärjestelmän vaihtamisprojekti käynnistyi kaksi vuotta kestäneellä toimintakuvausten tekemisellä vuonna 2016. Kuvattavaa riitti, sillä Joensuun tehtaan nesteprosessien ohjausjärjestelmässä on yli 40 hajautuskaappia ja 8000 I/O-pistettä.

 

”Kymmenien vuosien saatossa ohjelmakuvauksia oli kirjoitettu vähän ylimalkaisesti. Insta teki ison työn käydessään läpi kaikki ohjelmakuvaukset ja piirikaaviot”, Haaksluoto sanoo.

 

Kun projektin tavoitteet olivat selvät ja suunnitelmat saatu hiottua, ohjausjärjestelmän ylätason vaihto päätettiin ajoittaa tammikuulle 2021. Käyttöönoton aikana Valion ja Instan projektitiimi työskenteli kolmessa vuorossa yötä päivää minuuttiaikataululla.

 

”Tavoitteemme oli saada maito liikkumaan 48 tunnissa, mutta se onnistui jo 24 tunnin kohdalla. Samaan aikaan pääsimme käynnistämään jauhetehtaan. 48 tunnin kohdalla käynnistimme juuston valmistuksen. On uskomatonta, miten nappiin kaikki meni ja miten nopeasti maitovirta saatiin liikenteeseen.”

On uskomatonta, miten nappiin kaikki meni ja miten nopeasti maitovirta saatiin liikenteeseen.
Jukka Haaksluoto

Huoltovarmuus vaakalaudalla

Onnistunut meijeriprosessin ohjausjärjestelmän vaihto oli iso helpotus myös tehtaanjohtaja Petri Liukalle.

 

”Projektin eteneminen tavoitteisiin nähden etuajassa tuntui erittäin hyvältä. Kaikki projektissa mukana olleet tiedostivat, kuinka tärkeän asian äärellä olimme ajatellen valtakunnallista maidonohjauksen tarvetta sekä huoltovarmuutta. Lopputulos osoittaa, miten rautaista henkilöstöä Valion ja Instan eri toiminnoissa on”, Liukka kehuu.

 

Projektin suunnittelusta, asennuksista ja käyttöönotosta vastanneessa Instassa ollaan myös tyytyväisiä yhteistyöhön.

 

”Olihan se aikamoinen suoritus näin jälkikäteen ajateltuna. Esivalmistelut piti olla viimeisen päälle tehtynä. Ohjelmia testattiin jatkuvasti sitä mukaa, kun ohjelmointi eteni sekä lopuksi kattavasti FAT-testeissä. Valion ja Instan projektitiimi puhalsi yhteen hiileen. Ne olivat varmaan ne onnistumisen avaimet”, pohtii projektipäällikkö Joonas Eirola Insta Automationilta.

 

Ohjausjärjestelmän ylätason vaihtamisen jälkeen kenttähajautus ja automaatiokeskukset uusitaan osissa. Valmista on näillä näkymin syksyllä 2022.

 

”Tekeminen kehittyy jatkuvasti, kun porukka hitsautuu yhteen. Tähänastinen ennätys on ollut vaihtaa yli 2000 I/O-pistettä neljässä päivässä”, Haaksluoto kertoo.

 

Tehtaanjohtajan katse on jo tulevassa ja tärkein tavoite kirkas.

 

”Olemme vasta matkan alussa uuden järjestelmän käyttöönoton jälkeen. Tiedolla johtaminen on valtavirtaa ja vahvasti myös valiolaista johtamista. Nykyisestä prosessista saatua analysoitua dataa hyödynnämme päätöksien tukena muun muassa kehityshankkeissa, joilla pyrimme poistamaan hävikin”, Liukka toteaa.

 

Teksti: Päivi Lukka

Kuvat: Riikka Hurri

Haastatteluajankohta: 22.2.2022

Onnistuneen projektin osatekijät

  • Tavoitteiden ja mittareiden määrittely
  • Toimintakuvausten tekeminen laitoksen ohjauksista
  • Avoin ja saumaton yhteistyö
  • Tarkat suunnitelmat ja niiden mukaan eteneminen
  • Projektin jaottelu moneen osaan tuotannon häiriöiden minimoimiseksi
  • Huolellinen FAT-testaus
  • Operaattoreiden järjestelmäkoulutus simuloitujen prosessinosien avulla
  • Katkeamaton viestintä käyttöönoton aikana
  • Uuden järjestelmän pystytys vanhan rinnalle
  • Yhdellä kertaa vaihdettavien I/O-pisteiden määrän minimoiminen
Asiantuntija-artikkeli

Kaikki ilo irti prosessinohjausjärjestelmän uudistuksesta

Jussi Salomaa, liiketoimintajohtaja

Prosessinohjausjärjestelmä on prosessiteollisuuden laitoksen aivot. Sitä kautta ohjataan laitosta ja saadaan näkymä siihen, mitä putkistojen ja säiliöiden sisällä tapahtuu. Prosessinohjausjärjestelmän elinkaari on tyypillisesti pitkä: noin 15−20 vuotta. Kun näin merkittävän laitoksen osan uudistus tulee ajankohtaiseksi, mitä silloin kannattaa huomioida?

  

Ihan ensimmäiseksi on tärkeää selvittää elinkaarensa päähän tulleen järjestelmän nykytila. Kymmeniä vuosia vanhalle järjestelmälle tyypillistä on, että laitosta on muutettu tipoittain. On tehty lisäyksiä ja poistettu osia. Tällöin järjestelmän olemassa oleva sovellusohjelma voi olla hyvinkin vaikeaselkoinen ja kannattaa harkita sen kokonaan uudestaan tekemistä erilaisten konverttereiden käyttämisen sijaan.

 

Yleensä järjestelmäpäivityksen tavoitteena on rakentaa alusta, jonka avulla laitoksen toimintaa voidaan kehittää seuraavat 20 vuotta sen sijaan, että 15 vuotta sitten tehdyt ohjausjärjestelmäratkaisut rajoittaisivat edelleen laitoksen toimintaa. Tällaisessa tapauksessa ensimmäinen vaihe onkin laitoksen toimintakuvausten päivittäminen. Se mahdollistaa myös potentiaalisten järjestelmätoimittajien kilpailuttamisen hankintavaiheessa.

  

Huolellista suunnittelua vaatii myös järjestelmän uudistuksen aikatauluttaminen. Tyypillisesti prosessin seisonta-aika halutaan minimoida. Tämän mahdollistamiseksi täytyy miettiä, miten projekti voidaan jakaa järkeviin osiin prosessialueittain tai voidaanko esimerkiksi kentän ja valvomon uudistaminen tehdä vaiheittain.

  

Toinen näkökulma on uuden järjestelmän testaaminen mahdollisimman hyvin etukäteen. Esimerkiksi Siemensiltä löytyy useita simulointiohjelmistoja, joista Simit on järjestelmäuudistusten yhteydessä useimmin käytetty. Näillä ohjelmistoilla on mahdollista rakentaa prosessista digitaalinen kaksonen ja tehdä virtuaalinen käyttöönotto ennen järjestelmän vaihtoa. Tällä tavalla sovelluksesta voidaan löytää virheitä etukäteen ja minimoida ongelmakohdat varsinaisen käyttöönoton aikana. 

  

Digitaalinen kaksonen on hyödyksi myös operaattorien kouluttamisessa ennen uuden järjestelmän käyttöönottoa. Sitä voidaan myös hyödyntää jatkossa esimerkiksi järjestelmän muutosten testaamiseen. Digitaalisen kaksosen suunnittelun yhteydessä on kuitenkin aina hyvä arvioida riittävä simuloinnin taso: liian tarkan mallin tekeminen nostaa kustannuksia turhaan.       

  

Kolmas huomioitava asia on järjestelmän toimiminen laitoksen ja prosessin kehitysalustana tulevaisuudessa. Uudistusta suunniteltaessa onkin hyvä visioida, minkälaisia kehityshankkeita tulevaisuudessa voisi olla tulossa. Tänä päivänä digitaalisen alustan, jossa laitoksen data on saatavilla, luominen on yleinen vaatimus. Tämä mahdollistetaan Profinetilla tai muilla moderneilla kommunikointiratkaisuilla. Näin tieto on saatavilla tarvittaessa esimerkiksi taajuusmuuttajalta tai virtamittauksesta. Nämä tiedot voivat olla hyvinkin arvokkaita tulevaisuudessa esimerkiksi energiatehokkuustoimenpiteitä suunniteltaessa. 

  

Erilaiset tiedolla johtamisen työkalut ovat tätä päivää, ja niiden käyttö kannattaa mahdollistaa järjestelmäuudistuksen yhteydessä. Siten myös laitoksen toiminnan tehostaminen tulevaisuudessa helpottuu.

  

Neljäs näkökulma järjestelmää uudistettaessa on laitoksen turvallisuus. Järjestelmän uudistuksen yhteydessä kannattaakin tehdä turvallisuusarviointi. Nykyaikaisissa prosessinohjausjärjestelmissä tarvittavat turvaohjaukset voidaan integroida osaksi järjestelmää, jolloin erillisiä turvareleitä tai logiikoita ei tarvita. Maksimaalista käytettävyyttä tarvittaessa järjestelmien komponentit voidaan kahdentaa halutulla tasolla. Tänä päivänä myös tietoturvan rooli korostuu. Prosessinohjausjärjestelmään ulkopuolelta tulevat liitynnät altistavat sen tieturvauhkille ja sitä varten järjestelmän aktiivinen tietoturvakonsepti kannattaa määritellä jo hankintavaiheessa.

  

Kun huomioit nämä seikat jo suunnitteluvaiheessa, uskallan ennustaa tehtaanjohdolle levollisia yöunia ja positiivista kehitystä tuotannossa käyttöönottovaiheen jälkeen.

Tutustu ratkaisuihin