Nedetiden er elimineret, al procesdata er konstant tilgængeligt for kunden, og central diagnostik af alle komponenter på to fabrikker på to kontinenter giver proaktiv vedligeholdelse og optimeret performance.

Beskyttelseshjelmene løfter sig næsten, da vi drejer om hjørnet til bygning 15 og rammes af endnu et vindstød. Hårdt vejr er en arbejdsbetingelse her på industrihavnen i Kalundborg, hvor National Oilwell Varco producerer fleksible rør til olie- og gasindustrien. Men de enorme fleksible rør er bygget til at udstå endnu hårdere vejrforhold, da de primært benyttes til at transportere olie og gas fra havbunden til offshore platforme eller olietankere.

Nogle rør er helt op til 12-14 kilometer lange, og de opbevares og transporteres rundt på fabrikken på store kabeltromler. Rørene består af mange lag, der produceres i forskellige bygninger spredt ud på havnen. Men overvågning af både produktionen og af, om alt udstyr kører, foregår i bekvemme omgivelser i automationsingeniør Klaus Jørgensens kontor. Eller rent faktisk kan man sidde hvor som helst i verden, for snart er hver eneste komponent på fabrikken forbundet til en af de mest moderne industrielle infrastrukturer, der nogensinde er implementeret. Og for at gøre tingene endnu mere imponerende har National Oilwell Varco designet en tvillingefabrik i Brasilien, der bruger de præcis samme komponenter og i høj grad overvåges og drives fra Danmark.

De første skridt mod denne infrastruktur blev taget i 2012, da National Oilwell Varco købte virksomheden NKT Flexibles og satte gang i adskillelsen af IT-infrastrukturen til kontor og industriproduktion. Det giver god mening – og er siden blevet et krav i branchen – på en fabrik, der er i brug 24/7, og hvor ikke-planlagte produktionsstop er ekstremt dyre.

“Rørenes ydre lag består af et presset polymerlag, og uanset hvor langt røret er, skal dette gøres i én kontinuerlig proces. Hvis produktionen stopper, selv i få millisekunder, vil der gå hul på plastikken, hvilket resulterer i, at vi må skrabe det hele af og starte forfra på processen,” siger Finn Meldgaard, Senior Business Analyst.

Med den nye infrastruktur og den tilsvarende opgradering af udstyr undgår de alle ikke-planlagte stop.

“I dag er de eneste tilfælde af ikke-planlagte stop, hvis vi oplever et mindre nedbrud fra vores lokale elforsyning. Alle stop som følge af elektriske fejl er blevet elimineret,” siger Meldgaard.

Nødstop over trådløst netværk

At designe et netværk, der kører fejlfrit under så barske forhold som i denne industri, kan ikke lade sig gøre med almindelige switches og routere. Så da netværket skulle designes, henvendte National Oilwell Varco sig til Siemens for at få udviklet en komplet løsning, der inkluderede alt fra Controllers og I/O til kommunikationsløsninger og SCADA.

“Siemens var den rigtige partner, fordi de kunne udstyre os med den rigtige teknologi i form af PROFINET og de nødvendige robuste komponenter, der er designet til disse forhold, og fordi vi har brug for standardkomponenter helt ned til proceslaget på den enkelte maskine. Vi er i drift 24/7, og vi kan ikke bare lukke produktionen ned, fordi vi skal erstatte en switch. Ud over performance- delen er der også 10 års garanti på levering af reservedele, hvilket er vigtigt for os,” siger Johnny Jepsen, der også er Senior Business Analyst og Meldgaards nære kollega.

“Når man driver så store fabrikker med meget høje krav til sikkerhed og tilgængelighed, har man også brug for en strategi og en struktur bag de elektriske komponenter. Med Siemens er der sikkerhed for, at vi stadig kan udskifte en komponent fem eller ti år ude i fremtiden. Dele er altid lettilgængelige eller på lager et eller andet sted i verden, og alle de store konsulentvirksomheder har viden om softwaren, så vi kan altid få hjælp, hvis vi har behov for det.”  Fabriksdirektør Mads Thygesen. 

Brugen af standardkomponenter er så vigtig, at National Oilwell Varco udarbejdede en hvidbog over tilladte komponenter og apparater. Det medfører adskillige fordele, som rækker langt videre end blot at lette hurtig udskiftning af udstyr. Standardisering er grundlaget for digitalisering, og det er digitaliseringen, der gør det muligt for National Oilwell Varco at tilpasse produktionsfaciliteterne til hvert specialfremstillet rør.

Vi får en demonstration af, hvor godt udstyret virker, da vi besøger bygningen, der huser den maskine, der lægger carcass- laget på de fleksible rør. Maskinen har en diameter på omtrent to meter og roterer en omgang i sekundet. På væggen hænger et SCALANCE W, wireless access point fra Siemens, og på rotationsanordningen sidder to golfboldlignende antenner over for hinanden. Mistes signalet i 32 millisekunder, foretager maskinen et øjeblikkeligt sikkerhedsstop. Muligheden for overhovedet at have nødstop på et trådløst netværk er en af fordelene ved Industrial Wireless LAN, men den egentlige årsag til at tilslutte dette udstyr til netværket er at indsamle og administrere data.

“Vores kunder kan tilgå dokumentationsdata online. Branchen er af gode grunde en konservativ branche, og vi er ikke nået helt i mål endnu, men det vil være muligt for en kunde at sidde i Singapore og verificere data i stedet for at flyve til Danmark eller Brasilien. Når det bliver fuldt implementeret og accepteret i branchen, vil det give os en konkurrencemæssig fordel." Fabriksdirektør Mads Thygesen. 

Alt dokumenteres

Sikkerhed er centralt, når man leverer til olieindustrien, for skulle der nogensinde opstå et brud på et af rørene, ville de menneskelige og miljømæssige skader være altødelæggende. For at forhindre det i at ske monitoreres og dokumenteres selv det mindste trin i produktionsprocessen.

“Alle rør er specialbygget til at passe til temperaturen, saltindholdet, bølgernes struktur, surheden af de transporterede medier og det enkelte anvendelsessted. De er designet i tæt samarbejde med kunden, og under produktionen måler vi alting. På en aktuel produktion foretager vi otte målinger i sekundet og dokumenterer for eksempel plastikkens tykkelse og svejsningskvaliteten. Det løber op i mange data. Hvis vi printede dem ud, skulle vi bruge fem til ti store flyttekasser for at opbevare dem,” siger Meldgaard.

I dag kan kunderne vælge at modtage dokumentationen enten på papir eller digitalt, fordi al denne data nu transporteres gennem det nye industrielle netværk og samles centralt i et datacenter. Som et eksempel på, hvor meget data, der bliver produceret, forklarer Jepsen, at en uges test producerer 11 terabyte data. Testudstyret opbevares i to containere, der kan flyttes rundt på havnen, og her beviser det trådløse netværk igen sit værd, da containerne kan placeres hvor som helst – og vigtigere endnu – kontrolleres på afstand.

“Sammen med kunden monitorerer og kontrollerer vi testen via det industrielle WLAN. Det betyder, at intet menneske behøver være i eller nær testcontainerne, mens vi udsætter rørene for tryk. Hvis det usandsynlige skulle ske, at noget går galt, kommer ingen til skade,” siger Meldgaard.

At dække hele området med industrielt WLAN kræver controller based access points, da de ikke kun skal kunne fungere under hårde vejrforhold, men også skal fungere på trods af megen mulig interferens fra skibene i havnen og andet bevægeligt materiel.

“Vi dækker hele området, og netværket er designet til at transportere denne store mængde data, hvilket ikke er muligt med almindeligt udstyr beregnet til kontor-IT. Siemens har komponenterne til at håndtere de her udfordringer, og de er vant til at transmittere data i høje hastigheder, hvor hvert enkelt millisekund tæller, hvilket er en anden årsag til, at vi valgte at arbejde med dem,” siger Jepsen.

Proaktiv vedligeholdelse

Tilbage på Klaus Jørgensens kontor viser en monitor på væggen alle komponenter koblet til det industrielle netværk helt ned til hver enkelt node. Med undtagelse af få gule noder er de fleste grønne. Havde en af dem været rød, havde det krævet akut opmærksomhed. Overvågningen sker gennem Siemens Network Management Software, Sinema Server. Systemet effektiviserer vedligeholdelse og er let at håndtere. Men det har krævet detaljeret planlægning af netværket og stor grundighed at nå hertil.

“Vores største maskine alene har 220 IP-adresser, og en af de mindre maskiner har 86. Vi havde mulighed for at reorganisere og planlægge hele infrastrukturen forfra, og som en del af business casen planlagde vi vores netværksstruktur ti år ud i fremtiden. Det er så vital en del af virksomhedens fremtid at forsyne og sikre data, at vi fik den nødvendige støtte og finansiering fra ledelsen med det samme,” siger Jepsen.

Og alting ser også organiseret og veltilrettelagt ud. Elskabene er ekstremt ryddelige og har masser af plads til, at der tilføjes flere komponenter, og alle ledninger har hver deres farve alt efter formål.

“Vi reducerer nedetiden og kan proaktivt planlægge vedligeholdelse. Hvis en komponent bliver gul, får vi et grafisk overblik over, hvilke andre komponenter, der vil blive påvirket, hvis vi tager enheden ud af drift for at vedligeholde den. Og med vores hvidbog ved vi præcist, hvilke komponenter vi skal bruge, hvis en del skal erstattes. Denne diagnostik i realtid med detaljeret information, det grafiske overblik og farverne på ledningerne betyder, at uanset hvem, der er tilsynsførende på stedet, er de i stand til at håndtere akutte situationer, og der opstår ingen situationer, hvor nogen prøver sig frem og ved et uheld kommer til at trække i den forkerte ledning,” siger Klaus Jørgensen.

Sinema Server Network Mangement Software- systemet er også tilgængeligt på håndholdte enheder og kan programmeres til at alarmere udvalgte personer efter behov. Jepsen og Meldgaard får begge en SMS, hvis en komponent ikke svarer i mere end 60 sekunder.

“Vi kan reagere meget hurtigt, og vi kan løse problemer hurtigt. Systemet er så detaljeret, at hvis et kabel afbrydes, ved vi præcis, hvor det er, og hvilken betydning det har. Eller hvis et drev, der driver en motor i en Caterpillar er ude af drift, behøver vi ikke lede hele Caterpillaren igennem for at finde fejlen, men ved præcis, hvilket drev det er,” siger Jepsen.

Optimeret performance på to kontinenter

Fra sit kontor kan Klaus Jørgensen ikke blot overvåge fabrikken i Kalundborg, men også en søsterfabrik i Brasilien, hvor National Oilwell Varco for nyligt har bygget en hel fabrik for at levere en ordre til en af verdens største olievirksomheder. Da fabrikken i Brasilien er helt ny, er den designet til en mere smidig proces i forhold til, hvor bygningerne, der huser de forskellige procesmaskiner, ligger. Men netværksstrukturen og komponenterne er nøjagtig de samme som på den danske fabrik. Endnu en gang har standardisering vist sig at være den rette tilgang til at skabe en fuldt digitaliseret fabrik.

“Vi har helt enkelt brugt hvidbogen og brugt standardkomponenter hele vejen, hvilket også minimerer antallet af reservedele, vi er nødt til at have på lager. Det er meget effektivt og betyder, at vi kan overvåge og styre 80 til 90 % af fabrikken herfra,” siger Meldgaard.

Data indsamles også fra fabrikken i Brasilien, og den data bruges ikke kun til dokumentation til kunderne, men også til at optimere fabrikkernes performance.

“Især fordi alle maskiner og komponenter på fabrikken i Brasilien er nye, har vi et godt set-up til at sammenligne performance og analysere, hvorvidt vi kan udskifte dele eller ændre på indstillingerne for at optimere performance på den danske fabrik,” siger Meldgaard.

“Vi kan også bruge det til at overvåge og administrere energi i henhold til ISO 50001. Ellers havde vi måttet indsamle denne data manuelt,” tilføjer Jepsen.

”Med to fabrikker, der ligger på to forskellige kontinenter, men bruger det samme udstyr, har vi et godt grundlag for at sammenligne performance og tilpasse indstillingerne, hvis den ene producerer bedre end den anden. I kombination med proaktiv vedligeholdelse og hurtig problemløsning har dette allerede øget vores produktivitet.” Fabriksdirektør Mads Thygesen.

Særlige krav i olieindustrien

Det fuldt integrerede automationssystem, der spænder over to kontinenter, kompromitterer på ingen måde datasikkerhed. Det er designet som en skal indeni en skal, og for at nå frem til det industrielle netværk skal man igennem adskillige niveauer af sikkerhedsforanstaltninger. Selv hvis maskinerne blev afkoblet fra netværket, ville begge fabrikker stadig være fuldt funktionsdygtige.

“Hvis alt går galt, kan vi opbevare data i det lokale SCADA-system. En del af business casen er, at alle maskiner kan køre i syv dage uden forbindelse til det overordnede netværk,” siger Jepsen.

Den situation er svær overhovedet at forestille sig. Infrastrukturens design og hardog softwaren, der er udviklet udelukkende til industrielle formål, lader til at passe perfekt til en virksomhed, hvor et gigantisk og kompliceret sværindustriprodukt, der produceres døgnet rundt, skal møde dokumentationsstandarder, som ellers kun findes i medicinal-, luftfarts- og fødevareindustrien.

“I olieindustrien kommer sikkerhed først. Det gælder for vores produkter, vores produktion og for vores digitale infrastruktur,” siger Meldgaard.

Så uanset hvor hårdt vinden blæser over industrihavnen, kan den hverken blæse beskyttelseshjelmene af Meldgaard, Jepsen og Jørgensen eller forstyrre deres veltilrettelagte infrastruktur.